一种在线更换绝缘子装置

摘要

本发明提供一种在线更换绝缘子装置，包括移动载具，设置在所述移动载具上的储料仓，设置在所述储料仓上的悬浮机构，设置在所述移动载具上的喷涂机构，设置在所述移动载具上的更换机构，以及设置在所述移动载具上用于控制所述移动载具、悬浮机构、更换机构和喷涂机构的控制机构；能够在冬季定期对输电线路进行清理，能够实现巡检与清理冰块，且能够实现在线更换绝缘子，另外提供了适用于该融冰装置的融冰剂，冰点低，短时间内融冰速率快，融冰效果显著，且对碳钢和植物伤害小。

权利要求

1.一种在线更换绝缘子装置，其特征在于：包括移动载具，设置在所述移动载具上的储料仓，设置在所述储料仓上的悬浮机构，设置在所述移动载具上的喷涂机构，设置在所述移动载具上的更换机构，以及设置在所述移动载具上用于控制所述移动载具、悬浮机构、更换机构和喷涂机构的控制机构；

所述移动载具包括设置在输电线路上的行走模块，设置在所述行走模块上的电流互感器，以及设置在所述行走模块上的第一静电屏蔽网；

所述储料仓下端设置储料支撑杆，所述储料支撑杆下端设置第一云台，所述第一云台下端设置储料支撑臂，设置在所述储料支撑臂端部的第二云台，所述第二云台设置在所述行走模块上；

所述行走模块包括第一行走轮，设置在所述第一行走轮转轴端的支撑杆，设置在所述支撑杆上端部的压紧伸缩杆，设置在所述压紧伸缩杆端部的行走电机，设置在所述行走电机输出轴上的第二行走轮；

所述更换机构包括设置在支撑杆上的提升电机，设置在所述提升电机输出轴上的提升伸缩杆，设置在所述提升伸缩杆端部的夹持电机，设置在所述夹持电机输出轴上的L型夹持板，设置在所述L型夹持板上的夹持伸缩杆，设置在所述夹持伸缩杆端部的直面夹持板，设置在所述提升伸缩杆上的更换电机，设置所述更换电机输出轴上的更换伸缩杆，设置在所述更换伸缩杆端部的两轴云台，设置在所述两轴云台上的两锁紧伸缩杆，设置在所述锁紧伸缩杆端部的锁紧电机，设置在所述锁紧电机输出轴上的绝缘子套，设置在所述绝缘子套内的锁紧气囊，与所述锁紧气囊相连通的压缩气管，与设置在所述压缩气管上的三通电磁阀，设置在所述压缩气管末端的压缩气罐；所述喷涂机构包括设置在所述支撑杆上的喷涂杆，设置在所述喷涂杆端部的弧型喷涂架，设置在所述弧型喷涂架上的多个喷雾嘴，设置在多个所述喷雾嘴后部且与所述储料仓相连通的输料管，设置在所述输料管上的微型增压泵，以及设置在所述输料管上的电磁阀；所述储料仓内设置融冰剂，所述融冰剂由以下重量份数的成分制备：改性有机酸钙15-20份、1,2-丙二醇36-42份、醋酸钾12-17份、表面活性剂

5-8份、丙烯酸钠8-10份、硝酸铵钙2-3份、水52-58份；

所述改性有机酸钙的制备方法为：

S1：将竹醋液中加入氧化钙，在室温下以300-400r/min的转速搅拌10-15min，得到有机酸钙；

S2：将质量分数为6-8%的磷酸溶液中依次加入蒙脱土和偶联剂，水浴加热55-60℃，设置转速为200-300r/min搅拌5-10min，然后加入多聚磷酸钠，保持温度和转速不变，继续搅拌30-45min，得到改性蒙脱土；

S3：向步骤S1得到有机酸钙中加入步骤S2得到的改性蒙脱土和碳纳米管，在室温下以

200-300r/min的转速搅拌10-15min后，在频率为40kHz，功率为500W的超声波中震荡1-

1.5h，过滤，干燥，研磨，得到改性有机酸钙。

2.如权利要求1所述的在线更换绝缘子装置，其特征在于：所述悬浮机构包括设置在储料仓上的悬浮仓，设置在所述悬浮仓内的储压罐，设置在所述悬浮仓上端开口处的悬浮气囊，设置在所述储压罐上的充气电磁阀，设置在所述悬浮仓侧壁上的放气电磁阀。

3.如权利要求2所述的在线更换绝缘子装置，其特征在于：所述控制机构包括设置在所述支撑杆上的第二静电屏蔽网，设置在所述第二静电屏蔽网内的PLC，与所述PLC相连接的蓄电池。

4.如权利要求1所述的在线更换绝缘子装置，其特征在于：所述改性有机酸钙中各成分的用量比，竹醋液：磷酸溶液：氧化钙：蒙脱土：偶联剂：多聚磷酸钠：碳纳米管为100-105g：

35-40g：10-12g：6-10g：1-1.2g：0.3-0.6g：1.5-2.2g。

说明书

一种在线更换绝缘子装置

技术领域

[0001] 本发明涉及输电线路清理设备技术领域，具体涉及一种在线更换绝缘子装置。

背景技术

[0002] 随着国家电力事业的发展，供电电网的覆盖面积以及密度都在不断增加，线路的安全已经与我们的日常生活和工作密不可分。进入冬季后，我国大部分地区出现雨雪、冰冻天气，输变电设施受到不同程度损害，部分地区出现了设备跳闸、断线和倒塔事故，造成局部地区停电。我国输电线路遭受不同程度的覆冰灾害多达上千次。输电线路覆冰将导致电线舞动、断线、杆塔倒塌、绝缘子闪络等事故，对电网的正常运转和人民生活带来了极大不便。为了减少由于覆冰造成的事故发生，多数采用的方式为热力融冰法、机械除冰、自然除冰和机器人除冰法等方法。但是这些方法存在投资成本大，需要大量人力、除冰效率慢，容易对电气设备造成缺陷等不足；但是现有的设备往往比较单一，除冰仅除冰，更换绝缘子仅更换绝缘子，会造成对线路的多次伤害，因此需要一种能够在冬季进行除冰，并更换绝缘子的装置。

[0003] 公开号为CN107033844A的专利文献公开了一种环保除冰剂及其在飞机表面除冰中的应用，公开了一种环保除冰剂，该除冰剂含有发酵产物和碳酸钾，相对于100重量份的发酵产物，碳酸钾的含量为10-50重量份；所述发酵产物为通过包括如下步骤的方法制备得到的发酵产物：(1)将产1,2-丙二醇的微生物菌种接种到培养基中，得到发酵前的物料；(2)将发酵前的物料进行厌氧培养至1,2-丙二醇的浓度为200-350g/L，得到发酵产物。环保除冰剂将产1,2-丙二醇的微生物菌种在厌氧培养条件下得到的发酵产物与碳酸钾混合，得到的环保除冰剂。但是，该发明制得的除冰剂冰点为-35.1至-38.5之间，在低温条件下或短时间内融冰速率慢，融冰效果差，其不适合在长距离除冰，也不适合在线更换绝缘子。

[0004] 公告号为CN205791407U的专利公开了一种架空长距离输电线路定期清理装置，包括融冰装置本体和刀具安装板，所述机架的上方通过复合弹簧安装有横梁，且横梁的左右两侧均安装有导向轮，所述电机安装在融冰装置本体的内部，所述刀具安装板安装在融冰装置本体的右侧，且刀具安装板的上方通过液压伸缩装置安装有融冰刀。该装置采用利用加热电阻充当刀具，加热后融化冰块，不能将线路全面覆盖，融冰不彻底，而且刀具容易破损或划伤线路，造成不安全隐患，同时也不能实现长距离的定期清理，与在线更换绝缘子。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明提供一种在线更换绝缘子装置，能够在冬季定期对输电线路进行清理，能够实现巡检与清理冰块，且能够实现在线更换绝缘子，另外提供了适用于该融冰装置的融冰剂，冰点低，短时间内融冰速率快，融冰效果显著，且对碳钢和植物伤害小。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

[0007] 一种在线更换绝缘子装置，包括移动载具，设置在所述移动载具上的储料仓，设置在所述储料仓上的悬浮机构，设置在所述移动载具上的喷涂机构，设置在所述移动载具上的更换机构，以及设置在所述移动载具上用于控制所述移动载具、悬浮机构、更换机构和喷涂机构的控制机构；

[0008] 所述移动载具包括设置在输电线路上的行走模块，设置在所述行走模块上的电流互感器，以及设置在所述行走模块上的第一静电屏蔽网；

[0009] 所述储料仓下端设置储料支撑杆，所述储料支撑杆下端设置第一云台，所述第一云台下端设置储料支撑臂，设置在所述储料支撑臂端部的第二云台，所述第二云台设置在所述行走模块上；

[0010] 所述行走模块包括第一行走轮，设置在所述第一行走轮转轴端的支撑杆，设置在所述支撑杆上端部的压紧伸缩杆，设置在所述压紧伸缩杆端部的行走电机，设置在所述行走电机输出轴上的第二行走轮；

[0011] 所述更换机构包括设置在支撑杆上的提升电机，设置在所述提升电机输出轴上的提升伸缩杆，设置在所述提升伸缩杆端部的夹持电机，设置在所述夹持电机输出轴上的L型夹持板，设置在所述L型夹持板上的夹持伸缩杆，设置在所述夹持伸缩杆端部的直面夹持板，设置在所述提升伸缩杆上的更换电机，设置所述更换电机输出轴上的更换伸缩杆，设置在所述更换伸缩杆端部的两轴云台，设置在所述两轴云台上的两锁紧伸缩杆，设置在所述锁紧伸缩杆端部的锁紧电机，设置在所述锁紧电机输出轴上的绝缘子套，设置在所述绝缘子套内的锁紧气囊，与所述锁紧气囊相连通的压缩气管，与设置在所述压缩气管上的三通电磁阀，设置在所述压缩气管末端的压缩气罐。

[0012] 所述喷涂机构包括设置在所述支撑杆上的喷涂杆，设置在所述喷涂杆端部的弧型喷涂架，设置在所述弧型喷涂架上的多个喷雾嘴，设置在多个所述喷雾嘴后部且与所述储料仓相连通的输料管，设置在所述输料管上的微型增压泵，以及设置在所述输料管上的电磁阀。

[0013] 所述悬浮机构包括设置在储料仓上的悬浮仓，设置在所述悬浮仓内的储压罐，设置在所述悬浮仓上端开口处的悬浮气囊，设置在所述储压罐上的充气电磁阀，设置在所述悬浮仓侧壁上的放气电磁阀。

[0014] 所述控制机构包括设置在所述支撑杆上的第二静电屏蔽网，设置在所述第二静电屏蔽网内的PLC，与所述PLC相连接的蓄电池。

[0015] 所述储压罐内设置氦气或氩气。

[0016] 所述储料仓内设置融冰剂，所述融冰剂由以下重量份数的成分制备：改性有机酸钙15-20份、1,2-丙二醇36-42份、醋酸钾12-17份、表面活性剂5-8份、丙烯酸钠8-10份、硝酸铵钙2-3份、水52-58份。

[0017] 优选的，所述改性有机酸钙的制备方法为：

[0018] S1：将竹醋液中加入氧化钙，在室温下以300-400r/min的转速搅拌10-15min，得到有机酸钙；

[0019] S2：将质量分数为6-8%的磷酸溶液中依次加入蒙脱土和偶联剂，水浴加热55-60℃，设置转速为200-300r/min搅拌5-10min，然后加入多聚磷酸钠，保持温度和转速不变，继续搅拌30-45min，得到改性蒙脱土；

[0020] S3：向步骤S1得到有机酸钙中加入步骤S2得到的改性蒙脱土和碳纳米管，在室温下以200-300r/min的转速搅拌10-15min后，在频率为40kHz，功率为500W的超声波中震荡1-1.5h，过滤，干燥，研磨，得到改性有机酸钙。

[0021] 优选的，所述改性有机酸钙中各成分的用量比，竹醋液：磷酸溶液：氧化钙：蒙脱土：偶联剂：多聚磷酸钠：碳纳米管为100-105g：35-40g：10-12g：6-10g：1-1.2g：0.3-0.6g：1.5-2.2g。

[0022] 优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550或KH560。

[0023] 优选的，所述蒙脱土的粒径为70-80nm。

[0024] 优选的，所述改性有机酸钙的粒径为20-100nm。

[0025] 优选的，所述表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。

[0026] 本发明针对现有技术中在低温条件下或短时间内融冰速率慢，融冰效果差，不适用于长距离输电线路的融冰除冰，也不能实现长距离的定期清理的，还不能对绝缘子进行在线更换的现象，采用移动载具为基体实现行走，并在其上设置储料仓，在其中设置融冰剂，然后通过悬浮机构使得该结构向上升起，实现漂浮；而设置的喷涂机构能够在移动载具行走时实现在线除冰；而设置的更换机构能够实现在线对绝缘子的更换；本发明不仅能够实现对输电线路的除冰清理，而且还能够实现输电线路上绝缘子的在线更换，还提供了一种融冰剂，冰点低，短时间内融冰速率快，融冰效果显著，且对碳钢和植物伤害小，使得三者功能相互融合，并相辅相成，实现一遍即可对输电线路的三大技术问题进行化解。

[0027] 另外，采用的移动载具包括设置在输电线路上的行走模块，能够实现本装置的移动，而在行走模块上设置的电流互感器能够保证本装置的电力驱动，而设置的第一静电屏蔽网能够确保其上压紧伸缩杆与行走电机运行的平稳性，而行走模块包括第一行走轮与第二行走轮，其相互配合能够将本装置固定在输电线路上，实现在输电线路上的行走，而设置的行走电机为步进电机能够实现行进的正反前进，另外，为了实现巡检的功能可在支撑杆上设置摄像头或距离传感器，即可实现巡检功能，当然还可根据第二行走轮上压紧伸缩杆的距离变化来实现巡检功能。

[0028] 另外，采用的储料仓其下端设置储料支撑杆，并在储料支撑杆下端设置第一云台，并在第一云台上设置储料支撑臂，然后在储料支撑臂的端部设置第二云台，并将第二云台设置在行走模块的支撑杆上，从而实现固定，也实现了角度的调整，采用的第一云台与第二云台均为两轴云台，为了避免强电场造成的影响可在其外壁设置静电屏蔽网。

[0029] 另外，采用的喷涂机构包括设置在支撑杆上的喷涂杆，设置在喷涂杆上的弧型喷涂架，能够在其上设置多个喷雾嘴，通过输料管将融冰剂从储料仓输送至喷雾嘴上，从而喷出实现融冰，当然还可在弧型喷涂架前后设置两个喷涂机构，能够实现往返自如，设置的悬浮机构在储料仓上设置悬浮仓，并在其中设置储压罐，能够在其中设置氦气或氩气，当然还可设置氢气，但要做好安全防护，而设置的悬浮气囊能够向其中充气，从而实现悬浮，而设置的放气电磁阀，能够在需要回收或融冰剂减少时，实现放气减少浮力的作用，设置的控制机构现在支撑杆上设置第二静电屏蔽网，然后在其中设置PLC，并设置蓄电池，优选的采用可充电锂电池的方式。

[0030] 另外，采用的更换机构包括设置在支撑杆上的提升电机，通过提升电机能够改变提升伸缩杆的角度，进而先将提升伸缩杆端部的夹持电机上的夹持板与横担进行固定，在固定完毕后，再次通过提升电机与夹持电机的配合将输电线路举起，然后通过更换电机、更换伸缩杆、两轴云台实现将绝缘子套套在绝缘子上，通过通过电磁阀控制锁紧气囊进行充气，从而实现对横担上绝缘子的固定，然后通过转动实现将横担上绝缘子的去除，在去除后，通过提升电机将输电线路再次举起，然后通过两轴云台将待安装的绝缘子转动至横担绝缘子安装孔上，然后通过锁紧电机的转动使得锁紧气囊中的绝缘子安装在横担上，并向上提起的同时通过三通电磁阀实现排气，在提起后，通过更换伸缩杆将绝缘子套进行收纳，然后通过提升伸缩杆缓慢的将输电线路落下并通过行走轮转移至绝缘子的下一侧输电线路上，然后在输电线路回落至绝缘子上后，将夹持伸缩杆进行收缩实现脱离对横担的夹持，进而完成对绝缘子的更换；为了保证上述动作的稳定进行，采用远程无线遥控的方式进行操作，当然还可通过自动化的方式实现，另外，为了保证自动化不受输电线路的干扰，在其表面均设置有静电屏蔽网，来确保本装置的顺利进行。

[0031] 本发明采用的融冰剂以1,2-丙二醇为主要成分，其具有很好的水溶性，并且它的水溶液本身可以达到很低的冰点，同时1,2-丙二醇的稳定性很好，腐蚀性很小，作为一种有机小分子，在自然界中可以自然降解，对土壤，水体等污染很小。本发明制备的改性有机酸钙也具有较好融冰效果，与1,2-丙二醇相配合，协同作用，提高融冰效率，融冰效果更佳。醋酸钾是一种有机冰点降低剂，与1,2-丙二醇和改性有机酸钙相结合，显著降低体系的冰点。丙烯酸钠作为分散剂，具有阻垢和净水絮凝的作用，对融化后的水质起到净化效果，防止污染土壤。硝酸铵钙能够与1,2-丙二醇协同降低水的冰点，增强融冰效果，同时融冰剂流入土壤中，能添加植物所需要的氮元素，有利于植物的生长。改性有机酸钙的粒径优选为20-
100nm，分散效果好，并添加表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚提高组分之间的乳化能力，使他们彼此能更加有效地混合。

[0032] 竹醋液是用竹材烧炭的过程中，收集竹材在高温分解中产生的气体，并将这种气体在常温下冷却得到的液体物质。竹醋液含有近300种天然高分子有机化合物，有有机酸类、醇类、酮类、醛类、酯类及微量的碱性成分等。本发明将竹醋液与氧化钙混合制备有机酸钙，具有较低的冰点，较好的融冰效果。蒙脱土的粒径为70-80nm，将蒙脱土先用磷酸溶液改性，增大比表面积和化学活性，硅烷偶联剂增强相容性，再用多聚磷酸钠进一步改性，提高蒙脱土分散性；碳纳米管优选比表面积为≥233m2/g，内径3-5nm，外径8-15nm，长度50μm，具有优异的力学性能和化学性能，具有开放的多孔结构，本发明将改性后蒙脱土和碳纳米管进一步改性有机酸钙，增强其疏水性，加快融冰剂融冰速度。

[0033] 本发明的融冰剂以1,2-丙二醇为主要成分，并与改性有机酸钙、醋酸钾等组分相结合，冰点能够达到-45℃，低温下融冰速率高，短时间内融冰速度快，融冰效果显著；具有阻垢和净水絮凝的作用，对融化后的水质起到净化效果，防止污染土壤；还含有植物所需的氮、磷、钾元素，能促进植物的生长。

附图说明

[0034] 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

[0035] 图1是本发明整体结构示意图；

[0036] 图2是本发明喷涂机构处的结构示意图；

[0037] 图3是本发明悬浮机构处的结构示意图；

[0038] 图4是本发明移动载具处的侧面结构示意图；

[0039] 图5是本发明更换机构的结构示意图；

[0040] 图6是本发明绝缘子套处的结构示意图。

具体实施方式

[0041] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图1-6对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0042] 实施例1

[0043] 一种在线更换绝缘子装置，包括移动载具，设置在所述移动载具上的储料仓13，设置在所述储料仓13上的悬浮机构，设置在所述移动载具上的喷涂机构，以及设置在所述移动载具上用于控制所述移动载具、悬浮机构和喷涂机构的控制机构；

[0044] 所述移动载具包括设置在输电线路上的行走模块，设置在所述行走模块上的电流互感器25，以及设置在所述行走模块上的第一静电屏蔽网4；

[0045] 所述储料仓13下端设置储料支撑杆12，所述储料支撑杆12下端设置第一云台11，所述第一云台11下端设置储料支撑臂10，设置在所述储料支撑臂10端部的第二云台9，所述第二云台9设置在所述行走模块上。

[0046] 所述行走模块包括第一行走轮1，设置在所述第一行走轮1转轴端的支撑杆26，设置在所述支撑杆26上端部的压紧伸缩杆5，设置在所述压紧伸缩杆5端部的行走电机3，设置在所述行走电机3输出轴上的第二行走轮2。

[0047] 所述更换机构27包括设置在支撑杆上的提升电机271，设置在所述提升电机271输出轴上的提升伸缩杆272，设置在所述提升伸缩杆272端部的夹持电机273，设置在所述夹持电机273输出轴上的L型夹持板274，设置在所述L型夹持板274上的夹持伸缩杆275，设置在所述夹持伸缩杆275端部的直面夹持板276，设置在所述提升伸缩杆272上的更换电机277，设置所述更换电机277输出轴上的更换伸缩杆278，设置在所述更换伸缩杆278端部的两轴云台279，设置在所述两轴云台279上的两锁紧伸缩杆280，设置在所述锁紧伸缩杆280端部的锁紧电机281，设置在所述锁紧电机281输出轴上的绝缘子套285，设置在所述绝缘子套285内的锁紧气囊286，与所述锁紧气囊286相连通的压缩气管284，与设置在所述压缩气管上的三通电磁阀282，设置在所述压缩气管284末端的压缩气罐283。

[0048] 所述喷涂机构包括设置在所述支撑杆26上的喷涂杆22，设置在所述喷涂杆22端部的弧型喷涂架23，设置在所述弧型喷涂架23上的多个喷雾嘴24，设置在多个所述喷雾嘴24后部且与所述储料仓13相连通的输料管19，设置在所述输料管19上的微型增压泵21，以及设置在所述输料管21上的电磁阀20。

[0049] 所述悬浮机构包括设置在储料仓13上的悬浮仓15，设置在所述悬浮仓15内的储压罐18，设置在所述悬浮仓15上端开口处的悬浮气囊17，设置在所述储压罐18上的充气电磁阀16，设置在所述悬浮仓15侧壁上的放气电磁阀14。

[0050] 所述控制机构包括设置在所述支撑杆26上的第二静电屏蔽网8，设置在所述第二静电屏蔽网8内的PLC7，与所述PLC7相连接的蓄电池6。

[0051] 所述储压罐18内设置氦气。

[0052] 所述融冰剂为常规融冰剂或为实施例2-5任意一项；

[0053] 表1 实施例2-5的融冰剂中各成分的重量份（份）

[0054]   实施例2 实施例3 实施例4 实施例5改性有机酸钙 15 17 19 20
1,2-丙二醇 36 38 40 42
醋酸钾 12 14 16 17
表面活性剂 5 6 7 8
丙烯酸钠 8 8.5 9 10
硝酸铵钙 2 2.5 2.8 3
水 52 55 56 58

[0055] 表2 实施例2、4、6、8的改性有机酸钙中各成分的用量（g）

[0056]   实施例2 实施例4 实施例6 实施例8竹醋液 100 102 103 105
磷酸溶液 35 37 38 40
氧化钙 10 11 11 12
蒙脱土 6 7 9 10
偶联剂 1 1.1 1.1 1.2
多聚磷酸钠 0.3 0.4 0.5 0.6
碳纳米管 1.5 1.8 2 2.2

[0057] 实施例2

[0058] 本实施例提供一种在线更换绝缘子装置，与实施例1的区别在于：提供了实施例1中的融冰剂，由表1所示的成分及其重量份数制成，所述改性有机酸钙由表2所示的成分及其用量制成。

[0059] 其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。所述表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚。

[0060] 所述改性有机酸钙的制备方法为：

[0061] S1：将竹醋液中加入氧化钙，在室温下以300r/min的转速搅拌15min，得到有机酸钙；

[0062] S2：将质量分数为6%的磷酸溶液中依次加入蒙脱土和偶联剂，水浴加热55-60℃，设置转速为200r/min搅拌10min，然后加入多聚磷酸钠，保持温度和转速不变，继续搅拌45min，得到改性蒙脱土；

[0063] S3：向步骤S1得到有机酸钙中加入步骤S2得到的改性蒙脱土和碳纳米管，在室温下以200r/min的转速搅拌15min后，在频率为40kHz，功率为500W的超声波中震荡1h，过滤，干燥，研磨，得到改性有机酸钙。

[0064] 所述融冰剂的制备方法为：将改性有机酸钙、1,2-丙二醇、醋酸钾和水置于磁力搅拌器中50-60℃条件下，以400r/min的转速搅拌10min后，加入表面活性剂、丙烯酸钠和硝酸铵钙，保持温度不变，以200r/min的转速搅拌45min后；50μm的孔径进行一次过滤，将得到的一次滤液在频率为40kHz，功率为500W的超声波中震荡2h，然后静置12h，30μm的孔径进行二次过滤，得到的二次滤液即为融冰剂。

[0065] 实施例3

[0066] 本实施例提供一种在线更换绝缘子装置，与实施例1的区别在于：提供了实施例1中的融冰剂，由表1所示的成分及其重量份数制成，所述改性有机酸钙中各成分的用量，同实施例2。

[0067] 其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。所述改性有机酸钙的制备方法同实施例2。所述融冰剂的制备方法同实施例2。

[0068] 实施例4

[0069] 本实施例提供一种在线更换绝缘子装置，与实施例1的区别在于：提供了实施例1中的融冰剂，由表1所示的成分及其重量份数制成，所述改性有机酸钙由表2所示的成分及其用量制成。

[0070] 其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。所述表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚。

[0071] 所述改性有机酸钙的制备方法为：

[0072] S1：将竹醋液中加入氧化钙，在室温下以350r/min的转速搅拌12min，得到有机酸钙；

[0073] S2：将质量分数为7%的磷酸溶液中依次加入蒙脱土和偶联剂，水浴加热55-60℃，设置转速为250r/min搅拌8min，然后加入多聚磷酸钠，保持温度和转速不变，继续搅拌40min，得到改性蒙脱土；

[0074] S3：向步骤S1得到有机酸钙中加入步骤S2得到的改性蒙脱土和碳纳米管，在室温下以250r/min的转速搅拌12min后，在频率为40kHz，功率为500W的超声波中震荡1.5h，过滤，干燥，研磨，得到改性有机酸钙。

[0075] 所述融冰剂的制备方法同实施例2。

[0076] 实施例5

[0077] 本实施例提供一种在线更换绝缘子装置，与实施例1的区别在于：提供了实施例1中的融冰剂，由表1所示的成分及其重量份数制成，所述改性有机酸钙中各成分的用量，同实施例4。

[0078] 其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。所述表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚。所述改性有机酸钙的制备方法同实施4。所述融冰剂的制备方法同实施例2。

[0079] 实施例6

[0080] 本实施例提供一种在线更换绝缘子装置，与实施例1的区别在于：提供了实施例1中的融冰剂中各成分及其重量份数同实施例5，所述改性有机酸钙由表2所示的成分及其含量制成。

[0081] 其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

[0082] 所述改性有机酸钙的制备方法为：

[0083] S1：将竹醋液中加入氧化钙，在室温下以400r/min的转速搅拌10min，得到有机酸钙；

[0084] S2：将质量分数为8%的磷酸溶液中依次加入蒙脱土和偶联剂，水浴加热55-60℃，设置转速为300r/min搅拌5min，然后加入多聚磷酸钠，保持温度和转速不变，继续搅拌30min，得到改性蒙脱土；

[0085] S3：向步骤S1得到有机酸钙中加入步骤S2得到的改性蒙脱土和碳纳米管，在室温下以300r/min的转速搅拌10min后，在频率为40kHz，功率为500W的超声波中震荡1h，过滤，干燥，研磨，得到改性有机酸钙。

[0086] 所述融冰剂的制备方法同实施例2。

[0087] 实施例7

[0088] 本实施例提供一种在线更换绝缘子装置，与实施例1的区别在于：提供了实施例1中的融冰剂中各成分及其重量份数同实施例4，所述改性有机酸钙中各成分的用量，同实施例6。

[0089] 其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

[0090] 所述改性有机酸钙的制备方法同实施例6。所述融冰剂的制备方法同实施例2。

[0091] 实施例8

[0092] 本实施例提供一种在线更换绝缘子装置，与实施例1的区别在于：提供了实施例1中的融冰剂中各成分及其重量份数同实施例3，所述改性有机酸钙由表2所示的成分制成。

[0093] 其中，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。

[0094] 所述改性有机酸钙的制备方法同实施例6。所述融冰剂的制备方法同实施例2。

[0095] 另外，实施例2-8中，所述蒙脱土的粒径为70-80nm，所述改性有机酸钙的粒径为20-100nm，碳纳米管优选比表面积为≥233m2/g，内径3-5nm，外径8-15nm，长度50μm。

[0096] 对比例1

[0097] 一种融冰剂中各成分及其重量份数均同实施例4，制备方法也同实施例4，但与实施例4不同的是，本对比例中，缺少醋酸钾。

[0098] 对比例2

[0099] 一种融冰剂中各成分及其重量份数均同实施例4，制备方法也同实施例4，但与实施例4不同的是，本对比例中，缺少丙烯酸钠。

[0100] 对比例3

[0101] 一种融冰剂中各成分及其重量份数均同实施例4，制备方法也同实施例4，但与实施例4不同的是，本对比例中，未对有机酸钙进行改性，即有机酸钙的制备方法是将竹醋液中加入氧化钙，在室温下以350r/min的转速搅拌12min，得到有机酸钙。

[0102] 对比例4

[0103] 一种融冰剂中各成分及其重量份数均同实施例4，制备方法也同实施例4，但与实施例4不同的是，本对比例中，对有机酸钙进行改性中，缺少磷酸溶液、偶联剂和多聚磷酸钠，即未对蒙脱土进行改性。

[0104] 所述改性有机酸钙的制备方法为：

[0105] S1：将竹醋液中加入氧化钙，在室温下以350r/min的转速搅拌12min，得到有机酸钙；

[0106] S2：向步骤S1得到有机酸钙中加入蒙脱土和碳纳米管，碳纳米管比表面积为≥2
233m /g，内径3-5nm，外径8-15nm，长度50μm，在室温下以250r/min的转速搅拌12min后，在频率为40kHz，功率为500W的超声波中震荡1.5h，过滤，干燥，研磨，得到改性有机酸钙。

[0107] 性能测试

[0108] 融冰速率测试

[0109] 在冰盘内注入500毫升蒸馏水，置于冰柜内，在-25℃条件下冰冻12小时冻结成冰。将冰柜盖打开，将温度调节到-15℃，把各冰盘陈列。在一分钟内将10克融冰剂均匀喷洒到冰盘面上。分别在5、10、20、30分钟收集融化掉的水，并称重，测试结果参见表3。

[0110] 表3 实施例2-8及对比例1-4融冰剂融化掉水的重量（g）

[0111]   5min 10min 20min 30min实施例2 7.35 16.87 27.95 35.77
实施例3 7.33 16.86 27.90 35.78
实施例4 7.96 17.22 28.53 38.49
实施例5 7.84 17.13 28.41 38.33
实施例6 7.88 17.17 28.47 38.40
实施例7 7.57 17.01 28.32 38.26
实施例8 7.49 16.94 28.18 38.15
对比例1 3.39 7.57 16.58 25.77
对比例2 3.55 8.46 17.89 26.34
对比例3 2.11 6.15 14.38 22.59
对比例4 2.87 6.98 15.22 23.87

[0112] 其他性能的测试，参见GB/T 23851-2017，测试结果参见表4。

[0113] 表4 实施例1-8及对比例1-4融冰剂性能测试结果

[0114]

[0115] 结合表3和表4，对本发明实施例2-8融冰速率进行测试，在-15℃条件下，当把融冰剂撒在冰面上产生融冰作用时，可以听到啪啪的冰裂声，在融冰剂的周围形成很多“小坑”，在融冰剂的部位最终形成纵横沟壑的冰面，在低温环境下具有优异的融冰效果，融冰速率快。冰点在-40℃以下，对碳钢的腐蚀和植物种子的受害很小，综合性能优异。对比例1省略醋酸钾，融冰剂的融冰速率下降明显、冰点显著上升，对比例2缺少丙烯酸钠，对钢铁的腐蚀和植物种子的伤害最大；对比例3未将有机酸钙进行改性，融冰剂的融冰速率明显下降、冰点上升明显；对比例4未对蒙脱土进行改性，短时间内融冰效果差，融冰剂的综合性能均有所下降。说明本发明配方和工艺适配性好，各原料之间是相辅相成的，缺少任何一种原料，材料的性能就会明显下降。

[0116] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。