一种输电线路融冰装置的制作方法

本发明涉及输电线路检修
技术领域：
，具体涉及一种输电线路融冰装置。
背景技术：
：进入冬季后，我国大部分地区出现雨雪、冰冻天气，输电线路经常遭受不同程度的覆冰灾害。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。输电线路的覆冰是一个复杂的过程，覆冰量与导线半径、过冷水滴直径、含风量、温度等诸多因素有关。为减少覆冰引起各种事故的发生，目前国内外除冰方法繁多，但究其除冰机理可归纳为热力融冰法、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、结构单一、除冰效率慢，容易对线路或电气设备造成缺陷等不足。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，不适用于输电线路的融冰除冰。公告号为cn205791407u的专利公开了一种架空输电线路融冰装置，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。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供一种输电线路融冰装置，能将线路全面覆盖，融冰彻底，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。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种输电线路融冰装置，包括移动工具车、设置在所述移动工具车上的支撑机构、及设置在所述支撑机构上的融冰机构；所述移动工具车上设有离心泵和存放有液体融冰剂的储液筒，所述储液筒通过进口管道与所述离心泵的进口相连接，所述离心泵的出口与y型出口管道的下端相连接；所述支撑机构包括固定设置在所述移动工具车上的底座、设置在所述底座上的支撑架；所述支撑架包括第一支撑杆、第二支撑杆和用于支撑所述出口管道的y型固定槽；所述融冰机构包括设置在所述第一支撑杆端部的u型第一喷管和设置在所述第二支撑杆端部的倒u型第二喷管，所述出口管道的第一支管与所述第一喷管相连接，所述出口管道的第二支管与所述第二喷管相连接。优选的，所述第一喷管和第二喷管的内壁上设置若干个通孔。优选的，所述固定槽设置在所述第一支撑杆和第二支撑杆之间，所述固定槽上设置若干个固定夹。优选的，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。优选的，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。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。优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550或kh560。优选的，所述蒙脱土的粒径为70-80nm。优选的，所述改性有机酸钙的粒径为20-100nm。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。本发明的有益效果是：一种输电线路融冰装置，包括移动工具车、支撑机构和融冰机构。移动工具车用于带动支撑机构和融冰机构移动，对输电线路进行融冰处理。另外，移动工具车上设有离心泵和存放有液体融冰剂的储液筒，储液筒通过进口管道与离心泵的进口相连接，离心泵的出口与y型出口管道的下端相连接。支撑机构包括固定设置在移动工具车上的底座、设置在底座上的支撑架；支撑架包括第一支撑杆、第二支撑杆和用于支撑出口管道的y型固定槽。第一支撑杆和第二支撑杆为垂直的竖杆，y型固定槽设置在第一支撑杆和第二支撑杆中间，下部与底座相连接。y型固定槽内放置y型出口管道，为了固定更加牢固，设置若干个固定夹。融冰机构包括设置在第一支撑杆端部的u型第一喷管和设置在第二支撑杆端部的倒u型第二喷管，第一喷管和第二喷管的内壁尺寸与输电线的外径相匹配，略大于输电线的外径，能够卡在输电线上。出口管道的第一支管与第一喷管相连接，出口管道的第二支管与第二喷管相连接。离心泵把储液筒内的融冰剂通过出口管道输送到第一喷管和第二喷管内，第一喷管和第二喷管的内壁上设置若干个通孔，第一喷管和第二喷管内的融冰剂通过通孔喷设在输电线上，对输电线路上的覆冰进行融化。移动工具车带动支撑机构和融冰机构移动，对输电线路进行融冰，除冰。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。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。本发明采用u型第一喷管和倒u型第二喷管分别卡设在线路上，对线路的一周全面覆盖，离心泵将融冰剂输送到第一喷管和第二喷管内，全面喷涂在线路上，并采用移动工具车带动行走，解决了以往融冰装置只能将线路的一部分喷设融冰剂，造成融冰不全面、不彻底，融冰效果差的难题。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。附图说明下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。图1是本发明实施例1的融冰装置的主视图。图2是本发明实施例1的融冰机构的结构示意图。具体实施方式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和2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。实施例1参阅图1和2，本实施例提供一种输电线路融冰装置，包括移动工具车1、设置在所述移动工具车1上的支撑机构、及设置在所述支撑机构上的融冰机构；所述移动工具车1上设有离心泵6和存放有液体融冰剂的储液筒8，所述储液筒8通过进口管道7与所述离心泵6的进口相连接，所述离心泵6的出口与y型出口管道5的下端相连接；所述支撑机构包括固定设置在所述移动工具车1上的底座2、设置在所述底座2上的支撑架；所述支撑架包括第一支撑杆3、第二支撑杆4和用于支撑所述出口管道5的y型固定槽9；所述融冰机构包括设置在所述第一支撑杆2端部的u型第一喷管11和设置在所述第二支撑杆4端部的倒u型第二喷管12，所述出口管道5的第一支管与所述第一喷管11相连接，所述出口管道5的第二支管与所述第二喷管12相连接。所述第一喷管11和第二喷管12的内壁上设置若干个通孔。所述固定槽9设置在所述第一支撑杆3和第二支撑杆4之间，所述固定槽9上设置若干个固定夹15。其中，底板2通过螺栓固定连接在移动工具车1的车厢上，离心泵6的型号为g12-120wzl，其电源由车载电瓶提供。进口管道7和出口管道5均为软管，进口管道7和出口管道5上均设置阀门，出口管道5上设有三通阀，将管道设置成y型。第一支撑杆3和第二支撑杆4均为上细下粗的伸缩杆，二者及固定槽9的底部与底座2之间均通过l型连接件固定连接。第一支撑杆3和第二支撑杆4最下端的一节与固定槽9之间通过连接杆16可拆卸连接，结构更加稳定。连接杆16的两端均设置挂钩，第一支撑杆3、第二支撑杆4和定位槽9相对应的位置设置固定环。参阅图2，第一喷管11和第二喷管12均为金属材质，内壁的尺寸与输电线路的外径相匹配，略大于输电线路的外径，能够卡设在输电线路上。第一喷管11的下部焊接连接块14，连接块14通过连接件与第一支撑杆3之间连接。第二喷管12的上部焊接倒u型连接杆13，倒u型连接杆13同样通过连接件与第二支撑杆4之间连接。使用时，先调整好第一支撑杆3和第二支撑杆4的位置，使第一喷管11和第二喷管12卡在输电线路上，然后固定连接杆16，开启离心泵6将融冰剂输送到第一喷管11和第二喷管12内，启动移动工具车缓慢行驶，对输电线路进行融冰。表1实施例2-5的融冰剂中各成分的重量份（份）实施例2实施例3实施例4实施例5改性有机酸钙151719201,2-丙二醇36384042醋酸钾12141617表面活性剂5678丙烯酸钠88.5910硝酸铵钙22.52.83水52555658表2实施例2、4、6、8的改性有机酸钙中各成分的用量（g）实施例2实施例4实施例6实施例8竹醋液100102103105磷酸溶液35373840氧化钙10111112蒙脱土67910偶联剂11.11.11.2多聚磷酸钠0.30.40.50.6碳纳米管1.51.822.2实施例2本实施例提供一种输电线路融冰装置，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。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。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300r/min的转速搅拌15min，得到有机酸钙；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；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。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。实施例3本实施例提供一种输电线路融冰装置，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。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。实施例4本实施例提供一种输电线路融冰装置，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。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。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350r/min的转速搅拌12min，得到有机酸钙；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；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。所述融冰剂的制备方法同实施例2。实施例5本实施例提供一种输电线路融冰装置，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。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。实施例6本实施例提供一种输电线路融冰装置，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。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。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400r/min的转速搅拌10min，得到有机酸钙；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；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。所述融冰剂的制备方法同实施例2。实施例7本实施例提供一种输电线路融冰装置，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。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6。所述融冰剂的制备方法同实施例2。实施例8本实施例提供一种输电线路融冰装置，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。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6。所述融冰剂的制备方法同实施例2。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。对比例1一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。对比例2一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。对比例3一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。对比例4一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。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350r/min的转速搅拌12min，得到有机酸钙；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≥233m2/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。性能测试融冰速率测试在冰盘内注入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。表3实施例2-8及对比例1-4融冰剂融化掉水的重量（g）5min10min20min30min实施例27.3516.8727.9535.77实施例37.3316.8627.9035.78实施例47.9617.2228.5338.49实施例57.8417.1328.4138.33实施例67.8817.1728.4738.40实施例77.5717.0128.3238.26实施例87.4916.9428.1838.15对比例13.397.5716.5825.77对比例23.558.4617.8926.34对比例32.116.1514.3822.59对比例42.876.9815.2223.87其他性能的测试，参见gb/t23851-2017，测试结果参见表4。表4实施例1-8及对比例1-4融冰剂性能测试结果结合表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。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页12