CN114317145A - 一种高低压绝缘体带电清洗剂的制备使用方法及工作系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高低压绝缘体带电清洗剂的制备使用方法及工作系统，该制备方法包括如下步骤：S1、小容量研磨搅拌；S2、大容量混合搅拌，带电清洗剂的各组分至少能够在S1步骤或S2步骤中被加入，以生成预设配比和用量的带电清洗剂，其中，组成成分和配比为主剂癸烷异构体50‑80份、有机溶剂20‑40份、表面活性剂5‑10份、渗透剂5‑10份、保护剂1‑3份。

Description

一种高低压绝缘体带电清洗剂的制备使用方法及工作系统

技术领域

本发明涉及精细化工领域，具体为一种高低压绝缘体带电清洗剂的制备使用方法及工作系统。

背景技术

为预防带电设备表面污闪的发生，带电清洗已成为广泛采用的清洁措施。而针对各种带电设备、各种表面和缝隙污垢，性质各不相同的带电清洗剂也应运而生。受纺织品行业普遍使用的干洗剂的启发，即相似相溶、高闪点、挥发快、清洁后养护等特点，带电清洗剂除以上特征外，还需具备良好的绝缘性，具体可用静态绝缘电阻和动态绝缘电阻来表示，其中的动态绝缘电阻对带电清洗剂的操作安全性尤其重要，所谓动态绝缘电阻即清洗剂与污垢杂质的混合溶液的电阻率，只有当动态绝缘电阻足够大时才能保证带电清洁操作的安全，这对于高压发电和输电设备也尤为重要。为了达到良好的清洁和养护的双重效果，带电清洗剂通常包括起各种作用的成分，例如起主要的清洁作用的称为主剂，起润湿渗透作用的为渗透剂，能在不混溶的物质间减小表面张力的为表面活性剂，清洁后形成保护膜的为保护剂，帮助各成分均匀混溶的为助溶剂或互溶剂。而如何才能使各成分应有的作用尽可能发挥出来，同时又尽量减小各成分中不利于清洁作用的性质，关键就在于制备方法。对于相溶的成分，制备的标准即完全溶解、充分反应、不破坏有效成分，同时尽量降低能耗和缩短制备时间；对于不相溶的成分，制备的标准为形成均匀稳定的乳剂，然而因乳剂在储存过程中容易出现分层、转相、絮凝，甚至破乳或酸败等现象，因此需在产品说明中明确运输、储存和操作方法。

中国专利CN111471537A公开了一种可带电清洗耐电压25kV以上电器设备的清洗剂及其制备方法，由异构十碳烷烃、全氟聚醚油、柠檬烯和二乙二醇丁醚组成，其制备方法包括以下步骤：常温启动不锈钢反应釜，匀速缓慢搅拌预热5-10分钟，常温下按配比将以上各成分按比例依次放入反应釜中，密闭后匀速缓慢搅拌至溶液呈现无色透明即可，搅拌时间为20-30分钟；以上四种成分在常温下均为液态，且极性相似，能互溶，因此对反应釜、反应温度、搅拌速度均无具体要求。

中国专利CN110878237A公开了一种高压电力设备带电清洗剂及其制备方法，组成为：四氯乙烯、聚醚改性有机硅、无水乙醇、丙二醇嵌段聚醚、三聚磷酸钠、乙二醇四乙酸、二甲基硅油、二甲基亚砜、十二烷基二甲基甜菜碱，制备方法为(1)将四氯乙烯和聚醚改性有机硅、三聚磷酸钠倒入混合器内搅拌10-15分钟，(2)将步骤(1)的混合液与其他原料一同倒入密闭容器中，在20-30℃搅拌反应30-45分钟即可；以上成分中三聚磷酸钠常温下为白色粉末，其他各组分均为液相，三聚磷酸钠易溶于水较难溶于有机溶剂，能络合钙、铁、镁等金属离子形成可溶性络合物，属于无机表面活性剂，且具有有机表面活性剂的部分性质，因此作为有机表面活性剂的聚醚改性有机硅可助其在主剂四氯乙烯中的溶解，然而根据公开的配比，四氯乙烯60-100份、聚醚改性有机硅1-10份、三聚磷酸钠5-10份，反映条件为10-15分钟，且所有实施例的配比中聚醚改性有机硅均小于三聚磷酸钠，因为四氯乙烯属于非极性溶液，其正负电荷中心重叠，偶极矩为零，要想在常温下通过10-15分钟的搅拌让较小配比的聚醚改性有机硅帮助较大配比的极性固体三聚磷酸钠溶解于非极性溶液四氯乙烯中，可能较为困难，又因为四氯乙烯极易挥发，升高温度不可取，延长时间应能达到效果。

中国专利CN110903916A公开了一种带电清洗剂及其制备方法，组成为：氢氟醚、N-甲基吡咯烷酮、非离子表面活性剂、二甲基硅油、多甲基硅氧烷、抗静电剂，制备方法为：密闭容器中，室温下以80-100r/min(相当于1.3-1.7r/s)的速度搅拌0.5-1h即得；根据以上方法可知所选的成分在室温下均为液态，且能互溶，因此对设备和反应条件无特殊要求，转速适当，反应时间能满足要求。

中国专利CN109852491A公开了一种用于电器设备的带电清洗剂及其制备方法，组成为：有机溶剂、一氟二氯乙烷、脂肪醇聚氧乙烯醚、抗静电剂、无水乙醇、四氯化碳、硅油、表面活性剂、乙酸乙酯、保护剂，制备方法为：先将一氟二氯乙烷和有机溶剂混合，加热至30-40℃，搅拌均匀，再加热至60-70℃，加入表面活性剂后搅拌均匀，冷却至40-50摄氏度得到混合液A，然后将四氯化碳、乙酸乙酯和无水乙醇混合，加热至30-40℃后搅拌均匀，加入硅油后搅拌均匀，加热至40-50℃得到混合液B，再将混合液A和混合液B混合搅拌均匀得到混合液C1，将混合液C1加热至70-80℃后加入脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀得到混合液C2，将混合液C2冷却至60℃得到混合液C，向混合液C中加入抗静电剂，搅拌均匀得到混合液D1，将混合液D1冷却至40℃，且冷却速度为0.5℃/min，向混合液D1中加入保护剂，搅拌均匀得到混合液D2，将混合液D2冷却至25℃，且冷却速度为0.2℃/min，即得产品；简言之，即先将表面活性剂溶于一氟二氯乙烷和有机溶剂的混合液，然后将硅油溶于四氯化碳、乙酸乙酯和无水乙醇的混合液，将二者混合后再分别依次以不同的温度溶解脂肪醇聚氧乙烯醚、抗静电剂、保护剂，即首先将较为粘稠的物质溶于与其极性相似的溶液中，然后通过调节温度来分别溶解在相应温度下更易溶的组分，该方法对于升温易溶且稳定、极性类似的组分较为适用，但缺点是耗时长、耗能多，且存在常温下析出某些高温溶解成分的可能性。

以上各种带电清洗剂的制备方法大多适用于其组成成分和使用需要，对于本发明所述的一种高低压绝缘体带电清洗剂的制备方法，在适用于其组成成分和使用需要的基础上，还能显著缩短反应时间、减小反应能耗。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了本发明涉及一种高低压绝缘体带电清洗剂的制备使用方法及工作系统。高低压绝缘体可采用替换为电力设备。

本发明公开了一种高低压绝缘体带电清洗剂的制备方法，该制备方法包括如下步骤：S1、小容量研磨搅拌；S2、大容量混合搅拌，带电清洗剂的各组分至少能够在S1步骤或S2步骤中被加入，以生成预设配比和用量的带电清洗剂，其中，组成成分和配比为主剂癸烷异构体50-80份、有机溶剂20-40份、表面活性剂5-10份、渗透剂5-10份、保护剂1-3份。

根据一种优选实施方式，有机溶剂至少包括二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、乙基苯、二甲苯中的一种或多种；表面活性剂为丙二醇嵌段聚醚、月桂醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种；渗透剂为磺化蓖麻油、脂肪醇聚氧乙烯醚、氨基醇中的一种或多种；保护剂为甲基硅油、乙基硅油、含氢硅油、氨基改性硅油中的一种或多种。

根据一种优选实施方式，小容量研磨搅拌(S1)为将有机溶剂、表面活性剂和渗透剂加入反应釜，加热、研磨、搅拌，得到混合液(a)。

根据一种优选实施方式，小容量研磨搅拌(S1)的工作参数包括：第一加热温度范围(T1)为25-30℃，研磨速度(Vg)为0.5-1r/s，研磨时间(Tg)为5-10min，第一搅拌速度(Vm1)为1-1.5r/s，第一搅拌时间(Tm1)为5-10min。

根据一种优选实施方式，大容量混合搅拌(S2)为向混合液(a)中加入主剂和保护剂，加热、搅拌、冷却至室温，即得到成品。

根据一种优选实施方式，大容量混合搅拌(S2)的工作参数包括：第二加热温度范围(T2)为30-40℃，第二搅拌速度(Vm2)为1-1.5r/s，第二搅拌时间(Tm2)为10-20min。

本发明公开了一种高低压绝缘体带电清洗剂的工作系统，该工作系统能够用于前述任一制备方法，以生产相应性能参数的带电清洗剂，其中，带电清洗剂的各组分能够在配置为反应釜的制造单元内的限定空间中完成生产，制造单元制得的带电清洗剂能够传输至清洗单元，并对电力设备的受污区域进行清洗。

根据一种优选实施方式，制造单元能够集成有包括但不限于加热、冷却、搅拌和研磨的功能，且至少能设定温度范围、搅拌和研磨速度、反应时间的参数。

根据一种优选实施方式，制造单元能够响应于清洗单元配置的中控组件发出的生产控制信号以基于制备方法生产对应性能参数的带电清洗剂，其中，生产控制信号至少是中控组件基于采集组件对电力设备的受污区域获取的信息数据进行分析处理后形成的。

根据一种优选实施方式，清洗单元能够通过调节和/或更换喷射口的方式对带电清洗剂的喷出方式进行调节，其中，喷射口的调节和/或更换方式能够由中控组件生成的喷射控制信号确认。

根据一种优选实施方式，清洗单元能够至少部分地连接于配置有螺旋桨的运动单元，以通过运动单元携带喷射口对处于非常规人工清理状态的电力设备进行清洗工作，其中，处于非常规人工清理状态的电力设备至少包括仅依靠自然状态下的人工难以实现清洁工作的电力设备。

本发明还公开了一种利用带电清洗剂来清洗高低压绝缘体的方法，该方法包括如下步骤：

步骤S301：基于制备过程中所遵照的生产控制信号而制得的带电清洗剂所对应的预设性能参数，改变带电清洗剂射向于电力设备的受污区域的喷出形式，其中，至少可通过调节和/或更换喷射口的方式改变带电清洗剂的喷出；

步骤S302：利用工作系统的自由移动特征对处于非常规人工清理状态的电力设备进行安全清洗工作，其中，处于非常规人工清理状态的电力设备至少包括仅依靠自然状态下的人工难以实现清洁工作的电力设备。

本发明的带电清洗剂的制备方法对于现有技术，至少具有以下优势：

(1)设备少：仅需一个多功能反应釜即可满足制备过程中对加热、冷却、搅拌和研磨的所有要求；

(2)能耗低：制备时间为20-40分钟，其中25-30℃10-20min，30-40℃10-20min，其中0.5-1r/s 5-10min，1-1.5r/s 15-30min，且冷却为自然冷却，无需耗能；

(3)均一性：从成品溶液中取上中下层不同部位的6份样品测量折光率，显示各部位的溶液折光率相同，说明成品为均一的溶液，且经过长时间放置的加速试验后，目测无沉淀、结晶或分层，再测量折光率仍相同，说明该方法制备的成品能长时间保持均一性；

(4)有效性：对以上6份样品，用气相色谱做主剂含量测定，结果与加入量相同(之所以选择主剂做含量测定是因为所有组分中主剂的热稳定性最低，如果主剂无损耗，其他成分则也无损耗)，说明所述方法不会破坏各成分的结构，因而保证其有效性。

附图说明

图1是本发明提供的一种优选实施方式的带电清洗剂制备方法步骤图；

图2是本发明提供的一种优选实施方式的带电清洗剂专用设备的简化模块连接关系示意图；

图3是本发明提供的一种优选实施方式的带电清洗剂专用设备的局部结构示意图。

附图标记列表

100：制造单元；200：清洗单元；210：中控组件；220：采集组件；230：运输组件；231：喷射口；300：运动单元；310：壳体组件；320：动力组件；321：电源；322：电机；323：螺旋桨；330：外接组件。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进行详细说明。

本发明公开了一种高低压绝缘体带电清洗剂的制备方法，其包括如下步骤：

S1、小容量研磨搅拌

S1.1、加料：将有机溶剂、表面活性剂和渗透剂加入反应釜中；

S1.2、加热：将反应釜加热至25～30℃；

S1.3、研磨：以桨叶根部靠近于反应釜底部的方式调低反应釜内的折扭桨叶，通过旋转桨叶对反应物进行研磨；

S1.4、搅拌：将桨叶沿远离于反应釜底部的方向升至溶液中部，通过旋转桨叶对溶液进行搅拌以获得混合液(a)；

S2、大容量混合搅拌

S2.1、补料：向完成搅拌的混合液(a)中加入主剂和保护剂；

S2.2、升温二次搅拌：将反应釜的温度提升至30～40℃以继续搅拌；

S2.3、出料：达到搅拌时间后冷却至室温得到成品，以备清洗使用。

制备方法中各步骤的设定首先需考虑组分的极性、溶解性等性质和配比，在确定步骤后即设定反应条件，包括气压、加热或冷却的目标温度范围、加热或冷却的速度、搅拌速度、研磨速度、各流程时间等。以上因素中，由组分客观确定的为温度，即温度的调整范围较小，其余因素在满足常规反应的前提下都应尽量保证低能耗。例如，气压通常为一个大气压，不是特殊情况通常不做调整；加热速度对于温度较为敏感的组分应专门设定，通常使用默认的加热速度即可，冷却速度对于较高温度下才能溶解的组分在其溶解后可设定较为缓慢的冷却速度，从而保证该组分不会重新析出；剩下的两个因素容易调控，即搅拌或研磨速度和各步骤的时间，其中设备的运行时间是能耗的主要影响因素，转速对于挥发性较大的有机溶剂不宜过快，有体积急速膨胀的风险，而转速也并非越慢能耗越低，转速过慢，浆叶体现不出惯性，其速度完全由转轴控制，转速过快，浆叶需要克服的溶液阻力也越大，通过转轴做的功也越大，因此对于流动性不同的液体，能耗最小的搅拌速度也不同。此外，浆叶的形状也会影响搅拌的效率和能耗，根据现有技术可知，折扭浆叶的能耗最小，因此本发明中的搅拌桨选择折扭浆叶，其角度和高度可调，需要研磨时，降低浆叶高度，将浆叶根部的水平角度调节与反应釜底部呈更小的锐角，如呈15°，且浆叶根部距离反应釜底部调至1-5mm，从而对固体成分起到摩擦和研磨的作用。对于转速的选择，可首先用一次制备成品容量的等体积水测试几个常用速度，例如0.5r/s，0.7r/s，1.0r/s，1.2r/s，1.5r/s，1.7r/s，记录10分钟内的能耗，得到不同速度下的能耗对比，例如：1.2r/s<1.0r/s<1.5r/s<0.7r/s<1.7r/s<0.5r/s，因此在设定设备参数时通常先按照常规组分配比和常规条件进行反应，研磨速度根据固体成分的性质需设置在1.0r/s以下，搅拌速度先选择测试条件下能耗最低的，然后为各步骤设置不同反应时间并测定该步骤产品的均一性，例如反应时间可设为5min、7min、10min、13min、15min、20min，在相应时间点从反应釜中的上中下层的不同位置取出6份溶液样品做折光率检测，6份样品的折光率相同即为均一溶液，取得到均一溶液的最短时间为该步骤的设定反应时间，从而在保证成品均一性的基础上得到能耗最低的运转速度和反应时间。以上过程重复两次，重复性好的设定值可取。

得到均一的成品溶液后，再将用于均一性检测的6份样品做气相色谱检测，分析其中主剂的含量，含量与加入量相同，即说明该方法对各成分的结构无破坏，进而也保证了其有效性。

对于该方法下制备的成品在其保质期内是否能保持均一性和有效性，需要在极端储存条件下做加速试验，本发明可采用5℃和40℃的储存条件，取以上条件下产出的且测定合格的成品溶液6份，保存于透明的密闭容器，每份至少1L，其中3份置于5℃恒温箱，3份置于40℃恒温箱，在1天、7天、30天时取出样品，先肉眼观察是否有沉淀、结晶、分层等现象，无以上现象再从容器中取出上中下不同部位的6份样品溶液，重复均一性和有效性检测，如仍能保持均一性和有效性，说明所述制备方法能保证成品在有效期内的长期储存。此方法也可用于确定产品的储存条件和保质期。

制得的带电清洗剂组成成分和配比为主剂癸烷异构体50-80份、有机溶剂20-40份、表面活性剂5-10份、渗透剂5-10份、保护剂1-3份。

工作原理：本发明涉及的一种高低压绝缘体带电清洗剂的制备方法是基于各组分的性质及其配比而设计的。先在实验室用小剂量试验制备的步骤，再将便捷有效的方法扩大到中批量生产，常用设备可选多功能反应釜，即将实验室确定方法的各个步骤由反应釜来完成，反应釜具有设定各项反应参数的功能，在现有技术能够提供的反应釜的工作范围内，在保证成品有效性和均一性的基础上，采用阶梯式筛选的方法找到反应时间最短、搅拌速度最省电的参数，从而实现更高效更节能的制备过程。

根据GB/T 25097-2010标准要求对本发明制备方法制得的带电清洗剂进行了包装检查、工频击穿电压试验、体积电阻率试验、腐蚀特性试验、可燃性试验、残留物绝缘性能试验和清洗效果试验，所检测的项目符合A类清洗剂标准要求。

具体地，检测项目、要求及结果如下：

(1)包装检查：

要求：清洗剂应采用内层有防水涂层的密闭金属容器或塑料进行包装；

结果：采用内层有防水涂层的密闭金属容器进行包装；

(2)工频击穿电压试验：

要求：A类：工频击穿电压≥30kV；

结果：43.2kV；

(3)体积电阻率试验：

要求：A类：体积电阻率≥1×10¹⁰Ω·cm；

结果：20s时电阻率1.13×10¹⁵Ω·cm，60s时电阻率1.05×10¹⁵Ω·cm；

(4)腐蚀特性试验：

要求：清洗剂对所洗的设备应无腐蚀性作用,如聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTEE)、尼龙(Nylon)、聚对苯二甲酸二丁酯(PBT)等有机材料和活性金属、金属镀锌层、玻璃、陶瓷；

结果：铜片、钢片、瓷片、玻璃片、硅酸盐试片、环氧类玻璃钢片表面无腐蚀、无明显颜色变化，PP片、PVC片、PTEE片、Nylon片、PBT片表面无腐蚀、无变形、无明显颜色变化；

(5)可燃性试验：

要求：闪点>80℃；

结果：闪点：99.6℃，燃点：108.0℃；

(6)残留物绝缘性能试验：

要求：U2≥U1，U₁-绝缘子浸入清洗剂前三个最大工频耐受电压平均值，U2-绝缘子浸泡清洗剂后三个最大工频耐受电压平均值；

结果：U₁＝70.8kV、U₂＝71.2kV，U₂>U₁；

(7)清洗效果试验：

要求：洗净率应达到80％；

结果：86.9％～93.1％。

进一步地，基于欧洲化学品管理署公告的供授权审议的高关注物质列入候选清单的建议，本发明的带电清洗剂进行了其中209项物质检测，根据分析结果，本发明的带电清洗剂中209项SVHC浓度均小于0.1％。

进一步地，通过紫外可见分光光度计、气相色谱仪等设备对本发明的带电清洗剂进行重点项目的测试，其中，重点项目测试可包括：参考GB18583-2008的游离甲醛(g/kg)测试项目和参照GB/T 23990-2009A法的甲苯、二甲苯(mg/kg)测试项目。测试结果为：游离甲醛未检出(<0.05)，甲苯、二甲苯未检出(<2)。

以下结合实施例对本发明所述的高低压绝缘体带电清洗剂的制备方法做进一步说明。

实施例1

成分及配比采用：主剂癸烷异构体50份、有机溶剂30份、表面活性剂10份、渗透剂8份、保护剂2份；气压为1个大气压。

将有机溶剂、表面活性剂和渗透剂加入反应釜，调低反应釜的折扭浆叶，使浆叶根部和反应釜底部呈15°锐角，浆叶根部与反应釜底部距离2mm，加热至25-30℃，同时开始研磨，转速0.7r/s，5min后停止研磨，将浆叶升至溶液中部，浆叶根部与反应釜底呈70°夹角，开始搅拌，转速1.2r/s，5min时停止搅拌，得到混合液(a)，向其中加入主剂癸烷异构体和保护剂，加热至30-40℃，同时开始搅拌，转速1.0r/s，10min后停止搅拌，从反应釜溶液中的上中下层的不同部位取6份样品做折光率和气象色谱检测。

实施例2

采用同样的成分和配比，反应条件中第一搅拌时间设为7min、第二搅拌时间设为15min，以同样的方法取6份样品做折光率和气象色谱检测。

实施例3

采用同样的成分和配比，反应条件中第一搅拌时间设为10min、第二搅拌时间设为20min，以同样的方法取6份样品做折光率和气象色谱检测。

表1不同搅拌时间对成品均一性和有效性的影响

	实施例1	实施例2	实施例3
				折光率方差(均一性)	>0	0	0
主剂含量方差(有效性)	>0	0	0

由表1可见，当实施例1的第一搅拌时间为5min、第二搅拌时间为10min时，6份样品的折光率方差>0，即折光率不一致，说明在此条件下制成的成品溶液尚未达到均一性，主剂含量方差>0可能有两种原因，一是主剂结构被部分破坏，导致含量不均一或降低，另一种可能性是溶液不均一，导致不同部位的溶液中主剂含量不同；实施例2和实施例3的折光率方差和主剂含量方差均为0，一方面说明成品溶液具有均一性，另一方面，将测得的主剂含量与实际加入量对比，二者相等，或仅存在无统计学意义的差异，说明主剂在制备过程中无损耗；如果测得含量明显低于实际加入量，说明主剂在制备过程中有损耗，这其中的损耗除设定条件造成的结构性改变外还可能是因为反应釜中的剩余空间较大，挥发性大的主剂在搅拌过程中会挥发一小部分进入上方的剩余空间，为避免这一偏差，每一次加入反应釜的组分之和应尽量加到靠近容器盖的水平位置，减小剩余空间。

由此可知，5min/10min的搅拌反应时间不足以将此配比的组分在此反应条件下制备成均一的成品，7min/15min和10min/20min均能制成均一成品，因此选择7min/15min为此配比组分在此反应条件下的反应时间。

实施例4

本实施例是对前述实施例的进一步改进，重复的内容不再赘述。

本发明公开了一种高低压绝缘体带电清洗剂的工作系统，其能够用于前述任一实施例所述的制备方法，以生产相应性能参数的带电清洗剂，其中，工作系统可包括制造单元100和清洗单元200，带电清洗剂的各组分能够在配置为反应釜的制造单元100内的限定空间中完成生产，制造单元100制得的带电清洗剂能够传输至清洗单元200，并对电力设备的受污区域进行清洗。优选地，工作系统可以集生产功能与清洗功能于一体，以实现带电清洗剂的生产与清洗连续进行的工艺。进一步地，本发明的工作系统在使用带电清洗剂时遵从GBT 25098-2010记载的绝缘体带电清洗剂使用导则，以保证带电清洗剂的使用规范。

根据一种优选实施方式，制造单元100生产的带电清洗剂能够通过清洗单元200作用于电力设备表面，从而实现对电力设备上附着或形成的污垢的去除，其中，专用设备的配置参数和/或形式可对带电清洗剂的配比和/或用量产生影响，以使得带电清洗剂能够基于专用设备的结构差异或参数调节后的性能差异而适应性地对配比和/或用量进行调节。进一步地，带电清洗剂至少是基于当前所需进行清洗的电力设备的受污情况而确定相应的配比和/或用量的标准值的，再结合所采用的专用设备的配置参数和/或形式来对带电清洗剂的配比和/或用量进行调节，以适应于不同清洗情况。

根据一种优选实施方式，本发明提供了一种适用于前述任一带电清洗剂的专用设备，其可包括相互连通的制造单元100和清洗单元200，其中，制造单元100基于投入的原料而形成的所需配比及用量的带电清洗剂可在运输组件230的输送泵的压力作用下通过导管输送至清洗单元200的喷射口231，并以高速射出的形式冲洗与喷射口231位置对应的电力设备的受污区域，从而实现电力设备表面的清洁。

优选地，制造单元100可配置为一个集加热、冷却、搅拌和研磨功能的反应釜，以使得先后添加于制造单元100中的原料能够以适宜的温度压力等参数条件进行反应，从而在达到反应终点时能够在制造单元100的输出端得到预设配比及用量的带电清洗剂。制造单元100仅通过一个反应釜，就可以既保证了各组分的完全溶解和充分反应，同时也减小了制备过程的能耗，使带电清洗剂在保质期内能保持均一性和有效性。此外，由于制造单元100的反应时间较短，带电清洗剂可在现场临时配置，而无需提前进行配置，从而保证了带电清洗剂的有效性。

进一步地，制造单元100基于的预设配比及用量是由清洗单元200的确定的，其中，清洗单元200配置的采集组件220能够对电力设备表面的受污情况进行信息采集并发送至中控组件210，中控组件210能够基于自身预设程序对受污情况进行判断而自动形成生产控制信号，以使得制造单元100可响应于生产控制信号而自动地和/或借助于人工手动地进行相应带电清洗剂的制造。

优选地，中控组件210能够与云端数据库实现数据交互，以使得中控组件210对采集组件220获取的受污情况信息可以基于云端数据库中储存的大量过往数据进行匹配，以快速获取具有最高匹配度的且适应于当前清洗情况的最优过往数据，并驱动制造单元100以此最优过往数据进行带电清洗剂的制造。

进一步地，云端数据库的可靠性至少受限于其过往历史数据的储存量及覆盖面，过小的储存量和/或覆盖面都会因无法获取匹配度最接近的最优过往数据而影响中控组件210对当前清洗情况的判断，因此，中控组件210形成的生产控制信号可在匹配度不足时由用户对其进行二次确认及微调，其中，用户可通过与中控组件210信号连接的用户终端对生产控制信号进行确认。

根据一种优选实施方式，制造单元100响应于中控组件210自动形成的或经过用户确认调节的生产控制信号而进行相应配置参数的带电清洗剂的制造，并将成品通过导管输送至喷射口231。优选地，喷射口231能够基于不同清洗任务而以可拆卸的方式配置来实现适应性更换和/或以可调节的方式配置来实现适应性调节，从而达到对带电清洗剂喷出形式的调控，其中，清洗任务是至少基于采集组件220采集的数据信息和/或用户需求而确定的。进一步地，中控组件210能够形成用于调控喷射口231喷出形式的喷射控制信号，以调节带电清洗剂在喷射口231的喷射速度、喷射宽度、喷射广度和/或喷射密度等参数，其中，喷射口231的更换和/或调节依据是中控组件210基于清洗任务及生产控制信号而确定的，即带电清洗剂的喷出形式需考虑带电清洗剂的配置情况及清洗任务。换言之，同一受污区域的清洗任务可由多种清洗方式实现，中控组件210可基于云端数据库的过往历史数据和/或用户通过用户终端输入的指令而确定当前清洗方式，其中，多种清洗方式至少由带电清洗剂的不同配置方式及喷出形式组合而成。

根据一种优选实施方式，对于部分处于非常规人工清理状态的电力设备运输组件230的喷射口231通常需要被搭载于例如是支架或移动台的运动单元300上，以更安全的方式扩展带电清洗工作的适用范围，其中，非常规人工清理状态的电力设备可以是位于高空、峭壁等不易到达的位置，甚至是即使高度不高但不易攀爬的电力设备支架等各类仅依靠自然状态下的人工难以实现清洁工作的电力设备，进一步地，难以实现清洁工作可包括受限于工作难度、工作危险性等因素而不能或不便于开展清洁工作。

优选地，运动单元300可以是无人机或类似无人机的可实现空中巡航及悬停的可移动设备，以借助于运动单元300将运输组件230的喷射口231送至仅凭人力难以轻易到达的位置，从而实现对处于非常规人工清理状态的电力设备的清洗，其中，喷射口231可配有储槽，以使得生产的带电清洗剂可在无人机起飞前注入至储槽中并在无人机飞行至对应位置后从喷射口231射出。进一步地，喷射口231采用直接供料或间接供料的方式是基于带电清洗剂的配置量、无人机的运行状态及当前所需清洗的电力设备的环境因素来确定的，其中，带电清洗剂的配置量受喷射口231结构及电力设备受污情况的影响而变化；无人机运行状态可包括动力情况、当前飞行适宜程度情况等；环境因素可包括由无人机连接至处于地面的制造单元100的导管是否影响飞行过程等。

根据一种优选实施方式，对于无人机形式的运动单元300可包括壳体组件310、动力组件320及外接组件330，其中，外接组件330能够与采集组件220和喷射口231连接，以使得采集组件220和喷射口231能够搭载于无人机上，从而随着无人机完成空间位置的移动并在运行至对应位置时进行相应的信息采集工作及清洗工作。优选地，采集组件220和喷射口231都可活动连接于外接组件330，以使得采集组件220的探头及喷射口231的输出端能够完成相对位置的转动，从而保证监测和清洗的全面完整性。

优选地，动力组件320可包括电源321、电机322及螺旋桨323，其中，基于电源321供电而运行的电机322能够带动螺旋桨323以预设的旋转方向及速度转动，从而实现对无人机移动过程的控制，其中，电机322可响应于设置在壳体组件310内的中控组件210的移动控制信号而调节运行状态，移动控制信号是用户通过用户终端传输至中控组件210的，以通过中控组件210实现对无人机的移动路径和方式的调节。优选地，对于需要长时间移动和/或悬停的清洗工作而言，动力组件320的电源321可通过外接系留电缆的方式实现实时供电，以保证运动单元300的持续运行。

进一步地，动力组件320可设置若干组螺旋桨323，在电机322的带动下沿特定方向转动，以提供无人机飞行的上升力，其中，螺旋桨323通常成对地对称设置，以保证无人机的运行平稳。可选地，螺旋桨323的配置数量可基于壳体组件310自身重量及外接组件330所允许携带的物件重量而确定，即在壳体组件310自身重量一定的情况下至少可基于配置的储槽最大容积对应的重量及采集组件220的配重而确定，当需要较大储槽来完成较重的清洗任务时，螺旋桨323数量甚至可配置到几十个。

优选地，动力组件320除了可通过调节电机322输出功率的方式来改变螺旋桨323的旋转速度以实现运动单元300运动状态的控制，还可通过调节倾斜件倾斜角的方式来改变螺旋桨323的迎角以实现运动单元300运动状态的控制，其中，仰角的控制更能够实现运动单元300竖直方向上的运动控制，通过增大仰角来增加螺旋桨323下方的气流流速，以提升螺旋桨323受到的反向作用升力，从而实现运动单元300的快速上升。因此，可通过螺旋桨323转速与仰角的配合实现运动单元300的运动控制。

优选地，动力组件320能够保证运动单元300处于悬停位置，以使得喷射口231能够向对应电力设备的受污区域以预设的喷出形式喷射出配置好的带电清洗剂，其中，在采用储槽预先储存带电清洗剂的情况下，随着带电清洗剂的喷出，中控组件210能够基于储槽的剩余重量的变化实时计算维持运动单元300处于悬停位置所需的升力，从而通过对螺旋桨323运行方式的调节来实现运动单元300依然处于同一悬停位置。进一步地，尤其是运动单元300在处于悬停状态的情况下，动力组件320无需提供大于整体重量的升力来实现运动单元300的上升，因此，动力组件320可以调整为多种运行模式中的任意一种来实现运动单元300的悬停，其中，多种运行模式可包括螺旋桨323转速的调节、螺旋桨323仰角的调节、螺旋桨323启停的调节等。优选地，动力组件320可基于中控组件210发出的悬停控制信号在多种运行模式中选择的最优情况，其中，悬停控制信号是中控组件210至少基于喷射口231与电力设备受污区域之间的相对距离、带电清洗剂在喷射口231的喷射方式、电力设备受污区域表面情况等参数而生成的，以使得中控组件210能够基于上述参数大致判断带电清洗剂喷射至电力设备受污区域表面时的飞溅情况，以通过调整动力组件320运行模式的方式来调整运动单元300的悬停位置和/或调整螺旋桨323向地侧的下洗气流状态，从而避免飞溅至运动单元300的带电清洗剂残留在螺旋桨323等部位影响运动单元300的正常运行状态。进一步地，调整运动单元300的悬停位置能够基于带电清洗剂可能发生的最大飞溅高度进行动态调节，既保证喷射口231内的带电清洗剂能够从合适的位置射出，也能够避免带电清洗剂的飞溅附着，其中，动态调节指悬停位置的改变也会改变带电清洗剂可能发生的最大飞溅高度，因此需要动态地调节；调整螺旋桨323向地侧的下洗气流状态能够在保持相对悬停位置或无法对悬停位置进行灵活变动的情况下，基于运动单元300悬停位置与电力设备受污区域表面的相对距离及带电清洗剂可能发生的最大飞溅高度之间的关系对螺旋桨323的运行参数进行调节，以使得至少在可能发生液体飞溅附着且悬停位置无法明显升高的情况下，通过提高螺旋桨323向地侧下洗气流流速的方式来为带电清洗剂的飞溅提供更大阻力，从而减少液体飞溅附着的几率。

可选地，以无人机形式配置的运动单元300在需要长时间运行时，可通过配置于地面上的制造单元100将制得的带电清洗剂基于输送泵的压力作用经过导管输送至连接于运动单元300上的喷射口231，以减轻运动单元300的载重负荷，从而提高整个专业清洗设备的运行效率。

根据一种优选实施方式，通过外接组件330设置于运动单元300上的喷射口231能够呈倾斜的且朝向于地面的角度配置，以顺应重力方向的出料角度来控制带电清洗剂射出于喷射口231的方向，从而能够减少带电清洗剂在冲击于电力设备受污区域表面而向运动单元300飞溅的量，其中，配置角度可基于运动单元300与电力设备受污区域的相对位置关系而调节，且最优配置角度为45°。进一步地，带电清洗剂从喷射口231喷出瞬间所形成的瞬时冲量能够使运动单元300产生相对于出料角度相反方向的运动趋势，中控组件210能够以短暂切断动力组件320控制逻辑的方式使运动单元300基于喷射口231喷射带电清洗剂所带来的反冲作用而随势运动，并在短时间内迅速恢复对动力组件320的控制，以使得中控组件210在带电清洗剂喷出瞬间能够以降低运算逻辑负荷的方式来规避无法准确预测的瞬间情况，从而降低对中控组件210的软硬件需求，同时随着惯性沿相反于出料角度的方向运动的运动单元300也能够基于相对远离于电力设备受污区域的方式降低了被飞溅的带电清洗剂附着的可能性，其中，中控组件210短时间的切断控制逻辑可优选在1s内。

优选地，带电清洗剂的出料速度、直径及其表面张力、粘度等性能参数都可以对液体飞溅的规模造成影响，在保证清洗任务能够顺利完成的前提下，可适当降低出料速度、直径或提高液体表面张力、粘度，从而对飞溅规模进行抑制，其中，提高液体表面张力可通过适当减少带电清洗剂中表面活性剂组分的量的方式实现，提高液体粘度可通过适当降低液体温度和/或减少带电清洗剂中溶剂组分的量的方式实现。例如，根据本发明的清洗剂的组份比例为主剂癸烷异构体70份、有机溶剂20份、表面活性剂4份、渗透剂4份、保护剂2份时，液体飞溅程度与流动性两者之间的矛盾关系恰好适用于处在悬停状态的无人机的高流速宽口径方式的喷射。从无人机悬停处向电力设备受污区域表面以高流速宽口径方式射出的带电清洗剂能够对同一时刻下以更高的频次接触更大的受污区域表面，以基于高频率的大范围冲击去除受污区域上的污垢，从而提升清洗效率，其中，高流速宽口径表示带电清洗剂射出时的冲击速度与直径。而提高带电清洗剂射出时的冲击速度与直径还会引起喷出液体冲击动能的增加，从而导致冲击在受污区域表面的带电清洗剂的飞溅。本发明通过对带电清洗剂组分配比的调节，例如选用组份比例为主剂癸烷异构体70份、有机溶剂20份、表面活性剂4份、渗透剂4份、保护剂2份的配比方案所制得的带电清洗剂，其能够基于相比传统带电清洗剂而具有相对更高的表面张力和/或粘性来抑制带电清洗剂的飞溅程度并保证其作为能够执行清洗任务的清洗剂的流动性，使得本发明基于上述配比的带电清洗剂在很好地平衡液体飞溅程度与流动性两者之间的矛盾关系的情况下能够恰好适用于处在悬停状态的无人机的高流速宽口径方式的喷射。带电清洗剂的高流速宽口径的喷射方式可例如CN110694985A中记载的一种气液砂混合高压带电清洗系统所采用的喷射方式，由喷嘴以较高的速度射到设备表面，清洗上面的污渍，达到清洗的作用。

具体地，根据本发明的无人机在将液体状的带电清洗剂以高流速宽口径方式喷出时，液体在喷出过程中断裂成大量的液滴，在受污区域表面上出现冲击水花并形成飞溅液滴，当下落液滴以一定速度撞击到受污区域表面上时，液滴变形铺展并与前一冲击液滴产生的铺展速度已减慢或已发生回缩的部分液体相撞，不连续运动撞击导致剪切失稳，克服阻力后形成水花，并发生飞溅。尤其是在高流速宽口径方式喷出的情况下，随着冲击速度的增加，液流断裂成的大多数液滴所具有的冲击能量都足以克服阻力发生飞溅，使得飞溅更加剧烈；随着直径的增大，液流断裂成的液滴具有更大的动能，使得冲击飞溅程度加剧。因此，为保证清洗效果及无人机的运行安全，需要一种能够通过高流速宽口径方式喷出还可抑制飞溅程度的带电清洗剂。

通常情况下，传统的带电清洗剂大多具有且追求低表面张力、低粘度的特点，对于表面张力越小的液体，其冲击受污区域表面后阻力更小，液体飞溅程度更高；对于粘度越小的液体，其在与受污区域表面同种液体发生撞击作用时受到的飞溅抑制阻力更小，液体飞溅程度更高。带电清洗剂组分中的表面活性剂和/或溶剂越多，液体的表面张力和/或粘度越小，在受污区域表面发生的飞溅程度越剧烈，在其喷出瞬间需要以更多地降低其喷出速度和/或直径并使无人机更远地隔开于电力设备，以此来避免飞溅的液体附着于无人机上。在带电清洗剂喷出并至少部分地附着于受污区域表面时，后续喷出的带电清洗剂能够基于粘性及重力作用而更少地向无人机飞溅，使得无人机能够恢复正常运行模式。过于追求带电清洗剂的低表面张力和低粘度反而可能因需要考虑飞溅因素而被迫地降低喷射速度和直径，进而影响清洗效果；换言之，其不适用于处在悬停状态的无人机需要采用高流速宽口径方式的喷射。

因此，传统方式制备的带电清洗剂由于其低表面张力和低粘性更易在受污区域表面发生更高程度的飞溅现象，本发明制备的带电清洗剂能够以适当减少带电清洗剂中表面活性剂组分的量的方式来提高带电清洗剂的表面张力和/或以适当减少带电清洗剂中溶剂组分的量的方式来提高带电清洗剂的粘度，既可以提高带电清洗剂的绝缘性，又能够通过提高带电清洗剂喷出速度的方式保证清洗效果，还能够抑制带电清洗剂冲击在受污区域表面的飞溅程度，从而很好地适用于处在悬停状态的无人机的高流速宽口径方式的喷射。

进一步地，中控组件210能够在带电清洗剂从喷射口231喷出瞬间执行如下操作：以实时调控的方式主动驱使运动单元300沿大致相反于带电清洗剂喷出角度的方向移动；或以瞬时离线的方式暂时解除对运动单元300运动状态的控制，并在离线状态结束后重新恢复对运动单元300运动状态的控制，其中，中控组件210在执行上述任一操作时对运动单元300运动状态的控制都是通过调控其动力组件320实现的。具体地，中控组件210以实时调控的方式控制运动单元300时，在带电清洗剂从喷射口231喷出瞬间使运动单元300主动远离于带电设备受污区域，从而以拉开两者相对距离的方式避免或减轻冲击在受污区域表面而四处飞溅的带电清洗剂附着于运动单元300上，其中，运动单元300的相对于电力设备受污区域的“后退”距离是可控的，且可以是中控组件210经过分析计算的，以使得处于“后退”位置的喷射口231所最先喷出的带电清洗剂既能够冲击于受污区域表面以完成初始润湿及清洗工作，又能够避免飞溅液体的附着，从而可以很好地应用于移动空间受限等不便于采用瞬时离线方式的或其他需要对运动状态进行精准调控的清洗任务中。具体地，中控组件210以瞬时离线又及时恢复的方式控制运动单元300时，在带电清洗剂从喷射口231喷出瞬间中控组件210暂时解除对运动单元300运动状态的控制，使得运动单元300能够基于前一时间序列下动力组件320的运行模式维持当前悬停状态，并至少可基于喷出液体的反向作用力沿相反于带电清洗剂喷出角度的方向自主移动，从而在不需要经过繁琐计算的前提下借助于反向作用力实现运动单元300相对于电力设备受污区域的“后退”，运动单元300的“后退”距离虽然无法精确计算，但可以根据带电清洗液的瞬时喷出量所形成的冲量进行估算，即可以通过对瞬时喷出量的调节来粗略控制“后退”距离，既降低了中控组件210的运算负荷，又以隔开一定距离的方式避免或减轻液体飞溅带来的影响，可应用于中控组件210软硬件配置受限和/或运动单元300运动状态自由程度较高等各类清洗任务的情形中。进一步地，中控组件210能够在带电清洗剂从喷射口231喷出瞬间基于应用场景和/或用户需求等各类因素执行适当的操作，其中，各类因素还可能涉及自然环境因素，例如，在有风的自然环境条件下，喷射口231的喷出角度与当前风向的关系能够影响中控组件210对执行操作的判断，其中，当喷射口231处于迎风的喷出角度时，液体飞溅至运动单元300的可能性增大，从而更需要主动控制以增加“后退”距离来避免液体附着；反之，当喷射口231处于顺风的喷出角度时，液体飞溅至运动单元300的可能性减小，从而可以采用被动控制以降低运算负荷，同时还能保证飞溅液体不会轻易附着。

根据一种优选实施方式，无人机或直升机在正常运行过程中的下降或下滑飞行阶段存在一种固有的危及飞行安全的危险状态，即旋翼涡环。即当运动单元300在处于该状态下时，即使用尽全部功率，运动单元300仍会保持下降状态，从而可能引发失控事故。控制单元在带电清洗剂的制造环节发出的生产控制信号中携带的预设生产数据能够以至少部分超出经计算的标准生产数据的方式设置，以使得制造单元100能够预先生产出超过标准量的预设量的带电清洗剂，进而形成通常情况下清洗任务不会使用的带电清洗剂余量，既可以作为备用的带电清洗剂在标准量的带电清洗剂不能完全清洗顽固污垢和/或存在浪费的情况下进行补充，又可使得运动单元300在下降过程中如若处于旋翼涡环的状态时，控制单元能够驱动喷射口231以优选朝向于地面的方式将带电清洗剂余量喷射出，从而既可以为运动单元300的下落提供缓冲作用，也可以通过带电清洗剂余量的喷出来改变运动单元300周围的气场流动情况，以便于运动单元300摆脱旋翼涡环状态，进而保护清洁工作中的生命财产安全。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种高低压绝缘体带电清洗剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

S1、小容量研磨搅拌；

S2、大容量混合搅拌，

带电清洗剂的各组分至少能够在S1步骤或S2步骤中被加入，以生成预设配比和用量的带电清洗剂，其中，组成成分和配比为主剂癸烷异构体50-80份、有机溶剂20-40份、表面活性剂5-10份、渗透剂5-10份、保护剂1-3份。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述小容量研磨搅拌(S1)为将有机溶剂、表面活性剂和渗透剂加入反应釜，加热、研磨、搅拌，得到混合液(a)。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述小容量研磨搅拌(S1)的工作参数包括：第一加热温度范围(T1)为25-30℃，研磨速度(Vg)为0.5-1r/s，研磨时间(Tg)为5-10min，第一搅拌速度(Vm1)为1-1.5r/s，第一搅拌时间(Tm1)为5-10min。

4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述大容量混合搅拌(S2)为向所述混合液(a)中加入主剂和保护剂，加热、搅拌、冷却至室温，即得到成品。

5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述大容量混合搅拌(S2)的工作参数包括：第二加热温度范围(T2)为30-40℃，第二搅拌速度(Vm2)为1-1.5r/s，第二搅拌时间(Tm2)为10-20min。

6.一种高低压绝缘体带电清洗剂的工作系统，其特征在于，所述工作系统能够用于前述任一权利要求所述的制备方法，以生产相应性能参数的带电清洗剂，其中，

带电清洗剂的各组分能够在配置为反应釜的制造单元(100)内的限定空间中完成生产，所述制造单元(100)制得的带电清洗剂能够传输至清洗单元(200)，并对电力设备的受污区域进行清洗。

7.根据权利要求6所述的工作系统，其特征在于，所述制造单元(100)能够集成有包括但不限于加热、冷却、搅拌和研磨的功能，且至少能设定温度范围、搅拌和研磨速度、反应时间的参数。

8.根据权利要求6或7所述的工作系统，其特征在于，所述制造单元(100)能够响应于所述清洗单元(200)配置的中控组件(210)发出的生产控制信号以基于所述制备方法生产对应性能参数的带电清洗剂，其中，所述生产控制信号至少是所述中控组件(210)基于采集组件(220)对所述电力设备的受污区域获取的信息数据进行分析处理后形成的。

9.根据权利要求6～8任一项所述的工作系统，其特征在于，所述清洗单元(200)能够至少部分地连接于运动单元(300)，以通过所述运动单元(300)携带喷射口(231)对处于非常规人工清理状态的电力设备进行安全清洗工作，其中，处于非常规人工清理状态的电力设备至少包括仅依靠自然状态下的人工难以实现清洁工作的电力设备。

10.一种利用带电清洗剂来清洗高低压绝缘体的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：

步骤S301：基于制备过程中所遵照的生产控制信号而制得的带电清洗剂所对应的预设性能参数，改变带电清洗剂射向于电力设备的受污区域的喷出形式；

步骤S302：利用工作系统的自由移动特征对处于非常规人工清理状态的电力设备进行安全清洗工作。

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