陳瑞炯 許曉柯

摘要：本文從專利技術(shù)申請的角度出發(fā)，分析近年來固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜專利技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及前景。

關(guān)鍵詞：固體絕緣;環(huán)網(wǎng)柜;電力

1技術(shù)背景

中壓開關(guān)柜引入我國電力系統(tǒng)已有60多年歷史，目前已得到廣泛應(yīng)用，并成為輸配電不可缺少的重要電力設(shè)備。影響該類設(shè)備性能發(fā)展的一個重要因素，是絕緣問題。由于SF6氣體的絕緣強度約為空氣的3倍，故SF6氣體絕緣對開關(guān)設(shè)備管小型化很有效果。然而因SF6氣體使用后的環(huán)境問題，國際、國內(nèi)一直不太提倡推廣使用。

因此，解決絕緣問題的另一個辦法是采用固體絕緣技術(shù)。環(huán)氧樹脂固體絕緣的介電強度約為SF6氣體的3到5倍，因此，該技術(shù)對于開關(guān)設(shè)備的小型化更為有利。2011年8月，國家電網(wǎng)公司發(fā)布《國家電網(wǎng)公司第一批重點推廣新技術(shù)目錄》，文件指出：“從技術(shù)可靠性和環(huán)保要求更加嚴格的發(fā)展趨勢看，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜具有全面取代SF6氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的趨勢?！?/p>

2專利申請現(xiàn)狀分析

從專利申請的角度出發(fā)，本文嘗試對國內(nèi)外的固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)進行分析。在Incopat中以（TIAB=（固體絕緣or solid*insulat*or sis）ANDTIAB=（開關(guān)柜or配電柜or電力柜or環(huán)網(wǎng)柜or switchgear*or switch*gear*or cabinet*））AND（IPC=（h02b13）or（h02b1）or（h01h））為檢索式進行檢索和專利分析。

從圖1全球申請趨勢可以看出，固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)大概在2001年開始出現(xiàn)專利申請，早期研發(fā)主要集中在日本，直到2009年都維持在比較少量的狀態(tài)，2008年左右出現(xiàn)少量突增。從2010年開始申請量呈現(xiàn)穩(wěn)步上升，2015年達到最高值，其中出現(xiàn)增長主要來自于中國的貢獻。

結(jié)合圖2主要申請人排名可以發(fā)現(xiàn)，排名前十的申請人大部分為公司申請，主要以日本和中國的企業(yè)為主，前五名的企業(yè)分別是HITACHI、國家電網(wǎng)、北京雙杰、LSIS、TOSHIBA公司。日本HITACHI申請量較大，而國內(nèi)研究該技術(shù)的主要是國家電網(wǎng)、北京雙杰、平高和北海銀河等公司。在國內(nèi)，國家電網(wǎng)公司的申請量遙遙領(lǐng)先，也是國內(nèi)申請量最大的申請人。環(huán)氧樹脂固體絕緣作為一種比SF6環(huán)保的新技術(shù)，在我國主要推動和倡導(dǎo)的也是國家電網(wǎng)公司。2012年3月，國家電網(wǎng)公司還發(fā)布了Q/GDW730-2012《12kV固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)條件》。另外，“張增起”作為個人申請，專利申請量較大，專利申請量排名第十。

從圖3氣泡圖可以看出，國內(nèi)外的主要研究方向有所不同，國內(nèi)申請人主要集中在真空開關(guān)柜的整體固體絕緣技術(shù)研發(fā)，如國家電網(wǎng)進行了大量的專利布局，而國外公司主要集中在絕緣母線和模塊化開關(guān)的專利布局，如日本HITACHI。另外，在操作機構(gòu)箱的固體絕緣這一技術(shù)研發(fā)和專利布局上，主要是國內(nèi)北京雙杰電氣股份有限公司。

基于上述對該領(lǐng)域的專利進行初步分析可知，國內(nèi)公司在固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)方面在國際上走在前列，國內(nèi)外主要公司分別對真空開關(guān)柜和絕緣母線的技術(shù)進行了相應(yīng)的專利布局，其中國內(nèi)國家電網(wǎng)公司專利申請量最大，并RF，制定相關(guān)的行業(yè)技術(shù)規(guī)范。此外，對于模塊化開關(guān)的固體絕緣技術(shù)研究方向，國內(nèi)公司可以進一步加大研究力度。