移開式斷路器技術綜述

劉婭

摘? 要：移開式斷路器可隨移開部件移出開關柜外，具有安全性高、操作靈活、運行可靠的特點。本文基于移開式斷路器的專利申請作為分析對象，分析了國內外關于移開式斷路器的申請信息、專利布局、核心專利、申請趨勢等信息。

關健詞：移開式斷路器;小型化;安全性

一、引言

斷路器是指能夠關合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流，并能關合、在規(guī)定的時間內承載和開斷異常回路條件下的電流的開關裝置。斷路器可用來分配電能，不頻繁地啟動異步電動機，對電源線路及電動機等進行保護，當他們發(fā)生嚴重的過載或短路及欠壓等故障時能自動切斷電路，其功能相當于熔斷器式開關與過欠熱繼電器等的組合。按斷路器的安裝方式可分為移開式斷路器和固定式斷路器。移開式斷路器通常具有三種工作位置：連接位置、分離位置、試驗位置。

移開式斷路器具有以下優(yōu)點：

1.更換斷路器方便，當正在運行的斷路器一旦出現(xiàn)故障損壞時，可將備用斷路器快速替換，減少停電時間;

2.可作為隔離器用，當電路或設備需要檢修時，為安全隔離起見，把斷路器本體搖出，電路即分離隔離。

二、專利申請分布及技術發(fā)展

1.概述

移開式斷路器的發(fā)展一直伴隨著移開式開關設備的發(fā)展。早期的斷路器都是固定在開關設備中，這樣導致開關設備尺寸過大，且不易檢修和替換。為解決上述問題，一種可被拉出開關設備以便于維護和檢修，同時實現(xiàn)開關設備小型化的移開式斷路器出現(xiàn)了。移開式斷路器技術的發(fā)展一直圍繞著其小型化、安全性的提升以及應用等方面。

2.專利申請分布

在2005年之前全球的申請量較少，年申請量均在幾項到十幾項不等。在這個階段移開式斷路器技術尚不成熟，屬于移開式斷路器技術的技術萌芽期。此階段的申請大多圍繞推進機構和移開式開關設備方面。2005年之后全球申請量開始逐漸增加，到2010年為止，年申請量已增長至近百件，這一時期為移開式斷路器的技術發(fā)展期。在此期間的申請開始涉及移開式開關柜的多個方面，如：聯(lián)鎖裝置、指示/檢測裝置、整體機構優(yōu)化等各個方面。而2010年后，隨著中國申請人在相關方面的大量申請，全球申請量迅速上升，使得移開式斷路器技術的全球專利申請進入快速增長期，短短幾年內全球專利年申請量已超過200項。這和移開式斷路器技術日漸成熟、應用廣泛以及對其性能的要求不斷提高有關。

移開式斷路器領域的主要申請人來自中國、日韓和歐美。除了中國以外，日本企業(yè)在移開式斷路器領域占據(jù)了重要的地位，其中三菱電機、富士電機、東芝等企業(yè)對移開式斷路器的發(fā)展起到了重要的影響。值得一提的是，雖然歐美國家相關企業(yè)的相關專利申請量不大，但事實上這項技術最早起源于歐洲，相關企業(yè)如美國的通用，法國的施耐德等也具備較強的研發(fā)和生產(chǎn)能力。同時，韓國的LS產(chǎn)電也有較多的申請。從國內申請人來看，除了國家電網(wǎng)公司外，浙江正泰電器和常熟開關制造、河南森源電氣等都具備了一定的研發(fā)和生產(chǎn)能力。

3.移開式斷路器技術發(fā)展

早期的專利申請在通過推進機構的優(yōu)化以實現(xiàn)小型化和應用在移開式開關設備這兩個個技術分支中有所涉及，其相應的技術發(fā)展非常迅速，經(jīng)歷了初期的快速發(fā)展后，各個技術分支逐漸向全面化、立體化的方向發(fā)展。

A.小型化

移開式斷路器的發(fā)展之初很大的原因就是為了實現(xiàn)應用其的開關設備的小型化。1987年的專利CN87101905A中提出了通過對縮短抽出式斷路器的行程以實現(xiàn)機殼尺寸的小型化，之后的專利JPH0570111U、US7800920B2等都是在推進機構的機械結構上加以改進;而后電動底盤車的出現(xiàn)提供了推進機構優(yōu)化的新思路，專利CN103762513A提出一種智能手車斷路器。另一方面，專利US6462296B1，提出面向功能的分成模塊組件的方法，通過對整體機構的優(yōu)化實現(xiàn)小型化。

B.安全性

移開式斷路器使用的安全性也是人們一直關注的重點。專利GB1498473A，提出限制斷路器移動的鎖定裝置，通過該鎖定裝置可將斷路器固定在特定的位置。如何更好、更穩(wěn)定、更方便實現(xiàn)對斷路器的鎖定也是聯(lián)鎖機構一致以來研究的重點。專利CN1776919A提出采用主動閉鎖的聯(lián)鎖裝置;US2010025204A1提出適用不同外殼的彈簧釋放連鎖機構。通過對移開式斷路器位置的檢測與現(xiàn)實可對工作人員進行提示已達到提升安全性的目的。專利KR20010066935A提出利用聯(lián)鎖構件和聯(lián)鎖桿檢測開閉器的開閉狀態(tài);而后專利US2009255791A1提出一種指示裝置不依賴于桿的旋轉因而指示位置更準確。

C.應用

對于移開式斷路器的應用，早在1970年FR2034761A1提出了一種帶滑槽的絕緣柜體可供斷路器移動，而后專利JPH05219611A提供了一種可將斷路器容易拉出、易于維護和檢測的開關柜。后期出現(xiàn)大量移開式開關設備有關的專利，如專利CN101425662A提出一種小型金屬全封閉真空開關柜，專利CN103683016A提供可獨立裝配完成各模塊后堆積組裝的開關柜。隨著技術的發(fā)展，如何更好的操作移開式斷路器也成為人們關注的重點。專利CN13094474A提供一種可在箱門不打開狀態(tài)下完成可動元件移動的斷路器，之后專利CN2857286Y在斷路器底盤車上增加電動操作模塊，實現(xiàn)電動/手動操作互換。

三、總結

本文主要對移開式斷路器的專利技術發(fā)展和分布作了初步分析，從以上分析中可以看出，目前國內外關于移開式斷路器的研究和發(fā)展日趨成熟。國外的企業(yè)尤其是來自日本、德國、美國等地的企業(yè)在該領域研究較早。中國企業(yè)自從2006年以后在該領域的研究投入逐步加大，近年來在該領域的研究熱度不減。然而，雖然我國申請量巨大，多數(shù)都為實用新型專利，且核心技術有關專利依然欠缺，使得其專利技術在國際上依然比較缺乏競爭力。