移开式断路器技术综述

刘娅

摘  要：移开式断路器可随移开部件移出开关柜外，具有安全性高、操作灵活、运行可靠的特点。本文基于移开式断路器的专利申请作为分析对象，分析了国内外关于移开式断路器的申请信息、专利布局、核心专利、申请趋势等信息。

关健词：移开式断路器;小型化;安全性

一、引言

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等进行保护，当他们发生严重的过载或短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。按断路器的安装方式可分为移开式断路器和固定式断路器。移开式断路器通常具有三种工作位置：连接位置、分离位置、试验位置。

移开式断路器具有以下优点：

1.更换断路器方便，当正在运行的断路器一旦出现故障损坏时，可将备用断路器快速替换，减少停电时间;

2.可作为隔离器用，当电路或设备需要检修时，为安全隔离起见，把断路器本体摇出，电路即分离隔离。

二、专利申请分布及技术发展

1.概述

移開式断路器的发展一直伴随着移开式开关设备的发展。早期的断路器都是固定在开关设备中，这样导致开关设备尺寸过大，且不易检修和替换。为解决上述问题，一种可被拉出开关设备以便于维护和检修，同时实现开关设备小型化的移开式断路器出现了。移开式断路器技术的发展一直围绕着其小型化、安全性的提升以及应用等方面。

2.专利申请分布

在2005年之前全球的申请量较少，年申请量均在几项到十几项不等。在这个阶段移开式断路器技术尚不成熟，属于移开式断路器技术的技术萌芽期。此阶段的申请大多围绕推进机构和移开式开关设备方面。2005年之后全球申请量开始逐渐增加，到2010年为止，年申请量已增长至近百件，这一时期为移开式断路器的技术发展期。在此期间的申请开始涉及移开式开关柜的多个方面，如：联锁装置、指示/检测装置、整体机构优化等各个方面。而2010年后，随着中国申请人在相关方面的大量申请，全球申请量迅速上升，使得移开式断路器技术的全球专利申请进入快速增长期，短短几年内全球专利年申请量已超过200项。这和移开式断路器技术日渐成熟、应用广泛以及对其性能的要求不断提高有关。

移开式断路器领域的主要申请人来自中国、日韩和欧美。除了中国以外，日本企业在移开式断路器领域占据了重要的地位，其中三菱电机、富士电机、东芝等企业对移开式断路器的发展起到了重要的影响。值得一提的是，虽然欧美国家相关企业的相关专利申请量不大，但事实上这项技术最早起源于欧洲，相关企业如美国的通用，法国的施耐德等也具备较强的研发和生产能力。同时，韩国的LS产电也有较多的申请。从国内申请人来看，除了国家电网公司外，浙江正泰电器和常熟开关制造、河南森源电气等都具备了一定的研发和生产能力。

3.移开式断路器技术发展

早期的专利申请在通过推进机构的优化以实现小型化和应用在移开式开关设备这两个个技术分支中有所涉及，其相应的技术发展非常迅速，经历了初期的快速发展后，各个技术分支逐渐向全面化、立体化的方向发展。

A.小型化

移开式断路器的发展之初很大的原因就是为了实现应用其的开关设备的小型化。1987年的专利CN87101905A中提出了通过对缩短抽出式断路器的行程以实现机壳尺寸的小型化，之后的专利JPH0570111U、US7800920B2等都是在推进机构的机械结构上加以改进;而后电动底盘车的出现提供了推进机构优化的新思路，专利CN103762513A提出一种智能手车断路器。另一方面，专利US6462296B1，提出面向功能的分成模块组件的方法，通过对整体机构的优化实现小型化。

B.安全性

移开式断路器使用的安全性也是人们一直关注的重点。专利GB1498473A，提出限制断路器移动的锁定装置，通过该锁定装置可将断路器固定在特定的位置。如何更好、更稳定、更方便实现对断路器的锁定也是联锁机构一致以来研究的重点。专利CN1776919A提出采用主动闭锁的联锁装置;US2010025204A1提出适用不同外壳的弹簧释放连锁机构。通过对移开式断路器位置的检测与现实可对工作人员进行提示已达到提升安全性的目的。专利KR20010066935A提出利用联锁构件和联锁杆检测开闭器的开闭状态;而后专利US2009255791A1提出一种指示装置不依赖于杆的旋转因而指示位置更准确。

C.应用

对于移开式断路器的应用，早在1970年FR2034761A1提出了一种带滑槽的绝缘柜体可供断路器移动，而后专利JPH05219611A提供了一种可将断路器容易拉出、易于维护和检测的开关柜。后期出现大量移开式开关设备有关的专利，如专利CN101425662A提出一种小型金属全封闭真空开关柜，专利CN103683016A提供可独立装配完成各模块后堆积组装的开关柜。随着技术的发展，如何更好的操作移开式断路器也成为人们关注的重点。专利CN13094474A提供一种可在箱门不打开状态下完成可动元件移动的断路器，之后专利CN2857286Y在断路器底盘车上增加电动操作模块，实现电动/手动操作互换。

三、总结

本文主要对移开式断路器的专利技术发展和分布作了初步分析，从以上分析中可以看出，目前国内外关于移开式断路器的研究和发展日趋成熟。国外的企业尤其是来自日本、德国、美国等地的企业在该领域研究较早。中国企业自从2006年以后在该领域的研究投入逐步加大，近年来在该领域的研究热度不减。然而，虽然我国申请量巨大，多数都为实用新型专利，且核心技术有关专利依然欠缺，使得其专利技术在国际上依然比较缺乏竞争力。