摘要：变压器在运行过程中，铁芯和绕组等部件会产生损耗，这些损耗在变压器内部会转变为热量。若变压器温度过高，将会加速绝缘老化，这不仅会降低变压器的使用寿命，还会因为绝缘层遭受破坏，引发重大事故。因此，增加冷却装置或冷却设备来减少温度对变压器的影响。本文围绕相变冷却式变压器的专利申请情况进行了统计分析，并就一个具体的专利申请简述了审查过程，以期为相关领域的专利申请和审查提供参考借鉴。
关键词：变压器 冷却 专利
一、引言
电力变压器是电力系统中重要的电气设备，其在电力系统运行过程中的主要作用是提高电压远距离输送电力，在国民经济发展、人民日常生活中都发挥着它巨大的作用和影响。近年来，电力变压器容量越来越大，电压等级越来越高，对变压器的绝缘要求越来越高，而变压器的主要构件是绕组和铁芯，在运行过程中，由于绕组通过电流将产生铁芯损耗和各种电阻损耗等，这些损耗将导致变压器发热，使绝缘劣化，影响变压器的出力和寿命，因此，用提高变压器的散热能力来提高变压器的容量，已成为一个重要措施。
电力变压器的冷却系统包括冷却介质和冷却方式。冷却介质有：空气、变压器油、SF6、碳氟化合物等。冷却方式有：自然冷却式、强迫风冷式、油浸自冷式、油浸风冷式、强迫油循环式、相变冷却方式等。下面主要介绍相变冷却式变压器。
相变冷却式变压器是在变压器与大气当中安装二级散热环路，通过冷却工质相变蒸发，以此来吸收变压器内部热量，热量汽化以后能够与大气换热冷凝回流，通过反复循环来进行散热，其主要是通过冷却工质潜热来达成换热的目标。冷却工质应具有较低的沸点、较大的汽化潜热、较高的介电强度、化学性能稳定、无腐蚀性、不易燃等特点。目前相变冷却式变压器主要有浸渍式、隔离式、分离式。
二、相变冷却式变压器专利情况统计分析
为了统计相变冷却式变压器的专利申请情况，本文利用S系统中的CNABS、DWPI等数据库，通过IPC分类号、比较准确的关键词、转库检索等检索策略相结合，获得初步结果后通过概要浏览和详细浏览将检索文献中明显的噪音去除，然后结合S系统中的统计命令和Excel功能从多方面对该领域的中国专利申请进行了统计分析。
1、国内专利申请的年度发展趋势
2011年以前，相变冷却式变压器在我国还处于刚刚起步阶段，国内专利申请量较小。2011年之后，专利申请量开始增长，特别是最近5年，专利申请大幅增加。这与我国整体经济形势以及国家“十五”国家高新技术发展计划（863计划）对输变电行业的支持密切相关。
2、国内主要申请人分布与分析
国内相变冷却式变压器的专利申请以相关大企业为主，其中，国家电网公司在该领域拥有最多的专利量，特别是国网福建省电力有限公司，约占总专利量的30％。另外，国网山东滨州市供电公司、浙江江山特种变压器有限公司也申请了较多的专利，具有一定的研发实力。
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3、国内专利IPC分类号分布
相变冷却式变压器的专利主要分布在分类号H01F27/08（变压器或电感器的冷却、通风）、H01F27/18（用蒸发液体的方法）、H01F27/20（用特殊气体或非环境空气冷却），值得注意的是，还在分类号H01F41/12（油冷却）和H01F27/14（膨胀室、储油器、气室、清洁、干燥或填充装置）中有所涉及。
4、有效性分析
相变冷却式变压器的相关申请的授权率比较高，为61％左右，这说明各个公司在不断地进行技术创新、研发并申请专利，这不仅代表着相变冷却式变压器在近些年的发展趋势，也标志着民众知识产权意识提高的标志。
三、实践案例分析
以下选取本领域的一个实际案例简述审查过程及注意事项。
申请号：CN201310609213.X
申请人：浙江江山特种变压器有限公司
发明名称：高效降温变压器
主要发明点：变压器内部具有降温箱，降温箱内具有降温装置，降温装置包括降温管、蒸发内管，蒸发内管连接一制冷机构，制冷机构包括压缩机、冷凝管、节流阀、吸热工质，吸热工质在制冷机构内循环，吸收变压器油的热量，提高变压器油的降温效果。
检索策略分析与调整：本案涉及的主要领域是变压器冷却，特别是采用蒸发液体的方法冷却，基于该技术方案找到最准确的分类号H01F27/18，而对于其上位的小组或并列小组中相关的分类号也应作一定的扩展检索，以尽可能的全面检索。技术方案中将相变冷却作为主要的发明点，需要重点检索，而其辅助的油浸式变压器也需要联合检索。
案件小结：本案利用蒸发内管充入吸热工质，通过吸热工质与变压器油进行热交换，热交换效率高，达到冷却的目的，而气态吸热工质经过压缩机以及冷凝器，重新转化为液态吸热工质，并通过节流阀冲入蒸发内管，循环利用。具有一定的创造性，符合授权要求。
四、结语
通过上面的分析可以看出，相变冷却式变压器技术较为新颖，目前还处于技术的发展阶段，主要的专利申请集中在较大的龙头企业，如国家电网及其分公司。从研究方向来看，主要集中在对浸渍式蒸发冷却器的结构改进。本文通过DWPI和CNABS收录的专利文献为样本，分析了变压器相变冷却的专利申请情况，并就一专利申请进行了审查过程分析，为相变冷却式变压器的专利申请和审查工作提供了参考借鉴。
参考文献：
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论文作者:刘冉1,张鹏2,宋光举3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/5
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