圖 1核級電纜老化評估及壽命預(yù)測專利申請量年度分布
核級電纜是指核電站特殊環(huán)境下使用的電纜,種類繁多,包括測量電纜、通信電纜、儀表電纜、防火電纜等,其承載著核電站運(yùn)行過程中對設(shè)備的供電、信號的傳輸?shù)榷嘀厝蝿?wù),對核電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要作用。由于核級電纜需要長期暴露于熱、輻射、電、化學(xué)等各類老化環(huán)境中,相對于普通電纜,核級電纜具有更高的性能要求,同時在其服役過程中,必須確保各項指標(biāo)正常,以實(shí)現(xiàn)核電廠在安全狀態(tài)下正常運(yùn)行。因此,對核用電纜的性能監(jiān)測手段提出了更高的要求。如何有效對核電特殊環(huán)境下使用的電纜進(jìn)行老化評估及壽命預(yù)測,對于消除核電廠安全隱患、降低運(yùn)行成本具有重要意義。
美國核管理委員會在1970年頒發(fā)了聯(lián)邦法規(guī)10CFR50,規(guī)定了生產(chǎn)和應(yīng)用設(shè)施的執(zhí)照發(fā)放標(biāo)準(zhǔn),其中10CFR 50.49《核電廠安全重要電氣設(shè)備環(huán)境鑒定》要求必須對安裝在嚴(yán)酷環(huán)境中的安全級（1E級）電氣設(shè)備進(jìn)行鑒定。法國在1980年成立了法國核島設(shè)計和建造規(guī)程協(xié)會,不久后出臺了《核島電氣設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則》。我國學(xué)者較早開始關(guān)注核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域的研究,例如徐應(yīng)麟[1]報道了羅卡/希爾伯和耐電壓試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容和要求。日本、韓國也較早開始了相關(guān)研究,例如Kim[2]評價了電纜護(hù)套間歇加熱和連續(xù)加熱的老化性能。王劍星等[3]對熱電偶電纜在彎曲加工過程中的斷裂原因進(jìn)行了分析。此后的技術(shù)發(fā)展過程中,檢測電纜老化狀態(tài)的方向逐漸演化為無損檢測和有損檢測兩個技術(shù)分支,根據(jù)檢測性能指標(biāo)又可區(qū)分為熱老化、輻射老化、化學(xué)老化、電老化、機(jī)械應(yīng)力老化等多個研究方向。主要檢測手段為儀器輔助檢測,近年來又發(fā)展出模型預(yù)期、生命周期管理等依賴于計算機(jī)技術(shù)的新方向。例如陳捷吉等[4]報道了一個核電廠核級電纜的智能診斷與健康管理平臺,整理了電纜全生命周期管理所需的信息。SOMMERVOGEL等[5]提出了一種新的方法來模擬在監(jiān)測電纜的整個生命周期中可能遇到的幾種類型故障,更準(zhǔn)確地評估電纜的健康狀況?？梢灶A(yù)期在未來一個時期,隨著計算機(jī)和人工智能技術(shù)的發(fā)展,核電電纜老化評估及壽命預(yù)測將會出現(xiàn)新的發(fā)展趨勢。
筆者以涉及核級電纜老化評估以及壽命預(yù)測領(lǐng)域世界范圍內(nèi)的專利申請數(shù)據(jù)作為分析樣本,從專利申請的年度分布、區(qū)域分布、主要申請人、核心專利技術(shù)等方面對核級電纜老化評估以及壽命預(yù)測領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了分析,并指出現(xiàn)階段還存在的問題,從而對相關(guān)企業(yè)的發(fā)展提出建議。
1. 核級電纜老化評估技術(shù)的專利申請狀況
以核級電纜老化評估以及壽命預(yù)測領(lǐng)域的專利申請為研究對象,檢索數(shù)據(jù)的范圍為2024年9月13日前已公開的世界范圍內(nèi)的全部申請專利。在CNTXT和ENTXTC數(shù)據(jù)庫中檢索、去重,得到128件申請專利。由于文章撰寫的時間限制以及專利申請日到專利公開日之間18個月的時限,缺少2023—2024年的部分未公開專利數(shù)據(jù),因此2023—2024年專利的統(tǒng)計數(shù)量少于實(shí)際公開的數(shù)量。下面對核級電纜老化評估、壽命預(yù)測技術(shù)專利申請狀況進(jìn)行分析。
1.1 專利申請的年度申請數(shù)量分布狀況
核級電纜老化評估及壽命預(yù)測專利申請量年度分布如圖1所示,從歷年申請量上看,核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展大致經(jīng)歷以下3個階段。
1.1.1 技術(shù)起步階段（1996—2005年）
核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域的研究工作起步于20世紀(jì)末,而我國這一時期在該領(lǐng)域的研究尚處于空白階段。日本日立公司（HITACHI LTD）、韓國電力公司（KOREA ELECTRIC POWER CORP）先后展開了關(guān)于電纜劣化控制的研究,其中韓國電力公司首次報道了一種以非破壞性的方法診斷核電站中使用電纜老化狀態(tài)的便攜式電纜老化診斷裝置,實(shí)現(xiàn)了該領(lǐng)域零的突破。
1.1.2 技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展階段（2006—2015年）
在這一階段,韓國電力公司率先在以往研究的基礎(chǔ)上,更進(jìn)一步研發(fā)了一種在按壓電纜表面之前使用固定電纜的夾具預(yù)先按壓電纜表面,提高按壓測試精度,用于檢查電纜老化的便攜式設(shè)備。我國在該領(lǐng)域的研究大致起步于2007年,上海交通大學(xué)率先報道了一種電力技術(shù)領(lǐng)域的電力電纜絕緣狀態(tài)監(jiān)測與壽命管理系統(tǒng),其也可以應(yīng)用于工業(yè)和企業(yè),特別是對重要負(fù)荷供電電纜的狀態(tài)監(jiān)測與壽命管理。重慶大學(xué)在2009年報道了一種聚合物電力電纜絕緣加速老化的試驗(yàn)方法及裝置,其主要研究對象是核電站千伏電力電纜中常用的交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜。此后,在2010—2012年間,我國每年均保持著不超過3件的申請量。國外申請人在2012年有兩件專利申請,分別是日本日立電纜公司（HITACHI CABLE）報道的一種用于評估核電廠電纜絕緣涂層材料壽命的方法,以及挪威的WIRESCAN AS公司報道的一種用于監(jiān)測電纜狀況的方法和系統(tǒng)。在2013—2015年,我國在這一領(lǐng)域的專利申請量出現(xiàn)了小幅度增長,2015年的年度專利申請量已經(jīng)穩(wěn)定增長到了9件,而國外僅在2013年出現(xiàn)了一件專利申請。這一階段為此后我國在該領(lǐng)域研究的快速發(fā)展打下了一定基礎(chǔ)。
1.1.3 技術(shù)高速發(fā)展階段（2016年至今）
2016—2020年,我國在核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域的研究工作進(jìn)入了高速發(fā)展階段。從2016年的年度申請量5件增長到了2020年的年度申請量22件。特別是中廣核、國家電網(wǎng)等龍頭企業(yè)也投入到了該領(lǐng)域的研究工作中。例如,中廣核報道了一種絕緣電纜材料多功能老化測試裝置,其可以模擬一定溫度、濕度和氣流影響的試驗(yàn)條件,實(shí)現(xiàn)多因子耦合,可根據(jù)試驗(yàn)需要任意組合濕度、溫度以及氣流3個因素,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。在這一階段,高校、企業(yè)的聯(lián)合研究也促使一批新技術(shù)的產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)了高校研究成果的轉(zhuǎn)化運(yùn)用,例如國網(wǎng)上海市電力公司與西安交通大學(xué)共同報道了一種用于評估XLPE電纜絕緣老化狀態(tài)的介電分析方法,該方法簡單易行,具有一定的工程應(yīng)用前景。一些研究院所率先將人工智能技術(shù)應(yīng)用于該領(lǐng)域,例如,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所應(yīng)用介電頻譜和超聲波測量無損檢測手段建立了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,用于預(yù)測EPR（歐洲先進(jìn)壓水堆）核能電纜的剩余使用壽命,是較早的將AI技術(shù)與核電電纜壽命預(yù)測相結(jié)合的研究工作。在2020—2022年,該領(lǐng)域的國內(nèi)專利申請量有所下降,這可能與全球范圍內(nèi)的疫情相關(guān),在一定程度上制約了研究工作的進(jìn)展,國外研究者在此期間也僅在2021、2022年各有一件專利申請,而此后的2023—2024年,專利公開數(shù)據(jù)尚不完整,未能準(zhǔn)確反映年度申請量。
1.2 專利申請的技術(shù)原創(chuàng)國家/地區(qū)分布狀況
專利技術(shù)的來源能夠反映出一個國家或地區(qū)在相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新活躍程度。在核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域,貢獻(xiàn)專利技術(shù)數(shù)量最多的國家是中國,有94%的專利申請來源于中國的申請人,共計120項,這與現(xiàn)實(shí)中國企業(yè)的市場主導(dǎo)地位相符。其余各國總計8項,其中第2位是韓國,占比為4%,其中大部分申請來自于韓國電力公司、LS電纜公司。第3位的日本、第4位的挪威分別有2件和1件申請,占比均為1%左右。來自于中、日、韓3國的申請量已經(jīng)達(dá)到了全球總申請量的99%,而其余國家占據(jù)全球申請量的1%,可見核級電纜老化評估及壽命預(yù)測的專利技術(shù)主要集中在東亞地區(qū)。歐洲僅有挪威占據(jù)全球總申請量的1%。雖然國外專利申請量有限,但韓國的電力公司、日本的日立公司在該領(lǐng)域的研究工作在全球范圍內(nèi)開展最早,其所具有的研究基礎(chǔ)不容小覷。
1.3 申請人類型分布
核級電纜老化評估及壽命預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)外專利申請人類型分布如圖2所示。由圖2可知：企業(yè)申請量占68％,學(xué)校、個人和科研單位分別占17％,7%,6%,機(jī)關(guān)團(tuán)體占2%?？梢?在核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域,企業(yè)對該技術(shù)的研究占到了絕對的多數(shù),這從側(cè)面顯示出核級電纜老化評估與壽命預(yù)測技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中的巨大需求量和經(jīng)濟(jì)利益。雖然高校的申請量在該領(lǐng)域只占17%,遠(yuǎn)小于企業(yè)的申請量,但高校對該技術(shù)的發(fā)展具有很大的推動力,并且有相當(dāng)一部分為高校與企業(yè)的聯(lián)合申請,近年來國家政策關(guān)注于專利的轉(zhuǎn)化運(yùn)用,而校企聯(lián)合則是專利轉(zhuǎn)化運(yùn)用的有效途徑。我國最早從事核級電纜老化評估及壽命預(yù)測的研究單位包括上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所等,其中,西安交通大學(xué)和國網(wǎng)上海市電力公司、中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心之間開展了緊密的產(chǎn)學(xué)研合作,合作方式包括共同進(jìn)行技術(shù)研發(fā)、共同申請專利等模式。除上述合作模式外,一些企業(yè)還通過成立專門的技術(shù)研究中心來實(shí)現(xiàn)自主技術(shù)創(chuàng)新,如國家電網(wǎng)公司專門設(shè)立了國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,國家電網(wǎng)公司還與上海電力學(xué)院、華北電力大學(xué)等高校開展廣泛合作。
圖 2核級電纜老化評估及壽命預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)外專利申請人類型分布
1.4 主要申請人分析
核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域?qū)＠暾埩恐饕暾埲朔植既?/span>圖3所示。由圖3可知：專利申請量排名前9位的申請人全部為中國國內(nèi)企業(yè)和高校,其中上海南洋藤倉電纜有限公司為中日合資企業(yè)。在排名前9位的申請人當(dāng)中,國家電網(wǎng)公司以占前9位申請人專利總申請量的47%位居首位,這反映了近20年來在核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域,我國企業(yè)科研人員的研發(fā)能力已取得了長足進(jìn)步。南方電網(wǎng)公司和中廣核公司分別以18件、16件申請位于第2,3位,以上3家國企的申請量總計達(dá)到82件,可以看出我國企業(yè)在這一領(lǐng)域的研究工作在世界范圍內(nèi)處于領(lǐng)先地位。在前9位排名的申請人當(dāng)中,有兩所高校入圍,即西安交通大學(xué)和華中科技大學(xué),申請量分別為5件和3件,其總量雖然不多,但其持有的專利中有效專利占比較高,這反映了高校專利技術(shù)性較強(qiáng)的特點(diǎn)。并列第5位的申請人中,除華中科技大學(xué)外,三普藥業(yè)、中國華能、上海南洋藤倉電纜、中國中車均為國內(nèi)企業(yè),其中三普藥業(yè)雖然主營生物醫(yī)藥,但其業(yè)務(wù)范圍也涉及電纜行業(yè),其在2010年后,將核心業(yè)務(wù)調(diào)整為電纜和醫(yī)藥的生產(chǎn)與銷售,其所擁有的3項專利申請均是與遠(yuǎn)東智慧、中國核工等公司的合作申請,可以推斷其自身在電纜相關(guān)的研發(fā)工作中并非占據(jù)主導(dǎo)地位。
圖 3核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域?qū)＠暾埩恐饕暾埲朔植?/span>
1.5 專利有效性和法律狀態(tài)分析
核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域國內(nèi)外專利有效性占比如圖4所示。由圖4可知：在總共128件專利申請中,我國國內(nèi)有效專利的數(shù)量達(dá)到56件,占比43.8%,在審專利申請的數(shù)量為13件,占比10.2%,已失效專利數(shù)量為51件,占比39.8%。國外有效專利的數(shù)量為4件,占比3.1%,在審專利申請的數(shù)量為1件,占比0.8%,已失效專利數(shù)量為3件,占比2.3%。其中,在審專利在不久之后有可能成為有效專利。從以上數(shù)據(jù)可以看出,在核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域,國內(nèi)外有效專利占比較高,同時還存在一定數(shù)量的、可能成為有效專利的在審案件,表明該領(lǐng)域仍處于技術(shù)增長和活躍的時期。
圖 4核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域國內(nèi)外專利有效性占比
核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域國內(nèi)外專利法律狀態(tài)分布如圖5所示。由圖5可知：在總共128件專利申請中,我國國內(nèi)授權(quán)專利的數(shù)量達(dá)到56件,占比43.8%,駁回專利申請的數(shù)量為30件,占比23.4%,處于實(shí)審的專利申請數(shù)量為13件,占比10.2%,撤回專利申請數(shù)量為12件,占比9.4%,其余為未交年費(fèi)失效專利6件、期限屆滿2件、放棄專利1件。國外專利申請中,授權(quán)專利的數(shù)量為4件,占比3.1%,期限屆滿專利數(shù)量為2件,公開和撤回專利申請數(shù)量均為1件。從以上數(shù)據(jù)可以看出,在核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域,國內(nèi)外的授權(quán)專利占比較高。
圖 5核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域國內(nèi)外專利法律狀態(tài)分布
1.6 技術(shù)構(gòu)成分析
核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域各分支技術(shù)的分布情況如圖6所示。由圖6可知：排名第1的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)闇y試介電強(qiáng)度、擊穿電壓,共有39件；排名第2的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)闇y試電纜、傳輸線或網(wǎng)絡(luò)中的故障,共有13件；排名第3的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)殡娦阅艿臏y試裝置、電故障的探測裝置,共有12件,以上3者均屬于測量電變量、測量磁變量技術(shù)領(lǐng)域下面的具體小類,以上3個技術(shù)領(lǐng)域的申請量占據(jù)全球總申請量的50%,可見在這一領(lǐng)域主要通過測量電、磁方面的變化特征評估電纜老化特征,并進(jìn)行壽命預(yù)測。排名第4的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)闇y試材料的耐氣候、耐腐蝕、耐光照性能,共有10件申請,排名第7位的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橛脵C(jī)械應(yīng)力測試固體材料的強(qiáng)度特性,以上兩者均屬于借助于測定材料的化學(xué)或物理性質(zhì)來測試或分析材料的范疇,不難得知,通過測定電纜的相關(guān)物化性能對電纜老化特性和壽命預(yù)期進(jìn)行評估也是常用的技術(shù)手段。排名第5的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橛嬎銠C(jī)輔助設(shè)計,共有4件申請,排名第6的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橘Y源、工作流程、人員或項目管理,排名第8的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)樵O(shè)計優(yōu)化、驗(yàn)證或模擬,這3個領(lǐng)域均屬于電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理、計算機(jī)輔助管理的技術(shù)分支,這3個技術(shù)領(lǐng)域雖然目前申請量不高,但隨著人工智能技術(shù)的高速發(fā)展,通過計算機(jī)建立電纜老化模型,進(jìn)而進(jìn)行壽命預(yù)測必然會成為下一個階段的研究熱點(diǎn)。除了以上技術(shù)領(lǐng)域外,其余技術(shù)領(lǐng)域的申請量均少于3件,主要分布于借助于測定材料的化學(xué)或物理性質(zhì)來測試或分析材料的其他具體技術(shù)分支。從以上技術(shù)領(lǐng)域分布來看,核級電纜老化評估及壽命預(yù)測技術(shù)主要通過對電纜相關(guān)材料在一定場景下的電磁、物化性能進(jìn)行表征,得到材料在相關(guān)應(yīng)用場景下的性能變化特征,從而對其使用服役狀態(tài)進(jìn)行判斷,進(jìn)而評估其預(yù)期壽命。應(yīng)用計算機(jī)相關(guān)的管理手段是通過建立模型,進(jìn)行實(shí)際場景的模擬以及參數(shù)特征的不斷學(xué)習(xí)。實(shí)現(xiàn)AI（人工智能）輔助的電纜老化評估及壽命預(yù)測已經(jīng)成為重要的發(fā)展方向。
圖 6核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域各分支技術(shù)的分布情況
核級電纜老化評估及壽命預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域全球申請量的技術(shù)領(lǐng)域時間分布如圖7所示。在圖7中,氣泡面積表示當(dāng)年申請量的多少。由圖7可知：在技術(shù)起步階段（1996—2005年）,排名前8位的技術(shù)領(lǐng)域中尚沒有出現(xiàn)專利申請,電纜老化評估及壽命預(yù)測僅通過比較簡易的測試方法實(shí)現(xiàn)。例如,韓國電力公司在1999年提交的公開號為KR200168151Y1的專利申請公開了一種便攜式電纜老化診斷裝置,其主要是通過電機(jī)、夾具、傳感器等設(shè)備進(jìn)行組合,尚不涉及對電纜相關(guān)材料電磁、物化性能方面的全面測試?？梢哉f這一時期尚未對核級電纜老化評估及壽命預(yù)測的主流技術(shù)領(lǐng)域展開研究工作。
圖 7核級電纜老化評估及壽命預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域全球申請量的技術(shù)領(lǐng)域時間分布
在技術(shù)穩(wěn)定發(fā)展階段（2006—2015年）,各領(lǐng)域呈現(xiàn)了不同的發(fā)展變化趨勢,排名第1~5位和第7位的技術(shù)領(lǐng)域均未出現(xiàn)連續(xù)的申請,僅在個別年份出現(xiàn)申請,而排名第6,8位的技術(shù)領(lǐng)域,即資源、工作流程、人員或項目管理,以及設(shè)計優(yōu)化、驗(yàn)證或模擬在這一時期尚未出現(xiàn)專利申請,這與計算機(jī)相關(guān)人工智能技術(shù)的發(fā)展節(jié)點(diǎn)相一致。在排名前8位的技術(shù)領(lǐng)域中,最早出現(xiàn)申請量的是測試電纜、傳輸線或網(wǎng)絡(luò)中的故障這一領(lǐng)域,其次為電性能的測試裝置、電故障的探測裝置,以及用機(jī)械應(yīng)力測試固體材料的強(qiáng)度特性,而排名第1的技術(shù)領(lǐng)域（測試介電強(qiáng)度、擊穿電壓）在2010年才出現(xiàn)了個別申請,而與計算機(jī)相關(guān)的計算機(jī)輔助設(shè)計在這一階段的最后一年（2015年）才出現(xiàn)了專利申請。以上結(jié)果與力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)測試裝置的發(fā)展密切相關(guān),而計算機(jī)輔助檢測方法也在這一時期出現(xiàn)了萌芽。
在技術(shù)高速發(fā)展階段（2016年至今）,排名前4位的技術(shù)領(lǐng)域呈現(xiàn)出了較為連續(xù)的申請趨勢,例如排名第1的技術(shù)領(lǐng)域在每一年均有一定的專利申請量,并在2019年達(dá)到了年度申請量最大值11件。這表明近年來對于電纜老化評估及壽命預(yù)測的主流技術(shù)即是通過電性能方面的測試獲得評估結(jié)果,而排名第7位的技術(shù)領(lǐng)域（用機(jī)械應(yīng)力測試固體材料的強(qiáng)度特性）在這一階段申請量為零,表明通過機(jī)械應(yīng)力對電纜強(qiáng)度等特征進(jìn)行表征,從而對老化相關(guān)性能進(jìn)行評估的技術(shù)已經(jīng)被主流研究人員所淘汰。排名第5,6,8位的技術(shù)領(lǐng)域均是與計算機(jī)輔助、人工智能輔助、模擬相關(guān),是近年來的新興技術(shù),可以預(yù)期這些領(lǐng)域的申請量在未來還可能會增加。
1.7 技術(shù)發(fā)展路線以及重點(diǎn)專利
通過對申請日期、被引證頻次、同族專利情況以及技術(shù)內(nèi)容的綜合考慮,找到了技術(shù)發(fā)展各個時期代表性的專利技術(shù),通過對技術(shù)內(nèi)容的總結(jié)歸納,得到了核級電纜老化評估及壽命預(yù)測發(fā)展路線圖（見圖8）。
圖 8核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展路線
20世紀(jì)末,韓國電氣公司率先開發(fā)了一種便攜式電纜老化試驗(yàn)機(jī),所述裝置以非破壞性的方法對核電站中使用的電纜進(jìn)行老化試驗(yàn),相應(yīng)的專利申請?zhí)枮镵R200168151Y1,該公司于2006年在以往研發(fā)的基礎(chǔ)上,再次推出一種用于檢查電纜老化的便攜式裝置,其改進(jìn)點(diǎn)主要在于其中的夾具,對應(yīng)的專利申請?zhí)枮镵R1020080024891A,在這一階段,尚未出現(xiàn)電纜老化評估及壽命預(yù)測的主流技術(shù)。我國國內(nèi)的研究報道始于2007年左右,上海交通大學(xué)率先報道了一種電力電纜絕緣狀態(tài)監(jiān)測與壽命管理系統(tǒng),該系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集模塊采集電纜絕緣監(jiān)測數(shù)據(jù),結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)、環(huán)境信息等,對電纜的絕緣和剩余壽命進(jìn)行判斷,相應(yīng)專利申請?zhí)枮镃N101149416A。2012年重慶大學(xué)報道了一種基于核磁共振的交聯(lián)聚乙烯電纜老化程度評估方法,通過核磁共振分析儀測試比較交聯(lián)聚乙烯電纜在不同老化程度下的分子結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了從微觀角度對絕緣材料老化性能的檢測,相應(yīng)專利申請?zhí)枮镃N102998323A。同期國外公司也出現(xiàn)了一些相關(guān)報道,挪威Wirescan As公司報道了一種用于監(jiān)視電纜狀況的方法和系統(tǒng),包括向電纜的第一端施加寬帶信號波,通過信號分析對故障進(jìn)行識別,相應(yīng)的專利申請?zhí)枮镹O20121245。2013年江蘇核電有限公司報道了一種反應(yīng)堆安全殼內(nèi)電纜老化管理平臺,為反應(yīng)堆安全殼內(nèi)電纜延壽、安全評審、技術(shù)改造等提供了依據(jù),相應(yīng)專利申請?zhí)枮镃N203133945U。2014年國核電站運(yùn)行服務(wù)技術(shù)有限公司公開了一種多因子耦合電纜老化試驗(yàn)系統(tǒng),能夠滿足濕-熱-輻照多因子耦合試驗(yàn)條件,相應(yīng)專利申請?zhí)枮镃N103983563A。2015年,核動力運(yùn)行研究所報道了一種用于電纜整體老化壽命評估的頻域測試分析系統(tǒng)及方法,可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場服役電纜的在役檢查和壽命評估,相應(yīng)專利申請?zhí)枮镃N106855605A。至此,通過各類老化試驗(yàn)分析儀器進(jìn)行監(jiān)測,從而對電纜壽命進(jìn)行評估預(yù)測已成為了主流技術(shù)。2019年,蘇州熱工研究院有限公司報道了一種適用于M310核電機(jī)組安全殼內(nèi)K1類電纜壽命再評估的方法,該方法主要通過監(jiān)測數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)評估的方式對電纜壽命進(jìn)行預(yù)測,相應(yīng)專利申請?zhí)枮镃N110322105A。復(fù)旦大學(xué)報道了一種定量評價核級電纜老化程度的綜合方法,通過對核級電纜聚合物材料老化前后性能的綜合分析,建立了宏觀性能、微觀特征、老化時間三者間的定量關(guān)系,相應(yīng)的專利申請?zhí)枮镃N110455698A。2020年,江蘇能電科技有限公司公開了一種電纜老化檢測方法,通過漏電檢測設(shè)備獲取預(yù)設(shè)時間段對應(yīng)的漏電流序列,根據(jù)故障檢測結(jié)果確定電纜老化的檢測結(jié)果,相應(yīng)專利申請?zhí)枮镃N111426909A。2021年,中廣核等公司報道了一種核電廠環(huán)境鑒定設(shè)備可延續(xù)使用的評估方法,其主要通過制定環(huán)境鑒定設(shè)備清單進(jìn)行評估,相應(yīng)的專利申請?zhí)枮镃N112668199A。2024年,華能海南昌江核電有限公司報道了一種核電廠1E級電纜鑒定壽命優(yōu)化方法及系統(tǒng),通過定期監(jiān)測最惡劣環(huán)境下的實(shí)際溫度和輻照劑量率,修正鑒定試驗(yàn)中所假設(shè)的設(shè)計溫度和累積輻照劑量,消除不必要的保守假設(shè),從而優(yōu)化電纜的鑒定壽命,相應(yīng)的專利申請?zhí)枮镃N118069970A。可以看出,近年來,在儀器檢測的基礎(chǔ)上,通過計算機(jī)輔助的管理平臺,對電纜老化評估手段進(jìn)行優(yōu)化已逐漸成為研究熱點(diǎn)。
2. 結(jié)語
（1）由于國內(nèi)市場對核級電纜老化評估及壽命預(yù)測需求,近20年國內(nèi)企業(yè)、高校在該領(lǐng)域的研發(fā)熱情顯著高于起步較早的日本、韓國等企業(yè)。
（2）申請人主要為研發(fā)經(jīng)費(fèi)充足、人才儲備充分的國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中廣核等大型國企,而國內(nèi)大學(xué)、科研院所申請數(shù)量較少,整體而言,國內(nèi)外有效專利在整體中占比較高,反映了該領(lǐng)域仍處于技術(shù)活躍期。
（3）通過物理、化學(xué)相關(guān)性能表征老化性能、進(jìn)行壽命預(yù)測是專利申請數(shù)量最高的技術(shù)領(lǐng)域,但計算機(jī)相關(guān)、人工智能技術(shù)已經(jīng)開始向核級電纜老化評估及壽命預(yù)測領(lǐng)域滲透。
文章來源——材料與測試網(wǎng)