电力电缆的典型结构一般从内向外分为电缆线芯、线芯屏蔽、绝缘层、绝缘屏蔽、内护层、内衬垫、加强带、外护层等。其中电缆绝缘层由于直接承受工作电压，直接与电缆线芯接触，处于高电位，又有大电流流过，因此电缆的绝缘层材料是电缆能否承受高电压的关键所在。

　　目前，常用绝缘材料有电缆纸、浸渍剂、聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯、聚丙烯、橡胶等，其中交联聚乙烯具有良好的电气化学和物理性能，因此应用广泛，目前在220千伏及以下的电缆中，交联聚乙烯已经占据主导地位，基本代替了其他绝缘材料电缆。

　　电力电缆可以按照其绝缘材料进行分类，其中主要包括油浸纸绝缘材料电缆、塑料绝缘材料电缆、橡胶绝缘材料电缆。本文将对国内外电缆绝缘材料专利技术现状及其发展趋势进行分析，分析样本来自德温特世界专利索引（WPI）数据库、中国专利检索系统（CNPAT）以及欧洲专利局专利文献数据库（EPODOC），检索截止日期是2011年5月15日。

　　需要说明的是，专利申请人如果未要求提前公开，则申请日期18个月后专利申请才予以公开，因此2010、2011年的数据中不包括已经提交申请但并没有公开申请的数据。另外，一件专利从申请到授权需要一定的时间，2008年以后提交的申请有很大一部分处于审查过程中，因此，对于授权专利的分析，2009年至2011年的数据仅供参考。

　　全球电缆绝缘材料

　　专利申请分析

　　1.全球电缆绝缘材料专利申请年代分布情况

　　图1直观地显示了1963年至2009年电缆绝缘材料领域全球发明专利申请量的逐年变化趋势。值得注意的是，即使2010年的数据并不完整，在所有年份中其申请量也是最多的，将EPODOC和WPI中取得的样本合并共计5002件。从图1可以看到，1966年至1973年的专利申请量比较少，共有12件；到1974年专利申请迅速增加到43件；随后从1974年至2000年，该领域专利申请量都处于稳步增加的状态；2000年以后年专利申请量开始大幅度增长。从1965年到1999年34年间，该领域专利申请量为2904件，而从2000年至2010年10年间，专利申请量就达到了2098件，这表明电缆绝缘材料技术的研发能力达到了较高的水平。由这些数据也可以看出，在最近10年中，随着交通科技高速发展、大型发电站不断增加、大型工业的发展以及生活中各种电器的不断增加，人们对电能越来越依赖，对于电力运输的要求越来越高，从而使得电力电缆的发展越来越快。

　　2.全球电缆绝缘材料专利申请国家和地区分布

　　图2反映了全球电缆绝缘材料领域专利申请按照国家和地区的分布情况。从图2可以看出，向日本提出的专利申请量为第一位，其份额为46%，数量为2283件，其次是美国、中国、德国，份额依次为17%、16%、6%，数量依次为882件、826件、308件，而除了这几个国家外，其他国家总量所占份额为17%，共计576件。

　　3.全球电缆绝缘材料专利申请技术领域分析

　　图3是全球电缆绝缘材料专利申请技术领域的分布图，排名前五位的大组分别是C08L23、H01B3、H01B7、C08K5、H01B9，其申请量分别为302件、254件、162件、144件、105件。C08L23是指1个碳碳双键的不饱和脂肪族烃的均聚物或共聚物的组合物的分类，H01B3是按绝缘材料的特性区分的电缆材料的领域，H01B7是按形状区分的绝缘导体或电缆，C08K5则是按无机配料区分的分类，H01B9是电力电缆材料。从图3显示的结果可以看出，对于电缆绝缘材料的研究主要集中在绝缘材料本身的改进，其次是对其形状或者填料的改进。

　　在华电缆绝缘材料

　　专利申请分析

　　1.在华专利申请年代分布情况

　　图4是在华电缆绝缘材料专利申请按照年代的分布统计图。从图4可以看出，从1985年到1997年，该领域专利申请量一直保持较低水平，在10件以下，而从1998年到2005年专利申请量先降后升，其平均年专利申请量已经超过10件，2004年专利申请量有了很大增长，从2003年的13件增加到了29件，增长率为123%。而2003年至2007年，专利申请量基本保持稳定，在2008年又有了大幅提升，从2007年的39件增长到2008年的64件。2010年专利申请量虽然有所下降，但这主要是受到专利申请18个月公开期限的影响而导致数据不完整。

　　从上面的数据可以看出，自2004年以来，电缆绝缘材料进入快速发展时期，各个国家和地区对电缆绝缘材料相关技术研发投入了大量的人力、物力，同时随着中国电力行业发展对于电缆材料需求的不断增加和市场的不断扩大，使得其他具有领先技术水平的国家、地区的企业更加重视中国市场，纷纷进入中国电缆绝缘材料领域进行专利布局，因此向我国提交的该领域的专利申请大幅增加。再加上近年来我国加大了对交通运输、基础建设、电网改造等的投入，而这些领域都涉及到电缆材料的大量使用，这也吸引了国外公司的目光。

　　2.在华专利申请技术领域分析

　　从图5可以看出，电缆绝缘材料涉及很多技术领域，其中C08L为主要技术领域，排在第二位和第三位的是H01B和C08K。在电缆绝缘材料涉及的相关技术方面，研发最多的是绝缘材料的组合物以及绝缘材料本身的选择，其次是对于绝缘材料制备中加入添加材料的研究。

　　3.在华专利申请人分布以及授权情况

　　图6是在华电缆绝缘材料专利申请量排名前十位的申请人情况。从图中可以看出，排名前三位的分别是日立电线株式会社、上海交通大学、陶氏环球技术公司，而后是上海新上化高分子材料有限公司、博里利斯技术有限公司、博里利斯股份公司、深圳市领亚电子有限公司、住友电气工业株式会社、北方科技有限公司、波利亚里斯技术有限公司。其中，国内申请人上海交通大学位列第二，上海新上化高分子材料有限公司位列第四，深圳市领亚电子有限公司位列第七，北方科技有限公司位列第九。国内申请人占了4席，说明国内高校和企业对于电缆绝缘材料的研发已开始重视。

　　图7是六大主要申请人的专利授权情况。从图中可以看出，申请量排名第一的日立电线株式会社的专利授权率排在第二位，表明其不但重视专利申请量，也重视专利的质量。而专利申请量仅排第五位的博里利斯技术有限公司的专利授权率却排在第一位，说明该公司比较重视专利的技术含量，虽然申请量不多，但其专利申请大部分都能够被授予专利权。而专利申请量排名分列第二位和第四位的中国申请人上海交通大学、上海新上化高分子材料有限公司，其专利授权率仅排在第三位和第五位。这说明中国申请人的专利申请虽然在数量上有了一定突破，但是在技术含量上与国外相比还存在差距。

　　4.申请人分布区域

　　图8给出了在华电缆绝缘材料专利申请人国家地区的分布状况。经统计分析，在中国电缆绝缘材料专利申请中，国内申请人所占份额最大，占到了66.89%，其后依次是美国10.51%、日本6.04%，然后是芬兰、英国、意大利、韩国等。

　　5.绝缘材料分类分析

　　聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯是电缆绝缘材料中最为常用的3种材料，下面针这3种绝缘材料的专利申请进行进一步分析，以便更加详细了解它们的发展趋势。

　　（1）3种绝缘材料专利申请量年代分析

　　图9是3种绝缘材料电缆专利申请量随年份变化曲线。从图9可以看出，从1985年至1990年，3种材料的研发水平基本相同，都处于起步阶段。1991年至2001年这10年期间，聚乙烯材料由于其特有优势逐渐被人们重视，其专利申请量开始超过其他两种材料，并且增长趋势比较明显。而2001年至2009年间，聚乙烯绝缘材料电缆申请量更是迅速增加，并且远远超过了另外两种材料的申请量，其中2005年至2009年的申请量更是接近另外两种材料的数量总和。由于聚乙烯材料特别是交联聚乙烯材料更适合作为中高压电缆绝缘材料，因此这种增长趋势也可以看作是中高压电缆技术的需求在不断增长，致使企业以及科研院所在这方面投入了更大研发力量。

　　（2）主要申请国家3种绝缘材料电缆相关专利申请量分析

　　图10是国内该领域专利申请量较多的六大国家3种电缆绝缘材料相关专利申请量统计。从图中可以看出，中国的聚乙烯绝缘材料电缆相关专利申请依然最多，达到178件，其次是美国38件、日本22件、芬兰17件、英国7件、意大利7件。这说明中国企业以及科研院所已经非常重视对中高压绝缘电缆材料聚乙烯的研究，对其研发投入比较大。而从聚乙烯在3种材料中所占比例看，中国为50.6%，美国为62.3%，日本为73.3%，芬兰为100%，英国为100%，意大利为53.8%。

　　从上面的数据可以看出，欧美以及日本在中国的专利申请以聚乙烯绝缘材料电缆为主，尤其是芬兰、英国，虽然申请量并不多，但全部是针对该技术的申请。这些国家在中国更重视对中高压电缆材料的专利保护，其专利布局倾向于高端电缆材料领域。这些应该引起国内科研院所以及企业的重视，在加大电缆材料研发投入的同时，集中力量在中高压电缆材料领域进行研究，以防被动。

　　6.在华电缆绝缘材料专利申请量前20位的申请人综合能力分析
　
　　从专利申请量、所占百分比、平均专利年龄、发明人数4个维度对在华电缆绝缘材料专利申请量前20的申请人进行对比分析，可以看出其综合能力情况。

　　单从专利申请量来看，申请量位居前20的公司或科研院所中，中国有11家、芬兰4家、日本2家、美国2家、韩国1家。中国的公司或科研院所占申请总量的48.73%、芬兰公司占申请总量的19.66%、日本公司占申请总量的15.38%、美国公司占申请总量的12.82%、韩国公司占申请总量的3.42%。由此可见，就专利申请量来说，在中国的电缆绝缘材料市场，竞争力排名前三位的分别是中国、芬兰、日本。但是，在中国申请人中，11家里有2家研究所、3所大学，而企业仅有6个，这些申请人的申请总量为57件，其中科研院所以及大学的申请量为27件，企业申请量为30件。也就是说，中国的申请量虽然靠前，但是中国企业的申请量依然不多。相对于高校以及研究所的申请，企业的申请往往更注重工业性、实用性，而研究所以及学校的申请则更侧重于实验性、学术性。因此，如果想进一步保护国内电缆市场，避免被国外企业占领技术制高点，还需要中国企业进一步增加科研投入，加大与高校、科研院所的合作，提高专利申请的技术含量。

　　从发明人数来看，占据前3位的是美国陶氏环球技术公司、芬兰北方科技有限公司、芬兰博里利斯技术有限公司以及中国石油化工股份有限公司（并列第三），它们的发明人数分别为40人、29人、26人、26人。这说明这些公司在电缆绝缘材料方面投入的人力比较多，竞争力相对比较强。

　　平均专利年龄是指所有专利申请的申请日到检索日的平均年数，数值越小，说明专利越新，也就是说，近期在电缆绝缘材料领域比较活跃。从平均专利年龄来看，排名前3位的分别是深圳市联嘉祥科技股份有限公司1.25年、深圳市领亚电子有限公司2.83年、浙江大学3.25年，3家总共拥有14件专利申请，占前20位中11个中国申请人申请量总数的24.6%。这说明这3个申请人在近年来相对比较活跃，中国的高校、科研院所和企业已经意识到了电缆绝缘材料的重要性，并增加了在该领域的研发投入。