【2025低压电器专利分析】从TOP10企业专利看技术趋势
随着全球能源结构转型与数字化进程加速，低压电器行业正经历深刻的技术变革。在“双碳”战略与新型电力系统建设双重驱动下，行业加速向智能化、绿色化、国际化方向升级。国际市场竞争格局加剧，技术创新与专利布局成为企业突围关键，下文将以TOP10低压电器企业2025年国内最新专利情况看行业技术发展趋势。
一、600+专利，头部效应明显。
图1:2025年TOP10低压电器企业公开专利数量（国内）
数据来源：国家知识产权局、善和咨询统计整理（已去除重复和非低压电器专利信息）
截止到2025年6月，TOP10低压电器企业国内公开发布专利617个，具有头部效应，中小企业差异化布局特点。当前统计数据中，仅良信电器、德力西、正泰电器三家就占比近70%，凭借着强大的资金实力和丰富的应用经验带来的创新改善反馈，在产品优化和专利布局上头部领先效应明显；中小型企业专利布局则各自具有特点，例如天正电气主要在提升分合闸速度、更换效率、稳定性以及提升灭弧系统进气排气效果，提高灭弧可靠性和稳定性；中熔电气专利主要以熔断器性能提升为主，包括延时断开熔体、全电流快速分断和低倍电流下切断电路等。
除此之外可以看到外资品牌2025年最新公开专利较少，主要原因有两点：一方面是如施耐德、ABB等企业较早进入市场，技术已经相对完善，需要优化的部分较少；另外一方面是市场竞争加剧，外资品牌将资源更多投入到成本控制和市场拓展等方面，而减少了在专利申请上的投入。
主流技术创新驱动来自断路器产品
图2:2025年TOP10企业公开专利按产品分布情况
数据来源：国家知识产权局、善和咨询统计整理
根据国家知识产权局统计，2025年截止6月TOP10低压电器企业公开断路器专利超350，接触器和隔离开关公开专利在50上下，隔离开关、熔断器、ATS（双电源转换开关）和负荷开关等公开专利在20左右，others包括一些未分类和数量较少的低压电器产品，例如开关器件、热继电器等。
随着电力系统的发展，市场对于断路器电能质量控制、供电可靠性以及智能化发展等方面需求越来越多，断路器技术创新需求也逐渐提升。而接触器、隔离开关等其他产品均由于各方面因素对于技术创新/专利布局数量少于断路器，例如接触器基本原理和结构成熟、应用场景单一、技术关联性较弱等原因技术创新空间较小；其他产品由于市场需求和性能提升难度小，对于技术创新的重视程度相对较低。
核心优化结构为操作机构、灭弧系统、触头系统和脱扣器。
图2:2025年TOP10企业公开专利按优化内容分布情况
数据来源：国家知识产权局、善和咨询统计整理
2025年低压电器TOP10企业最新公开专利优化内容主要分为3大部分，硬件结构、电路设计及外观设计。
硬件结构为主要优化内容，核心优化内容为操作机构、灭弧系统、触头系统、脱扣器等部分，具有需求紧跟化、创新化和技术融合化特点。
电路设计专利包括电源管理、控制/保护/通信/采样电路设计等多方面，具有全方位和模块化特点，实现低压电器产品全方位优化却又各功能模块化设计，将低压电器电路分为多个功能模块，每个模块可以独立设计和优化，便于产品的组装、维护和升级。同时，模块化设计也有利于实现产品的标准化和系列化，提高生产效率和产品质量。
外观设计专利主要是产品升级换代和适应新兴应用场景的产物，例如一些低压电器产品采用了紧凑型、轻量化的设计，以适应汽车内部空间的限制。
低压电器主要产品技术分析
1、断路器
【结构角度】
根据2025年低压电器TOP10企业最新公开专利信息内容，从断路器结构来看，主要技术创新体现在灭弧系统、触头系统、操作机构和脱扣系统上，其他结构的技术创新可保证断路器产品长期稳定性。
1）灭弧系统：零飞弧技术、复合灭弧技术为当下主要技术优化点，主动预防故障和自适应分断是未来趋势。
灭弧系统是确保断路器在开断电路时能够迅速、可靠地熄灭电弧的关键部分。其主要核心技术就是在于灭弧的安全可靠性技术。早期灭弧技术以物理灭弧或增加触头开距减少电弧生产概率为主，在2021年北京人民电器厂首创灭弧室后冷却气流通道，通过降温与离子中和实现零飞弧后，灭弧技术开始有新突破，当前灭弧技术已进入多技术融合与标准化阶段，主要体现在零飞弧技术已成为强制性安全指标（《真安型低压电器通用技术要求》）、复合灭弧技术等方面。
2）触头系统：磨损改善、延长使用寿命和模块化是技术主旋律，实时监测温升与磨损状态是未来趋势。
触头系统作为核心灭弧与通断部件，最常见的使用问题是接触不良、高温烧蚀、以及触头磨损。触头系统技术创新的本质是电弧控制和材料耐久性的持续博弈，从机械结构改良到智能化寿命管理均标志着断路器安全边界的拓展。
3）操作机构：零件简化、驱动加速配合智能化达到能量精准控制。
操作机构的核心在于能量存储转换与传递。从机械储能到电磁直驱，加以智能控制（微机保护和状态感知），持续提升分断速度与可靠性。
脱扣系统：当下处于智能脱扣器主导应用，永磁脱扣逐渐普及的精细化保护，未来将转向预测性防护。
脱扣系统当下通过护长精细化诊断和四段保护、多协议通信等技术实现精细化保护，未来将融合AI技术实现故障预判、毫秒级自愈，推动断路器从“被动保护”转向“主动免疫”。
其他结构
绝缘系统与散热结构升级，保障断路器的长期稳定性；功能集成与模块化设计实现灵活配置和降低成本；机械结构革新提升操作精度和使用寿命。
【产品角度】
从产品角度来看，万能式断路器、塑壳断路器和小型断路器有各自侧重的技术方向。
万能式断路器：结构简化、拆卸方便、装配效率。
万能式断路器（https://www.delixi-electric.com/wnsdlq/5150.htm）
已明确分类的专利技术侧重结构简化、拆卸方便和装配效率。例如正泰电器CN222915487U，解决结构复杂，加工制造起来比较麻烦，生产效率相对低下的问题；CN222421822U，附件安装结构设计，方便更换电气附件。
部分企业在改善断路器的稳定性和安全性能。例如天正电气CN222720320U,克服现有技术中的零飞弧罩与断路器本体之间缺少可靠限位，安装过程中容易发生晃动，安装稳定性差的问题。
塑壳断路器：模块通用性、安全性、提升灭弧效果。
塑壳断路器（https://www.delixi-electric.com/skdlq1/11704.htm）
已明确分类的专利技术侧重模块通用性、安全性和提升灭弧效果。
模块通用性：德力西电气的动触头的限位结构设计提升了底座的通用性，设计了通用型过载报警不脱扣组件。
安全性：德力西电气CN222300601U，在提高断路器额定电压的同时，提高断路器的使用便捷性和安全性；良信电器CN222637213U，在动触头上通过上下绝缘件的安装，增大导电件动触头与机构件下连杆金属件的爬电距离，从而提高了断路器的安全性能。
通用性提升（底座和过载不报警组件）
灭弧效果：德力西电气CN222581080U，对于灭弧时产生的金属颗粒有更好的阻隔效果；天正电气CN222355061U，有效的防止分断时产生的电弧气体由静触头处进入其下方，有利于电弧气体的排出，提高灭弧效果。
小型断路器：性能提升和模块化降成本
小型断路器（https://www.chint.net/products/58）
已明确分类的专利技术侧重于性能提升、模块化降成本。
性能提升：减少烧蚀问题，提升使用寿命（CN222867608U）；
模块化降低成本：天正电气CN223023178U，省去了与空开模组的连接的接线板的设计，进而省去了紧固机构的使用，降低了生产成本，直接将电流导体与空开焊接固定，进而简化了生产工艺，实现先焊接后穿电流互感器，减小了对电流互感器的破坏，同时焊接固定提升了两者连接处的温升性能。
2、接触器
【结构角度】
从结构角度来看，接触器的技术创新主要体现在电磁系统、触头系统上，通过材料升级与机电融合实现性能突破。
1）电磁系统：技术创新路线为“机械力驱动→永磁保持→电子智能控制”，当下处于智能机电深度融合阶段，通过电子闭环控制实现动态稳定性，智能永磁技术突破机械寿命极限。未来将推动接触器电磁系统向“零损耗、零抖动、零维护”演进。
2）触头系统：经过早期的触头材料革新、结构创新，当下接触器触头系统处于材料与智能控制协同阶段，磁控灭弧技术搭配传感器监测触头灼烧情况逐步提升接触器寿命和分断性能。
【产品角度】
从产品角度来看，已明确分类的专利中，直流接触器专利数量要多于交流接触器专利数量，主要原因是技术成熟情况和新兴应用需求推动创新。交流接触器硅钢叠片铁芯、栅片灭弧等技术已标准化（如CJ20系列），而直流接触器面对新能源场景仍在攻克高电压（＞1000V）、高频分断等难题，创新密度更高；传统交流接触器多用于固定工业场景（如电机启停），而直流接触器绑定新能源高增长赛道，企业专利竞争加剧。
直流接触器专利技术侧重于抗短路能力、抗剩磁和散热能力提升。
直流接触器（https://www.chint.net/products/706）
抗短路能力：正泰电器CN119340160A，提升直流接触器的抗短路能力；中熔电气CN222338180U，通过U型支架与基座之间的间隙补偿超程时，上下导磁体之间拉大的间隙，提高抗短路电流的能力。
抗剩磁和散热能力：良信电器CN222637169U，解决受大电流产生的磁场影响造成的动静触头之间电动斥力较大的问题，提高产品的稳定性和安全性；中熔电气CN222887843U，降低触头系统所在密封腔室中的气体温度，提高灭弧速度和灭弧效率，提高分断能力。
交流接触器专利技术侧重于壳体短时耐受过载电流能力和零件简化。
交流接触器（https://www.chint.net/products/268）
短时耐受过载电流能力：德力西电气CN222394748U，提高了交流接触器壳体的短时耐受过载电流能力，能防止支撑位置融化导致开距超程变化的问题，且装配方便稳定等优点。
零件简化：天正电气CN222775244U，零件生产成本更低，零件更少，制造更便捷，生产效率更高，而且还提高了客户的安装便捷性、降低客户使用成本。
3、隔离开关
【结构角度】
隔离开关的技术创新主要体现在触头系统、灭弧系统等核心结构的突破性设计上，其他结构的这些创新不仅提升了设备的安全性与可靠性，还显著优化了运维效率和环保性能。
1）触头系统：围绕接触可靠性、导电效率、抗电弧能力等核心问题持续创新。隔离开关触头系统技术特点为材料复合化、驱动设计可靠化、监测智能化，未来突破方向在质量管控与检修智能化升级上。
2）灭弧系统：隔离开关的灭弧系统主要进行小电流灭弧，当下主流技术为复合灭弧技术，包括真空灭弧、气体灭弧、双断口串联灭弧等。目前真空灭弧应用成本偏高，并且国标仍以无灭弧隔离开关为主，复合灭弧隔离开关认证流程复杂，未来技术需要通过模块化设计才能推动隔离开关灭弧能力提升。
3）其他结构：隔离开关在绝缘系统、操作机构、可视化与防护结构等非触头/灭弧领域同样存在显著技术创新，但相较核心技术结构创新专利较少，其驱动力主要源于电力系统对运维安全、环境适应性及智能化的迫切需求。
【产品角度】
已明确分类的隔离开关专利中，主要技术侧重点在于小电流灭弧能力提升、操作机构智能化、小型化、触头结构的短时耐受电流性能提升。
隔离开关（https://www.delixi-electric.com/xxglkg/5081.htm）
1）小电流灭弧能力提升：良信电器CN222966002U，提高了静触头触头材料利用率，整个静触头载流能力大、散热性好、内阻小，同时，灭弧室通过窄缝能够加快电弧的熄弧能力，使得小电流临界电流的灭弧难题得以解决；良信电器CN222762823U，在小电流下依靠窄缝也能实现熄弧，还可以促使电弧向位于触头前方的灭弧室方向移动，避免了两片动触头与栅片中间腿部电弧击穿现象发生。
2）操作机构智能化、小型化：德力西电气电动分合闸模块实现智能分合闸；良信电器CN120072559A，在减小装置体积的同时节省了生产成本，实现了装置的小型化和应用多样化。
3）触头结构的短时耐受电流性能提升：良信电器CN222338156U，在电弧电压增大时通过夹持式连接的第一触头或第二触头提高短时耐受电流性能，以提高该动触头结构的可靠性与使用寿命。
4、熔断器
熔断器的核心技术主要来自熔体和灭弧系统的优化，当下熔体在材料和结构上技术相对成熟，已明确分类的专利熔断器主要技术方向为熔断器紧凑型设计、灭弧系统的分断能力提升、电控保护等，TOP10低压电器企业2025熔断器专利统计均来自中熔电气。
熔断器（https://www.sinofuse.com/prolist_1/72.html）
1）紧凑型设计：2025年中熔电气近1/5的公开专利都是结构紧凑化设计。例如CN222980443U，使激励熔断器的结构更紧凑，体积更小，灭弧能力更好；CN120020992A，合理化利用熔断器产品空间，使熔断器产品结构更紧凑，提高产品空间利用率，降低产品体积。
2）分断能力提升：拓宽分断电流范围，提升灭弧效果。例如CN112447464B，分断电流范围宽，灭弧能力高且分断后绝缘性能优良；CN114078673B，全电流快速分断，且体积小重量轻。
3）电控保护，包括电路保护、混合灭弧的电控保护装置等。例如CN222966708U，实现弱电流与强电流状态下的全范围保护，减少了控制链路，由统一的控制回路针对不同工况进行精准控制；CN222300613U，电控保护装置通过灭弧栅结构(灭弧用金属丝)结合连接的熔体实现混合灭弧，提高灭弧效率及分断可靠性。
5、双电源转换开关
双电源转换开关的当下缺陷主要是机械联锁失效、转换灵活和使用寿命的问题。根据已明确分类的专利，双电源转换开关技术创新主要是针对操作机构，主要技术体现在提高操作机构灵活性、转换效率、异常情况下的稳定性、使用寿命等。
双电源转换开关（https://www.delixi-electric.com/PCjzdzhkgdq/7566.htm）
1）操作灵活性：德力西电气CN222394721U，通过辅助组件解决无法对第二电源进行灵活控制，导致转换开关的操作灵活性不高的问题。
2）操作机构转换效率提升：良信电器CN222507381U，在常用电源和备用电源之间转换时缩短转换时间，提高转换效率；天正电气CN119480482A，提升操作机构的转换速度。
3）提升操作机构异常情况（变形、老化）下的稳定性：德力西电气CN222653807U，在操作轴发生变形或老化情况使操作轴转动受阻时，仍可以保证旋转开关可靠自动分闸，提高了旋转开关的使用安全性；正泰电器CN222851358U，防止双电源转换开关的执行开关的手柄被持续压紧在再扣位置，降低了手柄变形的风险，进而提高了执行开关的使用稳定性。
4）提升操作机构的使用寿命：常熟开关CN113725021B，帮助触头系统快速达到合闸位置，又能降低对操作机构储能弹簧力值要求，有利于提高操作机构的整体使用寿命。
6、负荷开关
根据已明确分类的负荷开关公开专利，可发现最新专利技术方向为结构简化、布局合理化和触头系统的短耐能力的提升。
负荷开关（https://www.chint.net/products/498）
结构简化、布局合理化：包括传动机构结构简化，例如良信电器CN222507383U，简化传动结构，提高传动效率，还有利于负荷开关的小型化设计；整体结构布局合理化，良信电器CN120089551A，优化了空间布局，使得空间布局更加合理。
2）触头系统的短耐能力的提升：例如良信电器CN222762867U，使得动触头组件与静触头组件具有较大的合闸接触力和较大的开距，改善产品的短耐能力与介电性能；良信电器CN120015552A，提高触头组件的运行稳定性以及抗短路电流的耐受能力。
五、技术总结分析
低压电器从下游应用来看共性技术升级方面来看，主要有智能化、高电压化、高精度化、高可靠性、高集成化、高性价比合理化和模块化等趋势。
1、共性技术升级
1）智能化：通过物联网技术，低压电器可实现远程监控、故障诊断和预测性维护等功能；与智能电网系统数据交互，实现对电力分配的智能优化和管理。
2）高电压化：直流高电压系统逐渐普及，低压电器需要适应更高的直流电压等级，如DC1500V、DC2000V等，以满足新能源发电和储能系统的需求；交流高电压在风电行业提出了AC1800V风电变流解决方案，配套的低压电器元件额定工作电压需同步提升至AC1800V，并满足高电压穿越1.3倍过电压的要求。
3）高精度化：测量精度提升，从传统定性分析的5级精度，逐步满足量测分析需求的1-2级精度，未来将提升至0.2-0.5级精度，以实现功能与小型化集成及控制、保护、计量一体化，替代传统电表的量测功能；保护精度提高，特定专业市场对选择性保护动作时间精度的需求更高，传统的5%保护精度已无法满足10%动作时间误差需求，低压电器需要在数据采集、分析、执行的精度上进一步提升，逐步向系统全电流保护范围覆盖。
4）高可靠性：针对高寒、高温、高湿、高海拔等复杂极端环境，建立科学、完善的性能测评体系，提高产品在不同环境下的可靠性，并且保证各种运行环境下的性能及功能可靠性。
5）高集成化：将控制、保护、计量等核心功能集成于一体的功能集成化和将低压电器与其他门类电气产品集成的系统集成化。
6）高性价比合理化和模块化：针对性价比特点对于低压电器产品的结构、电气、机械、材料等部分进行合理规划设计，最大限度地实现零部件标准化和模块化，降低制造成本，便于基于产品线的系列与产品派生。
2、重点行业差异化应用趋势
低压电器主要应用行业为数据中心、新能源领域、轨道交通、工业制造等行业，各行业应用技术具有差异化特点，场景深度适配仍是低压电器技术变革的核心路径。
1）新能源领域
新能源行业需要电池管理与断路器深度耦合，实时监测电池组内短路电流突变和故障定位。
储能系统低压电器产品需要适应高压直流场景：要求断路器耐受2000V直流电压，需开发专用灭弧栅片结构抑制直流电弧重燃现象，传统交流灭弧技术失效。
光伏行业要求逆变器回路采用磁吹+真空灭弧复合技术，分断响应速度要更快。
2）工业智能制造
随着工业制造业产业升级，OEM行业需要定制化拓扑结构，例如汽车生产线用接触器需适配伺服电机高频启停和机械寿命要求；工业生产中将被动防护观念转变为主动预防，低压电器产品需要搭配预测性维护。
3）数据中心
超高分段能力：AI服务器集群供电密度突破，要求框架断路器分断能力更强。
数字孪生运维：基于IEC61850协议构建虚拟电网模型，实时模拟断路器温升曲线，制冷系统能耗降低。
4）建筑与民用领域
小型化与智能化：智能家居推动微型断路器（MCB）集成Wi-Fi控制模块，支持手机APP远程复位，安装宽度缩减至18mm（传统为54mm）。
防火安全升级：电弧故障断路器（AFCI）在商业楼宇强制安装，通过高频采样（200kHz）识别故障电弧，误动作率＜0.1%。
5）轨道交通与特殊场景
抗振动设计：高铁接触网用隔离开关需耐受20g振动加速度，触头压力波动需控制在±5%以内，防止瞬间断电。
极端环境适配：煤矿设备外壳采用铸钢+磷化处理，耐受1000℃电弧冲击；沿海地区绝缘子添加疏水涂层，污闪电压提升40%。
