发明创造名称：一种开关柜的局部放电定位方法及定位系统
外观设计名称：
决定号：199668
决定日：2019-11-12
委内编号：1F280385
优先权日：
申请（专利）号：201810746321.4
申请日：2018-07-09
复审请求人：闽江学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李晓惠
合议组组长：孙毅
参审员：苗文
国际分类号：G01R31/12
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：?如果一项权利要求相对于最接近的对比文件存在区别特征，在另一篇对比文件中也未公开该区别特征或给出相关的技术启示，目前也没有证据证明该区别特征属于本领域公知常识，且该权利要求能够产生有益的技术效果，则该项权利要求相对于这两篇对比文件具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201810746321.4，名称为“一种开关柜的局部放电定位方法及定位系统”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请日为2018年07月09日，公开日为2018年09月14日，申请人为闽江学院。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2019年04月01日作出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-4不符合专利法第22条第3款关于创造性的规定。驳回决定中共引用了如下2篇对比文件：
对比文件1：CN 103941209A，公开日为2014年07月23日；
对比文件2：“针-板局部放电VHF 信号与放电量之间的等量关系”，唐炬等，高电压技术，第36卷第05期，第1083-1089页，公开日为2010年05月31日。
驳回决定所依据的文本为：申请人于申请日2018年07月09日提交的说明书第1-69段、说明书附图图1-2、说明书摘要及摘要附图；于2019年03月15日提交的权利要求第1-4项。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种开关柜的局部放电定位方法，其特征在于：包括如下步骤：
一、将用于监测放电点的放电量的多个超声传感器设置在同一定位平面内，且所述放电点位于所述定位平面内；
二、根据所述超声传感器接收到的放电量的数值判断放电点的放电类型，所述放电类型包括尖端-尖端放电、球端-球端放电和尖端-球端放电；基于判断得到的放电类型，选择相对应的放电量-放电距离公式进行放电距离的计算，其中，所述尖端-尖端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述球端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述尖端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；
三、以每一所述超声传感器为圆心，计算得到的放电距离为半径，得到每一所述超声波传感器的定位圆；
四、根据多个所述超声波传感器的定位圆的相交区域得到所述放电点位置。
2. 根据权利要求1所述的一种开关柜的局部放电定位方法，其特征在于，在步骤一中，在所述定位平面内构建二维坐标系，并得到每一所述超声传感器的坐标值。
3. 一种基于多个超声传感器的开关柜局部放电定位系统，其特征在于，包括：
多个超声传感器，用于监测放电点的放电量；及
控制单元，其用于接收多个所述超声传感器检测的放电量，并根据所述超声传感器接收到的放电量的数值判断放电点的放电类型，所述放电类型包括尖端-尖端放电、球端-球端放电和尖端-球端放电，并基于判断得到的放电类型，选择相对应的放电量-放电距离公式进行放电距离的计算，其中，所述尖端-尖端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述球端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为： 其中，x为放电距离，y为放电量；所述尖端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；
其中，将多个所述超声传感器设置在同一定位平面内，且所述放电点位于所述定位平面内，所述控制单元根据每一所述超声传感器接收到的放电量计算相对应的所述传感器距离所述放电点的放电距离，且所述控制单元以每一所述超声传感器为圆心，计算得到的放电距离为半径，得到每一所述超声波传感器的定位圆，并最后根据多个所述超声波传感器的定位圆的相交区域得到所述放电点位置。
4. 根据权利要求3所述的一种基于多个超声传感器的开关柜局部放电定位系统，其特征在于，所述控制单元在计算放电距离的过程中，在所述定位平面内构建二维坐标系，并得到每一所述超声传感器的坐标值。”
驳回决定认为，独立权利要求1与对比文件1相比的区别技术特征为：（1）权利要求1为开关柜的局部放电定位方法，传感器为超声传感器；一、将用于监测放电点的放电量的多个超声传感器设置在同一定位平面内，且所述放电点位于所述定位平面内；（2）二、根据所述超声传感器接收到的放电量的数值判断放电点的放电类型，所述放电类型包括尖端-尖端放电、球端-球端放电和尖端-球端放电；基于判断得到的放电类型，选择相对应的放电量-放电距离公式进行放电距离的计算；其中，所述尖端-尖端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述球端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述尖端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量。区别（1）是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的；区别（2）部分是本领域技术人员在对比文件2公开的技术内容的基础上容易想到的，部分是本领域技术人员根据现有的实验条件进行相关实验拟合可获得的。因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2和公知常识得到权利要求1所要求保护的技术方案，对本领域的技术人员而言是显而易见的，权利要求1的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
从属权利要求2的附加技术特征已被对比文件1公开，因此也不具备创造性。
独立权利要求3与对比文件1相比的区别技术特征为：（1）权利要求3为基于多个超声传感器的开关柜局部放电定位系统，包括：多个超声传感器，及控制单元；其中，将多个所述超声传感器设置在同一定位平面内，且所述放电点位于所述定位平面内；（2）多个超声传感器用于监测放电点的放电量；及控制单元用于接收多个所述超声传感器检测的放电量，并根据所述超声传感器接收到的放电量的数值判断放电点的放电类型，所述放电类型包括尖端-尖端放电、球端-球端放电和尖端-球端放电，并基于判断得到的放电类型，选择相对应的放电量-放电距离公式进行放电距离的计算；所述控制单元根据每一所述超声传感器接收到的放电量计算相对应的所述传感器距离所述放电点的放电距离；其中，所述尖端-尖端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述球端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述尖端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量。区别（1）是本领域技术人员在对比文件1的基础上容易想到的；区别（2）部分是本领域技术人员在对比文件2公开的技术内容的基础上容易想到的，部分是本领域技术人员根据现有的实验条件进行相关实验拟合可获得的。因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2和本领域的公知常识得到权利要求3所要求保护的技术方案，对本领域的技术人员而言是显而易见的，权利要求3的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
从属权利要求4的附加技术特征已被对比文件1公开，因此也不具备创造性。
申请人闽江学院（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年04月23日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书，经审查，新提交的权利要求书与驳回决定针对的权利要求书相同。
复审请求人认为：（1）对比文件1揭示的是用于对局部放电检测设备进行标定或校核的方法；而本申请权利要求1揭示的是对开关柜的局部放电进行定位，这与对比文件1中的方法完全不同。对比文件1中明确揭示该校验或标定方法的原理是基于振动定位。而本申请中明确揭示其局部放电进行定位的原理是基于超声波定位，这与对比文件1中的原理也完全不同。并且，该振动进行标定或校核方法显然难以获取放电量，并根据放电量的数值判断放电点的放电类型。（2）对比文件1中并没有任何通过“放电量的数值判断放电类型；并根据放电类型进行放电距离的计算”的教导或启示。故，本领域技术人员根据对比文件1的教导，显然不会有动机将“根据所述超声传感器接收到的放电量的数值判断放电点的放电类型；基于判断得到的放电类型，选择相对应的放电量一放电距离公式进行放电距离的计算”这些技术特征用于对比文件1中，从而获得本申请权利要求1中的技术方案。本申请的发明人，是通过成百上千次的实验，并通过将各种球面图（极坐标图）转化成概率密度曲线之后，再把概率密度曲线在测量频段线性化处理然后才得出三种放电类型中的放电量-放电距离公式。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年04月30日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持认为：（1）校核的过程与定位过程原理相似，定位过程是未知故障源位置，使用传感器测量的信号对故障源位置进行查找定位。而校核的过程为已知故障源位置，同样使用传感器测量的信号对故障源位置进行查找定位，并将定位到的位置与故障源实际位置进行比较，并对定位计算的位置修正以获得更好的定位精度。（2）超声波传感器是常用的局部放电传感器，振动传感器与超声波信号测量的方式相似，均是测量局部放电发出的波形式信号，因此其定位原理相同，本领域技术人员为了测试需要选择合适的局部放电测试传感器类型，不需要付出创造性劳动。（3）对比文件2公开了针板局部放电的针板距离与视在放电量大小成反比关系，当需要进行局部放电的放电距离计算时，本领域技术人员根据对比文件2公开的技术内容容易想到根据每一所述超声传感器接收到的放电量计算相对应的放电距离。不同的放电类型其相应的放电结构不同，即其等效的电容结构不同，其存储的电量不同，因此本领域技术人员根据现有的放电类型设置相应结构的放电电路，并使用现有的实验条件获知不同放电类型其放电量与放电距离的关系不同。获取针板放电类型的放电量与放电距离的实验对比文件2已经公开，其他放电类型的相应关系，本领域技术人员容易想到同样使用实际检测电路结构建立相应的等效电路或构建相同的电路进行实验，并同样检测放电量与放电距离的关系，而对于放电量和放电距离的检测以及相应关系的拟合也是本领域的现有技术，因此不同放电类型的放电量与放电距离关系是在对比文件2的启示下能够通过现有实验条件获得，不需要付出创造性劳动。因此权利要求1-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性，坚持原驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以依法作出审查决定。
二、决定的理由
（一）、审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人于2019年04月23日提交了权利要求书，经审查，新提交的权利要求书与驳回决定针对的权利要求书相同，因此本复审决定所针对的文本为：复审请求人于申请日2018年07月09日提交的说明书第1-69段、说明书附图图1-2、说明书摘要及摘要附图；于2019年04月23日提交的权利要求第1-4项。
（二）、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求相对于最接近的对比文件存在区别特征，在另一篇对比文件中也未公开该区别特征或给出相关的技术启示，目前也没有证据证明该区别特征属于本领域公知常识，且该权利要求能够产生有益的技术效果，则该项权利要求相对于这两篇对比文件具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。
1、独立权利要求1请求保护一种开关柜的局部放电定位方法。对比文件1公开了一种校核基于振动定位GIS局部放电设备的方法，其具体公开了（参见说明书第0005-0034段、附图1-3）：步骤一：将校核用的圆柱腔体利用展成法，作出二维平面坐标系；步骤二：将标准振动信号发生器安置于圆柱腔体开孔处，并做好密封，模拟局部放电产生的振动信号，振动信号发生器安置坐标A点确定，并在展成的坐标系中标出A点；步骤三：将待校核的定位GIS局部放电的检测设备其传感器随机贴附于圆柱腔体外壁上，并在展成的同一坐标系下作出坐标点；步骤四：让振动信号发生器模拟局放产生的振动信号，使用待校核检测设备定位模拟信号产生位置，距离D1、D2、D3通过待校核设备得到；通过距离D1、D2、D3，以传感器位置为圆心作圆，取其交点即为其坐标点A’，一般三圆很难交于一点，取其三圆所交范围内任其一点即可，多次测试，定位出多组局部放电点坐标，取其均值即为其坐标点A’；传感器1(x1，y1)，传感器2(x2，y2)，传感器3（x3，y3）；按下式：(x-x1)2 (y-y1)2＝D12；(x-x2)2 (y-y2)2＝D22；(x-x3)2 (y-y3)2＝D32；通过上述方程中的任意两个进行求解；得出A’,校核调试直至A’点在以A点为圆心，半径为10cm圆的范围内为止。
根据对比文件1公开的内容可知：
将待校核的GIS局部放电检测设备中的传感器随机贴附于圆柱腔体外壁上，并在展成的同一坐标系下作出坐标点；使用待校核检测设备定位模拟信号产生位置，距离D1、D2、D3通过待校核设备得到；通过距离D1、D2、D3，以传感器位置为圆心作圆，取其交点即为放电点坐标A’，一般三圆很难交于一点，取其三圆所交范围内任意一点即可。上述内容相当于公开了权利要求1中的“以每一所述传感器为圆心，计算得到的放电距离为半径，得到每一所述传感器的定位圆；根据多个所述传感器的定位圆的相交区域得到所述放电点位置”。
由此可知，权利要求1的技术方案与对比文件1相比，其区别技术特征在于：（1）本申请是开关柜的局部放电定位，而对比文件1是GIS局部放电定位设备的校核；（2）本申请使用超声传感器，将用于监测放电点的放电量的多个超声传感器设置在同一定位平面内，且所述放电点位于所述定位平面内；而对比文件1使用振动传感器，将振动传感器和放电点定位于圆柱腔体上，利用展成法作出二维平面坐标系；（3）根据所述超声传感器接收到的放电量的数值判断放电点的放电类型，所述放电类型包括尖端-尖端放电、球端-球端放电和尖端-球端放电；基于判断得到的放电类型，选择相对应的放电量-放电距离公式进行放电距离的计算，其中，所述尖端-尖端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述球端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述尖端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量。
基于上述区别技术特征可知，权利要求1相对于对比文件1来说实际解决的技术问题是（1）如何对开关柜的局部放电进行定位；（2）传感器类型的选择及坐标系的设置；（3）如何检测放电距离。
对于区别（1），对比文件1公开了一种校核基于振动定位GIS局部放电设备的方法，该校核方法为首先设置局部放电模拟信号源，然后用待校核的定位GIS局部放电设备进行局部放电定位，最后根据定位结果与模拟信号源的实际位置对定位GIS局部放电设备进行校核调试。也就是说对比文件1公开了用待校核的定位GIS局部放电设备进行局部放电定位的方法，定位的是局部放电模拟信号源，显然该局部放电定位方法也适用于实际局部放电点的定位。本领域技术人员在面对如何对开关柜的局部放电进行定位的技术问题时，容易想到使用对比文件1中的GIS局部放电定位方法。
对于区别（2），基于振动检测的局部放电定位、基于超声波检测的局部放电定位、基于 UHF检测的局部放电定位都是本领域常用的局部放电定位方法，虽然对比文件1的GIS局部放电定位方法中使用的是振动传感器，但是本领域技术人员采用超声传感器代替振动传感器也是本领域的常规选择。
对比文件1中的三角形测量法是本领域常用的定位方法（例如，文献1（《变压器试验技术大全》，贺以燕、杨治业主编，2006年06月，第173页第5.3节）公开了：超声波定位原理是三角形测量法，即由三个不同的测量点测得三个距放电源的直线距离，可求得电源的位置），本领域公知，使用该方法需要将传感器和放电点设置于同一坐标系中。对比文件1中的传感器和放电点定位于圆柱腔体上，因此需要利用展成法作出二维平面坐标系，从而使传感器和放电点位于同一坐标系中。本领域技术人员容易想到直接将传感器和放电点定位于同一平面内，由此传感器和放电点自然位于同一坐标系中，避免了使用展成法作出二维平面坐标系，使得定位方法更加简便。
对于区别（3），首先，对比文件2公开了针板间隙距离与视在放电量的关系，具体公开了（参见第1086-1087页第3.2节、图7-8）：从图7(a)、(b)、(c)可见，当针板空气间隙距离为10mm时，临近间隙击穿电压时的视在放电量可达7000pC；当间隙距离为15mm时，临近间隙击穿电压时的视在放电量接近1400pC；当间隙距离为20 mm时, 临近间隙击穿电压时的视在放电量<800pc。图8(a)、(b)、(c)具有同样的规律，即在极不均匀电场下，针板空气间隙距离越大，临近击穿电压时的视在放电量越小。这是因为电晕放电仅局限在大曲率电极周围很小范围内，当间隙距离增大，电子被吸附所形成的负离子也相对较多，对电晕放电发展的阻碍作用较大，故放电强度也越弱。即对比文件2公开了实在放电量随着针板间隙距离的增大而减小，但是放电距离是指传感器到放电点之间的距离，对比文件2中的传感器是vhf微带贴片天线，相应的放电距离应当是vhf微带贴片天线到放电点的距离，针板间隙距离不是vhf微带贴片天线到放电点之间的距离。因此，对比文件2不仅未公开根据放电量计算放电距离，也没有公开放电距离与放电量之间的关系，当然也没有给出可以根据放电量计算放电距离的技术启示。并且，在本领域中，计算超声波传感器到放电点之间的距离，通常使用的方法是超声波传播速度乘以传播时间（例如，文献1（《变压器试验技术大全》，贺以燕、杨治业主编，2006年06月，第174页）公开了：取较大信号决定时间，而以油中波速1.4mm>
其次，对比文件2中将放电类型限定为针板空气间隙放电，因为对比文件2中只有一种放电类型，因此其没有判断放电类型的需求，当然也没有给出由于放电类型不同导致放电量和放电距离的函数关系也不同的技术启示。并且，目前也没有证据表明基于放电类型计算放电距离是本领域的常规技术手段。
并且，上述区别（3）基于判断得到的放电类型，选择相对应的放电量-放电距离公式进行放电距离的计算，避免了传统放电距离计算中超声波传播速度难以计算的问题，能够实现识别多种放电类型，降低因放电类型不同导致的放电距离计算误差，提高局部放电定位准确度的有益技术效果。
综上所述，对比文件1、2均没有公开区别技术特征（3），也没有给出相应的技术启示，目前没有证据表明其属于本领域公知常识，权利要求1相对于对比文件1、2以及本领域公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2、独立权利要求3请求保护一种基于多个超声传感器的开关柜局部放电定位系统。对比文件1公开了一种校核基于振动定位GIS局部放电设备的方法，其具体公开的内容参见权利要求1的评述。
根据对比文件1公开的内容可知：
将待校核的GIS局部放电检测设备中的传感器随机贴附于圆柱腔体外壁上，并在展成的同一坐标系下作出坐标点；使用待校核检测设备定位模拟信号产生位置，距离D1、D2、D3通过待校核设备得到；通过距离D1、D2、D3，以传感器位置为圆心作圆，取其交点即为放电点坐标A’，一般三圆很难交于一点，取其三圆所交范围内任意一点即可。上述内容相当于公开了权利要求1中的“控制单元以每一所述传感器为圆心，计算得到的放电距离为半径，得到每一所述传感器的定位圆；根据多个所述传感器的定位圆的相交区域得到所述放电点位置”。
由此可知，权利要求3的技术方案与对比文件1相比，其区别技术特征在于：（1）本申请是开关柜的局部放电定位，而对比文件1是GIS局部放电定位设备的校核；（2）本申请使用超声传感器，将用于监测放电点的放电量的多个超声传感器设置在同一定位平面内，且所述放电点位于所述定位平面内；而对比文件1使用振动传感器，将振动传感器和放电点定位于圆柱腔体上，利用展成法作出二维平面坐标系；（3）根据每一所述超声传感器接收到的放电量计算相对应的所述传感器距离所述放电点的放电距离，根据所述超声传感器接收到的放电量的数值判断放电点的放电类型，所述放电类型包括尖端-尖端放电、球端-球端放电和尖端-球端放电；基于判断得到的放电类型，选择相对应的放电量-放电距离公式进行放电距离的计算，其中，所述尖端-尖端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述球端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量；所述尖端-球端放电类型中的放电量-放电距离公式为：其中，x为放电距离，y为放电量。
基于上述区别技术特征可知，权利要求3相对于对比文件1来说实际解决的技术问题是（1）如何对开关柜的局部放电进行定位；（2）传感器类型的选择及坐标系的设置；（3）如何检测放电距离。
参见权利要求1的评述，上述区别（1）（2）是在对比文件1的基础上容易想到的。对于区别（3），对比文件2既没有公开区别（3），也没有给出相应的技术启示，目前没有证据表明其属于本领域公知常识。
综上所述，对比文件1、2均没有公开区别技术特征（3），也没有给出相应的技术启示，目前没有证据表明其属于本领域公知常识，权利要求3相对于对比文件1、2以及本领域公知常识的结合具有突出的实质性特点和显著的进步，具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、在独立权利要求1、3具备创造性的情况下，从属权利要求2、4也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4.关于前置意见
原审查部门在前置审查意见书中认为：对比文件2公开了针板局部放电的针板距离与实在放电量大小成反比关系，当需要进行局部放电的放电距离计算时，本领域技术人员根据对比文件2公开的技术内容容易想到根据每一所述超声传感器接收到的放电量计算相对应的放电距离。不同的放电类型其相应的放电结构不同，即其等效的电容结构不同，其存储的电量不同，因此本领域技术人员根据现有的放电类型设置相应结构的放电电路，并使用现有的实验条件获知不同放电类型其放电量与放电距离的关系不同。获取针板放电类型的放电量与放电距离的实验对比文件2已经公开，其他放电类型的相应关系，本领域技术人员容易想到同样使用实际检测电路结构建立相应的等效电路或构建相同的电路进行实验，并同样检测放电量与放电距离的关系，而对于放电量和放电距离的检测以及相应关系的拟合也是本领域的现有技术，因此不同放电类型的放电量与放电距离关系是在对比文件2的启示下能够通过现有实验条件获得，不需要付出创造性劳动。
对此，合议组认为：首先，针板间隙距离不是传感器到放电点之间的距离。因此，对比文件2没有公开放电距离与放电量之间的关系，也没有给出可以根据放电量计算放电距离的技术启示。其次，对比文件2中将放电类型限定为针板空气间隙放电，因为对比文件2中只有一种放电类型，因此其没有判断放电类型的需求，当然也没有给出放电类型不同，放电量和放电距离的函数关系也不同的技术启示。本领域技术人员没有动机去寻求不同放电类型下放电量与放电距离的关系。
三、决定
撤销国家知识产权局于2019年04月01日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原实质审查部门在本复审决定所依据文本的基础上对本发明专利申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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