低壓電器國際標準化工作進展簡述

文/黃兢業(yè) 包革

【國際標準化講壇】

低壓電器國際標準化工作進展簡述

文/黃兢業(yè) 包革

低壓電器是指用于額定電壓為1 000V及以下，直流額定電壓為1 500V及以下的電路中起通斷、保護、控制或調節(jié)作用的元件和設備。總的來說，低壓電器可以分為配電電器和控制電器兩大類，是成套電氣設備的基本組成元件。

低壓電器國際標準化工作由國際電工委員會低壓開關設備和控制設備分技術委員會（IEC/SC121A）和國際電工委員會電器家用斷路器及類似設備分委會（IEC/SC 23E）負責，國內對應的標準化技術委員會分別是全國低壓電器標準化技術委員會（SAC/TC 189）和全國低壓電器標準化技術委員會家用斷路器和類似設備分委會（SAC/TC189/SC1）。IEC/SC 121A和IEC/SC 23E在國內的技術對口單位是上海電器科學研究院。同時，該單位也承擔IEC/TC109（低電壓設備絕緣配合技術委員會，國內對應的是SAC/TC 417全國低壓設備絕緣配合標準化技術委員會）、IEC/TC 32（國內對應的是SAC/TC 340全國熔斷器標準化技術委員會）和IEC/SC 32B（國內對應SAC/TC 340/SC2全國熔斷器標委會低壓熔斷器分委會）國內對口標準化工作。

近年來，上海電器科學研究院一直積極參與國際標準化工作，已派員參加IEC低壓電器工作組8個，實質參與到國際標準的制修訂過程，提出我國的意見和建議，爭取國際標準制定的話語權，從而更好地推進中國標準的制定。同時結合行業(yè)產品的發(fā)展，促進行業(yè)技術進步和產業(yè)結構調整，提升企業(yè)競爭力。

一、IEC/SC 121A和IEC/SC 23E基本情況及主要開展的工作

IEC/SC 121A和IEC/SC 23E工作范圍覆蓋了工業(yè)用低壓開關設備和控制設備以及家用斷路器和類似設備的所有特征，包括產品要求（特性、產品信息、正常使用、安裝及運輸條件、結構及性能要求）和相關的試驗要求；控制系統的物理及邏輯接口（控制器—設備接口及設備描述）；產品數據及用于信息交換的特性。IEC/SC 121A對于影響低壓開關設備和控制設備的共性問題也十分關注，并致力于完善相關的基礎標準，尤其是在能源效率、環(huán)境、功能安全、電磁兼容性等方面。

到2014年9月為止，SC 121A有關低壓電器標準對應的出版物有34項國際標準和2項技術報告，SC 23E有關低壓電器標準對應的出版物有17項國際標準和2項技術報告。僅2014年，SAC/TC 189就派員參與IEC工作組會議5次，及時跟蹤IEC標準的發(fā)展情況。

二、低壓電器國際標準化趨勢背景

低壓開關設備及控制設備的全球市場估計在900億歐元。全球市場的擴張不斷地對開關設備及控制設備的國際標準提出更高的需求。對于所有類型的開關設備和控制設備，最普遍的是產品安全及可靠性的要求。由此對研發(fā)及制造過程中的測試提出了更高要求，這些測試是基于型式試驗及常規(guī)試驗所用的綜合性標準。

IEC/SC 121A和IEC/SC 23E所發(fā)布的國際標準用于各種環(huán)境中，例如各種工業(yè)、商業(yè)、住宅、基礎設施等。因此，必須要考慮到會有不熟練的操作員進行設備操作的情況，由此而產生的安全需求，使制定新的標準并同時采用現有標準成為必要。

目前，IEC/SC 121A和IEC/SC 23E制定的國際標準主要集中在控制開關類標準，接觸器、起動器及類似設備類標準，家用和類似用途微型斷路器類標準，電擊危險防護類標準四個方面。其中，近期制修訂的國際標準項目有《低壓開關設備和控制設備第5－3部分：控制電路電器和開關元件》、《低壓開關設備和控制設備第4－3部分：接觸器和電動機起動器非電動機負載用交流半導體控制器和接觸器》、《低壓封閉式隔離開關設備和控制設備第1部分：IEC60947－3范圍以外的在維修和維護工作中提供隔離功能的隔離開關》等。

SAC/TC 189近期參加的工作組會議涉及的技術發(fā)展動向主要為以下5個方面：

SAC/TC 189派代表參加了兩次工作組會議，具體參與了標準的討論，深入了解了產品的相關技術及國際上的相關動態(tài)。同時，針對國內市場上提出的自動重合閘需求，還組織行業(yè)企業(yè)開展了廣泛深入的調研工作，走訪用戶及相關部門，梳理國內市場的需求、產品適用場合及其他相關的性能要求，并結合國際標準發(fā)展及國內市場需求，擬制定符合中國市場的自動重合閘產品標準。

轉換開關產品一般用于比較重要的場合，保障負載的連續(xù)供電。目前對應的IEC 60947－6－1《低壓開關設備和控制設備第6－1部分:多功能電器轉換開關電器（TSE）》正在修訂，同時SAC/TC 189還派員參加了IEC/SC 121A/WG2（接觸器、起動器及類似設備）工作組特別小組（TF），具體參與到國際標準的修訂過程中。參加了兩次TF小組會議及WG2工作組會議，并根據會議要求收集和介紹國內市場TSE的應用情況，對國際標準的制修訂提出了很多技術性意見，大部分已被接受。

在2013年10月的SC 121A/WG2工作組會議上，SAC/TC 189的代表根據會議要求對此項目進行了介紹，表明此項目的目的是為部分企業(yè)提供參考指導。經過與會專家的交流和探討，明確了可靠性只是產品功能安全要求的一部分，在產品的設計、加工等環(huán)節(jié)均已考慮可能影響其可靠性的因素，不能單單依據簡單的試驗來評定產品可靠性水平的高低。產品的可靠性是一個過程概念，不能被單獨割裂開來考慮。

隨著高效電機技術的發(fā)展，對相關聯設備的影響越來越引起重視。SC 17B/WG2成立了專門的TF，對高效電機帶來的問題進行研究，對可能產生的影響提供可能的解決方案。對于給定容量的電動機，相比于以前的電機，電機效率升高，額定電流會降低，堵轉電流和沖擊電流峰值會大幅增加，這將對現有的起動器系統產生影響。如何應對這些影響，TF小組正在研究，SAC/TC 189也將對此技術開展相應的研究，同時密切跟蹤國際上的發(fā)展，為國內企業(yè)提供必要的指導。

隨著新能源行業(yè)、通信行業(yè)和軌道交通行業(yè)的快速發(fā)展，直流技術和直流配電網絡也隨之得到廣泛應用。當前光伏發(fā)電系統、燃料電池、風力發(fā)電及電動汽車的全面發(fā)展，使低壓直流系統具有極大的市場需求。直流電器作為低壓直流電源系統的關鍵設備，是保證直流電源系統可靠運行的基礎。由于直流電路保護和交流電路保護在分斷速度、燃弧時間、滅弧室效率等方面有很大不同。因此，目前在IEC層面尚無專門針對家用及類似場所用過電流保護純直流斷路器性能要求和測試方法方面的標準。我國相關標準化機構通過研究直流系統與電器的技術特征和保護參數，跟蹤國內外低壓直流系統與電器的發(fā)展現狀，通過試驗驗證及應用案例的實施，已制定了適用于直流的微型斷路器國家標準，從而推動直流技術在新能源領域中的應用。目前SAC/TC 189正在就此項目申報國際提案。

三、國內在該領域的相關標準化工作

SAC/TC 189歸口的標準有74項，其中國家標準43項，機械行業(yè)標準31項。其中，SAC/TC 189/SC 1歸口的標準有20項。2011年初，確立了低壓電器標準體系，標準體系包括低壓開關設備和控制設備以及家用斷路器和類似設備兩大方面。2012年根據機械工業(yè)“十二五”技術標準體系建設方案的要求，對標準體系進行了變更，加入智能電網用戶端體系，形成了三層結構。新編制的標準體系合理、清晰，能夠區(qū)分重要技術標準和一般標準項目，并有助于標準編制人員分析產業(yè)發(fā)展現狀和趨勢走向。

智能電網為我們串起了一條從發(fā)電、輸電、配電到用戶端的電能生產與消費產業(yè)鏈，這條鏈的價值實現最終會體現在用戶端上。電力系統80%以上的電能是通過用戶端配電網絡傳輸到用戶并消耗在終端用電設備上，用戶端關系到國計民生，且分布于國民經濟的各個領域和社會生活的每家每戶。用戶端的建設可在節(jié)能降耗、提高用電效率的同時，促進技術發(fā)展和社會進步。用戶端智能化是發(fā)展綠色能源的必備條件，未來電動汽車、分布式儲能和分布式可再生能源都將通過用戶端接入電網。用戶端的安全和可靠涉及整個智能電網的安全，用戶端的可靠運行是電網安全運行的前提。

產業(yè)發(fā)展，標準先行。智能電網用戶端技術的發(fā)展迫切需要標準的支撐，SAC/TC 189緊密貼合國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展需求，提出了智能電網用戶端系統及設備技術標準架構的思路和建議，并積極組織開展研究工作。智能電網用戶端是電力系統的末端，包括了電力公司計費電表出口以下，從電力變壓器到用電設備之間，對電能進行傳輸、分配、控制、保護和能源管理的所有設備及系統，主要包括用戶端智能電器與系統、用戶端能源管理系統與智能電表和智能樓宇系統，是構建堅強智能電網的重要組成部分。

SAC/TC 189秘書處掛靠單位承擔了上海市2011年度技術標準專項《智能電網用戶端系統關鍵技術標準研究與應用》、2012年度技術標準專項《智能電網用戶端關鍵設備可靠性技術及標準化研究與應用》的研究，在推動智能電網用戶端標準的研究過程中密切關注對應的國際標準體系的動態(tài)，將其中可供借鑒利用的內容吸收進來，同時也將參與到相關的國際活動中去，從而保持我國用戶端標準體系與國際體系的協調。

該項工作將為形成一個較為完善的智能電網用戶端系統技術標準體系奠定基礎，同時也有助于提升我國智能電網用戶端系統在國際相關產業(yè)鏈上的地位，從而更好地引領我國智能電網用戶端產業(yè)的發(fā)展。

SAC/TC 189秉承服務市場、服務企業(yè)的理念，積極開展標準宣貫工作。相繼開展了GB14048.4－2010《低壓開關設備和控制設備第4部分：機電式接觸器和電動機起動器》、GB 16916.1－2014《家用和類似用途的不帶過電流保護的剩余電流動作斷路器（RCCB）第1部分：一般規(guī)則》和GB 16917.1－2014《家用和類似用途的帶過電流保護的剩余電流動作斷路器（RCBO）第1部分：一般規(guī)則》等國家標準的宣貫培訓；開展了“第八屆中國智能電工技術論壇”、“第九屆中國智能電工技術論壇”等一系列技術論壇活動，為行業(yè)內的相關企業(yè)提供指導性意見。這些工作的開展提高了SAC/TC 189歸口標準在行業(yè)內的影響力，更對指導企業(yè)、規(guī)范市場具有重要意義。

SAC/TC 189一貫注重低壓電器共性技術和基礎性標準、自主技術標準的研究工作，并且有重點地開展了一系列高端產品標準化的專項研究工作。在標準制修訂過程中，特別重視節(jié)能減排標準、涉及安全的標準及戰(zhàn)略性新興產業(yè)相關標準的制修訂工作。

目前低壓電器的標準體系基本上與IEC標準接軌，標準總體水平達到國際先進水平，為推動我國標準化進程、發(fā)展電器科技事業(yè)作出積極的貢獻。

（作者單位：上海電器科學研究院）