低压电器国际标准化工作进展简述

2014-06-01黄兢业包革

质量与标准化 2014年12期

关键词：用户端开关设备低压电器

文/黄兢业包革

【国际标准化讲坛】

低压电器国际标准化工作进展简述

文/黄兢业包革

低压电器是指用于额定电压为1 000V及以下，直流额定电压为1 500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的元件和设备。总的来说，低压电器可以分为配电电器和控制电器两大类，是成套电气设备的基本组成元件。

低压电器国际标准化工作由国际电工委员会低压开关设备和控制设备分技术委员会（IEC/SC121A）和国际电工委员会电器家用断路器及类似设备分委会（IEC/SC 23E）负责，国内对应的标准化技术委员会分别是全国低压电器标准化技术委员会（SAC/TC 189）和全国低压电器标准化技术委员会家用断路器和类似设备分委会（SAC/TC189/SC1）。IEC/SC 121A和IEC/SC 23E在国内的技术对口单位是上海电器科学研究院。同时，该单位也承担IEC/TC109（低电压设备绝缘配合技术委员会，国内对应的是SAC/TC 417全国低压设备绝缘配合标准化技术委员会）、IEC/TC 32（国内对应的是SAC/TC 340全国熔断器标准化技术委员会）和IEC/SC 32B（国内对应SAC/TC 340/SC2全国熔断器标委会低压熔断器分委会）国内对口标准化工作。

近年来，上海电器科学研究院一直积极参与国际标准化工作，已派员参加IEC低压电器工作组8个，实质参与到国际标准的制修订过程，提出我国的意见和建议，争取国际标准制定的话语权，从而更好地推进中国标准的制定。同时结合行业产品的发展，促进行业技术进步和产业结构调整，提升企业竞争力。

一、IEC/SC 121A和IEC/SC 23E基本情况及主要开展的工作

IEC/SC 121A和IEC/SC 23E工作范围覆盖了工业用低压开关设备和控制设备以及家用断路器和类似设备的所有特征，包括产品要求（特性、产品信息、正常使用、安装及运输条件、结构及性能要求）和相关的试验要求；控制系统的物理及逻辑接口（控制器—设备接口及设备描述）；产品数据及用于信息交换的特性。IEC/SC 121A对于影响低压开关设备和控制设备的共性问题也十分关注，并致力于完善相关的基础标准，尤其是在能源效率、环境、功能安全、电磁兼容性等方面。

到2014年9月为止，SC 121A有关低压电器标准对应的出版物有34项国际标准和2项技术报告，SC 23E有关低压电器标准对应的出版物有17项国际标准和2项技术报告。仅2014年，SAC/TC 189就派员参与IEC工作组会议5次，及时跟踪IEC标准的发展情况。

二、低压电器国际标准化趋势背景

低压开关设备及控制设备的全球市场估计在900亿欧元。全球市场的扩张不断地对开关设备及控制设备的国际标准提出更高的需求。对于所有类型的开关设备和控制设备，最普遍的是产品安全及可靠性的要求。由此对研发及制造过程中的测试提出了更高要求，这些测试是基于型式试验及常规试验所用的综合性标准。

IEC/SC 121A和IEC/SC 23E所发布的国际标准用于各种环境中，例如各种工业、商业、住宅、基础设施等。因此，必须要考虑到会有不熟练的操作员进行设备操作的情况，由此而产生的安全需求，使制定新的标准并同时采用现有标准成为必要。

目前，IEC/SC 121A和IEC/SC 23E制定的国际标准主要集中在控制开关类标准，接触器、起动器及类似设备类标准，家用和类似用途微型断路器类标准，电击危险防护类标准四个方面。其中，近期制修订的国际标准项目有《低压开关设备和控制设备第5－3部分：控制电路电器和开关元件》、《低压开关设备和控制设备第4－3部分：接触器和电动机起动器非电动机负载用交流半导体控制器和接触器》、《低压封闭式隔离开关设备和控制设备第1部分：IEC60947－3范围以外的在维修和维护工作中提供隔离功能的隔离开关》等。

SAC/TC 189近期参加的工作组会议涉及的技术发展动向主要为以下5个方面：

SAC/TC 189派代表参加了两次工作组会议，具体参与了标准的讨论，深入了解了产品的相关技术及国际上的相关动态。同时，针对国内市场上提出的自动重合闸需求，还组织行业企业开展了广泛深入的调研工作，走访用户及相关部门，梳理国内市场的需求、产品适用场合及其他相关的性能要求，并结合国际标准发展及国内市场需求，拟制定符合中国市场的自动重合闸产品标准。

转换开关产品一般用于比较重要的场合，保障负载的连续供电。目前对应的IEC 60947－6－1《低压开关设备和控制设备第6－1部分:多功能电器转换开关电器（TSE）》正在修订，同时SAC/TC 189还派员参加了IEC/SC 121A/WG2（接触器、起动器及类似设备）工作组特别小组（TF），具体参与到国际标准的修订过程中。参加了两次TF小组会议及WG2工作组会议，并根据会议要求收集和介绍国内市场TSE的应用情况，对国际标准的制修订提出了很多技术性意见，大部分已被接受。

在2013年10月的SC 121A/WG2工作组会议上，SAC/TC 189的代表根据会议要求对此项目进行了介绍，表明此项目的目的是为部分企业提供参考指导。经过与会专家的交流和探讨，明确了可靠性只是产品功能安全要求的一部分，在产品的设计、加工等环节均已考虑可能影响其可靠性的因素，不能单单依据简单的试验来评定产品可靠性水平的高低。产品的可靠性是一个过程概念，不能被单独割裂开来考虑。

随着高效电机技术的发展，对相关联设备的影响越来越引起重视。SC 17B/WG2成立了专门的TF，对高效电机带来的问题进行研究，对可能产生的影响提供可能的解决方案。对于给定容量的电动机，相比于以前的电机，电机效率升高，额定电流会降低，堵转电流和冲击电流峰值会大幅增加，这将对现有的起动器系统产生影响。如何应对这些影响，TF小组正在研究，SAC/TC 189也将对此技术开展相应的研究，同时密切跟踪国际上的发展，为国内企业提供必要的指导。

随着新能源行业、通信行业和轨道交通行业的快速发展，直流技术和直流配电网络也随之得到广泛应用。当前光伏发电系统、燃料电池、风力发电及电动汽车的全面发展，使低压直流系统具有极大的市场需求。直流电器作为低压直流电源系统的关键设备，是保证直流电源系统可靠运行的基础。由于直流电路保护和交流电路保护在分断速度、燃弧时间、灭弧室效率等方面有很大不同。因此，目前在IEC层面尚无专门针对家用及类似场所用过电流保护纯直流断路器性能要求和测试方法方面的标准。我国相关标准化机构通过研究直流系统与电器的技术特征和保护参数，跟踪国内外低压直流系统与电器的发展现状，通过试验验证及应用案例的实施，已制定了适用于直流的微型断路器国家标准，从而推动直流技术在新能源领域中的应用。目前SAC/TC 189正在就此项目申报国际提案。

三、国内在该领域的相关标准化工作

SAC/TC 189归口的标准有74项，其中国家标准43项，机械行业标准31项。其中，SAC/TC 189/SC 1归口的标准有20项。2011年初，确立了低压电器标准体系，标准体系包括低压开关设备和控制设备以及家用断路器和类似设备两大方面。2012年根据机械工业“十二五”技术标准体系建设方案的要求，对标准体系进行了变更，加入智能电网用户端体系，形成了三层结构。新编制的标准体系合理、清晰，能够区分重要技术标准和一般标准项目，并有助于标准编制人员分析产业发展现状和趋势走向。

智能电网为我们串起了一条从发电、输电、配电到用户端的电能生产与消费产业链，这条链的价值实现最终会体现在用户端上。电力系统80%以上的电能是通过用户端配电网络传输到用户并消耗在终端用电设备上，用户端关系到国计民生，且分布于国民经济的各个领域和社会生活的每家每户。用户端的建设可在节能降耗、提高用电效率的同时，促进技术发展和社会进步。用户端智能化是发展绿色能源的必备条件，未来电动汽车、分布式储能和分布式可再生能源都将通过用户端接入电网。用户端的安全和可靠涉及整个智能电网的安全，用户端的可靠运行是电网安全运行的前提。

产业发展，标准先行。智能电网用户端技术的发展迫切需要标准的支撑，SAC/TC 189紧密贴合国家战略性新兴产业发展需求，提出了智能电网用户端系统及设备技术标准架构的思路和建议，并积极组织开展研究工作。智能电网用户端是电力系统的末端，包括了电力公司计费电表出口以下，从电力变压器到用电设备之间，对电能进行传输、分配、控制、保护和能源管理的所有设备及系统，主要包括用户端智能电器与系统、用户端能源管理系统与智能电表和智能楼宇系统，是构建坚强智能电网的重要组成部分。

SAC/TC 189秘书处挂靠单位承担了上海市2011年度技术标准专项《智能电网用户端系统关键技术标准研究与应用》、2012年度技术标准专项《智能电网用户端关键设备可靠性技术及标准化研究与应用》的研究，在推动智能电网用户端标准的研究过程中密切关注对应的国际标准体系的动态，将其中可供借鉴利用的内容吸收进来，同时也将参与到相关的国际活动中去，从而保持我国用户端标准体系与国际体系的协调。

该项工作将为形成一个较为完善的智能电网用户端系统技术标准体系奠定基础，同时也有助于提升我国智能电网用户端系统在国际相关产业链上的地位，从而更好地引领我国智能电网用户端产业的发展。

SAC/TC 189秉承服务市场、服务企业的理念，积极开展标准宣贯工作。相继开展了GB14048.4－2010《低压开关设备和控制设备第4部分：机电式接触器和电动机起动器》、GB 16916.1－2014《家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCCB）第1部分：一般规则》和GB 16917.1－2014《家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器（RCBO）第1部分：一般规则》等国家标准的宣贯培训；开展了“第八届中国智能电工技术论坛”、“第九届中国智能电工技术论坛”等一系列技术论坛活动，为行业内的相关企业提供指导性意见。这些工作的开展提高了SAC/TC 189归口标准在行业内的影响力，更对指导企业、规范市场具有重要意义。