IEC/TC20标准体系及战略规划研究

2018-03-25朱青山张朋越刘泽民

质量探索 2018年6期

朱青山，张彩，陈辉，张朋越，刘泽民

（1.国网浙江省电力有限公司，杭州 310007；2.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，杭州 310014；3.中国计量大学标准化学院，杭州 310018）

1 引言

标准化与人类文明相伴而生、相携发展，正如国家主席习近平在致第39届国际标准化组织大会的贺信中所提到，“标准是人类文明进步的成果。”在科学技术不断进步、社会分工合作不断细化的今天，标准化作为实现最佳秩序和最佳效益的有效途径，其战略地位越来越突出，各方面对标准化的需求也越来越旺盛。

“伴随着经济全球化深入发展，国际标准化在便利经贸往来、支撑产业发展、促进科技进步、规范社会治理中的作用日益凸显。”国际标准化已成为国际竞争的“制高点”，谁在制定国际规则上拥有更多的话语权，谁就在国际竞争中掌握了主动权，而国际标准就是一种最基础的国际规则[1]。目前，我国业已成为世界第二大经济体、第一货物贸易大国、第一出口大国和第一制造业大国，经济发展步入高质量发展的新阶段，社会各界对标准化的认识不断提升[2]。在加入WTO 后，我国标准化工作加快与国际接轨，进入发展“快车道”，相继于2008年、2011 年正式成为国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）的常任理事国。[3]特别是2018年10月，国际电工委员会（IEC）第82届大会上我国国家电网有限公司董事长舒印彪当选IEC第36届主席，任期为2020～2022年。这是该组织成立112年来，首次由我国专家担任最高领导职务，是我国参与国际标准工作的重要里程碑。[4]IEC成立于1906年，与国际标准化组织（ISO）、国际电信联盟（ITU）一起，是目前世界上最具权威性的国际三大标准化组织。IEC是电工、电子和相关技术领域全球公认的标准制定和合格评定机构，享有“电工领域联合国”的美誉[5]。可见，IEC作为国际性电工标准化机构，对各国电工电子企业参与国际竞争有着深远的影响力。

近年来，随着经济全球化深入发展，能源电力基础设施互联互通与产能合作加快推进，加强国际标准合作与对接互认的重要性更加凸显。[5]作为我国能源电力领军企业和全球最大的公用事业企业，国家电网在先进输电技术、高端电工装备、清洁能源转化等方面取得举世瞩目的成就，其科技实力走进国际前列[6]，已成为具有全球竞争力的国际化企业。当前，尽管国家电网的技术创新和标准化工作已在我国充分发挥出引领作用，但在促使中国标准向世界标准转化及推动标准“走出去”方面，还存在一些短板和不足。据此，本文以国际电工委员会电缆技术委员会（IEC/TC20）为研究对象，通过对IEC/TC20标准体系及战略规划的分析，探讨该领域的技术热点与发展动向，为国家电网的技术标准国际化提供借鉴。

2 IEC/TC20背景情况

国际电工委员会（International Electro-technical Commission）简称IEC，成立于1906年，总部设在瑞士日内瓦，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。[7]IEC标准由下设的技术委员会（TC）和分技术委员会（SC）负责制修订。到目前为止，IEC共有104个TC和100个SC，工作领域涵盖了电气、电子工程领域的各个方面，其标准涉及世界市场中50%以上的产品。[8]其中，IEC/TC20电缆技术委员会的工作范围是制修订绝缘电力、控制电缆及其附件和电缆系统在设计、测试和应用的相关国际标准，主要用于指导布线、发电、配电和输电等作业。

3 IEC/TC20组织结构

IEC/TC20共有45个正式成员国和13个观察员国，秘书处设在德国。我国是其正式成员国，上海电缆研究所是国内对口单位。IEC/TC20现有4个工作组（Work Group，缩写为WG）：

（1）WG16（1千伏及以上高压电缆及其附件和电缆系统）：工作范围是制修订1千伏及以上电缆及其附件和电缆系统的标准，如IEC 60141《充油电缆和压气电缆及其附件的试验》系列、IEC 60502《额定电压1kV(Um=1.2kV)到30kV(Um=36kV)挤压绝缘电力电缆及附件》系列等。

（2）WG17（低于1千伏低压电缆）：工作范围是制修订低于1千伏电缆的标准以及IEC 60811中电缆和光缆的绝缘和护套材料的通用试验方法等，如IEC 60227《额定电压450/750V及以下的聚氯乙烯绝缘电缆》系列、IEC 63010《额定电压300/300V及以下的无卤热塑性绝缘和护套柔性电缆》系列等。

（3）WG18（电缆的燃烧特性）：工作范围是制修订与电缆燃烧特性有关的测试方法标准，如IEC 60331《在火焰条件下电缆的线路完整性试验》系列、IEC 60332《电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验》系列、IEC 60754《电缆燃烧放出的气体的试验》系列等。

（4）WG19（额定电流和短路极限）：工作范围是制修订与电缆额定电流和短路极限有关的标准，如IEC 60287《电缆额定电流的计算》系列、IEC 60853《电缆周期性和事故电流定额的计算》系列等。

另外，IEC/TC20还设有3个项目组（Maintain Team, 缩写为MT），分别为：PT62895，工作范围是制修订与高压直流电缆有关的标准；PT63075，工作范围是制修订与高温超导电缆有关的标准；MT20，工作范围是制修订与电缆的环境问题有关的标准。

4 IEC/TC20标准体系

至2018年11月，IEC/TC20共包含186项正式发布的标准，分为18个标准系列和23个单项标准。根据IEC/TC20现有的4个工作组和3个项目组的工作范围，可将IEC/TC20的标准体系划分为1kV及以上高压电缆及其附件和电缆系统、1kV以下低压电缆、电缆的燃烧特性、电缆额定电流和短路极限、环境、其他电缆共6大分支（见图1）。

图1 IEC/TC20电缆标准体系

由图1可见，IEC/TC20电缆标准体系分为：

（1）1kV及以上高压电缆及其附件和电缆系统标准：可分为1kV及以上高压电缆及其附件、高压电缆的选择和高压电缆的试验方法3个子分支；

（2）1kV以下低压电缆标准：主要分为低压电缆及其附件、低压电缆的外形计算、低压电缆的使用和低压电缆及其附件的试验方法4个子分支；

（3）电缆的燃烧特性标准：主要分为着火条件下电缆和光缆试验、电缆燃烧放出的气体试验和燃烧电缆烟密度测量3个子分支；

（4）电缆的额定电流和短路极限标准：主要分为绝缘电缆的导体、额定电流的计算和短路极限的计算3个子分支；

（5）电缆的环境相关标准：主要分为环境报告和环境因素2个子分支；

（6）其他电缆标准：主要分为高压直流电缆及其附件和超导交流电力电缆及其附件2个子分支。

5 IEC/TC20发展规划

5.1 商业环境

目前全球电缆市场总规模约为1750亿美元（2016年数据），其中美洲占20%、欧洲占20%、中国占30%、日本占7%、其余占23%。在全球经济一体化的大趋势下，电缆产品、材料和市场的全球配置更趋于合理，目前至少有80个国家拥有电缆的生产制造能力。因此，IEC/TC20国际标准对世界各国的电缆的生产制造、安装使用、检测认证等方面的作用日趋重要。

5.2 市场需求

IEC/TC20标准的服务对象是电缆行业整个产业链，包括电缆的开发、材料供应、制造、销售、贸易、安装、测试、认证和应用等，涵盖了从低压家用电线、电器电线到500 kV超高压输电电缆产品。特别是机械性能、电气性能和燃烧试验的测试方法及电流等级标准等，得到了非常广泛的应用，可以不用考虑区域上的差异。目前IEC/TC20标准基本上能满足世界各国的电缆行业技术发展的要求。

5.3 技术发展

（1）电缆效率和耐久性改进：不合格的电缆具有高度危险性，因此电线和电缆最重要的技术要求是具有可长期安全运行的功能。目前，低压到400千伏电缆的相关标准已经基本完善。该范围内电缆技术的变化主要来自生产工艺、材料和部件的改进，且必须被视为在基本成熟的情况下进行的相对较小的逐步改进，以提高电缆的效率和耐久性。相关变化可通过修订程序纳入标准。

（2）非碳源发电源的电网融合：气候变化是当今世界面临的主要问题之一，随着非碳源发电（包括风力发电、太阳能发电等）日益受到重视且增长速度逐步加快，如何将非碳源发电融合到电网系统中及其标准研制已经成为电力系统不可回避的一个现实挑战。电力从远方的陆上风车、光伏设备输送至消费者，或将海上风电场的电力输送上岸，或为岛屿提供跨海输电等，需要研制高压直流聚合电缆、高温超导电缆（6kV～500kV）、海上连接用的高达60kV的海底中压电力电缆等方面的标准。此外，近年来新兴技术领域如超高压技术、电动汽车充电技术、光伏能源系统技术等，也需要及时制修订相关标准。

（3）电缆防火评估：在某些国家和地区，对于低压电缆的防火险技术，工业建筑领域已经有了较成熟的规定（如地方法规或建筑标准），但对于中压和高压电缆的防火险技术的规定却相对缺乏。这是因为中、高压电缆在近年来才应用和发展起来，其防火险等级需要通过重新测试来获取技术支持，TC20/WG18正在对这些标准进行进一步的研制和评估。

（4）绿色环保评估：多年来，IEC/TC20已制定了电缆产品及部件的环境标准（如IEC/TR 62125），对电缆寿命、耐久性、设计参数等提出了要求，以降低传输和发热损耗，减少碳排放。但对于特殊使用环境需要（如地下掩埋式输电），人们已强烈意识到电缆中含重金属、卤素等对环境的危害，进而促使输电方式逐渐发生改变，因此需要推动IEC/TC20制定新的电缆环保标准和试验方法，以便评估出新电力电缆环保标准的适用性。