直流电器标准研究

唐文强 范凌云 廖俊豪,3 毛朝阳 赵志刚,3

1.珠海格力电器股份有限公司 广东珠海 519070；

2.空调设备及系统运行节能国家重点实验室 广东珠海 519070；

3.国创能源互联网创新中心（广东）有限公司 广东珠海 519070

0 引言

“双碳”驱动绿色经济转型，以及高清洁电力占比的新型电力系统推进，进一步推动技术革命和产业创新；新能源光伏、储能技术快速发展迭代，促使成本不断降低，适用化程度不断提高，同时也推动直流技术不断向更多的行业和领域渗透。2021年10月，“直流”和“光储直柔”被写入我国《2030年前碳达峰行动方案》，“光储直柔”成为民用建筑领域发展零碳能源和实现碳中和的重要路径，而机电设备直流化，特别是直流电器的规模化应用将成为“光储直柔”应用的重要支撑。

在家电领域，日本早在2007年提出“DC-House”计划，随后，夏普公司在日本电子展中展示了“直流生态住宅”技术和样机，直流住宅配置太阳能光伏发电装置、蓄电池和直流供电管理装置作为供电系统，为直流电器包括冰箱、空调、电视机和LED灯等供电；TDK、松下、三菱等企业分别展示相关技术研究，并展示了各自开发的住宅直流供电技术和家电样机[1]。2009年，在第九届中国顺德国际家用电器博览会上，展示了由广东白色家电产学研创新联盟直流家电技术工作组研发的直流家电样机，试制了采用直流供电的多种类型的家用电器样品，包括分体式房间空调器、电冰箱、小型半导体冷藏箱、洗衣机、LED照明灯以及电源管理单元等，并以此为基础进行了直流家电在住宅环境下运行验证性试验[2]。在美国、欧洲等国家和地区也出现直流住宅及直流家电的研究报道，但均处于试验验证阶段，并未实现规模化应用[3]。基于变频化节能技术、智能化技术和新能源光伏的推广，在家电领域实现光伏储能空调的研发与应用，促使形成一批直流供电家用电器，并支撑在珠海、雄安、深圳、杭州、苏州、大同等地建立了一批直流工程应用示范[4-6]，大大促进了直流电器的发展，标志着直流家电向实用化、产品化迈进了一大步。

从技术实现方面来看，文献[7]从功能上对各种品类进行了划分，针对各类电器直流化可行性分析，选取了典型电器进行了直流化改造，并总结了实施步骤和关键技术点，最后搭建了试验系统，论证了技术实现与应用的可行性。文献[8]从用电效率、电能质量及可靠性等方面论证了低压直流负载应用的优势，分析了不同类型直流负载接入的兼容性，并构建负载模型验证了其在低压直流系统运行的特点，论证了负载采用低压直流供电具备可行性与优势。家电直流化在技术实现上已经具备条件，但要达到与交流电器相当的产品化和产业化水平，还需要构建产品的设计、检验、生产、测试认证等完整体系标准。

本文以现行家电标准体系框架为蓝本，分析家电标准体系对于直流电器的适应性，借鉴通信电子和电动汽车等行业直流技术标准制定经验，从交流电和直流电应用的差异点出发，分析并梳理了与直流电器相关的各类标准建设的维度和关键技术点，形成了关键技术指标制定的方法和原则，对直流家用电器体系标准的构建及关键技术指标制定提出了建议。

1 标准体系建设

1.1 低压直流技术标准发展

通信领域较早地开展了针对于电信和数据中心的直流供用电系统的研究工作，国际电信联盟（ITU）、欧洲电信标准协会（ETSI）等标准组织已发布了直流供用电系统相关系列标准，主要包含400 V以下直流供电系统架构、系统性能及环境影响评价方法等相关技术标准。

为应对低压直流技术发展和应用需求，2009年国际电工委员会（IEC）启动了LVDC相关的标准化工作，并成立工作评估组，开展LVDC配电系统相关技术调研和研究评估。直到2017年完成相关评估工作，发布了《2017 LVDC: electricity for the 21st century》技术报告，从标准的角度系统分析和评估了低压直流技术特点、利益相关场景、市场前景和面临的挑战，提出低压直流技术是面向21世纪的电力发展方向，充分认可了低压直流技术发展的价值，并成立LVDC及其电力应用系统委员会（IEC SyC LVDC），系统性地开展系统层面的LVDC标准化工作[9]。

国内相关行业组织也积极开展低压直流相关技术标准的研究与制定。2017年，中国电力企业联合会成立直流配电系统标准化技术委员，并牵头制定了GB/T 35727-2017《中低压直流配电电压导则》等中低压直流配电相关标准[10]；2022年，中国建筑节能协会发布了T/CABEE 030-2022《民用建筑直流配电设计标准》团体标准[11]，给建筑直流配电设计提供了设计指导；2022年8月，全国家用自动控制器标准化技术委员会成立直流控制器工作组（SAC/TC 212/WG 11），启动直流电器核心部件相关标准研究与制定。国内低压直流技术相关标准组织在电力系统、配用电系统及设备方面已经形成部分标准，并有效指导相关设备和产品开发及应用；在民用设备领域，已经完成以光伏空调为代表的交流和直流混合供电设备的产品化和标准制定，但对于直流电器及低压直流用电设备方面还处于准备阶段，直流电器标准的推进需要直流配用电场景标准化的进一步完善。

1.2 家用电器标准体系

我国家用电器标准发展比较晚，但在行业起步阶段就积极等同、等效采用了高水平的国际标准或国外先进标准，并将其快速引入到家用电器的研发、设计、生产和管理等领域，快速地跨越了欧、美、日、韩走过的几十年的发展历程[12]。我国现已建成的完整的家用电器标准体系，为企业研发和生产出高质量、高技术含量的产品奠定了基础，促使我国家电行业能适应激烈的国际竞争，快速地发展成为家用电器的生产、消费和出口大国。

我国于2008年形成第一版家用电器标准体系框架，包含安全标准，产品性能及测试方法标准，零部件标准，产品服务、维修标准，环境和资源再生利用标准共5大系列，17个子系列。于2017年对第一版标准体系框架进行再优化、再完善，形成了第二版家用电器标准体系框架，根据家用电器标准的发展情况重新划分为基础、安全、性能、共性技术、管理共5大类，包含21个小类。2019年，基于第二版家用电器标准体系框架，结合标准三维结构思想，搭建了围绕产品全生命周期的家用电器三维标准体系参考模型，涵盖了产品不同阶段的要求，并对原有5大类标准进行丰富和完善[13]。

从现行家用电器标准框架体系来看，尚未充分考虑到直流家用电器发展和应用，直流家用电器的技术要求涉及到框架体系中的多个大类。直流电器应用的优势在于与新能源光伏、储能、电动汽车的直接对接，实现光电一体化、储用一体化和便捷移动化应用。对于家用直流电器标准制定需要考虑其面临的新兴应用场景，支持新型电力系统发展需求，全面地分析家电行业标准体系及其对关键技术指标带来影响。

2 标准适应性分析

2.1 电特性差异及影响

直流电和交流电本质上都是由电子运动产生，但在传输特性、人体安全特性、电弧特性等应用方面表现出明显差异，导致其在电器产品应用和标准指标要求上具有一定差异，下文针对具体表现展开分析。

2.1.1 传输特性及电磁效应

工频交流电传输过程中电压的大小和方向随着时间发生周期性变化，在表征数值上有幅值、频率和相位，传输过程的场特性呈现为电磁场；而稳定的直流电在传输过程中电压随着时间的推移其方向未发生改变，在表征数值上仅有幅值，传输过程的场特性主要呈现为电场。

从应用来看，由于交流电在传输过程中呈现电磁场特性，可以通过电磁感应的方式方便的进行升降压传输，同时，传输过程也会伴随趋肤效应和临近效应等问题。直流的电压变换需要通过开关电路来实现，系统呈现离散特性和容性特性。工频变压器构建的连续型交流电网系统和电力电子装置构建的离散型直流电网系统，在传输过程中形成的大天线效应具有明显差异，在产品设计和评价方面主要体现在电能质量、EMC评价测试等标准不适用问题。在电能测量及计量上需采用不同的方法和器具，对于产品应用的能量计费体系和能效评价标准同样存在不适用的问题。另外，直流电构建的磁路更加稳定，对于保护器件的选择和应用更具优势，可以让继电器和继保装置更稳定地工作，这也是变电站、移动公司基站和银行计算机中心的配电系统工作电源都采用直流屏供电的原因[14]。

从标准适应性来看，直流家电的接口呈现容特性，对于电压等级、电压偏差范围、接地方式及接入评测要求等均与交流电器标准要求存在差异。同时，电压等级的选择差异，还会对产品设计要求的爬电距离、电气间隙、绝缘等指标要求和电缆等部件的选择带来影响。

2.1.2 对人体安全特性

IEC 60479《Effects of current on human beings and livestock》系列标准详细阐述电流对人体安全特性，直流电和交流电对人体伤害及人体反应阈值具有明显差异，标准给出了直流电、交流电作用于人体时产生的电击效应曲线[14]，如图1所示（图中各曲线直流用于电流通路为“纵向向上”；交流用于电流通路为“从左手到双脚”），表1给出了图1中各区域的生理效应。图中区域III与区域IV的分界线为室颤曲线，即通过人体能引起心室纤维性颤动（电击事故中最主要的致命原因）的最小电流值，很明显的产生相同生理效应需要的直流电流比交流电流大。从室颤曲线的最小值可看出，直流电的室颤阈值约为120 mA，交流电的室颤阈值约为40 mA，交流电更容易引发心室纤维性颤动。

图1 不同电流形式的时间/电流效应

表1 各区域的生理效应

根据标准指标的对比分析，交流电和直流电对人体安全影响的差异主要有以下几点：（1）直流电流比工频交流电流诱发相同心室纤维颤动概率要低得多，电击时间超过一个心博周期，直流电的纤维性颤动阀值比交流电的高几倍；（2）人体对直流电流没有感应阈值，只有在接通和断开的瞬间有感应，同等兴奋作用的反应，直流电流量是交流电的2～4倍；（3）直流电没有明确的摆脱阈值，被抓住的直流电带电体更易于摆脱。

从交流电和直流电对人体感应的差异来看，采用直流供用电在对人体安全保护实施上具有明显优势，这也会对家电安全和评价标准阈值的设定带来影响，具体来讲直流电器在漏电流、安全特低电压、安全防护等技术指标和设计要求方面，需要根据直流用电应用场景安全需求来综合确定。

2.1.3 电弧特性

对人体安全上直流电应用具有优势，但在电弧安全方面却是直流电应用的劣势，电弧的弧芯的温度可以达到5000℃～15000℃，极易引起火灾事故，需要特别重视。交流电有过零点，交流电弧具有近阴极效应，当电压过零时，气体的电离过程停止，正负粒子也都停在原位并复合，正离子质量大运动慢，残留的正离子堆积在原先的阳极附近，在电压换向后，原先的阳极变成阴极，阴极发射电子（负离子）受到在其附近存在正离子层的阻挡，使得负离子的发射在很短时间内受阻，阻碍电弧的重新起燃。所以应用于低压交流系统的各种开关电器，尤其是低压断路器，都具有一定程度的电弧限流特性。而直流电没有过零点，不存在这种特性，直流电弧的熄灭要比交流电弧的熄灭困难得多。

在直流电器设计过程中，设计人员对于保护器件（断路器、熔断器、继电器等）的选择容易忽略直流电弧特性，惯性地考虑耐压和过电流能力采用交流保护器件替代使用，忽略器件降额特性带来的安全风险。对于插头插座等插拔部件、接线压接部件和运动部件等直流电器中起弧的高风险点，需要重点关注插拔力和接触可靠性对接触面寿命影响，以及压接部件可靠性和运动折弯次数等对使用故障和寿命带来起弧风险评价。在直流电应用成熟的光伏、储能等领域已形成电弧检测保护标准，通过加入主动保护功能解决直流电弧问题，对于与民众接触更为频繁的家用电器来讲，直流电弧检测保护或是未来标准制定需要重点关注的方向，文献[15]梳理了典型直流应用场景电弧检测保护方法，初步开展了不同类型的直流电器的电弧特征和检测识别方法研究与验证，但要达到实用化程度还需开展更深入和全面的研究和应用验证。直流电器产品对关键保护器件选择和电弧处理方式的要求更严苛，技术实现难度和成本代价也会更大。

综上所述，对于交流电和直流电在本身特性、应用及产生效应上的差异来看，直流电器设计和评测方面均体现出与现有交流电器不同的要求，这些要求覆盖标准体系的各个方面，并非简单的修订家电标准体系中某一板块要求就能解决的。

2.2 标准工作开展分析

2.2.1 相关标准现状与分析

直流电器的规模化应用需要成熟稳定的供电环境，相关行业的标准工作者正如火如荼地开展技术标准研究与制定。直流电器应用供电环境要求主要涉及到电压等级、接口形式、接地方式、电能质量等方面，这些也是直流电器产品设计需要解决的首要问题，目前家电设备对外接口要求逐步清晰，并已形成或正在制定相关行业及国家标准。

（1）在电压等级方面，2017年IEC发布的低压直流技术报告，对低压直流电压等级的选择进行了问卷调研，从图2得到的受访者推荐电压数据表明48 V、380 V/400 V、750 V和1500 V等电压等级推荐应用的数量较高，报告给出了基于应用场景的推荐电压带。我国发布标准GB/T 35727-2017从传输容量、供电半径、电压偏差等技术维度的考虑，制定了直流配电的电压等级优选值和备选值[10]，推荐低压直流配电系统的标称电压优选值为1500（±750）V、750（±375）V、220（±110）V，备选值为1000 V、600 V、440 V、400 V、336 V、240 V、110 V，并规定了低压直流电压偏差范围-20%～5%。由于直流系统中源与荷是通过电力电子变换器连接，具有较强的宽电压范围运行能力，标准技术报告IEC TR 63282:2020提出了“电压带”的概念[16]，并规定了直流“电压带”分为7个子带，分别为：断电带、紧急状态带、标称带、开关、换向和保护装置工作带、过压保护装置工作带、过压跳闸带、禁止带；并在资料性附录中对标称电压为350 V和700 V的直流电网对应“电压带”的状态和场景进行了应用说明。对于直流电器的电压选择，文献[17]以建筑内的典型用电“大户”空调为例，梳理了直流电器电压选择的优选值，从功率器件、核心元器件和电机部件等发展趋势分析，以及满足新能源光伏和储能便捷接入的需求，推荐直流空调采用750 V、400 V和48 V等3个等级，750 V和400 V电压等级直流电器可以支持GB/T 35727-2017规定的-20%～5%的宽电压运行。

图2 IEC LVDC技术报告调研直流电压分布

（2）在直流接口方面，尚未有可应用于直流家电的插头插座的接口标准。2021年国家启动直流家电插头插座标准编制工作，并于同年12月份发布第1版征求意见稿。工作组在标准研制过程中，调研和分析了国内外已有示范工程应用情况，结合接口产业发展情况，初步确定了DC 400 V和DC 48 V两个电压等级直流插头插座的接口形式和技术要求，在插头插座设计方面充分考虑了应用过程中防反接、防错接和插拔过程中的直流电弧问题[18]。文献[19]对国内外直流插头插座相关研究进行梳理和分析，提出直流插座作为直流电源和直流负荷的“桥梁”，需要重点关注未来直流电器功能向柔性、智能化发展趋势，实现电的信息电子接口和电力电子接口再统一，实现信息互联网到能源互联网的接口即插即用、自由互联。2021年5月USB-IF协会发布USB PD3.1可支持DC 48 V，最大功率扩展到240 W，如表2所示。扩展功率范围（EPR）对连接器和线缆等提出了更高的要求和挑战，未来数码设备USB接口将实现更广泛的设备接入和应用，通过产业化的规模应用不断降低成本，可实现在家电产品上应用，低压直流48 V可直接对接小功率生活电器已经完成的适配器+直流供电方案，取消大量使用的适配器。

表2 USB接口技术指标

（3）在直流接地方面，标准IEC 60364-1:2005对直流系统接地形式进行了定义。直流系统与交流系统一样，也可分为TT、IT、TN三种接地形式，但对具体应用场景未进行要求。文献[20]从应用特点、最高危险和技术瓶颈3个维度，分析了民用建筑低压直流供用电系统接地形式选择，评估了三种接地方式的应用可行性，推荐采用IT接地方式，但必须采取技术措施，有效识别和排除两点故障隐患。目前对直流家电产品的接地形式主要体现在直流插头插座标准要求中，标准GB 2099.8-2017规定了DC 48 V及以下直流插头插座采用两极不带地线接口形式，在2021年发布的《家用和类似用途直流插头插座》标准征求意见稿中也提出DC 48 V直流插头插座采用两极不带地线接口形式，同时补充提出了DC 400 V直流插头插座采用两极带接地接口形式。接地保护本身是一个系统问题，直流电器需要根据系统接地方式选择相应接口和故障保护措施。

（4）在电能质量方面，标准技术报告IEC TR 63282:2020描述了低压直流系统结构及运行电压特性，总结了低压直流系统电能质量现象，主要包含电压偏差、纹波和高频噪声、电压突升、电压暂降、电压中断、快速电压变化、电压浪涌和电压不平衡等方面，并给出进一步标准化建议[16]，但没有明确相关现象的具体评估要求。文献[21]初步构建了直流电能质量指标体系，对相关指标进行了定义，产生的机理进行了分析，并对指标间的关联性进行了验证。对直流系统电能质量问题的分析，仍可遵循从干扰来源、传递规律和耐受能力三个维度，但需要从系统各级控制逻辑，保护配置、设备参数，设备运行范围（电压、电流和效率区间）等因素综合分析。相比于交流系统，直流系统中电能质量事件的产生，主要由于直流系统设备存在的大量电容，以及系统和设备配置的主动控制和保护功能对于系统运行偏差的影响。直流系统和关键设备对于不同类型的电能质量问题的耐受能力存在差异，使得相关指标要求与交流系统不能统一，所以，直流系统电能质量与交流系统的现象有相似之处，但指标要求存在差异。在直流电器产品示范应用中，曾出现由于直流变换电源输出纹波和噪声过大引起直流电磁炉按键失效以及直流空调通信故障等问题，虽然直流电器产品可以通过改进滤波电路和采用带屏蔽通信线缆等方式解决示范应用问题，但缺乏直流电能质量相关要求和指标评价，将直接影响应用过程中出现问题的权责划分和售后问题处理，对于电器厂商来讲缺乏大批量推广应用的支撑。总体而言，对于直流系统电能质量问题评估的现象及测试方法已经相对清晰，而现象对应指标的时间尺度和耐受能力的合理范围的确定，才能提升直流系统和直流电器的实用化程度。

为推动低压直流技术发展，国内外建成大量直流系统示范开展实证验证和应用研究，直流供电系统的关键技术指标要求已初步形成标准或正在开展研制，致使目前先行的直流系统示范工程的拓扑架构、电压制式等各有特色，而直流电器产品也是基于示范应用需求进行定制化研制。这也促使了电网、建筑、家电等行业之间更深入的交流与合作，直流配用电标准的制定也吸收了更多行业经验和建议，未来低压直流供用电系统的标准将更贴近用户。

2.2.2 直流电器标准现状与分析

对家用电器本身而言，标准要求最为核心的是“安全”和“性能”两大类，目前对于直流电器还未形成相关标准，下面主要对直流电器产品设计和评测方面不适用的关键点进行分析。

（1）在产品安全评价方面，我国家用电器产品设计及评价主要参考GB 4706（采标IEC 60335）系列标准，标准IEC 60335-1最新修订的2020版已将“直流供电”的电器纳入适用范围，但内容上并未针对直流供电增加或修订相关条款要求。由于直流电对人体安全和电弧特性与交流电有明显差异，在产品设计上对绝缘与电弧的要求，以及对熔断器、保险管、接触器和断路器等保护器件的选型与应用，需要针对直流特性进行优化和条款细化。

对产品安全设计与评测，针对具体标准条款适应性上进行以下总结。①对于产品测试评价指标是基于热效应产生的结果进行评定，则直流电压等效交流电压有效值，比如对于熔断保护，但另外需要考虑电弧。②指标测试评价是考虑电压峰值特性，评价方法的选择需要根据直流应用场景来确定，直流供电的评价可能更为简单或有优势，比如绝缘耐压等，标准GB/T 17627-2019对直流系统的高压测试和测试波形进行规定，特别提出直流需要考虑纹波；对于电缆选择，标准GB/T 5013.1-1985和GB/T 5023.1-2008规定直流系统电缆耐压能力为额定值的1.5倍。③涉及到对人体安全方面的指标，直流电可以比交流电阈值更大，比如剩余电流保护，通常家用剩余电流保护装置的保护阈值为30 mA，直流剩余电流保护推荐阈值为100 mA。④涉及到对于直流电弧的评价指标需要相关要求更为严格，对于直流供用电场景需要加强关于直流电弧故障的检测和保护要求，比如标准UL 1699B针对光伏直流供电场景提出直流电弧故障检测和保护的要求，对于直流电器的保险管、接触器等保护器件需要按照直流供电的要求选型和设计。

（2）在产品性能评价方面，由于交流电和直流电在供电电能处理方式及供电波动水平不一致，对产品EMC性能评测方面的“谐波电流”“电压波动变化闪烁”“电压跌落”标准测试要求不能适用，可适用项目在评测过程中需用直流电源模拟直流供电环境，按照直流控制器评测标准要求测试，但并不能完全反应现场应用条件，主要是直流供电环境的电压波动、纹波、噪声等指标尚不明确，目前对于产品性能评价仅作为数据收集和参考，无法作为合格与否的评判。由于供电方式改变，特别是直流电器可实现新能源直接接入，电器可能将由原来的用电设备变为发储用一体的设备、光伏电一体或储用一体等多能源供电的产品，这种多种能源混合供电设备的能效性能评价将更为复杂，目前仅可以针对特定工作模式进行能效评价，完整的能效评价方法需要进一步完善，关键点在于涉及到工作模式的不确定性和权系数难以整定。

现有家电标准主要针对交流供电电器，对于直流电器应用具有一定的适用性，针对直流电器相关的安全、性能评价方面的标准不适用的问题，可采用类比等效的方法，解决目前阶段产品研发、评测与示范应用的瓶颈问题。家电产业标准体系涉及到的生产、制造、使用和回收等各个环节，完成直流电器产品化和产业化需要系统和完整构建直流电器标准体系。

2.3 标准制定的意义和挑战

在19世纪电力行业崛起之初，世界上各个国家和地区的联系还未有如此紧密，各国根据国情制定了低压供用电的交流电压制式和插头插座接口，发展到如今，全球共有约十多种交流电源制式和插头插座接口形式，全球典型地区交流电源制式和接口形式如表3所示。随着全球人类交流活动越发频繁，家电产业链覆盖区域越发广泛，电源制式的多样化带来诸多弊端，便携数码电子产品在各个地区使用需要配置转换头，同一类型家用电器销售到不同地区需要采用不同的设计方案和评价标准要求，多种电源接口制式对当今全球化的社会发展并不是最优选择。数码电子的USB接口在电压制式和接口形式上的统一，给全球的用户使用便捷性和产业集约性带来了极大的好处，为低压直流用电接口标准的制定树立了典范。

表3 全球典型区域交流电源制式和接口形式

在“双碳”目标推动绿色能源革命的背景下，家用电器进入直流化的变革浪潮中。实现全球电源接口标准的统一，将会给家电、光伏、储能、电动汽车等多个产业集约化发展带来重大的意义，将实现产业接口及设备的共用和互通，对地球环保、减少电子垃圾起到积极的作用，对万物互联起到重要的推动作用，给消费者的使用带来了极大的便捷。

在低压直流技术研究之初，对用电安全方面就确立了基本目标，即用电安全等级不低于交流用电。通过对家居场景电器功率等级和使用情况分布分析，如图3所示，60%以上的人频繁接触的电器功率在500 W以下，采用48 V低压直流供电可实现用电安全的本质提升，大大降低用电安全风险；对功率型电器在保证同等安全条件下，追求效率的提升，构建分区分电压等级供用电的家居直流环境，如图4所示。高低压分区供用电的方案以其明显的优势，已应用于直流建筑领域[11]和低压直流配电网领域[4]，对于低压直流标准体系来讲，优化对低压安全直流电器在“认证、检测、监管”的要求，实现产业附加开支的全面节省，才能进一步从经济效益上提升其应用推广的价值。

图3 家用电器功率分布示意图

图4 直流家居场景示意图

直流电器具备宽电压运行能力和智能化响应功能，在应用场景上将更为丰富。可支撑建筑“光储直柔”场景，满足建筑能源的智能化调度和系统的高效运行；可便捷地构建新能源发电、直流用电的孤立微电网系统，实现发电、供电、储电、用电的更灵活地组网，有效解决海岛、牧区、边防哨所和偏远农村等无电或缺电区域场景应用；可直接和新能源光伏、电动汽车、储能对接，实现户外、移动、应急等场景的便捷应用和快速部署。面对未来更为复杂的应用场景，对直流电器在安全和智能化控制保护方面的挑战也更为严峻，虽然低压直流电器在一定程度上能提升频繁接触场景用电安全性，但在源荷匹配以及区域构网的系统安全性要求和处理方式还需开展深入的标准研究和应用验证。

3 总结与建议

为应对直流家电产品开发需求，从产品安全、性能方面梳理了相关标准的适应性和对照原则，初步建立标准制定的思路和方法，并在企业内部形成了系列直流电器相关标准，有效地指导直流电器产品的设计、检验，实现了直流电器在示范工程项目的应用，本文认为可以在以下几个方面开展深入研究并进行标准完善：

（1）对于直流电弧及绝缘等安全评价方面，深入研究产生的机理和特性，以及应用中对设备和人体安全带来的影响，并研究相应的解决方案，形成更全面具体的评价方法。

（2）直流供用电环境更为复杂，供电端离散型电力电子变流器替代变压器，用电端去掉整流滤波缓冲环节，供用两端接入和运行友好性问题已在示范应用中显现出来，需进一步研究和完善直流电能质量标准和直流电器产品EMC测试的评价标准。

（3）直流电应用可能存在的电化学腐蚀、电极化现象等可能对某些场景的设备安全带来一定影响，需要研究直流电的效应特性以及带来的影响，并研究应用解决方案，形成相关标准要求。

在标准体系建设方面，现有家电标准体系对直流家电标准的建设具有指导意义，但也存在不适用的问题，这些问题涉及到标准框架的各大类，无法归类到共性技术上，面临大量的研究和标准修订工作。在直流技术发展初期，建议在家电标准框架研究方面建立专门的工作组，针对直流技术应用的适应性梳理形成技术路线，开展关键技术研究和标准适应性分析，并系统地搜集应用过程中存在的问题，做好标准与各行业对接，与国际的接轨，借鉴国内外相关领域优秀的经验，推动直流家电标准体系的完善，实现社会智力资源的集约化利用，提升标准化水平。