绝缘栅双极晶体管（IGBT）健康评估及寿命预测方法编制说明

《绝缘栅双极晶体管（IGBT）健康评

估及寿命预测方法》

编制说明

中国电力企业联合会

2023年8月12日

一、工作简况

1.任务来源与编制背景

本标准是根据标准制修订计划的通知《关于印发2022年第二批

中国电力企业联合会标准制修订计划的通知》（中电联标准〔2022〕

287号）的安排制定的，计划编号：T/CEC20222105。

2.起草单位

工业和信息化部电子第五研究所、广东电网有限责任公司广州供

电局、北京怀柔实验室、北京芯可鉴科技有限公司、中国南方电网有

限责任公司超高压输电公司电力科研院、南方电网科学研究院有限责

任公司、南京南瑞继保电气有限公司等。

3.工作过程

编制工作从2022年8月正式开始，主要工作过程是：

2022年8月，工业和信息化部电子第五研究所组织研究工作。

2022年10月，项目立项，中国电力企业联合会电力集成电路标

准化技术委员会启动制订本标准的前期工作，由工业和信息化部电子

第五研究所牵头成立了标准编制组，开展相关资料收集整理。

2023年3月，工业和信息化部电子第五研究所完成标准草案的

整体架构、大纲的初步编制；

2023年4月，广东电网有限责任公司广州供电局、北京怀柔实

验室、北京芯可鉴科技有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压

输电公司电力科研院、南方电网科学研究院有限责任公司、南京南瑞

继保电气有限公司相关人员加入到标准编制组，标准草案；

2023年4月25日，中电联组织项目组召开项目启动会，会上各

位专家对标准提了修改意见；

2023年5月-7月，项目组各参与单位根据启动会上的专家意见

对标准进行了修改和完善，同时也在项目组及单位内部进行了意见征

集；

2023年8月，项目牵头单位工业和信息化部电子第五研究所根

据各参与单位的修改意见和内容对标准做了整体的意见汇总并修改

和完善，完成了标准征求意见稿。

二、标准编制原则和标准主要内容

1.编制目的

1）绝缘栅双极晶体管（IGBT）是电力传输变换及能源行业的一

个重要功率半导体器件，广泛应用于电力电子领域的许多应用；

2）IGBT是电力行业的核心器件，同时也是电力电子器件中故障

率最高且最脆弱已失效的器件；

3）IGBT对电网尤其是电源变换器等系统的具有重要的功能和安

全的影响，其故障或失效对系统的安全、稳定健康运行起着重要的决

定作用，轻则导致系统故障或停机，重则导致灾难性事故的发生；

4）IGBT目前缺乏可靠、有效的健康状态评价和剩余寿命预测方

法，该标准的制订，可以指导电网企业及用户对IGBT进行精准的预

测性维护和健康管理，一方面可以减小企业的运营维护成本，同时可

以减小故障率及停机率，保障电网系统安全、稳定及可靠的运行。

2.标准编制原则

本标准根据以下原则编制：标准设计、公平开放、协调统一、实

用操作原则。

标准设计。遵循半导体器件国家相关国标、行标等技术标准体系

要求；

公平开放。形成开放的工作组，广泛调研，仔细核实，接收各方

代表随时的意见反馈；

协调统一。通过调研国内功率半导体器件及PHM相关标准情况，

结合IGBT技术要求和测试诊断及评估方法的标准，由行业内专家协

调统一确定IGBT技术要求和评估预测方法，其他专家可以发表建议。

实用操作。明确了IGBT的技术要求、测试诊断方法及评估规则，

同时对IGBT的健康评估和寿命预测提出了相关的规范要求。

2.主要内容

本标准适用于对电力电子变流系统环境下的绝缘栅双极晶体管

（IGBT）的健康状态评估、寿命预测管理等。本标准首先对术语名词

进行了定义，然后规定了健康评估和寿命预测的主要流程，并对主要

故障特征参数、技术实施流程及健康评估和寿命预测的模型方法等过

程进行了规定和介绍。。

本文件主要结构和内容如下：

1范围：规定本文件的适用范围；

2规范性引用文件：规定本文件引用的规范性文件；

3术语和定义：规定本文件采用的术语和定义；

4IGBT的检测指标参数：规定IGBT相关检测参数和指标；

5状态评估及RUL预测技术实施路线：规定给出了IGBT的状态

评估和RUL预测的实施的两个阶段以及每个阶段的实施步骤及流程；

6IGBT失效模式及敏感参数分析：对IGBT主要失效模式机理及

对应敏感参数分析及判定界限；

7敏感参数采集获取：规定了IGBT的敏感参数的采集获取方式

和测量方法；

8IGBT健康评估及寿命预测方法：规定IGBT健康评估的判定，

以及IGBT寿命预测的主要流程步骤和方法。

三、主要试验（或验证）的分析

无。

四、采用国际标准和国外先进标准的程度

无。

五、与有关的现行法律、法规和强制性国家标准的关系

遵守现有相关法律、条例、标准和导则