GBT 14048.9-2024 低压开关设备和控制设备　第6-2部分：多功能电器　控制与保护开关电器(设备)(CPS)标准立项发展报告

低压开关设备和控制设备第6-2部分：多功能电器控制与保护开关电器（设备）（CPS）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Low-VoltageSwitchgearandControlgear—Part6-2:MultipleFunctionEquipment—ControlandProtectiveSwitchingDevices(orEquipment)(CPS)摘要关键词：低压开关设备；控制与保护开关电器；多功能电器；标准化；GB/T14048.9Keywords:Low-voltageswitchgear;Controlandprotectiveswitchingdevices;Multiplefunctionequipment;Standardization;GB/T14048.9一、引言1.1立项背景低压电器是电力系统中应用最为广泛的电气设备，其产品质量和技术水平直接关系到电力系统的安全稳定运行。控制与保护开关电器（ControlandProtectiveSwitchingDevices，简称CPS）作为一种新型多功能低压电器，自20世纪90年代进入中国市场以来，凭借其集成化、小型化、智能化的显著优势，在工业自动化、建筑电气、新能源、轨道交通等领域获得了广泛应用。CPS产品将断路器、接触器、热继电器、剩余电流保护装置等功能集于一体，能够实现电路的接通、分断、过载保护、短路保护、断相保护等多种功能，极大地简化了配电系统的设计、安装和维护工作。然而，由于产品功能集成度高、技术复杂，其标准化工作面临着更大的挑战。GB/T14048.9-2024《低压开关设备和控制设备第6-2部分：多功能电器控制与保护开关电器（设备）（CPS）》是对GB/T14048.9-2008版的全面修订，标准于2024年5月28日发布，2024年12月1日正式实施。该标准的修订旨在适应低压电器技术发展的新形势，解决原标准在实施过程中发现的问题，并参照最新的IEC60947-6-2国际标准要求，提升我国CPS产品的技术水平和国际接轨程度。1.2编制原则与依据本标准的修订遵循以下基本原则：一是坚持协调一致原则，确保与GB/T14048系列标准体系内部各部分的协调统一，并与国际标准IEC60947-6-2保持技术一致性；二是坚持科学先进原则，充分反映CPS产品的最新技术发展成果，合理确定技术指标；三是坚持适用可行原则，兼顾行业生产实际和用户使用需求，确保标准条款具有可操作性和可验证性；四是坚持规范透明原则，严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求进行编写。编制过程中，主要依据我国低压电器领域的基础标准和相关配套标准，包括GB/T14048.1《低压开关设备和控制设备第1部分：总则》、GB/T14048.2《低压开关设备和控制设备第2部分：断路器》、GB/T14048.4《低压开关设备和控制设备第4部分：接触器和电动机起动器》等系列标准。同时，积极参考国际电工委员会IEC60947-6-2的最新版本，确保标准内容与国际接轨。二、CPS技术发展现状与趋势2.1CPS技术概述控制与保护开关电器（CPS）是在单一电器结构中实现控制与保护两大功能的集成化电器产品。其基本工作原理是通过内置的智能控制系统，实时监测电路运行状态，当检测到过载、短路、断相、欠压等异常情况时，自动执行分断操作，同时具备正常情况下的电路接通与分断控制功能。从技术架构来看，CPS一般由主体开关模块、智能控制模块、操作机构和附件模块四大部分组成。主体开关模块承担电流传导和分断功能；智能控制模块通过电流互感器实时采样，由微处理器进行信号处理与故障判断；操作机构实现开关的分合闸操作；附件模块则提供辅助触头、报警输出、通信接口等扩展功能。与传统分立电器组合方案相比，CPS产品在体积占用上可减少40%~60%，在元器件数量上可减少50%以上。更为重要的是，CPS消除了传统方案中不同电器之间的配合盲区，通过一体化设计和出厂整定，从根本上解决了断路器与接触器之间的选择性配合、级联保护等协调难题，显著提高了保护的一致性和可靠性，同时大幅缩短了配电柜的装配时间。2.2技术发展趋势近年来，CPS技术发展呈现以下显著趋势：1.智能化与数字化：随着物联网和数字孪生技术的发展，CPS产品正朝着智能化方向快速演进。新一代CPS普遍集成微处理器，具备电流、电压、功率等电气参数的实时监测与显示功能，支持RS-485、Modbus、Profibus等现场总线通信协议，可无缝接入工业物联网系统，为智能配电和预测性维护提供数据支撑。2.高性能化：在分断能力方面，新型CPS的短路分断能力不断提高，额定运行短路分断能力（Ics）已达到与额定极限短路分断能力（Icu）相同的水平，满足高可靠性场合的使用要求。在电寿命和机械寿命方面，通过新材料、新工艺的应用，产品的使用寿命显著延长。3.小型化与模块化：产品结构设计更加紧凑，在相同额定电流下体积不断缩小。模块化设计使得产品可以根据用户需求灵活配置，实现功能的按需组合。4.高电压等级拓展：传统CPS主要应用于AC400V系统，随着新能源发电和储能系统的发展，适用于AC690V乃至更高电压等级的高压型CPS产品已成为重要的发展方向。5.环境适应性增强：产品在高温、高湿、盐雾、振动等恶劣环境下的适应性持续提升，满足石油化工、海洋工程、轨道交通等特殊行业的使用要求。2.3国内外标准化现状对比在国际标准化层面，IEC60947-6-2是CPS产品的国际通用标准，最新版本为IEC60947-6-2:2020。该版本在结构框架、术语定义、性能要求和试验方法等方面均有较大调整，特别是在EMC要求、环境适应性、通信功能等方面增加了新的技术内容。在国内标准化层面，GB/T14048.9-2008是CPS产品的第一版国家标准，等效采用了IEC60947-6-2:2002的内容。随着国内CPS技术的快速发展和产品性能的持续提升，2008版标准中的部分技术指标已不能完全覆盖现有产品的性能水平，部分条款的规定不够明确，与最新国际标准存在差距。因此，有必要对GB/T14048.9-2008进行全面修订，使之适应当前技术发展水平和行业发展需求。三、标准主要内容说明3.1标准范围与框架结构GB/T14048.9-2024规定了控制与保护开关电器（CPS）的分类、特性、产品数据和资料、正常工作安装和运输条件、结构和性能要求、电磁兼容性及试验方法等。标准适用于连接至主触头电路的交流电压不超过1000V或直流电压不超过1500V的控制与保护开关电器。标准的主要框架结构包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、分类、特性、产品数据和资料、正常工作安装和运输条件、结构和性能要求、电磁兼容性、试验方法等章节。相较于2008版，新版标准在结构上进行了优化调整，使其更加清晰合理，便于使用。3.2主要修订内容3.2.1术语和定义新版标准对“控制与保护开关电器”“额定短路分断能力”“短路保护协调”等关键术语进行了重新定义和细化，增加了“智能控制功能”“通信接口”“数据采集与处理”等新术语，使之更加准确、全面地反映CPS产品的功能特征。术语体系的完善为新技术的应用和相关试验的开展提供了统一的语言基础。同时，新版标准明确了“控制与保护开关电器”与“控制与保护开关设备”两个术语的等同关系，消除了此前使用中存在的概念混淆问题。这一调整也与IEC60947-6-2最新版本保持了术语体系的一致性。3.2.2性能指标与分类新版标准对CPS产品的分类进行了细化，按使用类别增加了适用于光伏逆变器输出端等新能源应用场景的新分类。对额定工作电压、额定工作电流、额定短路分断能力等关键参数的选取和标注方式进行了优化，使标准的技术要求更加契合实际应用需求。在短路保护协调方面，新版标准进一步明确了“1型协调”和“2型协调”的定义和验证要求，细化了与短路保护电器（SCPD）配合使用的试验条件和判定准则，提高了标准条款的严谨性和可操作性。3.2.3试验方法试验方法部分的修订是本次标准更新的核心内容之一。新版标准对试验电路、试验程序、试验参数的设定进行了更加明确和详细的规定，包括：明确了各试验项目的试验顺序和样品数量要求；增加了电子过载保护器动作准确度的试验方法，对各整定电流倍数下的动作时间范围做出了更加具体的规定；完善了断相保护功能试验的试验电路和判定准则；增加了带通信功能的CPS产品的通信协议一致性试验要求。在EMC要求方面，新版标准增加了辐射发射限值和传导发射限值的规定，明确了抗扰度试验的项目、等级和判定准则，并特别针对带有微处理器和控制电路的CPS，增加了电快速瞬变脉冲群抗扰度试验的具体规定，确保产品在复杂电磁环境下的可靠运行。3.2.4与IEC标准的协调新版标准在技术内容上积极跟踪并采纳IEC60947-6-2:2020的最新成果，在结构框架和技术要求方面与最新国际标准保持了高度协调。同时，结合国内CPS产品的技术特点和实际应用需求，对部分条款进行了合理调整，体现了“采标为主、适度创新”的修订思路。3.3关键技术指标分析新版标准中涉及的关键技术指标主要包括以下几个方面：1.额定工作电压（Ue）：标准涵盖了交流额定工作电压最高至1000V的CPS产品，适应了低压配电系统电压等级提升的技术需求。2.额定工作电流（Ie）：明确了额定工作电流的优先值系列，并规定了在确定额定工作电流时应考虑的环境温度修正系数和安装条件修正系数。3.短路分断能力：标准规定了额定极限短路分断能力（Icu）和额定运行短路分断能力（Ics）的确定方法和验证试验要求，并对不同短路电流下的分断时间做出了明确限定。4.动作特性：对过载保护的反时限动作特性、瞬时动作特性和断相保护动作特性分别规定了具体的动作电流范围和动作时间要求，确保保护特性的准确性和一致性。5.寿命指标：规定了机械寿命和电寿命的试验方法和考核指标，明确了不同使用类别下的寿命试验循环次数和操作频率要求。四、标准实施的预期效益与主要参与单位4.1预期技术经济效益GB/T14048.9-2024的实施将带来显著的技术经济效益。在产品层面，新标准将促进企业加大技术研发投入，推动产品向智能化、高性能方向发展，切实提高国产CPS产品的质量水平和可靠性指标。在产业层面，标准的发布实施有助于淘汰落后产能，规范市场竞争秩序，引导行业从价格竞争转向技术竞争和质量竞争，推进产业结构的优化升级。在国际贸易层面，新标准与IEC标准的协调将减少技术性贸易壁垒，为国产CPS产品进入国际市场创造条件。在应用层面，高性能CPS的推广应用将有效降低配电系统的故障率，减少因电气故障引发的火灾事故和停产损失，保障人民生命财产安全。4.2标准主要起草单位本标准修订工作由全国低压电器标准化技术委员会（SAC/TC189）归口管理。该技术委员会成立于1980年代，是我国低压电器领域标准化的核心技术组织，秘书处设在上海电器科学研究院。SAC/TC189负责全国低压电器专业领域的标准化技术归口工作，组织制修订低压电器领域的国家标准和行业标准，并承担IEC/TC121（低压开关设备和控制设备）的国内技术对口工作。多年来，该委员会在推动我国低压电器标准体系建设、促进产业技术进步、支撑产品质量监管等方面发挥了不可替代的作用，组织制定了GB/T14048系列等数百项国家标准和行业标准，为提升我国低压电器产品的整体技术水平和国际竞争力奠定了坚实的标准化基础。上海电器科学研究院作为本标准的主要起草单位之一，在标准修订过程中发挥了关键作用。该院始建于1953年，是我国电器工业领域规模最大的综合性科研院所之一，在低压电器检测、标准制定、共性技术研发等方面具有雄厚的实力。研究院拥有国家低压电器质量检验检测中心等国家级检测平台，积累了丰富的CPS产品检测数据和工程应用经验，为标准技术指标的确定提供了重要的数据支撑。在本标准的修订过程中，上海电器科学研究院牵头组织了多次行业调研和技术研讨，系统梳理了近年来CPS产品在检测和运行中发现的问题，结合IEC最新标准动态和国内行业发展需求，提出了具有前瞻性和可操作性的修订方案。此外，标准修订工作还汇聚了浙江正泰电器股份有限公司、上海良信电器股份有限公司、北京人民电器厂有限公司、施耐德电气（中国）有限公司、ABB（中国）有限公司、德力西电气有限公司等国内外知名低压电器企业的技术专家，形成了产学研用多方参与的编制工作格局。五、结论与展望GB/T14048.9-2024《低压开关设备和控制设备第6-2部分：多功能电器控制与保护开关电器（设备）（CPS）》的发布实施，是我国低压电器标准化工作的又一重要成果。该标准在全面总结过去十余年标准实施经验的基础上，紧密结合CPS技术发展的最新趋势和行业实际需求，在术语体系、技术指标、试验方法、电磁兼容性要求等方面实现了全面升级，技术内容更加科学合理，与IEC60947-6-2:2020保持了高度协调，达到了国际先进水平。展望未来，随着我国新型电力系统建设、“双碳”战略的深入推进以及工业4.0和智能制造的快速发展，CPS产品将面临更加广阔的应用前景和更加严峻的技术挑战。智能电网对低压电器提出了通信互联、远程监控、自诊断等更高要求，新能源的大规模接入则要求CPS具备更高的电压等级和更强的分断能力。建议行业企业以新版标准的实施为契机，加大技术研发投