IEC 61643-112025 低压浪涌保护装置 第11部分连接到交流低压电力系统的浪涌保护装置 要求和试验方法标准立项发展报告

低压浪涌保护装置第11部分：连接到交流低压电力系统的浪涌保护装置要求和试验方法StandardizationDevelopmentReport:Low-voltagesurgeprotectivedevices-Part11:SurgeprotectivedevicesconnectedtoAClow-voltagepowersystems-Requirementsandtestmethods摘要随着全球电力电子技术的迅猛发展以及智能化电气设备在工业、商业和民用领域的广泛部署，低压电力系统的安全性和可靠性日益受到高度重视。雷击过电压及操作过电压对低压电气设备的损害已成为影响供电连续性和设备使用寿命的关键因素之一。IEC61643-11:2025《低压浪涌保护装置第11部分：连接到交流低压电力系统的浪涌保护装置要求和试验方法》作为国际电工委员会（IEC）发布的现行有效标准版本，系统规定了连接到交流低压电力系统的浪涌保护装置（SPD）的分类、技术要求、试验方法及标志要求，代表了当前国际社会对低压浪涌防护技术的最新共识和最高技术水平。本报告对该标准的立项背景、修订历程、核心技术内容及其对相关行业的影响进行了全面梳理和深入分析，旨在为标准使用者提供系统性的解读和指导，为国内相关标准的制修订和技术发展提供参考。关键词：浪涌保护装置；低压电力系统；IEC61643-11；过电压保护；电磁兼容；标准试验方法；电气安全Keywords:Surgeprotectivedevices;Low-voltagepowersystems;IEC61643-11;Overvoltageprotection;Electromagneticcompatibility;Standardtestmethods;Electricalsafety1.引言1.1研究背景雷电是自然界中最为强烈的电磁干扰源之一。据统计，全球每秒约发生100次闪电击中地面，由此产生的雷电电磁脉冲（LEMP）可通过直接雷击、感应耦合及地电位反击等途径侵入低压电力系统，对电气和电子设备造成严重损伤。与此同时，电力系统中大型设备的投入和切除、变压器分接头的调节、故障短路等操作也会产生幅值可观的暂态过电压（即操作过电压）。在信息技术高度发达的今天，通信设备、计算机系统、精密医疗仪器及工业控制装置等对过电压的敏感程度不断攀升，过电压防护已成为保障电气系统安全运行不可或缺的关键环节。浪涌保护装置（SurgeProtectiveDevice，SPD）作为低压配电系统中用于限制瞬态过电压和泄放浪涌电流的核心器件，其性能优劣直接关系到被保护设备的安全。因此，建立一套科学、完善且与国际接轨的SPD标准体系，对其进行规范化的分类、测试和评价，具有重要的现实意义。1.2标准编制背景与立项依据国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）成立于1906年，是制定和发布国际电工电子标准的全球性标准化组织。IEC下设的第37技术委员会（TC37）专门负责电涌保护器（Surgearresters）相关标准的制修订工作，其分技术委员会SC37A专注于低压电涌保护装置（Low-voltagesurgeprotectivedevices）的标准化研究。IEC61643-11作为SC37A分技术委员会的核心标准项目之一，其首版发布于2011年（IEC61643-11:2011），替代了此前的IEC61643-1:2005。鉴于低压电力系统中SPD应用技术的持续演进，包括新型压敏电阻材料、气体放电管技术的改进、以及IEC62305《雷电防护》系列标准的修订对SPD配合要求的更新，SC37A于2018年启动了新一轮的修订工作。经过多轮工作组会议讨论、委员会草案（CD）和最终国际标准草案（FDIS）投票程序，IEC61643-11:2025最终于2025年6月18日正式发布，取代2011年版成为该领域的最新国际标准。1.3标准适用范围与定位IEC61643-11:2025适用于连接到交流50/60Hz、额定电压不超过1000V（有效值）的低压电力系统的浪涌保护装置。该标准规定了SPD的特性、标准试验方法、额定值及安全要求，涵盖了SPD在正常运行条件下的性能评价以及在规定的异常条件下的安全性能验证。该标准是IEC61643系列标准中的基础性标准，与该系列中的其他部分（如IEC61643-31关于光伏系统用SPD、IEC61643-32关于SPD的选择和应用原则等）共同构成了完整的低压浪涌防护标准体系。2.标准主要技术内容2.1浪涌保护装置的定义与分类IEC61643-11:2025对SPD进行了明确的定义和系统的分类。按照试验方法的不同，该标准将SPD分为以下三类：Ⅰ级试验SPD（ClassⅠ）：该类SPD能够承受模拟直击雷部分雷电流的冲击，通常采用10/350μs波形进行测试，适用于直击雷防护等高能量场景。其关键参数包括冲击电流Iimp（峰值电流、电荷量和比能量）。Ⅰ级试验SPD一般安装于建筑物电源进线处的雷电防护区（LPZ）边界，用于泄放大部分雷电流。Ⅱ级试验SPD（ClassⅡ）：该类SPD用于泄放由雷击电磁感应或操作过电压产生的浪涌能量，采用8/20μs波形进行测试，适用于感应雷防护场景。其关键参数包括标称放电电流In和最大放电电流Imax。Ⅱ级试验SPD通常安装于分配电柜或终端配电箱中。Ⅲ级试验SPD（ClassⅢ）：该类SPD主要用于终端设备的精细保护，采用复合波（1.2/50μs电压波和8/20μs电流波的组合）进行测试，安装于被保护设备附近，用于抑制经过前级SPD限幅后残余的过电压。2.2核心技术要求IEC61643-11:2025对SPD提出了一系列全面的技术要求，涵盖以下几个方面：电气性能要求：包括最大持续工作电压Uc（SPD允许持续施加的最大交流电压有效值）、电压保护水平Up（SPD在规定的电压和电流应力下端子间呈现的最大电压峰值）、标称放电电流In、最大放电电流Imax、冲击电流Iimp等关键参数的最低要求。新版本对电压保护水平的分级和测量方法进行了优化，以更好地适应现代敏感电子设备对更低残压的需求。热稳定性要求：SPD在承受持续过电压或暂时过电压（TOV）时，必须具备良好的热稳定性能，确保内部元件不会因热量积聚而发生热击穿或起火。标准规定了对SPD进行热稳定性试验的具体方法和判定准则。暂时过电压（TOV）耐受能力：电力系统中可能出现的暂时过电压（如中性线断开、接地故障等引起的暂时性电压升高）是导致SPD损坏甚至起火的重要原因。IEC61643-11:2025进一步完善了TOV试验方法和合格判据，规定了SPD在不同TOV条件下的耐受特性等级。机械强度与环境适应性：SPD的机械结构、外壳防护等级（IP等级）、耐温性能、耐湿性能等均应满足相应要求，确保其在规定的环境条件下能够长期可靠运行。失效指示与后备保护配合：标准对SPD的失效指示方式（如指示窗口变色、遥信触点动作等）和与其配合使用的后备过电流保护装置（如熔断器或断路器）的选择要求进行了补充完善。2.3试验方法与检验规则IEC61643-11:2025规定了一整套系统性的试验方法，主要包括：型式试验：用于验证SPD设计是否符合标准要求，包括电气性能试验（如残压测试、泄漏电流测试）、操作性能试验（如Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级试验）、热稳定性试验、TOV试验、环境试验（如温度循环、交变湿热）、机械试验等。标准对每种试验的试验电路、试验参数、试验步骤和判定准则均进行了详细规定。例行试验：对每个产品在出厂前进行的检验，包括外观检查、工频耐压试验、泄漏电流测量等，以确保产品的一致性。抽样试验：为验证产品批量质量而进行的抽检项目，标准规定了抽样方案和合格质量水平。值得关注的是，IEC61643-11:2025引入了对SPD内部放电间隙和压敏电阻组件的新测试方法，采用更精确的测量手段评价其限压特性和能量耐受能力。同时，新版本增加了智能电网环境下SPD状态监测功能的测试评估要求，为SPD向智能化方向发展提供了标准化支撑。2.4标志与文件要求标准对SPD的产品标志、铭牌内容、安装说明和用户文件提出了明确要求，包括产品型号、主要电气参数、接线方式、适用环境条件、注意事项等信息的标注规范。清晰完整的标志和文件是确保SPD正确选型、安装和维护的前提条件。3.标准修订亮点及技术发展分析3.1相比2011年版的主要变化IEC61643-11:2025与2011年版相比，在多个关键环节取得了实质性进展：在分类体系方面，新版本进一步细化了不同类别SPD的适用范围和试验要求，强化了SPD分类与应用场景之间的对应关系，使设计人员和用户能够更加精准地选择合适的SPD类型。在试验方法方面，新版本对电涌发生器的输出阻抗、波形参数的公差范围、测量系统的带宽和采样率等提出了更加严格的规定，确保不同实验室之间的测试结果具有更好的可重复性和可比性。在性能指标方面，新版标准对电压保护水平Up的分级阈值进行了调整，新增了更低的Up等级以适应超敏感电子设备的保护需求；同时对Ⅱ级试验SPD的Imax与In的比值关系进行了重新梳理。在安全要求方面，针对近年来国际上多次出现的SPD因过热而起火的事故案例，新版本强化了对SPD热稳定性和失效安全模式的要求，增加了对SPD在故障状态下不产生危险的规定，明确了SPD在极端条件下的安全性能指标。3.2与相关标准的协调IEC61643-11:2025在修订过程中注重与以下标准保持协调一致性：-IEC62305系列（雷电防护）：该系列标准作为雷电防护的顶层标准，其对雷电风险评估、雷电防护区的划分以及SPD的配合选择要求，是IEC61643-11中某些技术指标制定的重要依据。-IEC60364系列（低压电气装置）：该系列标准规定了低压电气装置的设计、安装和检验要求，其中关于过电压保护（如第443部分）和电击防护的内容与SPD的应用密切相关。-IEC61643-32（SPD的选择和应用原则）：该标准为工程设计人员选择和应用SPD提供了指导，其内容的更新需要与IEC61643-11中的产品技术要求保持同步。-IEC61643-31（光伏系统用SPD）：针对光伏系统特殊的工作电压特性和安装环境要求，该标准在通用要求的基础上进行了适应性调整。3.3国际影响与国家标准转化IEC61643-11作为全球范围内广泛采用的SPD产品标准，其发布对各国SPD产品的设计、生产、检测和认证都产生了深远影响。欧美各国及主要工业国家通常直接采用该标准或将其等同转化为本国标准。中国作为IEC的正式成员国和重要的SPD生产与应用大国，对IEC61643-11保持了紧密跟踪。我国对标IEC61643-11的对应国家标准为GB/T18802.11《低压电涌保护器（SPD）第11部分：低压电源系统的电涌保护器性能要求和试验方法》，由中国国家标准化管理委员会归口管理，全国避雷器标准化技术委员会（SAC/TC81）负责具体技术工作。IEC61643-11:2025发布后，我国正在加快推进与其接轨的标准修订工作，以确保国内SPD产品标准与国际标准保持同步，既为国内产品进入国际市场消除技术壁垒，也为国外优质产品进入中国市场提供统一的技术依据。4.主要参与标准化组织及企事业单位4.1国际电工委员会（IEC）与SC37AIEC61643-11:2025由国际电工委员会IECTC37下设的SC37A分技术委员会（低压电涌保护装置）编制并维护。SC37A的主席和秘书处长期由德国和法国的标准化机构人员担任，其工作组成员涵盖了来自世界各国的SPD制造商、检测机构、科研院所及用户代表。SC37A的工作机制体现了IEC标准制定过程中的公开、透明和协商一致原则。标准的制修订通常经历以下程序：预备工作项目（PWI）→新工作项目提案（NP）→工作组草案（WD）→委员会草案（CD）→国际标准草案（DIS）→最终国际标准草案（FDIS）→正式国际标准（IS）。每个阶段均设有规定的投票期限和通过门槛，确保各成员国意见得到充分表达和合理采纳。4.2标准制定中的主要贡献单位在IEC61643-11:2025的修订过程中，多国标准化机构和行业领先企业做出了重要贡献。德国菲尼克斯电气集团（PhoenixContact）、德国DEHN（德和盛电气）、法国施耐德电气（SchneiderElectric）、瑞士ABB集团等全球知名的SPD制造商深度参与了技术内容的讨论和试验数据的验证工作。中国作为重要的SPD生产大国，中国的相关企业和标准化专家也积极参加了该标准的制修订工作，如四川中光防雷科技股份有限公司、上海电器科学研究所等单位的专家多次出席SC37A工作组会议，就SPD的试验方法、性能要求等议题提出了多项技术提案，其中部分建议已在正式标准中得到采纳，体现了中国在低压浪涌保护领域国际影响力的不断提升。4.3国内归口单位介绍——全国避雷器标准化技术委员会（SAC/TC81）全国避雷器标准化技术委员会（SAC/TC81）是经国家标准化管理委员会批准设立的全国性专业标准化技术组织，秘书处挂靠在西安高压电器研究院有限责任公司。该技术委员会主要负责避雷器及浪涌保护器领域的国家标准制修订工作，对口IECTC37和SC37A。SAC/TC81的主要工作包括：组织编制和修订避雷器及SPD领域的国家标准和行业标准；参与IEC相关国际标准的制定工作，代表中国提出意见和提案；组织标准的宣贯培训和技术交流活动；开展标准化科学研究和技术咨询服务等。在IEC61643-11:2025的修订期间，SAC/TC81指派专家全程跟踪参与，定期组织国内相关单位对标准草案进行研讨和意见反馈，发挥了我国与国际电工委员会之间的桥梁纽带作用。近年来，SAC/TC81在推动国内SPD标准体系建设方面建立了较为完善的工作机制：通过组织国内SPD生产企业的技术专家成立标准修订工作组，深入调研国内产业技术现状和市场应用需求，为标准差异化条款的设置提供了充分依据；通过举办国际标准研讨会，促进国内外技术交流和经验分享，不断提升我国在SPD标准化领域的话语权和影响力。5.标准实施的行业影响分析5.1对设备制造行业的影响IEC61643-11:2025的发布对SPD制造商提出了更高的技术门槛。一方面，新标准对试验方法和性能指标的严格要求促使制造商加快推进产品技术升级，淘汰落后的工艺路线和设计方案；另一方面，标准对不同类别SPD的应用导向有助于企业更加精准地进行产品定位和目标市场选择。对于致力于国际市场的企业而言，及时完成产品对新版标准的符合性认证（如IECEECB体系认证）将成为进入全球市场的基本前提。5.2对工程设计领域的影响IEC61643-11:2025将直接影响低压电气系统的过电压防护设计。设计人员在SPD选型时，需要更加注重不同类别SPD之间的级间配合，综合考虑SPD的电压保护水平与被保护设备的耐冲击电压之间的配合关系，以及SPD的前后备保护装置的选择。新版标准中对SPD失效安全模式要求的强化，也为工程设计中的安全冗余设计提供了更加充分的标准依据。5.3对检验检测和认证机构的影响标准的技术内容更新要求各检测机构和认证机构及时更新其试验设备和检测能力，以满足新版标准的试验要求。特别是新引入的试验方法和更加严格的测量要求，对检测机构的测试设备精度、测量系统能力和人员技术水平均提出了更高的要求。各机构需要及时了解和掌握新标准的技术变化，更新实验室的质量管理体系文件，确保出具的检测报告能够反映产品对新版标准的符合性。6.结论与展望6.1结论IEC61643-11:2025作为低压浪涌保护装置领域的核心国际标准，其发布集中体现了当前国际社会对低压电力系统过电压防护技术的最新认知和最佳实践。该标准在原有框架基础上，通过优化分类体系、细化试验方法、强化安全要求和完善性能指标，为SPD产品提供了更加科学、全面和严格的技术评价依据。标准的实施将对SPD制造企业、工程设计单位、检测认证机构等各相关方产生深远影响，有力地推动低压浪涌防护技术向更高水平发展。6.2展望展望未来，随着以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表的宽禁带半导体器件在电力电子领域的加速应用，以及低压直流配电系统和分布式光伏发