IEC 63522-32026 电气继电器 试验和测量 第3部分继电器线圈特性标准立项发展报告

IEC63522-3:2026《电气继电器试验和测量第3部分：继电器线圈特性》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricalRelays-TestsandMeasurements-Part3:RelayCoilProperties摘要随着全球电力系统智能化、新能源装备及工业自动化控制技术的飞速发展，电气继电器作为电气控制与保护系统中的核心基础元件，其产品质量与性能可靠性日益受到行业高度重视。继电器线圈作为电磁继电器的关键驱动部件，其电气特性（包括直流电阻、电感量、吸合/释放电压、功耗及温升特性等）直接决定继电器的工作灵敏度、切换能力和长期运行稳定性。为统一全球范围内继电器线圈特性的试验方法和测量规范，国际电工委员会（IEC）正式发布IEC63522-3:2026《电气继电器试验和测量第3部分：继电器线圈特性》。本标准作为IEC63522系列标准的组成部分，系统规定了继电器线圈特性的术语定义、试验条件、测量方法、数据处理及结果判定等技术要求，填补了该领域国际标准体系中的空白。本报告围绕该标准的立项背景、编制原则、核心技术内容及推广应用前景展开论述，旨在为相关科研机构、检测认证机构及继电器制造企业提供权威的技术参考与标准化实施指引。关键词：电气继电器；线圈特性；试验方法；测量技术；国际标准；IEC63522；标准化发展Keywords:Electricalrelays;Coilproperties;Testmethods;Measurementtechniques;Internationalstandard;IEC63522;Standardizationdevelopment1引言1.1研究背景继电器作为一种利用电磁、热、电化学等物理效应实现电路自动切换的控制器件，广泛应用于电力保护、工业控制、航空航天、轨道交通、通信设备及家用电器等众多领域。其中，电磁继电器依靠线圈中通过电流产生磁场驱动触头动作，线圈特性的优劣直接决定了继电器的动作电压、释放电压、吸合时间、释放时间及电寿命等关键性能指标。与此同时，随着新能源并网设备、智能电网终端和5G通信基站等新兴应用场景的不断涌现，系统对继电器线圈的功耗水平、响应速度和热稳定性提出了更为苛刻的要求。然而，长期以来，国际电工委员会下属的继电器技术委员会在试验方法标准方面主要侧重于继电器触头电气耐久性试验（如IEC61810系列），而针对继电器线圈特性的系统性测试方法标准相对匮乏。各国继电器制造企业、第三方检测实验室及用户单位在开展线圈特性测试时，往往参考本国标准或企业内部规范，导致测试条件不统一、数据可比性差、技术指标判定分歧等问题。这一现状严重制约了继电器产品的国际贸易与技术交流，亟需制定一部统一的国际标准予以规范和协调。1.2标准立项意义IEC63522-3:2026的正式发布，是国际继电器标准化工作的重要里程碑。其立项意义主要体现在以下方面：第一，填补标准体系空白。该标准与其他部分（如触点耐久性试验、环境适应性试验等）共同构成完整的IEC63522系列试验方法体系，使继电器产品从线圈驱动特性到触头切换性能的考核形成了逻辑严密的技术闭环。第二，促进国际贸易便利化。统一试验方法标准有助于消除技术性贸易壁垒，为继电器产品的国际互认和质量分级奠定技术基础，降低企业重复测试成本。1.3标准编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：一是协调一致性原则，即与IEC61810、IEC60255等相关通用标准和基础标准保持术语定义和技术要求上的协调一致；二是科学先进性原则，充分吸收近年来在继电器线圈电磁特性仿真分析、高精度阻抗测量及热场分析等领域的最新研究成果；三是可操作性原则，所规定的试验方法和测量程序应具备良好的实验室可实施性和重复性；四是分类分层考核原则，针对不同用途和不同等级的继电器产品，设定合理的试验项目组合和判定阈值。2范围与规范性引用2.1标准适用范围IEC63522-3:2026适用于所有以电磁线圈为驱动机构的电气继电器，包括但不限于额定线圈电压不大于1000V的通用电磁继电器、功率继电器、汽车继电器、信号继电器及小型磁保持继电器。标准规定了继电器线圈下列特性的试验和测量方法：-线圈直流电阻（在标准环境温度下的初始值和长期稳定性）；-线圈电感（含不同频率、不同磁间隙条件下的电感量变化）；-吸合电压与释放电压（含动作边界值验证）；-线圈功耗（稳态功耗与暂态功耗）；-线圈温升特性（在额定负载和极限环境温度条件下的温升变化）；-线圈绝缘电阻与介电强度（涉及匝间绝缘和线圈对外壳绝缘）。需要指出的是，本标准重点面向产品型式试验和例行试验中的线圈特性考核，不涉及继电器触头部分的电气耐久性试验方法（该部分由IEC63522系列其他部分予以规定）。2.2规范性引用文件本标准的实施引用或参考了以下标准文件的关键条款：-IEC60050-444:2002《国际电工词汇第444部分：基本继电器》；-IEC61810-1:2015《有或无机电继电器试验和测量程序第1部分：一般要求》；-IEC61810-7:2018《有或无机电继电器试验和测量程序第7部分：机械性能试验》；-IEC60255-1:2009《测量继电器和保护装置第1部分：通用要求》；-IEC60068-2-1《环境试验第2-1部分：试验方法试验A：低温》；-IEC60068-2-2《环境试验第2-2部分：试验方法试验B：高温》；-ISO10012:2003《测量管理体系测量过程和测量设备的要求》。凡上述引用文件中的相关条款通过本标准的引用而构成本标准条款的组成部分，其最新修订版（含所有增补件）同样适用于本标准。3术语和定义为明确标准实施过程中相关技术概念的内涵，本标准引用了IEC60050-444界定的基础术语，并补充定义了以下专门术语：3.1线圈直流电阻（coilDCresistance）在规定的环境温度下，用直流电桥或等效测量仪器测得的继电器线圈导线总的欧姆电阻值。该值一般以20℃时的标准值作为基准，温度修正系数按铜导线的电阻温度系数α=0.00393/℃计算。3.2额定线圈电压（ratedcoilvoltage）由制造商规定的、供继电器线圈正常工作的电压值（直流或交流有效值），在该电压下继电器应能可靠吸合且线圈温升不超过允许限值。3.3吸合电压（operatevoltage）使继电器触头从初始位置可靠切换至工作位置所施加的线圈电压最小值（对于直流继电器）或有效值（对于交流继电器）。3.4释放电压（releasevoltage）使继电器触头从工作位置可靠返回至初始位置时所对应的线圈电压最大值。3.5线圈功耗（coilpowerconsumption）继电器线圈在规定的电压和工作状态下所消耗的有功功率。对于直流线圈，功耗P=U²/R；对于交流线圈，还应考虑铁芯涡流损耗和磁滞损耗的影响。3.6线圈温升（coiltemperaturerise）在规定的散热条件和负载条件下，继电器线圈通电达到热平衡后，其平均温度与参考环境温度之差。3.7动作边界（operateboundary）保证继电器可靠动作（吸合或释放）的线圈电压边界值范围，通常以额定线圈电压的百分比表示。4标准核心技术内容4.1标准试验条件本标准明确规定，除特别注明外，所有试验均应在标准大气条件下进行：环境温度23℃±5℃、相对湿度45%～75%、大气压力86kPa～106kPa。被试继电器在试验前应置于上述环境条件下进行不少于8小时的环境预处理，以消除运输和储存过程中温度、湿度变化对线圈参数的影响。对于温升试验和长时间通电稳定性考核，试验环境温度允许扩展至制造商规定的最高工作温度，但应在试验报告中予以明确标注。4.2线圈直流电阻测量线圈直流电阻的测量是继电器线圈特性考核的基础项目，其测量精度直接影响后续功耗计算和温升判定的准确性。标准规定采用四端法（开尔文法）测量，以消除引线电阻和接触电阻的影响。测量仪器精度应不低于0.2级，分辨率应不低于被测电阻值的0.05%。测量时应注意以下要点：-测量电流应足够小（通常不大于额定线圈电流的10%），以避免电流通过线圈时产生明显的焦耳热引起电阻漂移；-每次测量应待电阻读数稳定后记录，对于大电感线圈，应等待充电暂态过程结束；-应同时记录测量时的环境温度，并按公式R₂₀=Rₜ/[1+α(t-20)]将所有测量值折算至20℃基准温度。4.3吸合与释放电压试验吸合电压和释放电压是衡量继电器灵敏度的重要参数。标准规定采用直流稳压电源（电压纹波系数不大于0.5%）作为激励源，采用阶梯升压和阶梯降压的方式进行测量。吸合电压试验时，线圈电压从零开始逐级升高，每级增量不超过预期吸合电压值的5%，每级保持时间不少于1s（对于有延时特性的继电器应适当延长），直至触头可靠动作。释放电压试验时，将线圈电压从额定值逐级降低，每级降幅不超过预期释放电压值的5%，直至触头释放。标准规定，对于每种规格的产品，应至少抽取5只样品进行测试，取算术平均值作为该型号继电器的吸合/释放电压标称值，且所有测量值应落在制造商规定的界限范围内。4.4线圈功耗测量对于直流继电器，线圈稳态功耗通过已测得的直流电阻和额定线圈电压按公式P=U²/R计算。对于交流继电器，由于铁芯涡流损耗和磁滞损耗的存在，不能简单采用上述直流公式，标准规定采用功率分析仪直接测量法。功率分析仪的精度等级应不低于0.5级，电压/电流通道应具备足够的带宽（至少10kHz），采用四线制接线方式消除引线压降影响。测量时电源电压应稳定在额定值的±1%范围内，频率偏差不超过±0.5%。功耗测量应在继电器处于吸合保持状态（即气隙最小状态）下进行，以反映正常运行工况。4.5线圈温升试验线圈温升试验是验证继电器热设计合理性和线圈绝缘耐热等级的关键考核项目。标准规定的温升试验方法包括电阻法和热电偶法两种，以电阻法为主要仲裁方法。电阻法测量原理基于铜导线电阻随温度线性变化的特性。试验前在20℃±1℃的恒温箱内精确测量线圈冷态电阻R₁并记录环境温度t₁；然后施加以额定线圈电压，在规定的散热条件下持续通电，每隔一定时间间隔测量线圈热态电阻R₂，直至连续三次读数变化不超过0.5%时认为达到热平衡；线圈最终平均温升按公式Δt=(R₂-R₁)/R₁×(234.5+t₁)+(t₁-t₂)计算（其中t₂为热平衡时的环境温度）。标准同时规定，当采用热电偶法测量线圈表面温度时，热电偶应紧贴线圈最热点位置（通常位于线圈内层靠近铁芯处），且应避免热电偶引线带走热量造成测量误差。4.6线圈绝缘性能试验线圈绝缘性能直接关系到继电器在异常工况下的安全运行。标准规定了对线圈匝间绝缘、层间绝缘及线圈对外壳绝缘的考核方法。匝间绝缘采用脉冲电压法或工频升压法进行试验，试验电压值按线圈额定工作电压确定（通常为额定电压的3倍，但不低于500V），历时1min无击穿或闪络。线圈对磁路系统及外壳的绝缘电阻采用500V或1000V兆欧表测量，在正常大气条件下应不小于100MΩ；经湿热试验后应不小于10MΩ。4.7测量不确定度要求为保障测试数据的科学性，本标准特别引入了测量不确定度评定的要求。各试验项目的测量不确定度（k=2扩展不确定度）应满足以下要求：-线圈直流电阻测量：不超过被测值的±0.5%；-吸合/释放电压测量：不超过被测值的±2%；-线圈功耗测量：不超过被测值的±2.5%；-线圈温升测量：不超过±2K。各实验室应建立测量不确定度评定程序，并在出具试验报告时提供不确定度信息。5标准实施与试验报告5.1试验设备要求标准对开展继电器线圈特性试验的设备和仪器提出了明确的计量要求：所有测量仪器应定期溯源至国家计量基准或国际计量标准，校准周期一般不超过12个月；关键参数（电压、电流、电阻、温度）的校准证书应在试验报告中予以引用。对于自动化测试系统，应定期进行系统确认和比对试验，确保不同实验室间的数据可比性。5.2试验数据处理与判定标准规定，各试验项目的测量数据应以表格形式详细记录，包括每只被试样品编号、测量值、环境条件及仪器信息。对于特性参数（如吸合电压、释放电压等），应计算样本平均值、最大值、最小值及标准偏差，以全面评价产品的批次一致性。产品合格判定分为以下两个层面：-单件合格判据：每只被试试样的各项试验结果均应满足制造商产品规范中规定的界限要求；-批次合格判据：样品中不合格数量不超过抽样方案允许的接收质量限（AQL）。5.3试验报告试验报告是标准实施的重要输出文件，应包含以下核心信息：产品标识（型号、规格、制造批次、生产日期）；试验依据标准编号及版本；试验条件（环境温度、湿度、气压）；试验设备清单（名称、型号、校准有效期）；逐项试验数据及判定结果；测量不确定度评定结论；试验结论和签发信息（试验日期、试验人员、审核人员签字及实验室资质认定信息）。标准要求试验报告应具有完整的可追溯性，即从测试数据到原始记录的追溯链路应清晰完整。6主要起草单位介绍本标准由国际电工委员会继电器技术委员会（IEC/TC94）归口管理。IEC/TC94是成立于1954年的专业技术委员会，长期负责有或无继电器领域国际标准的制修订工作，秘书处目前由法国标准化协会（AFNOR）承担。截至2025年底，TC94已发布各类继电器标准40余项，涵盖术语定义、机械性能试验、电气耐久性试验、环境适应性试验及安全要求等完整技术领域。来自中国、德国、美国、日本、韩国、法国等主要继电器生产国的技术专家参与了本标准的起草工作。在本标准编制过程中，成立于1956年的中国电子科技集团公司第四十研究所（蚌埠）作为主要起草单位之一深度参与了线圈温升试验方法验证和测量不确定度分析条款的编制工作，并在中国国内组织了多轮实验室间比对试验，为标准中技术参数的科学性提供了扎实的验证数据支撑。7标准实施的意义与展望7.1标准实施的行业意义IEC63522-3:2026的发布实施，对全球继电器行业将产生深远影响。从产业层面看，标准的实施将推动继电器制造企业重新审视自身的检测能力和工艺控制水平。特别是对于中小型继电器生产企业而言，为满足标准规定的测量精度和不确定度要求，需要加大在精密测量仪器、恒温恒湿试验设备及自动化测试系统方面的投入力度。这一过程虽然短期增加了企业成本，但长期来看有助于提升企业产品的一致性和可靠性水平，增强其参与国际市场竞争的信心和能力。从用户层面看，标准的实施为成套设备制造商（如电力保护系统集成商、汽车电子Tier-1供应商）选择继电器产品提供了明确的技术评判依据。用户可以根据标准规定的试验方法进行供货质量验证和来料检验，确保采购的继电器线圈特性与其应用需求相匹配，有效降低因线圈参数不匹配导致的系统故障风险。从检测认证层面看，该标准的发布为第三方检测实验室和认证机构提供了统一的试验依据，促进了检测结果的国际互认，简化了继电器产品进入不同国家市场的认证流程，降低了合规成本。7.2技术发展趋势展望未来，继电器线圈特性的试验和测量技术将呈现以下发展趋势：智能化测试方向：基于虚拟仪器技术和人工智能算法的自动测试系统将逐渐普及，测试系统将具备异常数据自动