IEC 63522-42025 继电器 试验和测量 第4部分介电强度试验标准立项发展报告

继电器试验和测量第4部分：介电强度试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricalRelays–TestsandMeasurements–Part4:DielectricStrengthTest摘要关键词：继电器；介电强度试验；IEC标准；绝缘性能；试验方法；电气安全；标准化一、引言1.1标准立项背景继电器作为一种自动电器，广泛应用于电力保护、自动化控制、通信设备和汽车电子等领域，其基本功能是在输入量（如电、磁、光、热等）达到规定值时，使被控制的输出电路发生预定的阶跃变化。在继电器实际运行过程中，其绝缘系统长期承受工作电压的作用，同时可能遭遇到雷击过电压、操作过电压和暂态过电压等多种电压应力的冲击。一旦继电器的绝缘系统发生击穿或闪络，不仅会导致设备故障，更可能引发火灾、触电等严重安全事故。介电强度试验，又称耐压试验，是检验继电器绝缘性能最直接、最有效的试验手段。通过施加高于额定工作电压的试验电压，可以有效地发现继电器绝缘系统中的集中性缺陷、绝缘裕度不足以及绝缘材料劣化等问题。然而，长期以来，继电器介电强度试验在IEC标准体系中分散于多个产品标准或通用试验标准中，缺乏统一、系统的试验方法标准。不同标准和不同制造商之间的试验条件、试验程序及判定准则存在差异，给继电器的质量评价、国际互认和贸易流通带来了障碍。1.2标准编制目的与意义在此背景下，IEC启动了IEC63522系列标准的制定工作，旨在将继电器的试验和测量方法进行系统化整合和规范化更新。IEC63522-4:2025作为该系列标准的重要组成部分，专门针对继电器的介电强度试验方法作出明确规定。该标准的发布具有以下重要意义：第一，统一了全球范围内继电器介电强度试验的技术要求和试验方法，有助于消除各国家和地区的技术壁垒，促进继电器产品的国际贸易。第二，为继电器制造商提供了科学、规范的试验依据，有助于企业提高产品质量控制水平，降低质量风险。第三，为第三方检测机构和认证机构提供了权威的技术准则，有助于建立公平、公正的质量评价体系。第四，对保障电力系统和工业设备的安全运行，保护人身和财产安全具有重要的社会效益。1.3标准适用范围与定位IEC63522-4:2025适用于所有类型的继电器，包括机电继电器、固态继电器和混合式继电器等，涵盖了继电器的介电强度试验的通用要求。该标准在IEC63522系列标准中准确定位于“试验和测量”框架下的“介电性能验证”环节，是对IEC61810-1等产品标准中有关安全要求的技术支撑和试验方法补充。二、标准编制过程与参与单位2.1编制历程IEC63522-4:2025标准的编制工作遵循了IEC的标准化工作程序和原则。标准草案经过多轮技术讨论、意见征集和修改完善，最终于2025年12月16日正式发布。编制过程中，来自各国的技术专家就试验电压的波形与频率、试验电压的升压速率、试验持续时间、试验环境条件以及合格判据等技术细节进行了深入研讨，确保标准内容的科学性、合理性和可操作性。2.2主要起草单位介绍本标准的编制工作凝聚了国际电工委员会多个成员国的技术智慧和行业经验。在众多参与单位中，施耐德电气（SchneiderElectric）作为全球能源管理与自动化领域数字化转型的领先企业，在标准编制过程中发挥了突出的技术引领和组织协调作用。施耐德电气总部位于法国吕埃-马尔迈松，在全球100多个国家和地区拥有超过13.5万名员工，2024年实现营业收入约360亿欧元。作为全球继电器产品的重要制造商和IEC/TC94（继电器）国内技术对口单位的核心成员，施耐德电气在继电器基础理论研究、产品开发、试验验证和标准制定方面积累了数十年的丰富经验。公司设有专门的标准化部门，拥有多名长期参与IEC和ISO标准制定的资深专家，在低压电器、继电保护、工业控制等领域主导或参与制定了数十项国际标准和国家标准。在IEC63522-4:2025标准的编制过程中，施耐德电气的技术团队主要负责了介电强度试验方法的试验条件确定、试验回路设计以及不同绝缘材料在试验电压下的行为特性分析等工作，凭借其在试验室建设和产品检测方面的深厚功底，为标准的科学性和可行性提供了重要保障。三、标准主要技术内容3.1术语和定义IEC63522-4:2025对以下关键术语进行了规范定义：介电强度（DielectricStrength）：绝缘材料或绝缘结构在不发生破坏性放电的条件下所能承受的最大电场强度或最大试验电压值。试验电压（TestVoltage）：按照标准规定的方式施加于被试继电器指定部位的规定电压值。击穿（Breakdown）：在电场作用下，绝缘材料或绝缘结构失去绝缘性能，导致电流急剧增大的现象。闪络（Flashover）：沿绝缘介质表面发生的破坏性放电，使电极之间的电压迅速下降至接近于零的现象。爬电距离（CreepageDistance）：两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。电气间隙（Clearance）：两个导电部件之间在空气中的最短距离。3.2试验环境条件标准规定了介电强度试验的标准大气条件。试验应在以下环境条件下进行：-环境温度：15℃～35℃（基准环境温度为23℃±2℃）；-相对湿度：25%～75%（基准相对湿度为50%～60%）；-大气压力：86kPa～106kPa。对于仲裁试验或有特殊要求的情况，标准规定试验应在基准环境条件下进行，以消除环境因素对试验结果的影响。3.3试验电源要求标准对介电强度试验所用的试验电源提出了明确规定。试验电压应为实际正弦波形的交流电压，频率为45Hz～65Hz，波形畸变率不超过5%。对于直流试验电压，其纹波系数应不超过3%。试验变压器的容量应保证在试验电压下被试继电器发生击穿或闪络时，能够提供足够的短路电流以触发保护装置动作。标准建议试验变压器的短路电流能力不小于40mA（对于交流试验）和20mA（对于直流试验），以确保试验结果的可靠性。3.4试验电压的确定和施加方法施加部位方面，标准规定介电强度试验应在以下部位之间进行：触头断开时，同一触头回路各触头之间；不同电路（包括线圈电路、触头电路等）的各端子之间；所有电路连接在一起的各端子与外壳（安装底框）之间；对于有绝缘外壳的继电器，还应包括所有连接的端子与包裹于外壳外表面的金属箔之间。试验电压值方面，标准根据继电器的工作电压类别和安装类别，规定了对应的试验电压值。试验电压值的选择应参考产品标准规定值，无规定时可根据继电器的额定绝缘电压和安装类别确定。升压方式方面，试验电压应从足以明显检测到的低电压值开始，平稳迅速地上升到规定值。升压过程应避免产生明显的瞬态过冲。对于试验电压不超过2kV的情况，升压时间应不大于5s；对于试验电压超过2kV的情况，升压速率一般不超过500V/s。试验电压达到规定值后应保持规定的时间，然后平稳降至零并断开电源。3.5试验持续时间标准规定，介电强度试验电压的持续施加时间为60s（1min）。对于生产过程中的例行试验，经制造商和用户协商一致后，可以将试验时间缩短至1s，但此时试验电压值应按照标准规定的系数进行修正。标准明确了例行试验电压与型式试验电压之间的换算关系，通常为型式试验电压的1.2倍～1.25倍。3.6合格判据标准明确规定，在被试继电器承受规定试验电压的持续时间内，如果未发生绝缘击穿或表面闪络现象，且泄漏电流未超过产品标准规定的限值，则判定被试继电器介电强度试验合格。对于试验过程中出现的试验电压波形异常、回路电流突变等异常现象，均应判定为不合格。3.7试验安全要求标准对试验过程中的安全事项作出了具体规定，包括试验区域的警示标识与安全隔离、试验设备的接地保护与联锁装置、试验后残余电荷的放电处理等。试验操作人员应经过专业培训，严格按照安全操作规程执行试验，防止触电事故的发生。四、标准技术内容分析4.1关键技术指标分析IEC63522-4:2025标准的一个显著特点是基于爬电距离和电气间隙来确定试验电压值，取代了以往单纯依据“额定电压”确定试验电压的传统做法。绝缘结构的耐受电压能力本质上是电场强度的函数，而同样的额定电压下，不同结构设计（如导体间距、绝缘材料、形状系数）对应的电场分布和耐受能力存在差异。通过将试验电压与爬电距离和电气间隙直接关联，不仅更加科学合理地反映了绝缘系统的实际耐受能力，也为产品的结构优化设计预留了更大的灵活性空间。4.2与相关标准的协调性IEC63522-4:2025在技术内容上与IEC61810-1（继电器通用要求）、IEC60664-1（低压系统内设备的绝缘配合）等标准保持了良好的一致性。标准中引用了IEC60664-1中关于电气间隙、爬电距离和固体绝缘的要求，确保介电强度试验与绝缘配合的要求相衔接。同时，该标准也是对IEC61810-1中安全要求的试验方法支撑，与IEC61810-1形成“产品要求+试验方法”的配套关系。五、标准实施建议与前景展望5.1标准的应用前景与影响IEC63522-4:2025标准的发布实施，将在以下方面产生深远影响：在国际贸易方面，该标准为全球继电器产品提供了统一的介电强度试验技术准则，有助于消除因试验方法差异导致的技术壁垒，促进继电器产品和相关设备的国际贸易便利化。各国认证机构和检测实验室可依据该标准开展检测和认证工作，实现检测结果的互认。在产品质量提升方面，该标准的实施将促使继电器制造企业加强绝缘设计和质量控制，采用更加科学的试验方法和更严格的判定准则，推动产品绝缘水平的整体提升。对于试验中常见的沿绝缘子表面爬电和内部局部放电等问题，标准给出了明确的试验验证路径，为企业优化绝缘结构设计提供了试验依据。在新技术发展方面，随着新能源发电、电动汽车充电设施、智能电网等新兴领域的快速发展，继电器面临的工作电压等级更高、过电压条件更复杂、绝缘要求更严格。本标准的发布为这些新兴应用领域继电器的介电性能验证提供了可靠的技术依据。在双碳战略和国际接轨方面，随着我国“双碳”战略的深入实施，以新能源为主体的新型电力系统建设加速推进，风电、光伏等新能源发电装机容量持续扩大，对配套继电器的绝缘可靠性和安全寿命提出了更高要求。明确依据IEC63522-4:2025开展试验和认证，有助于我国继电器产品更好地与国际接轨，支撑新能源装备和智能电网的安全运行。5.2实施建议与未来展望为确保该标准在我国的顺利实施和有效应用，提出以下建议：加快标准转化。建议全国低压电器标准化技术委员会等相关机构尽快启动该标准的采标工作，结合我国继电器行业的实际情况，适时将其转化为国家标准或行业标准，明确标准实施过渡期和配套措施。开展宣贯培训。建议标准化主管部门、行业协会和检测认证机构组织面向继电器制造企业、检测机构和用户的宣贯培训活动，使相关各方准确把握标准的技术要求和实施要点。完善配套能力建设。建议具备条件的检测机构加强介电强度试验能力建设，完善高压试验设备配置，培养专业技术人才，为标准实施提供有力的技术服务支撑。加强国际合作与持续修订。建议国内相关单位和专家持续跟踪IEC/TC94的工作动态，积极参与IEC63522系列标准的后续制定和修订工作。未来，随着绝缘材料技术和试验测量技术的不断进步，介电强度试验方法也将持续优化。可以预见，后续版本的标准将更加注重与绝缘配合、环境适应性等标准的衔接和协调，进一步引入智能化试验技术和在线监测方法，更好地适应继电器技术发展和应用需求的变化。六、结论参考文献[1]IEC63522-4:2025,Electricalrelays-Testsandmeasurements-Part4:Dielectricstrengthtest[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2025.[2]IEC61810-1:2015,Electromechanicalelementaryrelays-Part1:Generalandsafetyrequirements[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2015.[3]IEC60664-1:2020,I