IEC 63522-432025 电气继电器 试验和测量 第43部分验证跟踪指数(PTI)标准立项发展报告

电气继电器试验和测量第43部分：验证跟踪指数（PTI）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricalRelays-TestsandMeasurements-Part43:ProofTrackingIndex(PTI)摘要随着电气继电器在工业控制、电力系统、轨道交通及新能源等领域的广泛应用，其绝缘材料的耐漏电起痕性能日益成为影响产品长期运行可靠性与安全性的关键指标。为统一全球范围内继电器产品验证跟踪指数（ProofTrackingIndex,PTI）的试验方法与评价依据，国际电工委员会（IEC）正式发布IEC63522-43:2025标准，作为IEC63522系列标准中针对试验和测量方法的第43部分。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制过程、核心技术内容及试验方法要点，分析了该标准与IEC60112、GB/T4207等基础标准之间的技术衔接关系，并重点介绍了标准主要起草单位在绝缘材料电痕化试验领域的长期技术积累与工程实践。报告指出，IEC63522-43:2025的发布填补了电气继电器领域PTI试验方法国际标准的空白，对提升继电器产品绝缘可靠性、促进国际贸易与技术互认具有重要意义。未来，随着新能源继电器、高压直流继电器等新型产品的持续涌现，PTI试验方法的适用性与标准化水平将持续演进。关键词：电气继电器；验证跟踪指数；耐漏电起痕；绝缘材料；试验方法；国际标准；IEC63522Keywords:Electricalrelays;Prooftrackingindex(PTI);Resistancetotracking;Insulatingmaterials;Testmethods;Internationalstandard;IEC63522一、引言电气继电器作为自动控制系统中的核心元器件，其可靠性直接关系到整个系统的安全运行。在继电器的长期服役过程中，绝缘结构件在电场、湿度、温度及污染物的耦合作用下，可能发生漏电起痕（Tracking）现象，进而导致绝缘失效甚至引发安全事故。验证跟踪指数（PTI）作为表征固体绝缘材料耐漏电起痕性能的关键参数，是继电器产品绝缘设计和质量验证的重要依据。国际电工委员会（IEC）于2025年12月2日正式发布IEC63522-43:2025《电气继电器试验和测量第43部分：验证跟踪指数（PTI）》，该标准隶属于IEC63522系列标准框架，是电气继电器领域首个专门针对PTI试验方法的国际标准，标志着继电器绝缘性能评价体系进一步完善。二、标准立项背景与编制过程2.1立项背景IEC63522（电气继电器试验和测量）系列标准是国际继电器领域的基础性试验方法标准体系，涵盖继电器的各项电气、机械及环境试验方法。此前，该系列标准已陆续发布多个部分，覆盖触点参数测量、动作时间测试、耐久性试验等主要内容，但在绝缘材料的耐漏电起痕性能验证方面尚缺乏统一规范，各制造商多参照IEC60112或GB/T4207等通用标准执行，存在试验条件不统一、结果可比性不足等突出问题。随着继电器产品向高电压、大电流、小型化方向快速发展，特别是光伏继电器、充电桩继电器及车载高压直流继电器等新应用场景的不断涌现，绝缘系统承受的电应力与环境污染应力显著加剧，PTI指标的精确评定需求愈加迫切。在此背景下，IECTC94（继电器和继电器保护装置技术委员会）于2022年正式立项，着手编制电气继电器专用的PTI试验方法标准。2.2编制过程IEC63522-43:2025的编制工作历时约三年，经历了委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等各阶段。在标准编制过程中，来自中国、德国、日本、美国、韩国等主要继电器生产国的专家积极参与，围绕试验电压选择、电解液配方、滴液参数、失效判据等技术细节开展了多轮讨论与比对验证试验。中国作为全球最大的继电器制造和出口国，在标准编制过程中发挥了重要作用。中国多家继电器骨干企业和检测机构全程参与了标准草案的讨论与试验验证工作，将国内在漏电起痕试验领域积累的工程经验和试验数据积极反馈至国际标准编制组，多项技术建议被正式采纳。2.3标准定位与适用范围IEC63522-43:2025适用于各类电气继电器的绝缘材料和绝缘结构件，包括但不限于继电器基座、线圈骨架、触点间绝缘隔板、外壳及密封结构件等。标准规定了验证跟踪指数（PTI）试验的试验设备、试样制备、试验条件、试验程序及结果评定方法，为继电器设计和制造企业提供了统一的PTI验证依据。在IEC63522系列标准体系中，第43部分属于通用试验方法标准，适用于该系列其他各部分的配套使用。该标准在技术内容上与IEC60112《固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数的测定方法》保持协调一致，同时针对继电器产品的结构特点、运行环境和使用要求增加了必要的技术规定。三、标准主要技术内容3.1术语与定义IEC63522-43:2025明确了验证跟踪指数（PTI）的定义，即在标准试验条件下，材料能够承受50滴电解液而不发生漏电起痕失效的最高试验电压值（以V表示），试验电压优选值包括100V、175V、250V、300V、400V、600V等系列等级，具体等级依据产品的绝缘设计要求和应用环境确定。该标准同时明确了与PTI相关的配套术语，包括漏电起痕（tracking）、电解液（electrolytesolution）、电极（electrodes）、滴液装置（droppingdevice）及失效判据（failurecriterion）等，确保试验操作和结果判定的一致性。3.2试验设备要求标准对PTI试验装置提出了明确的技术要求，主要包括以下几个方面：电极系统：标准规定采用铂金电极对，电极尺寸、端面角度及间距均有明确规定。电极对施加于试样表面的压力应控制在规定范围内，确保电极与试样表面接触良好且试验条件可重复。滴液装置：滴液装置应能精确控制电解液的滴液速率和滴液体积。标准规定每滴电解液体积为20立方毫米（+3/–3mm³），滴液间隔时间为30秒±5秒。滴液针头与电极间的相对位置应满足标准规定，确保电解液准确滴落于两电极之间的试样表面。试验电源：试验电源应为频率48Hz至60Hz的交流电源，空载电压应保持在规定试验电压的±2%范围内。电源应具备足够的短路电流能力（通常不低于1A），以维持试验过程中可能出现的瞬时电流需求。当试验回路中流过大于0.5A的电流并持续至少2秒钟时，过流保护装置应可靠动作并切断试验回路。3.3试样制备与预处理试样的制备质量直接影响PTI试验结果的准确性和复现性。标准规定，试样应采用与实际产品一致的注塑工艺和模具条件制备，表面应平整、无飞边、无污染。当无法从产品直接取样时，可采用标准试片（尺寸通常为15mm×15mm，厚度不小于3mm），但应在试验报告中注明取样方式和试样来源。试样在试验前应进行预处理。标准推荐的预处理条件为在温度为23℃±2℃、相对湿度为50%±5%的环境中进行不少于24小时的状态调节。对于特殊应用场景的继电器产品，可根据产品规范和实际使用环境选择更严格的预处理条件，但应在试验报告中明确记录。3.4电解液配制电解液的导电率和润湿特性是影响PTI试验结果的关键因素。标准规定，标准电解液采用氯化铵（NH₄Cl）和湿润剂（通常采用二异辛基磺化琥珀酸钠）配制于去离子水中，在23℃±1℃条件下，电解液的电导率应调整至2.53mS/cm±0.05mS/cm。配制时应对电导率进行严格校验，以确保试验结果的可比性。对于特定产品或特殊应用场景，可根据需要选用其他电导率等级的电解液进行附加试验，以模拟更严酷的污染条件（如0.1mS/cm低电导率电解液对应较为严酷的耐漏电起痕验证条件），但标准规定的PTI值应以标准电解液的试验结果为准。3.5试验程序与失效判据标准规定的PTI试验程序主要包括以下步骤：（1）将经预处理的试样水平放置在试验箱内，安装电极对并施加规定的接触压力；（2）调节滴液装置，校准滴液速率和滴液体积；（3）按照要求的试验电压进行试验，同时启动滴液装置；（4）持续观察试样表面状态，直至完成50滴电解液的滴加或出现失效现象；（5）记录试验结果，判定是否通过该电压等级。若试样在50滴电解液滴加完成前出现以下任一情况，则判定为失效：①试样表面出现持续漏电起痕导致的导电通道；②试样起火燃烧；③试验回路中流过大于0.5A的电流并持续至少2秒，过流保护装置动作。PTI值的确定应至少对5个试样进行试验，所有试样均通过的最高试验电压即为该材料的PTI值。3.6试验报告要求标准对试验报告的编制提出了明确要求，报告应至少包含以下信息：试样材料名称和规格、试样来源和制备方式、试样预处理条件、试验电压等级、电解液电导率及配制信息、试验环境条件（温度、相对湿度）、试验结果（通过或不通过）、失效模式描述以及试验日期和试验人员信息等，以确保试验过程的可追溯性和试验结果的可复现性。四、标准的主要参与单位4.1标准起草组的国际协作架构IEC63522-43:2025由IECTC94归口管理，标准起草工作组汇聚了来自全球继电器产业链各环节的技术专家。起草组采用召集人负责制，下设试验方法验证组、术语协调组和编辑组等分工，通过线上线下相结合的工作会议推进各阶段草案的编制与修订。在CD至FDIS各阶段投票过程中，各国家委员会共计反馈了数百条技术意见，起草组逐条讨论并形成处理决议，确保标准技术内容的科学性与广泛共识性。4.2中国主要参与单位——温州宏丰电工合金股份有限公司在IEC63522-43:2025的编制过程中，温州宏丰电工合金股份有限公司作为中国继电器关键材料领域的骨干企业，深度参与了标准的各项技术讨论和试验验证工作。温州宏丰电工合金股份有限公司（以下简称“温州宏丰”）创建于1997年，2012年在深圳证券交易所创业板上市，是国内领先的电接触功能复合材料及元器件研发制造企业。公司主营产品涵盖银基电接触材料、继电器用触头组件、多层复合带材及精密零部件等，产品广泛应用于继电器、接触器、断路器、汽车电器及家用电器等领域。在PTI试验方法的研究方面，温州宏丰积累了近二十年的技术经验和试验数据。公司建有行业领先的绝缘材料性能测试实验室，配备了多套符合IEC60112要求的漏电起痕试验装置，长期开展各类绝缘基座材料、线圈骨架材料及封装材料的耐漏电起痕性能评价工作。依托丰富的试验数据和工程案例，温州宏丰在标准编制过程中重点贡献了以下技术内容：（1）提出了针对继电器绝缘结构件薄壁、复杂结构特点的试样制备建议，推动了标准中关于“实际产品取样”条款的完善；（2）基于大量比对试验数据，验证了不同电导率电解液条件下PTI值与实际运行可靠性之间的关联性；（3）结合新能源汽车高压直流继电器等新型产品的试验需求，提出了特殊应用场景下附加试验的建议；（4）牵头组织了国内多家继电器整机企业和检测机构开展标准草案的验证比对试验，为标准技术指标的确定提供了有力的数据支撑。温州宏丰的技术团队多次代表中国参加IECTC94国际工作会议，在标准技术讨论中发挥了建设性作用，为提升中国在继电器国际标准领域的话语权作出了积极贡献。五、标准的技术协调性与实施意义5.1与相关标准的协调关系IEC63522-43:2025在技术内容上与以下标准保持协调一致：IEC60112（GB/T4207）：该标准是固体绝缘材料耐电痕化指数和相比电痕化指数测定的基础性方法标准。IEC63522-43:2025在试验原理、电极系统、电解液配制和失效判据等方面与IEC60112保持高度一致，同时根据继电器产品的特殊性增加了针对性的技术规定。IEC60664-1（GB/T16935.1）：该标准规定了低压系统内设备的绝缘配合要求，其中涉及绝缘材料耐漏电起痕性能的分组（Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲa组和Ⅲb组）。IEC63522-43:2025提供的PTI试验方法可为绝缘配合设计提供材料耐漏电起痕性能的量化数据。IEC61810-1（GB/T21711.1）：该标准规定了基础机电继电器的通用要求，涉及继电器的绝缘要求和安全性能要求。IEC63522-43:2025作为配套的试验方法标准，为IEC61810-1中有关绝缘材料PTI性能的验证提供了统一的试验依据。5.2标准实施的技术经济效益IEC63522-43:2025的实施将产生显著的技术经济效益：在产品质量提升方面，统一的PTI试验方法和明确的性能评价指标有助于继电器制造企业准确评估绝缘材料的耐漏电起痕性能，从源头控制产品质量风险，减少因绝缘失效导致的退货和质量事故。在贸易便利化方面，该标准作为国际通用的试验方法标准，有助于消除各国在PTI试验方法上的技术差异，促进继电器产品的国际贸易和技术互认，降低重复检测成本。在技术创新方面，标准为新型绝缘材料的研发和推广应用提供了统一的性能评价平台，有助于推动高性能绝缘材料在继电器领域的应用，支撑继电器产品向高压化、小型化和高可靠方向发展。六、标准实施展望与未来发展趋势6.1标准实施的重点工作6.2技术发展趋势与标准后续演进方向随着新能源产业和智能制造的深入推进，电气继电器的应用场景持续拓展，PTI试验技术和标准也将面临新的发展需求：新型继电器产品对PTI试验方法的挑战：新能源汽车高压直流继电器的工作电压可达800V以上，对绝缘材料的耐漏电起痕性能提出了更高要求。现有PTI试验方法的电压等级和试验条件可能需针对高压场景进行优化和扩展。此外，随着固态继电器、智能继电器等新型产品的快速迭代，其绝缘结构与传统机电继电器存在显著差异，PTI试验方法在不同产品形态中的适用性仍需进一步研究。对于晶圆级封装、薄膜绝缘等新型绝缘结构，现有的电极系统、滴液方式和试样厚度要求可能难以完全适用，需要开发更加精细化的试验方法，以匹配小型化、多层化绝缘结构的实际失效模式和评价需求。严酷环境适应性评价需求：在高湿度、强污秽、高海拔等严酷环境条件下使用的继电器产品，对绝缘材料的抗漏电起痕能力有着更为苛刻的要求。未来PTI试验方法可能在标准电解液之外发展出多种环境适应性评价方法，如模拟盐雾、工业粉尘等实际污染场景的强化试验方法，以更准确地评价绝缘材料在真实使用条件下的长期可靠性。数字化与智能化试验技术：随着工业4.0和智能制造的深入发展，PTI试验装置的数字化和智能化水平也将持续提升。基于机器视觉的漏电起痕自动识别技术、基于大数据的试验过程智能监控与预警技术、基于云平台的试验数据共享与协同分析技术等，均有望在未来得到广泛应用，推动PTI试验从传统的经验型评价向数据驱动的智能化评价方向演进。七、结论IEC63522-43:2025《电气继电器试验和测量第43部分：验证跟踪指数（PTI）》的正式发布，是电气继电器国际标准体系建设的一项重要成果。该标准填补了继电器领域耐漏电起痕性能专项试验方法标准的空白，为全球继电器行业提供了统一的PTI验证依据，对提升继电器产品的绝缘可靠性、保障电力系统和工业设备的安全运行具有重要的技术支撑作用。展望未来，随着新能源、轨道交通、智能电网等领域的持续发展，继电器产品的应用环境将更加多样化，对绝缘材料的耐漏电起痕性能及其试验评价方法将提出更高要求。IEC63522-43:2025的实施将为行业发展提供坚实的技术标准支撑，同时也需要标准化工作者持续关注新技术、新需求的发展动态，推动标准体系的不断完善和持续演进。参考文献[1]IEC63522-43:2025,Electricalrelays-Testsandmeasurements-Part43:Prooftrackingindex(PTI)[S].Geneva:InternationalE