IEC 60931-22025 额定电压在1 000 V及以上的交流系统用非自愈型并联电力电容器 第2部分老化试验和破坏试验标准立项发展报告

额定电压在1000V及以下的交流系统用非自愈型并联电力电容器第2部分：老化试验和破坏试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Shuntpowercapacitorsofthenon-self-healingtypeforACsystemshavingaratedvoltageuptoandincluding1000V-Part2:Ageingtestanddestructiontest摘要随着全球电力系统向高可靠性和高安全性方向持续演进，并联电力电容器作为无功补偿和谐波治理的关键设备，在输配电系统中发挥着不可替代的作用。其中，非自愈型并联电力电容器因其结构特点和应用场景的特殊性，其长期运行稳定性与失效安全性的验证方法备受行业关注。IEC60931-2:2025《额定电压在1000V及以下的交流系统用非自愈型并联电力电容器第2部分：老化试验和破坏试验》由国际电工委员会（IEC）正式发布，替代此前的旧版本，成为该领域最新、最具权威性的国际标准。本标准系统规定了非自愈型并联电力电容器在额定电压1000V及以下交流系统中的老化试验方法与破坏试验方法，涵盖试验条件、试验程序、失效判据及验收准则等技术要求，旨在统一全球范围内该类电容器的可靠性验证手段和质量评价体系。本报告围绕该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其行业影响进行系统阐述，分析该标准对于提升电容器产品安全性能、促进国际贸易与技术互认的重要价值，并对标准的未来发展趋势作出展望。关键词：非自愈型电容器；并联电力电容器；老化试验；破坏试验；IEC标准；可靠性验证；国际电工委员会Keywords:Non-self-healingcapacitors;Shuntpowercapacitors;Ageingtest;Destructiontest;IECstandard;Reliabilityverification;InternationalElectrotechnicalCommission一、引言1.1标准化背景电力电容器是实现无功功率补偿、改善电能质量、提高电网运行效率的重要电力设备，广泛应用于电力系统的输变电环节、工业企业配电系统以及新能源发电并网领域。根据电容器介质特性和失效模式的不同，并联电力电容器可分为自愈型与非自愈型两大类。自愈型电容器在介质击穿后能够自动恢复绝缘性能，而非自愈型电容器在介质击穿后则发生永久性失效，可能导致电容器损坏甚至引发安全事故。对于非自愈型并联电力电容器而言，由于其失效模式的不可逆性，产品的长期运行可靠性、老化特性以及极端工况下的安全性显得尤为重要。老化试验用于评估电容器在长期电场和温度应力作用下的性能退化规律，破坏试验则用于验证电容器在异常工况下能否安全失效而不危及人身和设备安全。这些试验方法和判定准则的标准化，直接关系到电容器产品的质量门槛和安全水平。1.2标准立项的必要性在IEC60931-2:2025发布之前，非自愈型并联电力电容器的老化试验和破坏试验虽然有其旧版标准作为参考，但在技术内容、试验条件的精细化程度、与现行相关标准的协调性以及适应新型介质材料发展等方面，已难以完全满足当前行业的需求。具体而言，以下几个方面构成了本标准修订立项的直接驱动力：-技术发展需求：近年来，电容器介质材料（如金属化聚丙烯薄膜的高场强应用）和制造工艺不断进步，电容器的体积功率密度显著提升，对老化试验的施加场强、温度条件及试验时长提出了新的验证要求，旧版本的试验方法在某些技术参数的设定上已难以匹配新一代产品的技术特征。-安全评估需求：随着电力系统对设备安全性的要求日趋严格，破坏试验的判据需要更加科学和严谨，以确保电容器在寿命末期或异常过电压条件下能够以可预测的方式安全失效，避免引发火灾、爆炸等次生灾害。-国际协调需求：世界各国对电力电容器的质量认证和安全监管要求存在一定差异，统一的国际标准有助于消除技术壁垒，促进全球贸易中的互信互认。-标准体系完善需求：IEC60931系列标准需要与非自愈型电容器产品标准、自愈型电容器标准（如IEC60831系列）以及相关环境试验标准保持协调一致，确保整个并联电容器标准体系的系统性和完整性。1.3标准定位与适用范围IEC60931-2:2025是IEC60931系列标准的第2部分，聚焦于非自愈型并联电力电容器的老化试验和破坏试验。该标准适用于额定电压在1000V及以下的交流系统中使用的非自愈型并联电力电容器，包括但不限于额定频率为50Hz或60Hz的交流系统。其技术内容主要涵盖老化试验的试验条件、试验电路、试验程序及合格判据，以及破坏试验的试验方法、安全要求及失效判定准则。需要特别指出的是，IEC60931-2:2025中“破坏试验”所指的并非制造厂商为评估设计裕度而自行开展的破坏性摸底试验，而是在规定的试验条件和样品数量下，为了验证电容器在设计裕度范围内不会发生爆炸等危险失效模式而专门设计的型式试验项目。破坏试验是型式试验的重要组成部分，其测试样品通常取自已通过端子间电压试验和老化试验的样品，在100kPa～107kPa的大气压力环境下注入并维持规定的直流电压，以验证在最苛刻的过电压工况下电容器的安全失效能力。二、标准编制概况2.1编制机构与组织架构IEC60931-2:2025由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）归口管理。IEC成立于1906年，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责电工技术和电子工程领域的国际标准化工作。IEC的成员包括全球170多个国家和地区，其发布的标准和合格评定方案在全球范围内被广泛采用，是国际贸易中重要的技术依据。在IEC的组织架构中，本标准的编制工作由IEC第33技术委员会（TC33）——电力电容器技术委员会具体负责。TC33的秘书处长期由意大利承担（2025年），其工作范围涵盖电力系统用各类电容器的术语定义、性能要求、试验方法及安装运行导则等。TC33下设多个工作组和项目组，分别负责不同类型电容器的标准制修订工作。IEC60931-2:2025的修订工作由TC33下属的维护工作组负责推进，该工作组汇集了来自全球主要电容器制造企业、电力公司、检测认证机构及科研院校的专家学者。2.2标准编制历程IEC60931-2标准的修订工作经历了严谨而充分的技术论证和协商过程。在标准立项阶段，TC33根据行业反馈和技术发展需求，提出了对1996年版IEC60931-2的系统修订计划。经过成员国投票表决，该修订项目正式立项，并纳入了IEC标准维护周期的工作计划。在编制过程中，项目组广泛收集了来自各成员国的修改意见和建议，组织了多轮工作组会议和技术讨论会，对标准的技术内容逐条进行审议。特别是在老化试验的加速老化条件和破坏试验的安全性判据方面，各成员国代表进行了深入的讨论与协商，力求在试验的严格性与可操作性之间达到平衡。2024年，标准草案经IEC中央办公室分发至各成员国进行最终投票表决，获得了高比例的赞成票。2025年6月26日，IEC60931-2:2025正式发布，取代此前的旧版本，成为非自愈型并联电力电容器老化试验和破坏试验领域的最新国际标准。2.3标准属性与文件信息IEC60931-2:2025是IEC国际标准，具有国际通用性。标准全文以英语和法语两种IEC官方语言出版。目前，该标准以电子版加密PDF格式发行，文件大小适中，约1分钟即可完成下载。需要说明的是，该电子版本带有水印，需在电脑上安装FileOpen插件方可打开阅读，且文档使用需联网验证，累计限制在3台电脑上使用并共可打印5次，上述限制措施旨在保护IEC标准的版权权益。该标准售价为160.0元人民币。根据IEC标准维护机制，已发布的标准通常每5～7年进行一次系统复审，以确定是否需要修订、确认或废止。三、标准主要内容IEC60931-2:2025作为非自愈型并联电力电容器的专用试验标准，其技术内容体系完整、逻辑严密，为全球范围内的电容器制造企业、检测机构和用户提供了统一的试验技术依据。以下对标准的主体技术框架进行分析。3.1老化试验的技术要求老化试验旨在模拟电容器在长期运行条件下受到电场、温度等综合应力作用时的性能退化过程，以验证电容器在规定使用寿命内的可靠性水平。标准对老化试验作出了全面而细致的规定：试验条件方面，标准明确了老化试验的环境温度控制范围，通常要求在规定的环境温度下进行，并允许电容器在试验过程中因自身损耗发热而使表面温度自然升高。试验电压的施加方式、频率和持续时间均有明确规定。同时，标准对试验电源的容量和电压稳定性提出了要求，以保证试验结果的准确性和可重复性。试验程序方面，标准规定了老化试验的完整流程。电容器样品需在规定的电压和温度条件下持续运行一定的时长。试验过程中需定期记录电容器的电容量、损耗角正切值等关键参数的变化情况。在试验期间，标准允许电容器因自愈等原因发生少量电容量衰减，但衰减幅度需控制在一定范围内。失效判据方面，标准详细规定了判定电容器老化试验合格与否的具体准则，包括电容量变化的允许范围、损耗角正切值的限值、外观检查的要求等。任何超出规定限值的情况均被视为试验不合格。3.2破坏试验的技术要求破坏试验是验证电容器在异常过电压条件下能否以安全方式失效的关键试验项目。不同于老化试验对长期可靠性的考察，破坏试验关注的是电容器在最不利工况下的安全性能。试验原理方面，破坏试验通过在电容器端子上施加规定的直流试验电压，人为制造介质击穿条件，以观察电容器在击穿后的失效行为。试验的核心评价指标是：在规定的试验条件下，电容器发生击穿后不应出现外壳爆炸、起火等危及人身和设备安全的失效模式。IEC60931-2标准引入了在100kPa～107kPa大气压条件下充注直流电压并保持的试验方法，以验证电容器在寿命末期发生击穿时的安全性。试验电压的幅值通常选取电容器额定电压的适当倍数，以模拟系统中最严酷的过电压工况。试验程序方面，标准对破坏试验的样品数量（通常要求取3只已通过老化试验的样品）、试验电路、电压施加方式、试验持续时间以及试验结果记录等作出了详细规定。特别重要的是，标准明确了在试验有效期内电容器应承受规定试验电压而不发生爆炸性失效的时间要求，并规定了试验过程中对电容器表面温度、声响、外观等状态的监测要求。安全要求方面，由于破坏试验本身具有较高的风险性，标准对试验场所的安全防护设施、试验操作人员的安全保护措施以及试验废弃物的处理等提出了明确要求。3.3与其他标准的协调关系IEC60931-2:2025并非孤立的技术文件，而是IEC电力电容器标准体系中的重要组成部分。在标准体系层面，本标准与以下标准存在紧密的协调关系：-IEC60931-1：非自愈型并联电力电容器的第1部分（总则、性能要求、试验和额定值），规定了电容器的通用技术要求，本标准的试验方法需与第1部分的性能要求相衔接。-IEC60831-1和IEC60831-2：自愈型并联电力电容器的总则和老化试验/破坏试验标准，虽然适用于不同类型的电容器，但在试验理念和方法框架上具有一定的可比性和借鉴性。-IEC61051系列：电子设备用固定电容器的相关标准，适用于部分低压电子场合。-IEC60068系列：环境试验方法标准，为电容器试验中的环境条件设定提供了通用参考。IEC60931-2:2025在修订过程中充分考虑了上述标准之间的协调性，避免了技术要求之间的冲突和重复，有利于形成逻辑一致、层次分明的标准体系。3.4本次修订的主要技术变化相较于被替代的旧版本，IEC60931-2:2025在多个技术层面作出了调整和完善：-老化和破坏试验的样品规格和预处理程序进一步细化，以提升试验结果的可比性；-破坏试验的大气压条件由原来的“环境大气压”进一步明确为100kPa～107kPa的试验注入压力范围，增强了试验条件的可操作性和复现性；-针对新型介质材料的特性，对老化试验中的温升限值进行了复核和适当调整；-对试验报告的内容和格式提出了更系统的要求，增强了标准的可操作性；-引用文件的时效性更新，确保了与现行有效的其他IEC标准保持协调一致。四、主要编制单位介绍：国际电工委员会（IEC）4.1组织概况IEC60931-2:2025作为一部国际标准，其编制和发布的核心机构是国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）。IEC成立于1906年，总部设在瑞士日内瓦，是全球成立最早的国际性电工标准化组织，也是联合国经济及社会理事会的咨询机构。截至2025年，IEC的正式成员和准成员覆盖全球170多个国家和地区，其标准体系覆盖电工技术、电子技术、信息技术、能源技术等多个领域，累计发布国际标准超过10000项。IEC的愿景是“通过标准化推动全球电气电子技术的进步，促进国际贸易的发展，提升全球人民的生活质量”。IEC的标准化工作遵循公开、透明、协商一致的原则，确保了标准制定过程的广泛参与性和技术权威性。4.2在电力电容器标准化领域的贡献在电力电容器标准化领域，IEC发挥着引领性和主导性的作用。IECTC33（电力电容器技术委员会）负责制定和维护电力系统用各类电容器的国际标准，涵盖交流系统用并联电容器、直流系统用电容器、串联电容器、耦合电容器及电容式电压互感器等产品类别。在非自愈型并联电力电容器领域，IEC通过制定IEC60931系列标准，建立了涵盖术语定义、性能要求、试验方法、安装导则等各环节的完整标准框架。其中IEC60931-2历经多次修订，不断吸收行业最新的技术成果和运行经验，始终保持与国际电力电容器技术和市场需求的同步。IEC在标准制定过程中注重与IECEE（IEC电工产品合格测试与认证组织）等合格评定体系的衔接，使得IEC标准不仅是一份技术文件，更是全球范围内电力电容器产品认证和贸易互认的重要技术依据。通过IECEE体系，各成员国的检测实验室和认证机构可按照IEC60931-2的要求开展一致性测试和认证，实现“一次测试，全球认可”的目标，极大促进了国际电工产品的贸易便利化。4.3标准制定的工作机制IEC60931-2:2025的编制过程反映了IEC标准制定的典型工作机制。IEC标准的制修订遵循严格的项目管理流程，包括新工作项目提案（NP）、工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等阶段。在此过程中，各成员国通过国家委员会提交意见和投票，确保标准的制定充分体现各方关切和技术共识。IECTC33的工作组汇聚了来自全球主要电容器制造商（如ABB、西门子、施耐德电气等国际知名企业）、电力公司、独立检测机构、研究机构和高等院校的专家资源。这些专家以自己的专业知识为依托，为标准的制定贡献了丰富的技术经验和行业洞察。五、标准实施的意义与展望5.1对行业发展的促进意义IEC60931-2:2025的发布实施，对全球电力电容器行业具有多方面的重要意义。首先，在产品质量提升方面，该标准为制造企业提供了明确、科学的试验方法和技术指标，有助于企业建立更加完善的质量控制体系，推动产品设计优化和工艺改进。对老化试验和破坏试验技术要求的细化，促使企业在产品设计和制造阶段更加注重长期可靠性和本质安全性。其次，在市场规范方面，该标准为全球范围内的非自愈型并联电力电容器提供了一个统一的技术评价平台。不同国家和地区的用户和监管机构在采购和验收过程中可以依据该标准进行一致性评价，有效降低因标准差异而造成的技术壁垒和贸易摩擦。第三，在安全保障方面，破坏试验技术要求的完善直接提高了对电容器安全失效能力的验证要求，有助于降低电容器在运行中因失效而引发火灾、爆炸等安全事故的风险，提升电力系统的整体安全水平。5.2面临的挑战在标准实施过程中，行业也面临一些挑战。一方面，对于部分中小型制造企业而言，按照新标准要求配备满足试验条件的设备和专业技术人员，需要一定的资金和人力投入；另一方面，随着电容器技术的持续进步——例如新型高场强介质材料的应用、智能化状态监测技术的引入、宽禁带半导体器件带来的更高次谐波环境等——现有的试验方法