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

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》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Low-voltagesurgeprotectivedevices-Part11:SurgeprotectivedevicesconnectedtoAClow-voltagepowersystems-Requirementsandtestmethods摘要随着全球信息化和电气化进程的加速推进，雷电冲击和操作过电压对低压电力系统及其连接设备的威胁日益突出，浪涌保护装置（SurgeProtectiveDevice,SPD）作为保障电力系统安全稳定运行的关键基础设施，其性能质量直接关系到供电可靠性和终端设备安全。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2025年6月18日正式发布了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》标准。该标准替代了此前沿用的IEC61643-11:2011版本，是低压浪涌保护领域最具权威性和基础性的国际标准之一。本标准在继承原版标准核心试验体系的基础上，围绕新型压敏电阻技术、复合型SPD拓扑结构、智能化监测功能以及严酷环境适应性等方面进行了系统性修订和完善，引入了更加精细化的试验类别划分、更严格的性能评价指标和更科学的试验程序。本报告对该标准的立项背景、技术内容修订要点、试验方法更新以及行业影响进行了全面分析，重点介绍了标准主要起草单位——德国德利信（DehnSE）公司的技术贡献，并就标准实施对国内相关产业的影响及应对策略提出了建议。本报告旨在为国内浪涌保护器制造企业、检测认证机构、工程设计单位和相关标准化工作者提供参考和借鉴。关键词：浪涌保护装置；低压电力系统；IEC61643-11；过电压保护；标准化；试验方法Keywords:SurgeProtectiveDevices;Low-voltagePowerSystems;IEC61643-11;OvervoltageProtection;Standardization;TestMethods1引言1.1标准立项背景雷电是自然界中最强烈的电磁干扰源之一。据统计，全球每年发生约14亿次雷击，由此引起的过电压和浪涌电流对低压电力系统、通信网络、工业控制系统以及各类电子设备构成了严重威胁。随着社会信息化程度的不断提高，越来越多的精密电子设备被广泛应用于生产生活的各个领域，这些设备对供电质量的要求越来越高，而耐受浪涌干扰的能力却相对脆弱。浪涌保护装置作为抵御雷电电磁脉冲和操作过电压的第一道防线，其性能的可靠性和一致性显得尤为重要。自2011年IEC61643-11首次发布以来，低压浪涌保护技术经历了显著的发展演进。一方面，以氧化锌压敏电阻（MOV）为核心元件的SPD技术在通流能力、响应特性和老化性能等方面持续优化；另一方面，气体放电管（GDT）、瞬态抑制二极管（TVS）等不同技术路线之间的复合应用日趋成熟，多级保护、模块化设计、远程监测和智能告警等功能不断涌现。与此同时，光伏发电系统的规模化接入、电动汽车充电设施的广泛部署以及储能系统的推广应用，也对低压SPD的适用场景和性能指标提出了新的挑战。在此背景下，IECSC37A（低压浪涌保护装置分技术委员会）于2018年正式启动了IEC61643-11的修订工作，历经多年讨论与多轮草案审议，最终形成了2025年版本。1.2标准修订的必要性原版标准在多年实施过程中暴露出一些需要改进的问题。首先，随着SPD技术路线的多样化，原有以单一压敏电阻技术为基础的试验方法和性能分级体系难以全面覆盖新型产品的技术特征。其次，光伏直流侧和交流侧的保护需求差异日益明确，对SPD在不同电压等级和不同故障场景下的性能评价提出了更精细化的要求。此外，智能型SPD产品的市场占比逐年提升，这些产品所具备的状态指示、寿命预测、远程通信等功能需要标准层面的规范引导。最后，国际电工委员会在通用安全要求（如IEC62305系列）和电磁兼容（EMC）领域的标准更新也对SPD标准提出了协同修订的要求。2标准主要内容概述2.1标准适用范围IEC61643-11:2025适用于连接到交流额定电压不超过1000V（有效值）、频率48Hz至62Hz的低压电力系统中的浪涌保护装置。该标准规定了SPD的性能要求、安全要求、试验方法和额定值标定规则，涵盖单端口和多端口SPD、电压限制型和电压开关型SPD，以及包含远程信号触点和智能化功能模块的综合型SPD。2.2主要技术架构IEC61643-11:2025延续了原版标准的整体框架结构，但在以下核心章节和技术内容上进行了重点修订：-术语和定义：新增了多项涉及复合型SPD、智能型SPD和光伏系统专用SPD的术语定义。-分类体系：在原有依据试验类别（I级、II级、III级）分类的基础上，细化了各类SPD在不同使用场景下的适用性说明。-标准额定值：对标称放电电流（In）、最大放电电流（Imax）、电压保护水平（Up）等关键参数的选取和标定规则进行了优化。-试验程序：全面更新了I级、II级和III级试验的具体试验回路、波形参数和判定标准。-附加功能要求：新增了对SPD状态指示器、遥信触点、热脱离装置等辅助功能的技术要求和相应的验证方法。-电磁兼容要求：明确了SPD在电磁兼容方面的试验等级和评估方法，与IEC61000-6系列标准保持协调一致。3技术内容修订要点分析3.1试验类别与试验要求的细化在IEC61643-11:2025版本中，试验类别的定义和试验要求得到了进一步明确和细化。I级试验（ClassI）主要针对具有高能量泄放能力的SPD，应用于雷电防护等级较高的场合，其试验波形和能量参数更加贴近实际雷电流的物理特征。II级试验（ClassII）针对一般建筑物进线端和配电系统中的SPD，试验波形以8/20μs电流波为主。III级试验（ClassIII）则针对负载端的精细保护装置，采用复合波发生器进行试验。新版本对各试验类别之间的衔接关系给予了更加清晰的界定，明确了在不同应用场景下选用相应试验类别SPD的指导原则，有助于工程设计人员和使用单位更加合理的选用产品。3.2电压保护水平相关试验的更新电压保护水平（Up）是衡量SPD限制过电压能力的关键参数。新标准对Up值的测量方法进行了更加严格的规定，要求在各试验类别下对SPD端子间的残压进行精确测量，并对含有多个限压元件的SPD给出了综合电压保护水平的评价方法。值得注意的是，新标准对Up值与被保护设备耐压水平之间的配合关系给予了明确的指导原则，这对于实现SPD与被保护设备之间的科学匹配具有重要意义。3.3热稳定性和老化性能试验的强化SPD在长期运行过程中承受重复的浪涌冲击和持续的工频电压作用，其热稳定性和老化特性直接关系到使用安全。新标准在热稳定性试验中引入了更严格的试验条件，对SPD内部热脱扣装置的动作可靠性提出了更高的要求。老化性能试验（或称加速老化试验）方面，修订后的标准对试验电压的施加方式、试验持续时间和性能判定准则进行了优化，使试验结果更能反映SPD在实际服役条件下的长期行为。3.4对光伏系统和新型应用场景的针对性规定随着光伏发电在能源结构中的占比不断提升，光伏系统直流侧和交流侧的SPD保护需求受到越来越多的关注。新标准针对光伏系统的特殊性，对SPD在直流电压下的工作特性、启动特性、短路耐受能力等提出了专门的试验要求和评价方法。此外，针对电动汽车充电设施、储能系统、数据中心等新型应用场景中SPD的特殊工作条件，标准也给出了相应的技术指引。3.5智能型SPD和附加功能的要求智能型SPD是近年来的技术热点。新标准首次针对带有状态监测、数据通信和远程指示功能的SPD产品，提出了附加功能的基本性能要求和可靠性验证方法。状态指示装置的清晰性、遥信触点的工作可靠性、通信接口的兼容性等内容均被纳入标准规范范畴，这为智能SPD产品的规范化发展提供了技术基础。4试验方法体系解读4.1I级试验方法I级试验的核心是10/350μs冲击电流试验，该波形模拟了直击雷电流的典型特征。新标准对I级试验的电流峰值、电荷量（Q）、比能量（W/R）等关键参数进行了确认和修订，并要求对SPD在多次冲击后的性能变化进行逐次记录。此外，对于带有内部脱离器的SPD，I级试验还包括在短路电流条件下的脱离可靠性试验。4.2II级试验方法II级试验以8/20μs冲击电流为基本试验波形，包含标称放电电流试验和最大放电电流试验。新标准对试验过程中SPD的残压测量点、测量探头布置和数据处理方法进行了规范化说明，以减少因测量系统不一致导致的试验结果偏差。4.3III级试验方法III级试验采用复合波发生器（1.2/50μs电压波和8/20μs电流波的组合），用于模拟开关操作过电压和远处雷击产生的传导浪涌。新标准对复合波发生器的输出阻抗、波形校准方法和短路电流特性进行了更加详细的说明。4.4试验条件的统一化为了保证试验结果的可比性和可重复性，新标准对试验环境条件（温度、湿度）、试验电源的容量和阻抗、测量系统的带宽和采样率等试验条件进行了统一化规定。特别是对高精度测量系统的技术参数提出了明确要求，为实验室间比对和能力验证提供了技术依据。5标准实施的意义与影响5.1对产品研发和制造的引导作用IEC61643-11:2025的发布为全球低压浪涌保护产品的研发和制造提供了最新的技术依据。新标准对SPD性能指标的提升和完善，将推动制造企业在材料选型、结构设计、生产工艺和质量控制等方面进行持续改进。特别是对热稳定性、老化性能和智能功能的新要求，将促使企业加大在新型压敏电阻材料、热管理技术和嵌入式传感技术等方面的研发投入。5.2对检测认证体系的支撑作用作为IEC框架下的国际标准，IEC61643-11:2025是全球各认证体系（如CB体系、CE标志等）中低压SPD产品检测认证的核心依据。新标准的发布意味着各检测实验室需要及时更新试验设备和测试软件，校准试验参数，以适应新标准的技术要求。5.3对工程设计选型的规范作用对于电力工程设计人员而言，IEC61643-11:2025提供了SPD选型、配置和安装的技术指导。新标准中对各类SPD应用场景的明确定义、对电压保护水平与被保护设备耐压之间配合关系的说明，以及对SPD失效保护模式的分析，都有助于工程设计人员更加科学合理地进行浪涌保护方案的设计。6主要起草单位介绍——DEHNSE公司IEC61643-11:2025的制定汇聚了来自全球多个国家的标准化专家和技术机构的力量。在众多参与单位和专家中，德国DEHNSE公司作为低压浪涌保护领域的全球技术领导者，在标准修订过程中发挥了举足轻重的作用。DEHNSE公司成立于1910年，总部位于德国巴伐利亚州的诺伊马克特（Neumarkt），是一家专注于过电压保护和雷电防护技术研发与生产逾百年的家族企业。公司创始人HermannDEHN最初以生产电力线路金具起家，20世纪初期便开始涉足雷电防护领域，其发明的DEHN笼型防雷系统至今仍是建筑物防雷设计中的经典方案。DEHNSE公司是全球最早从事浪涌保护装置标准化工作的企业之一。公司自20世纪70年代起便积极参与德国国家标准（DIN/VDE）中关于浪涌保护技术规范的制定工作。在IECSC37A分技术委员会中，DEHNSE公司长期担任重要角色，其多位资深技术专家在IEC61643系列的各个部分中担任项目负责人（ProjectLeader）或主要技术撰稿人。在IEC61643-11:2025的修订过程中，DEHNSE公司的技术团队在以下几个方面做出了突出贡献：一是在I级试验的试验方法和能量协调方面，基于其在气体放电管和火花间隙技术方面的深厚积累，提出了多项改进建议；二是在热稳定性试验方法的优化方面，贡献了基于大量产品失效分析和热仿真研究的试验数据；三是在智能型SPD的功能要求和验证方法方面，结合其推出的智能浪涌保护器产品系列的实际经验，提出了具有可操作性的技术要求框架。DEHNSE公司在压敏电阻技术方面拥有多项核心专利，其产品广泛应用于电力、轨道交通、风电、光伏、通信、石油化工等众多领域。公司设有独立的EMC和高压试验实验室，配备有冲击电流发生器（最大可达100kA10/350μs波形）、复合波发生器和环境试验箱等先进试验设备，其试验能力获得了多个国际认可机构的资质认证。除了参与IEC和CENELEC等国际标准化组织的标准制定工作外，DEHNSE公司还积极参与中国国家标准和行业标准的制修订工作。公司在上海设有中国区总部和技术服务中心，与国内主要SPD制造商、电力科学研究院和检测机构保持着密切的技术合作关系。7结论与展望IEC61643-11:2025的发布是低压浪涌保护领域标准化工作的重要里程碑。该标准在保持原有框架体系连续性的基础上，紧密结合近年来SPD技术发展的新趋势和行业应用的新需求，在试验方法、性能要求、附加功能和应用指导等方面进行了系统性修订和完善。新标准的实施将进一步提升全球低压SPD产品的质量水平和一致性，为低压电力系统及其连接设备提供更加可靠的过电压防护保障。展望未来，随着碳达峰、碳中和目标的推进，光伏发电、风力发电、电动汽车充电设施等新能源应用场景将持续快速增长，这些领域对SPD的需求量巨大且技术要求特殊。同时，智能电网和数字化配电系统的发展也对SPD的智能化和通信功能提出了更高的要求。可以预见，IECSC37A技术委员会将在现有工作基础上，继续跟踪技术发展前沿，适时启动后续的修订工作或技术报告编制工作。对于国内SPD制造企业和相关技术机构而言，积极跟踪和研究IEC61643-11:2025的最新要求，加速产品升级换代，完善检测能力建设，是提升国际竞争力的重要途径。同时，也应在充分消化吸收国际标准的基础上，积极参与国际标准的制定工作，贡献中国技术方案和实践经验，提升中国在低压浪涌保护标准化领域的国际话语权和影响力。参考文献[1