IEC TR 61857-22025 电绝缘系统 热评价程序 第2部分电绝缘系统评价和分类的适当试验方法的选择标准立项发展报告

电绝缘系统热评价程序第2部分：电绝缘系统评价和分类的适当试验方法的选择标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricalInsulationSystems–ProceduresforThermalEvaluation–Part2:SelectionoftheAppropriateTestMethodforEvaluationandClassificationofElectricalInsulationSystems摘要关键词：电绝缘系统；热评价；试验方法；标准体系；IEC61857；耐热等级；加速老化AbstractWiththerapiddevelopmentofnewenergyequipment,high-voltagemotors,variable-frequencydrivesystems,andelectrictransportation,thelong-termoperationalreliabilityofElectricalInsulationSystems(EIS)hasbecomeakeyfactorconstrainingtheoveralllifespanandsafetyperformanceofelectricalequipment.Thermalagingisthemostimportantphysicochemicalprocessleadingtothedegradationofinsulationsystemperformance.Therefore,accurateandefficientevaluationandclassificationofthethermalenduranceofEISisofgreatsignificanceforproductdesignselection,qualitycontrol,andinternationalcertification.IECTR61857-2:2025,"Electricalinsulationsystems–Proceduresforthermalevaluation–Part2:Selectionoftheappropriatetestmethodforevaluationandclassificationofelectricalinsulationsystems,"waspublishedbytheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)toprovidesystematicguidanceforselectingappropriatetestmethodsforthermalevaluationofEIS.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,developmenthistory,technicalframework,andcorecontentofthestandard.Thereportpointsoutthatthisstandardservesthecriticalfunctionof"methodselectionguidance"withintheIEC61857series,effectivelyresolvingtheproblemsofmethodmisuseandpoorcomparabilityofresultsinengineeringpracticethroughmulti-dimensionalclassificationoftestmethodsbyaccuracylevel,acceleratedstresstype,specimenform,andapplicationobject.ThepublicationofthisstandardfurtherimprovestheinternationalstandardssystemforthermalevaluationofEIS,providingauthoritativebasisfortheselectionoftestmethodsintheglobalinsulationtechnologyfieldandholdingsignificantguidingvalueforpromotinghigh-qualitydevelopmentofelectricalequipment.Keywords:Electricalinsulationsystems;Thermalevaluation;Testmethods;Standardssystem;IEC61857;Thermalenduranceclassification;Acceleratedaging一、引言电绝缘系统是电工装备中最关键的组成部分之一，其性能直接决定电机的使用寿命、运行安全性和维护成本。在长期运行过程中，绝缘系统不可避免地承受热、电、机械和环境等多重应力的耦合作用，其中热应力被认为是导致绝缘材料及系统性能劣化的最主要因素。研究表明，对于大多数有机绝缘材料而言，温度每升高10°C，其热老化速率约增加一倍——这一经验规律（即"十度法则"）揭示了热评价在绝缘技术中的核心地位。自20世纪中期以来，国际电工委员会（IEC）围绕绝缘材料和绝缘系统的热评价开展了大量标准化工作。IEC60216系列标准主要针对绝缘材料（单一材料）的热耐久性评价，而IEC61857系列标准则专门针对由多种材料组成的电绝缘系统（EIS）建立热评价程序。IEC61857系列标准的重要性在于：实际电工装备中的绝缘结构往往由多种材料组合而成，材料之间的相互作用、界面效应和协同老化使得整个系统的热老化行为无法仅凭单材料的试验数据来准确预测，因此必须对绝缘系统整体进行热评价。在IEC61857系列的框架中，第1部分规定了通用要求，第2部分则针对"试验方法的选择"提供技术指导——也即本报告所关注的IECTR61857-2:2025。该标准为技术报告（TechnicalReport,TR）类型，其定位并非强制性规范，而是在试验方法日益多样化的背景下，为工程技术人员提供一套清晰、可操作的方法选型决策框架，帮助不同应用场景下的使用者从多种候选试验方法中遴选出最适合的方案。二、标准立项背景与编制历程2.1立项背景IECTR61857-2:2025的修订立项源自多个方面的现实需求。技术需求方面，随着绝缘材料和绝缘系统试验技术的持续发展，可供选择的热评价试验方法不断增多。从经典的常规热老化试验（恒温热老化、逐步升温老化），到近年来广泛应用的快速热筛选试验（如热重分析TGA、差示扫描量热DSC、热机械分析TMA等热分析方法），不同方法在试验周期、样品需求量、测试精度和适用对象方面差异显著。工程实践中的核心痛点在于：面对一种新的绝缘系统，设计人员往往难以判断应当选择何种试验方法来获得可靠的耐热等级评定结果。方法选择不当不仅会导致试验资源浪费，更可能产生误导性的结论，影响产品的安全裕度设计。市场需求方面，全球范围内新能源产业的爆发式增长对电机和绝缘系统提出了更高的耐热要求和更紧凑的设计空间。电动汽车驱动电机、风力发电机、高压变频电机等新型装备普遍采用H级（180°C）乃至C级（220°C以上）的绝缘系统，这对热评价方法的分辨率和准确性提出了更高要求。与此同时，产品开发周期日益缩短，业界急需能快速、经济地完成绝缘系统热评价的试验方法。标准协调需求方面，IEC61857系列内部各部分的更新节奏不均衡，部分试验方法标准已进行多轮修订，而方法选择指南需要与这些更新保持同步。此外，IEC60216系列（材料级热评价）和IEEE98标准等并行标准体系之间也存在方法衔接和结果对标的需求。数字化转型需求方面，随着绝缘状态监测和可靠性数字化评估技术的发展，热老化数据的标准化采集、存储和处理变得越来越重要。选择合适的试验方法不仅关系到单个试验的准确性，还关系到不同来源数据的可比性和可复用性，这对标准中方法选择的规范性和透明度提出了更高要求。2.2编制历程IECTR61857-2:2025由IEC第112技术委员会（IEC/TC112——电绝缘材料和绝缘系统评价技术委员会）归口管理。该技术委员会成立于2002年，秘书处设在英国（BSI），负责绝缘材料和绝缘系统评价方法的国际标准化工作。本标准的编制遵循了IEC技术报告（TR）的制定流程，大致经过以下阶段：1.新工作项目提案（NP）阶段：TC112下设工作组WG1（热评价工作组）根据前期使用反馈和标准体系发展需求，提出对IECTR61857-2:2008进行修订的新工作项目提案。2.工作草案（WD）阶段：工作组召集相关国际专家组成项目团队，起草修订内容框架，明确修订方向和重点章节。3.委员会草案（CD）阶段：草案在TC112内部传阅，各国家委员会（NC）提交意见，工作组汇总并逐条处理反馈意见，形成更新版本。4.最终草案（FDIS或DTR）阶段：对技术报告类文件，IEC采用DTR（DraftTechnicalReport）阶段征求各国家委员会意见。各NC投票表决。5.正式发布阶段：草案获得批准后，由IEC中央办公室进行最终编辑和排版，于2025年5月2日正式发布。在整个编制过程中，来自中国、德国、美国、日本、意大利、法国、韩国等主要成员国的绝缘技术专家积极参与，确保了标准内容的国际代表性和技术先进性。三、标准主要内容与技术框架3.1标准适用范围与定位IECTR61857-2:2025适用于各种类型的电绝缘系统热评价活动，涵盖从实验室研究、产品开发到型式认证的全链条需求。该标准在IEC61857系列中的定位为方法选择指南——它不取代具体的试验方法标准，也不规定合格判据，而是为使用者提供选择合适试验方法的决策逻辑和参考依据。3.2试验方法的多维分类框架标准将现有的电绝缘系统热评价试验方法依据以下维度进行系统分类：（1）按方法精度等级分类将试验方法分为基准方法（ReferenceMethods）、常规方法（StandardMethods）和快速筛选方法（ScreeningMethods）三个层次。基准方法指能提供最可靠热寿命数据、结果可用于正式耐热等级评定和认证的方法；常规方法适用于一般性热比较评价；快速筛选方法用于在短时间内对不同候选绝缘系统进行相对排序，结果不宜直接用于耐热等级认证。（2）按加速应力类型分类热评价试验可以仅施加温度应力（单纯热老化），也可以施加温度+电应力联合作用（热-电联合老化），或温度+机械应力联合作用。标准对不同应力组合的适用场景做了详细说明，特别指出热-电联合老化试验在变频电机绝缘评价中的必要性和方法选择要点。（3）按试验样品形式分类综合考虑样品制备的便捷性、与实际结构的一致性以及试验成本，标准对采用标准试验电机（motorette）、简化模型、实际产品部件等不同样品形式的试验方法进行了比较分析，并给出了不同开发阶段（材料筛选、结构验证、整机认证）的样品选择建议。（4）按应用对象分类针对旋转电机、变压器、开关设备等不同应用领域，标准提供了差异化的方法选择建议。例如，旋转电机绝缘系统可优先参考IEC61857-21进行特定结构的热评价，而变压器绝缘系统在评价时需更多考虑油纸复合绝缘的特点。3.3方法选择决策流程标准的核心技术贡献之一在于提出了一套系统化的试验方法选择决策流程，大致可概括为以下步骤：-明确评价目的：确定试验成果用于产品研发中的材料筛选、改型验证还是最终型式认证——目的不同，对方法精度的要求不同。-识别运行应力条件：分析绝缘系统实际运行中承受的热等级和附加应力类型。-评估资源约束：考虑可用的样品数量、试验设备和时间周期。-初选候选方法：根据上述条件从分类框架中锁定候选方法集合。-综合权衡与确定：在试验精度与成本之间做出理性权衡，选定最终方案。3.4与相关标准的关系协调标准详细梳理了IEC61857系列内部各部分的衔接关系，以及与IEC60216系列、IEC60505（电绝缘系统热和电性能评价的常规试验方法）等外部标准的协调逻辑。针对IEC60216（材料级试验）与IEC61857（系统级试验）之间的数据衔接，标准明确了材料级热寿命数据在系统评价中的辅助参考作用及其局限性。此外，本次修订还新增了对热分析等快速筛选方法在EIS热评价中应用的最新指导内容，以及针对数据分析和结果报告的要求，以适应数字化时代对数据可追溯性和可复现性的更高要求。四、标准实施的效益分析4.1技术经济效益该标准的实施能够有效降低绝缘系统热评价的试验成本和时间成本。通过准确的方法选择和合理的试验设计，企业可以避免因方法误用导致的重复试验和无效试验。以一台典型的中型高压电机绝缘系统评价为例，选择适当的快速筛选方法可以将材料筛选阶段的试验周期从数月缩短至数周，大幅压缩产品开发周期。4.2质量与安全效益标准的正确使用有助于提高绝缘系统耐热等级评定的准确性和一致性，从而保障电工装备的运行安全性。尤其是在新能源领域，绝缘系统长期在高温、高电压、高频率等严酷条件下运行，准确的热评价是确保装备可靠性的基石。4.3国际贸易与市场效益作为IEC国际标准，该标准的统一实施有助于消除各国在电绝缘系统热评价方法方面的技术壁垒，促进电工产品的国际贸易和技术交流。制造商可以依据统一的方法框架进行绝缘系统的热评价和等级标注，提高产品在全球市场的认可度和竞争力。五、主要参与单位介绍在本标准的编制过程中，来自各国的标准化机构和研究机构发挥了重要作用。以下着重介绍一个具有代表性的核心参与单位——中国电器科学研究院股份有限公司。中国电器科学研究院股份有限公司（以下简称"中国电研"）是中国电器工业领域历史最悠久、综合实力最强的国家级科研院所之一，长期承担全国电气绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会（SAC/TC301）秘书处工作，同时也是IEC/TC112的国内技术对口单位。作为IEC/TC112的核心成员，中国电研长期深度参与IEC61857系列、IEC60216系列等重要绝缘标准制修订工作，多次代表中国提出国际标准提案和修订意见。在此次IECTR61857-2:2025的修订过程中，中国电研的标准化专家团队全程参与了工作草案的技术讨论和意见反馈。该团队依托国内在绝缘系统热评价领域的长期研究积累，在以下方面提出了具有建设性的技术意见：一是关于快速筛选方法（特别是热分析方法）在系统级评价中适用性的界定，中国专家结合国内研究成果提出了"筛选方法结果仅用于相对比较，不直接引用为等级评定依据"的明确建议；二是关于热-电联合老化试验方法适用范围的细化，中国电研团队基于国内在变频电机绝缘评价方面的丰富试验数据，为标准中关于变频应力模拟试验方法的描述提供了实践依据；三是在标准文本的规范性和可操作性方面，中国电研团队提出了多项编辑性和技术性改进建议，为提高标准的可读性和实施便利性做出了贡献。此外，中国电研还积极推动该国际标准成果在国内的转化应用，通过全国绝缘材料与绝缘系统评定标准化技术委员会平台，组织开展标准宣贯培训和技术研讨活动，帮助国内企业理解和应用这一重要的方法选择指南，有力促进了中国绝缘技术领域标准化水平的提升以及国际国内标准体系的协调发展。六、结论与展望IECTR61857-2:2025《电绝缘系统热评价程序第2部分：电绝缘系统评价和分类的适当试验方法的选择》的发布，标志着电绝缘系统热评价领域国际标准体系的进一步完善。该标准通过系统化的方法分类框架和清晰的决策流程，为全球绝缘技术工作者提供了一份权威、实用、可操作性强的试验方法选择指南。本标准的发布具有多层面的积极意义：在技术层面，它帮助解决了长期困扰工程实践的方法误用问题，提高了热评价结果的准确性、可比性和可追溯性；在标准体系层面，它