IEC 60455-22023 电绝缘用树脂基活性化合物.第2部分试验方法标准立项发展报告

电绝缘用树脂基活性化合物第2部分：试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Resinbasedreactivecompoundsusedforelectricalinsulation-Part2:Methodsoftest摘要随着电力工业、新能源装备及高压输电技术的快速发展，电绝缘材料作为电气设备可靠运行的核心保障，其性能评价方法的标准化和国际化需求日益迫切。绝缘用树脂基活性化合物因其优异的电气性能、力学性能和工艺适应性，在变压器、电机、开关设备及电力电子器件中得到广泛应用，其试验方法体系的科学性和可比性直接关系到电气设备的安全性与寿命评估。本报告围绕国际电工委员会（IEC）发布的IEC60455-2:2023《电绝缘用树脂基活性化合物第2部分：试验方法》展开系统研究。首先，梳理了该标准的历史沿革与修订背景，阐述了其从早期版本到现行版本的演变过程；其次，全面解析了标准的适用范围、试验项目分类体系及各试验方法的技术要点，涵盖电气强度、介质损耗因数、体积电阻率、粘度、凝胶时间等核心性能参数的测定方法；再次，探讨了该标准与IEC60455系列其他部分的配套关系及其在国际贸易、产品认证和技术交流中的关键作用；最后，分析了标准实施中需要注意的关键问题，并对未来发展趋势进行了展望。本报告旨在为电绝缘材料研发人员、电气设备制造企业的质量管理人员、标准化工作者及相关检测机构提供全面的标准解读和实施参考，助力我国电绝缘材料行业技术水平提升和国际化发展。关键词：电绝缘材料；树脂基活性化合物；IEC60455-2；试验方法；标准国际化；电气强度；介质损耗Keywords:Electricalinsulatingmaterials;Resinbasedreactivecompounds;IEC60455-2;Methodsoftest;Standardizationinternationalization;Electricstrength;Dielectricloss1引言1.1研究背景随着全球能源结构的深刻变革和电力需求的持续增长，电气设备正朝着高电压、大容量、小型化、高可靠性的方向快速发展。在这一进程中，电绝缘材料作为电气设备安全运行的基石，其性能优劣直接决定了设备的技术水平和服役寿命。树脂基活性化合物，包括环氧树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂及不饱和聚酯树脂等，凭借其优异的电气绝缘性能、良好的机械强度、方便的成型工艺以及灵活的配方可调性，已成为电力变压器、互感器、绝缘子、电缆终端、电机绕组等电气设备中不可或缺的关键材料。然而，不同制造商生产的树脂基活性化合物在组成、固化特性及最终性能上存在显著差异，若缺乏统一、科学、可重复的试验方法，将导致产品质量评价结果缺乏可比性，进而影响国际贸易中的技术互认和产品准入。因此，建立一套国际公认的试验方法标准，对于规范市场秩序、促进技术进步和保护用户利益具有重要意义。1.2标准的国际地位与意义IEC60455-2是国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission）制定的关于电绝缘用树脂基活性化合物试验方法的国际标准。该标准由IEC第15技术委员会（TC15——固体电绝缘材料）归口管理，是IEC60455系列标准的重要组成部分。IEC60455系列标准体系涵盖术语定义、试验方法、技术规格及分类命名等多个方面，其中第2部分专门规定了树脂基活性化合物及其固化产物的各项性能试验方法。该标准在国际电气绝缘材料领域具有举足轻重的地位，被各成员国广泛采用为国家标准或行业基准，同时也是IECEE（国际电工委员会电工产品合格测试与认证组织）等国际认证体系的重要技术依据。对于我国而言，积极跟踪并转化该标准，对于提升电绝缘材料检测水平、推动绝缘材料产品出口贸易、参与国际标准制定具有深远的战略意义。1.3报告目的本报告旨在全面、系统地介绍IEC60455-2:2023标准的修订背景、技术内容、应用价值及发展趋势，为行业内相关单位和人员提供权威的标准解读和参考，促进该标准在我国的推广实施和有效应用。2标准概述2.1标准基本信息IEC60455-2:2023《电绝缘用树脂基活性化合物第2部分：试验方法》（Resinbasedreactivecompoundsusedforelectricalinsulation-Part2:Methodsoftest）由国际电工委员会（IEC）于2023年7月27日正式发布，替代了此前的IEC60455-2:2015版本。该标准为现行有效版本，其技术内容由IECTC15（固体电绝缘材料技术委员会）负责制定和维护。标准文本以英语和法语两种官方语言发布，定价为2104元人民币，提供电子版加密PDF格式，用户需通过FileOpen插件在联网环境下进行受限查阅，限制了累计3台电脑共打印5次。2.2标准的历史沿革IEC60455标准的编制工作始于20世纪70年代，最早的版本可追溯至1974年发布的IEC60455-2第一版。该标准在近半个世纪的发展历程中，历经多次修订，不断吸收绝缘材料领域的最新研究成果和技术进步。-第一版（1974年）：确立了树脂基活性化合物试验方法的基本框架，涵盖了电气强度、绝缘电阻、介质损耗因数等基本电性能试验方法。-第二版（1998年）：引入了更多现代化的试验技术和仪器分析方法，增加了对环保性能的考虑，完善了样品制备和状态调节要求。-第三版（2007年）：进一步与国际电工委员会其他相关标准协调一致，更新了部分试验参数，采用了更加精确的测量技术。-第四版（2015年）：根据IEC导则进行了结构调整，引用了更多国际标准化组织（ISO）发布的通用试验方法。-第五版（2023年）：即当前版本，充分反映了近年来在纳米电介质、环保型绝缘材料、智能化检测技术等前沿领域的最新进展，对多项试验方法进行了技术性修订。2.3标准的适用范围IEC60455-2:2023规定了电绝缘用树脂基活性化合物（包含其未固化状态和固化后状态）的各项性能试验方法。具体适用范围包括：1.材料类型：适用于电气设备中使用的各类热固性树脂基活性化合物，包括但不限于环氧树脂体系、聚氨酯树脂体系、有机硅树脂体系、不饱和聚酯树脂体系等，及其含有填料、促进剂、稀释剂、改性剂等添加成分的复合体系。2.试验对象：涵盖树脂基活性化合物的未固化前性能（如粘度、适用期、储存稳定性等）、固化过程中的性能变化（如凝胶时间、放热峰温度、固化收缩率等）以及完全固化后的性能（如电气强度、介质损耗因数、体积电阻率、耐热性、机械强度等）。3.应用场景：适用于浇注绝缘制品（如干式变压器、电流互感器、电压互感器）、浸渍绝缘处理（如电机绕组沉浸渍漆）、绝缘粘接密封、绝缘涂层等各类电气绝缘应用场景。值得注意的是，该标准主要侧重于通用试验方法的规定，对于特定应用领域的特殊性能要求和专项试验方法，可能需要参考相关的产品标准或专用试验标准。3标准主要技术内容3.1试验方法分类体系IEC60455-2:2023按照材料性能属性，将试验方法划分为以下几大类：-电气性能试验：包括电气强度试验、介质损耗因数（tanδ）和相对电容率测定、体积电阻率和表面电阻率测定、耐电痕化试验、耐电弧试验等。-物理性能试验：包括粘度测定、密度测定、凝胶时间测定、适用期测定、固化时间测定、固化收缩率测定等。-力学性能试验：包括弯曲强度、拉伸强度、压缩强度、冲击强度、粘接强度等力学性能测试。-热性能试验：包括玻璃化转变温度（Tg）测定、热稳定性试验（热失重分析）、耐热老化试验、线性热膨胀系数测定等。-化学性能试验：包括耐化学介质试验、吸水性测定、水解稳定性试验、可燃性试验等。3.2核心试验方法要点3.2.1电气强度试验电气强度是绝缘材料最重要的电性能指标之一，反映了材料承受电场作用而不发生击穿的能力。IEC60455-2:2023规定了在工频电压下测定树脂基活性化合物固化产物电气强度的方法。试验采用连续均匀升压或逐级升压的方式，通过对规定厚度的试样施加电压直至击穿，计算击穿电压值与试样厚度的比值获得电气强度值。标准中详细规定了电极类型（球-板电极、球-球电极、板-板电极）、试样厚度要求（通常为1mm或3mm）、试验环境条件（温度、湿度）以及升压速率等技术参数。该试验方法主要参照IEC60243系列标准，并针对树脂浇注材料的特点进行了适当调整。3.2.2介质损耗因数和相对电容率测定介质损耗因数（tanδ）和相对电容率是表征绝缘材料在交变电场中能量损耗和储能能力的关键参数。该标准规定了采用高压西林电桥或电流比较仪电桥在工频（50Hz或60Hz）下进行测量的方法，也允许采用其他频率（如1kHz）进行补充测量。试验中需要严格控制测试温度和电场强度，因为介质损耗因数和相对电容率均对温度和频率高度敏感。该测试方法对于评价绝缘材料在交流高压设备中的运行性能尤为重要。3.2.3体积电阻率和表面电阻率测定体积电阻率和表面电阻率反映绝缘材料的导电特性，是表征绝缘品质的重要指标。IEC60455-2:2023规定了使用直流电压施加于试样上，通过测量通过试样内部的微弱电流来计算体积电阻率的方法，以及测量沿试样表面的泄漏电流来计算表面电阻率的方法。由于绝缘电阻测量易受环境湿度、表面污染和残余电荷等因素干扰，标准中明确要求进行规定的状态调节处理，并采用屏蔽保护技术确保测量精度。3.2.4粘度测定树脂基活性化合物在未固化状态下的粘度直接关系到其浇注、浸渍和涂覆工艺的可操作性。该标准中规定了采用旋转粘度计法测定树脂体系粘度的方法，可在不同剪切速率和温度条件下进行测量。粘度测定通常在标准温度（如23℃±2℃）下进行，也可根据实际工艺条件选择其他温度。此外，标准还涉及触变指数、动力粘度和运动粘度等相关参数的测定原理。3.2.5凝胶时间测定凝胶时间是指树脂体系从液态转变为凝胶态所需的时间，是树脂固化工艺控制中的关键参数。该标准规定了几种凝胶时间测定方法，包括热板法、试管法、粘度突变法以及动态力学分析法（DMA）。不同方法适用于不同类型和不同用途的树脂体系。凝胶时间的确定对于优化固化工艺窗口、保证制品质量一致性具有重要的工程意义。3.2.6固化产物热性能试验固化产物的热性能直接关系到电气设备在运行温度下的安全性。IEC60455-2:2023涵盖了玻璃化转变温度（Tg）的测定方法（采用差示扫描量热法（DSC）或热机械分析法（TMA）），以及热稳定性评价方法（可采用热重分析法（TGA）测定初始分解温度和热失重曲线）。这些热分析技术在现代绝缘材料研究中应用广泛，可以准确反映材料的耐热等级和长期运行可靠性。标准中参照IEC60216系列标准进一步规定了耐热性能的长期评价方法，为确定绝缘材料的温度指数（TI）和相对温度指数（RTI）提供依据。3.3样品制备与状态调节为保证试验结果的可靠性和可比性，IEC60455-2:2023对试样制备过程和试验前状态调节作了详细规定。具体包括：1.试样制备：规定了标准试样的几何形状和尺寸、浇注成型工艺条件（含脱气处理）、脱模要求以及后固化处理条件。确保试样无气孔、无裂纹、无内部缺陷。2.状态调节：规定了试验前试样的温度、湿度处理条件及处理时间。除特殊规定外，通常采用23℃±2℃的温度和50%±5%的相对湿度条件下调节至少24小时。3.试验环境：规定了试验室的标准大气条件，要求在温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%的环境中进行试验。3.4与其他标准的协调关系IEC60455-2:2023在技术内容上充分考虑了与相关国际标准的协调一致性，主要参照和引用的标准包括：-IEC60212：固体电绝缘材料试验前和试验时采用的标准条件-IEC60243系列：绝缘材料电气强度试验方法-IEC60250：固体绝缘材料在工频、音频和射频下介电常数和介质损耗因数的推荐试验方法-IEC60093：固体电绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法-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-IEC60216系列：电气绝缘材料耐热性评价方法-ISO2431：涂料和清漆——使用流量杯测定流动时间这种多标准协调引用的做法既避免了重复规定技术细节，又保证了各标准之间的一致性，便于使用者系统掌握和应用。4标准的应用与实施4.1国际贸易中的技术支撑作用IEC60455-2:2023在国际贸易中发挥着重要的技术规约作用。对于树脂基活性化合物的制造商而言，按照IEC60455-2规定的试验方法进行产品性能测试和宣称，是其产品进入国际市场的必要条件。许多国家和地区的电气设备采购规范中明确要求绝缘材料供应商提供依据IEC60455-2标准出具的检测报告。通过采用统一的试验方法标准，不同国家和地区的用户可以在同一技术基准上评价和比较不同供应商的产品，从而避免因试验方法差异导致的贸易技术壁垒。4.2产品认证中的关键地位在电工产品认证领域，IEC60455-2:2023是多项认证制度的重要技术依据。IECEE框架下的相关认证体系中，树脂基绝缘材料的产品测试需严格依照该标准执行。同时，各类电气设备的型式试验中，绝缘材料组件或原材料的一致性评价也需参考该标准的相关试验方法。此外，该标准与IEC60455-3（树脂基活性化合物技术条件）配合使用，构成了从试验方法到性能要求的完整闭环，使得产品认证和验收具有明确的技术逻辑和可操作性。4.3企业的应用要点对于树脂基活性化合物生产企业和电气设备制造企业，在应用IEC60455-2:2023时应注意以下要点：1.版本管理：及时更新企业标准体系，以最新版本的IEC60455-2为标准依据，避免使用作废版本。2.设备校准：确保使用的试验设备符合标准要求，并按规定的周期和方法进行校准溯源。3.人员培训：加强试验人员的标准理解和操作技能培训，减少人为误差。4.记录管理：按标准要求规范记录试验条件和结果数据，保证数据的可追溯性。5主要编制单位介绍国际电工委员会第15技术委员会（IEC/TC15——固体电绝缘材料）是IEC60455-2:2023标准的归口管理和最终审定机构。TC15成立于20世纪50年代初，是IEC体系中最活跃的技术委员会之一，其工作范围涵盖固体电绝缘材料（包括电气绝缘用漆、树脂、胶、浸渍剂、层压制品、云母制品、薄膜、纤维制品及预浸渍材料等）的标准制定与修订工作。TC15的组织结构包括多个工作组（WorkingGroups,WG）和项目组（ProjectTeams,PT），分别负责不同类别材料和不同技术主题的标准制定。与IEC60455系列标准直接相关的工作组汇集了来自各国著名的绝缘材料研究机构、跨国电气企业（如ABB、西门子、施耐德电气）、大型绝缘材料制造商（如亨斯迈、陶氏化学、三菱化学）以及权威检测认证机构的数十位资深专家。这些专家在绝缘材料研发、性能评价、寿命评估和失效分析等方向具有深厚的理论素养和丰富的实践经验。在IEC60455-2:2023的修订过程中，TC15组织了多轮国际范围内的草案讨论和技术论证，系统收集了各成员国在标准应用中发现的问题和改进建议。标准修订过程中重点讨论了纳米改性绝缘材料对传统试验方法的适用性、环保型（无卤、生物基）树脂体系的新型测试需求