IEC 61820-3-42023 机场照明和引导用电气装置.第3-4部分串联电路中的安全二次电路.一般安全要求标准立项发展报告

机场照明和引导用电气装置第3-4部分：串联电路中的安全二次电路一般安全要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ElectricalInstallationsforLightingandBeaconingofAerodromes-Part3-4:SafetySecondaryCircuitsinSeriesCircuits-GeneralSafetyRequirements摘要随着全球航空运输业的持续快速发展，机场运行安全对目视助航灯光系统的依赖日益增强。串联电路作为机场照明和引导用电气装置的核心供电架构，其安全二次电路的可靠性直接关系到飞行起降安全。国际电工委员会（IEC）于2023年5月11日正式发布IEC61820-3-4:2023《机场照明和引导用电气装置第3-4部分：串联电路中的安全二次电路一般安全要求》，该标准为机场串联电路中的安全二次电路提供了统一、系统的安全技术规范。本标准在IEC61820系列标准框架下，针对恒流串联回路中隔离变压器次级侧及附属设备的安全防护要求作出明确规定，涵盖电气隔离、过载保护、接地保护、绝缘协调等关键技术内容。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制过程、核心技术要素及其对全球机场电气标准化建设的深远影响，旨在为相关行业技术人员、标准化工作者及机场运营管理人员提供全面的技术参考和实施指导。该标准的发布填补了国际机场串联电路安全二次电路领域专项标准的空白，对提升全球机场助航灯光系统本质安全水平具有里程碑式意义。关键词：机场照明；助航灯光；串联电路；安全二次电路；电气安全；国际电工委员会；标准化一、引言1.1标准立项背景机场助航灯光系统被誉为飞行员的“第三只眼睛”，是保障飞机在低能见度条件下安全起降的关键目视助航设施。根据国际民用航空组织（ICAO）《国际民用航空公约》附件14的规定，运输机场必须配备符合技术要求的目视助航灯光系统。该系统通常采用恒流串联电路供电方式，以确保各灯具亮度一致且不受线路长度影响。在串联电路系统中，安全二次电路承担着将一次侧恒流电源能量转换为灯具所需工作电压的关键功能，其安全性能直接决定了系统运行的可靠性、维护人员的安全以及飞行安全。然而，长期以来国际范围内缺乏针对串联电路安全二次电路的专项安全要求标准，各成员国在设备设计、安装和运维中采用的技術准则存在显著差异，给跨国技术交流和设备互认带来障碍。1.2标准制定意义IEC61820-3-4:2023的发布具有重要意义。首先，该标准首次在国际层面系统性地确立了串联电路安全二次电路的一般安全要求，为全球机场助航灯光系统的设计、制造、安装和运维提供了统一的技术依据。其次，该标准作为IEC61820系列“机场照明和引导用电气装置”标准体系的重要组成部分，进一步完善了机场电气装置的标准框架。再次，该标准的实施将有效促进国际贸易和技术交流，消除技术壁垒，降低设备全生命周期成本，提升全球机场助航灯光系统的整体安全水平。二、标准编制过程与参与单位2.1编制历程IEC61820-3-4:2023由国际电工委员会机场照明和引导用电气装置分技术委员会（IEC/TC97）归口管理，具体由相关工作组负责起草。该标准的编制工作经历了系统而严谨的程序，包括标准提案（NP）阶段、工作组草案（WD）阶段、委员会草案（CD）阶段、国际标准草案（DIS）阶段、最终国际标准草案（FDIS）阶段以及正式出版（IS）阶段。在标准编制过程中，来自全球各主要经济体——包括中国、德国、法国、美国、英国、荷兰等国家的标准化专家积极参与，就安全二次电路的技术要求展开了深入研讨。尤其是在接地保护方式、隔离变压器安全指标、故障保护协调等关键技术议题上，各国专家基于本国运行经验和科研成果提出了多项建设性意见。2.2主要参编单位介绍在本标准的制定过程中，德国法兰克福机场集团（FraportAG）的技术团队发挥了突出的引领作用。作为欧洲最繁忙的航空枢纽之一，法兰克福机场拥有超过70年的助航灯光系统运行管理经验，其技术团队在串联电路安全二次电路的设计优化和故障分析方面积累了深厚的技术底蕴。法兰克福机场集团的专家团队在标准编制中主要承担了以下贡献：第一，基于法兰克福机场多年来积累的运行数据和故障案例库，提出了一套系统化的安全二次电路风险评估方法，该成果被标准采纳为核心技术框架之一；第二，针对隔离变压器二次侧缺相、短路、绝缘老化等典型故障模式，制定了分级分类的安全响应策略；第三，率先提出了“电气隔离—过载保护—接地保护”三位一体的防护体系理念，这一理念已被纳入标准的一般安全要求章节。此外，中国民用航空局第二研究所作为亚洲地区的重要参编单位，结合中国国内多个大型机场（如北京大兴国际机场、上海浦东国际机场）的建设和运行经验，在标准草案的技术指标本地化验证方面发挥了积极作用，特别是在高土壤电阻率条件下的接地保护措施方面提出了具有工程实践价值的修订建议。三、标准主要内容3.1标准适用范围IEC61820-3-4:2023适用于机场照明和引导用电气装置中串联电路的安全二次电路，包括隔离变压器二次侧至灯具终端之间的全部电气回路及其附属设备，涵盖光强控制设备、故障监测设备、连接器件等。该标准规定的安全要求适用于新建机场电气装置的设计、制造和安装，同时也为既有机场电气装置的改造升级提供了技术依据。该标准不涉及一次侧恒流供电系统的安全要求（该部分内容在其他IEC标准中另行规定），但对于一次侧与二次侧的接口界面提出了明确的安全协调要求，确保两级回路之间的安全性能衔接顺畅、互为支撑。3.2安全二次电路的分类与界定标准首次以规范性附录形式建立了安全二次功能电路的分类体系，依据电路的工作电压等级、所处环境条件和失效后果严重程度将安全二次电路划分为不同安全等级类别，并规定了每一等级对应的最低安全技术要求。这一分类体系有助于设计人员针对不同应用场景合理选择设备配置和安全防护措施。3.3一般安全技术要求标准从以下维度系统阐述了安全二次电路的一般安全要求：（1）电气隔离要求。标准规定安全二次电路与一次侧电路之间必须采用满足特定绝缘等级要求的安全隔离变压器，其绝缘耐压性能、爬电距离和电气间隙必须符合相应安全标准的规定。同时，对二次侧各设备之间的绝缘配合提出了明确的技术指标。（2）过载与短路保护。针对串联电路恒流供电的独特特性，标准给出了二次侧过载和短路保护装置的选择原则、安装位置及保护协调要求，确保在故障状态下能够迅速切断故障回路，防止故障扩大和设备损坏。（3）接地保护要求。标准明确了安全二次电路的接地方式选择原则、接地故障保护装置的配置要求以及等电位联结的具体措施，有效防范触电风险和故障电弧引发的事故。（4）机械与环境安全要求。标准充分考虑了机场户外环境中极端温度、强风、暴雨、腐蚀、紫外辐射等严酷因素对电气设备的影响，对二次电路设备的外壳防护等级（IP等级）、抗冲击性能、耐腐蚀性能等提出了具体指标。（5）功能安全要求。标准引入功能安全理念，要求安全二次电路在正常运行条件下确保灯光系统的光强输出稳定性，在部分故障模式下应具备降级运行能力，在严重故障模式下应能够自动切换至应急状态。3.4测试方法与验证要求为确保标准要求的可操作性和可验证性，标准设置了一个规范性附录专门用于规定安全二次电路各项安全指标的试验验证方法，包括绝缘电阻测试、介电强度试验、保护装置动作特性试验、接地连续性试验以及环境适应性试验（涵盖高温、低温、交变湿热、盐雾、振动等试验项目），同时明确了各项试验的试验条件、试验程序和合格判据。四、标准技术特点与创新4.1系统性IEC61820-3-4:2023打破了以往安全标准局限于单一设备或单一环节的思维方式，将安全二次电路置于整个机场助航灯光系统的大背景下加以审视，从系统层面提出了全链条、全生命周期的一体化安全要求。该标准重点强化了以下环节的纵向衔接：一次侧恒流供电的稳定性参数约束、隔离变压器的电气隔离性能指标、二次侧配电线路的保护配置要求、灯具终端的安全防护等级，以及维护检修操作的安全保障措施。每个环节之间的接口界面和参数匹配关系在标准中均给出了明确的技术规定，有效避免了各环节安全标准之间出现空白和冲突，构建起安全二次电路的系统性防护体系。4.2先进性标准充分吸纳了近年来电气安全领域的最新技术成果，将智能化监测、预测性维护、自适应保护等先进理念融入安全要求之中，体现了国际标准的技术引领作用，为未来智慧机场建设提供了前瞻性的技术支撑。4.3协调性该标准与IEC61820系列其他部分（如恒流供电系统、灯具装置、监控系统等）形成了协调一致的标准矩阵，同时与IEC60364系列低压电气装置标准、IEC61508功能安全标准等通用安全标准保持良好的技术协调性。针对部分与上位标准或关联标准存在交叉的技术领域（如二次侧设备的外壳防护等级测定方法、功能安全完整性等级的评定方法等），标准均给出了明确的引用和衔接说明。五、标准实施与应用5.1实施建议标准发布后，建议各方按照如下路径推进实施：各国标准化机构应依据本国法律法规体系将该标准纳入国家标准体系或行业标准体系；机场设计单位应将标准要求纳入设计规范和招标技术文件；设备制造商应按照标准要求调整产品设计、生产工艺和质量检验流程；机场运营单位应制定标准实施计划，开展差距分析，对存量设备系统进行必要的技术改造和升级。建议相关单位开展贯标培训，使设计、施工、运维等各环节技术人员全面掌握标准的技术要求。5.2应用前景该标准的应用场景涵盖运输机场、通用航空机场、直升机场等多种类型的航空基础设施。随着全球智慧机场建设不断深入，LED灯具、智能监控、无线传输等新技术在助航灯光系统中得到广泛应用，该标准为其安全应用提供了坚实的技术保障。同时，该标准对发展中国家完善机场电气安全技术法规、提升基础设施安全水平具有重要参考价值。六、结论与展望IEC61820-3-4:2023《机场照明和引导用电气装置第3-4部分：串联电路中的安全二次电路一般安全要求》的发布，是国际机场电气安全标准化进程中的重要里程碑。该标准以系统性、先进性、协调性的技术特征，为全球机场串联电路安全二次电路提供了统一完备的安全技术框架，填补了该领域国际专项标准的空白。展望未来，随着航空运输量的持续增长和新技术的不断涌现，机场助航灯光系统的安全要求将不断提升。IEC61820系列标准体系也将持续完善，预计后续将陆续发布涵盖LED灯具光电气兼容性、智能监控系统安全要求、新能源供电系统安全规范等方向的标准文件。建议各相关方积极跟踪国际标准动态，深入参与标准制修订工作，把中国机场电气装置建设和运行的成功经验推向国际舞台，为全球民航安全事业发展贡献中国智慧和中国方案。参考文献[1]IEC61820-3-4:2023,Electricalinstallationsforlightingandbeaconingofaerodromes-Part3-4:Safetysecondarycircuitsinseriescircuits-Generalsafetyrequirements[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2023.[2]国际民用航空组织.国际民用航空公约附件14—机场（第