IEC 60893-22023 绝缘材料.电气用热固性树脂工业硬质层压板.第2部分试验方法标准立项发展报告

IEC60893-2:2023《绝缘材料电气用热固性树脂工业硬质层压板第2部分：试验方法》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Insulatingmaterials-Industrialrigidlaminatedsheetsbasedonthermosettingresinsforelectricalpurposes-Part2:Methodsoftest摘要随着全球电力工业与高端装备制造的快速发展，绝缘材料的性能评价与质量控制已成为保障电气设备安全可靠运行的关键环节。IEC60893-2:2023《绝缘材料电气用热固性树脂工业硬质层压板第2部分：试验方法》由国际电工委员会（IEC）于2023年11月13日正式发布，是现行有效的绝缘材料试验方法国际标准。该标准规定了基于热固性树脂的工业硬质层压板在电气、力学、热学及理化性能等方面的系统试验方法，涵盖试样制备、预处理条件、试验程序及结果评定等完整技术要素。本报告在系统梳理IEC60893-2:2023标准修订背景、技术内容与主要变化的基础上，对该标准的国内转化应用现状、关键技术指标及其实施路径进行了深入分析。报告指出，该标准的发布对于完善我国绝缘材料标准体系、提升绝缘材料产品质量水平、促进电工装备产业国际化发展具有重要的指导和支撑作用，并据此提出了标准实施与后续发展的对策建议。关键词：绝缘材料；热固性树脂；硬质层压板；试验方法；IEC标准；标准化Keywords:Insulatingmaterials;Thermosettingresins;Industrialrigidlaminatedsheets;Methodsoftest;IECstandards;Standardization1引言绝缘材料是电气设备中最基础、最关键的功能材料之一，其性能优劣直接关系到电力系统的安全稳定运行。工业硬质层压板作为一类重要的绝缘结构材料，广泛用于电机、变压器、开关设备、互感器等电工产品的绝缘构件和机械支撑部件。随着特高压输电、新能源装备及轨道交通等战略性产业的快速发展，对绝缘层压板的电气强度、耐热等级、机械性能和加工工艺性提出了更高的要求，这也对相应的试验方法标准提出了更为严苛的技术挑战。国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）下设的TC15（绝缘材料技术委员会）长期致力于绝缘材料试验方法和性能评价标准的制定与维护工作。IEC60893系列标准作为电气用热固性树脂工业硬质层压板的核心标准族，由第1部分（定义、命名和一般要求）、第2部分（试验方法）和第3部分（专用材料规范）等构成。其中，IEC60893-2作为规定统一试验方法的技术文件，是连接材料规范与实际应用的重要桥梁。2023年发布的IEC60893-2:2023（第三版）替代了此前于2003年发布并历经2004年修订的第二版本，是近二十年来该标准最大规模的一次技术修订。此次修订充分吸收了绝缘材料试验技术领域的最新研究成果，调整了部分试验参数以适应新型材料体系的需求，并与IEC60212（试样预处理）、IEC60243（电气强度试验）等相关标准进行了协调更新。深入研究和理解该标准的技术内涵，对于我国绝缘材料生产制造企业、检测机构及相关科研单位准确把握国际标准动态、提升产品质量水平具有重要的现实意义。2标准概述2.1标准基本信息IEC60893-2:2023《绝缘材料电气用热固性树脂工业硬质层压板第2部分：试验方法》由国际电工委员会绝缘材料技术委员会（IEC/TC15）归口管理，标准全称为"Insulatingmaterials–Industrialrigidlaminatedsheetsbasedonthermosettingresinsforelectricalpurposes–Part2:Methodsoftest"。该标准于2023年11月13日正式发布，当前状态为现行有效。标准语言为英语和法语，采用电子版加密PDF格式发行。该标准属于IEC60893标准族的重要组成部分，其分类号为绝缘材料综合类，与IEC60893-1（定义、命名和一般要求）及IEC60893-3（专用材料规范）共同构建了电气用热固性树脂工业硬质层压板完整的标准技术体系。标准文本约60页，规定了涉及层压板各种性能测试的试验原理、试验装置、试样要求、试验步骤及结果计算等完整技术内容。2.2历次版本沿革IEC60893-2标准的制定历史可追溯至绝缘材料试验方法国际标准化工作的早期阶段。该标准的前身可溯源至IEC60393-2等早期绝缘材料标准的试验方法部分。随着IEC60893系列标准体系的建立，IEC60893-2于2003年首次以独立部分发布（第二版），随后于2004年进行了技术勘误。从第二版（2003）到第三版（2023），该标准经历了长达二十年的使用周期。在此期间，IEC/TC15积累了大量的标准应用反馈，各成员国在试验实践中发现了部分试验方法在可操作性、重复性和再现性方面的不足。同时，新型热固性树脂体系（如无卤阻燃型环氧层压板、聚酯玻纤层压板等）的不断涌现，也对原有试验方法提出了适应性改进的需求。2.3标准在IEC60893体系中的定位IEC60893标准族采用"总-分"结构模式，三个部分各司其职、有机配合：IEC60893-1规定了工业硬质层压板的定义、命名规则和一般要求，建立了统一的术语体系和分类框架，为材料的标识和选型提供基础依据。IEC60893-2（本报告分析对象）作为试验方法标准，规定了适用于工业硬质层压板的各种性能测试方法。其核心作用在于为材料规范的符合性验证提供统一、公正、可复现的技术手段。该部分所规定的试验方法不仅适用于第3部分中列出的各类牌号材料，也可为新型材料的性能评价提供参考方法。IEC60893-3则规定了各类专用材料的性能指标要求，包括各牌号层压板的标称性能值及对应的试验方法引用。第3部分中的性能要求条目均标注了对应的试验方法条款号，与第2部分形成严格的对应引用关系。值得注意的是，IEC60893-2所规定的试验方法并非孤立的技术文件，其与IEC60212（电气绝缘材料试验用试样预处理的标准程序）、IEC60243（绝缘材料电气强度试验方法）、IEC60695（燃烧试验方法）等一系列基础标准形成了相互引用、协同配套的标准网络，共同构建了绝缘材料试验方法的标准体系。3标准修订背景与过程3.1修订需求分析IEC60893-2:2003发布以来，绝缘材料领域的技术进步和产业需求发生了深刻变化，原有标准版本逐渐暴露出若干亟待解决的问题。技术层面，过去二十年间，热固性树脂层压板的材料体系不断丰富，出现了高耐热型无卤层压板、高导热绝缘层压板及适用于高压变频电机耐电晕要求的特种层压板等新型产品。这些新材料的性能特征和失效模式与传统材料存在显著差异，原有的试验方法在适应性方面面临挑战。此外，精密测量仪器的发展使得部分试验的测量精度有了大幅提升的可能，标准中某些基于旧有设备条件的试验参数和操作规程亟需更新。应用层面，各成员国在执行IEC60893-2:2003过程中积累了丰富的实践经验，提出了大量建设性的修订建议。这些建议涉及试验条件的规定精度、试样制备方法的可操作性、结果表达方式的统一性等多个方面。同时，新能源装备（如风电发电机、光伏逆变器、电动汽车驱动电机）对绝缘系统提出了更严苛的可靠性验证要求，试验方法标准需要不断演进以更好地支撑实际应用。3.2标准编制过程IEC60893-2:2023的修订工作遵循了IEC标准制定的规范性程序。在正式立项之前，IEC/TC15通过各国家委员会（NationalCommittee）广泛征集修订提案和意见。2017年前后，修订工作进入实质推进阶段，成立了专门的工作组（ProjectTeam）负责标准文本的起草工作。工作组由来自德国、日本、中国、法国、意大利等国委派的绝缘材料专家组成，历经多轮工作组会议讨论和文稿修改。在国际标准草案（CD，CommitteeDraft）阶段，该修订稿在IEC/TC15内部进行了多轮投票和评审。随后进入询问阶段（CDV，CommitteeDraftforVote），面向全体国家委员会公开征求意见并获得通过。最终国际标准正式草案（FDIS，FinalDraftInternationalStandard）经各成员国投票表决，以高票通过后由IEC中央办公室于2023年11月正式出版发布。3.3与相关标准的技术协调IEC60893-2:2023的修订过程中特别注重与其他相关标准的协调一致性。在预处理条件方面，新版本严格对齐了IEC60212:2010中所规定的标准大气条件和预处理程序，确保了跨标准间的术语和方法一致性。在电气强度试验方面，新版本明确引用了IEC60243-1和IEC60243-3的最新版本要求。在燃烧性能试验方面，标准协调了IEC60695-11-10中的试验程序。此外，新版本还参考了ISO相关标准中的部分试验方法，保证了与更广泛国际标准体系的兼容性。4标准主要技术内容分析4.1标准结构框架IEC60893-2:2023采取了结构化的章节编排方式，全面覆盖了工业硬质层压板性能评价所需的各种试验方法。标准正文内容涵盖了适用于热固性树脂工业硬质层压板的所有关键试验，其技术框架可归纳如下：一般性条款方面，标准开篇明确了适用范围、规范性引用文件和术语定义。在引用文件中，不仅包括IEC60893-1和IEC60893-3这两个同族标准，还系统引用了IEC60212、IEC60243-1、IEC60250、IEC60112、IEC60695-11-10等基础试验标准，以及ISO472（塑料术语）等术语标准。试样制备与预处理方面，标准规定了层压板试验用试样的取样原则、尺寸要求和制备方法，特别强调了从板材不同方向（沿层方向与垂直层方向）取样对试验结果的影响，以及试样边缘加工质量对电气强度测量结果的重要影响。预处理条件严格遵循IEC60212的规定，根据材料特性和试验目的规定了不同的预处理程序。性能试验方法构成了标准的主体内容，按试验类别可划分为以下几大试验组合：(1)电气性能试验。该类试验是绝缘材料标准的核心内容。标准规定的电气性能试验包括：电气强度试验（垂直层向和沿层向）、绝缘电阻和体积电阻率试验、介电常数和介质损耗因数试验（在工频、音频和高频范围内）以及相比漏电起痕指数试验。每种试验方法均详细规定了电极系统、试验条件和结果计算方法，保证了试验结果的可比性和可复现性。值得注意的是，新版本在电气强度试验中增加了对试验电源频率和波形质量的要求，以减小因谐波导致测量偏差的可能性。(3)热学性能试验。热学性能直接关系到绝缘材料在长期运行条件下的热老化行为和安全裕度。标准规定的热学试验包括：温度指数测定（基于热老化试验）、燃烧性能试验（水平和垂直燃烧测试）、耐热性试验、以及尺寸受热稳定性试验。温度指数试验采用多温度点加速热老化方法，通过性能保留率的变化规律外推材料的长期使用温度等级。(4)理化性能试验。标准还规定了层压板的物理和化学性能试验方法，包括：吸水性和吸湿性试验（不同温度条件下的浸水试验和湿度暴露试验）、密度测定、以及外观和尺寸检查方法。这些试验对评价材料在不同环境条件下的适应性具有重要作用。4.2关键试验方法详解在各类试验中，电气强度试验和弯曲强度试验是评价层压板质量的两个最核心的试验项目。电气强度试验采用连续升压或短时升压方式，在规定条件下测定试样发生击穿时的电压值。对于垂直层向试验，标准推荐使用不对称电极系统，高压电极为球电极（直径25mm），低压电极为平板电极；对于沿层向试验，则采用特定尺寸的矩形试样并配以端部电极。新版本对试验油中试样浸没深度和油品电气强度提出了明确要求，以避免因试验介质本身的击穿对试验结果产生干扰。试验结果的表达需注明试样厚度、升压速率和试验环境条件。弯曲强度试验依据三点加载原理，在规定的跨距和加载速率条件下测得试样破坏时的最大弯曲应力。不同厚度规格的层压板材对应不同的跨厚比，以保证试验的适用范围和结果的有效性。新版本特别细化了加载压头半径、支座圆弧半径等几何参数的公差范围，以降低不同实验室间的系统偏差。4.3新增和修改的技术内容相较于2003年版，IEC60893-2:2023引入了多项新增及实质性修改内容，主要包括以下几个方面：更新了规范性引用文件。所有引用的标准均更新为现行最新版本，特别是将IEC60212的引用版本更新至2010年版，使得预处理条件和试验大气条件与最新基础标准保持一致。完善了试验条件的规定。针对部分试验条件规定不够明确的问题，新版本在试验温度、湿度偏差、升压速率、加载速率等方面给出了更精确的允差范围。同时，增加了对试验数据有效性的判定规则。扩展了适用的材料范围。标准名称和适用范围中的材料描述更为宽泛，明确涵盖了各类基于热固性树脂（包括环氧、酚醛、不饱和聚酯、有机硅等树脂基体）的增强型或非增强型硬质层压板，为新型材料的试验提供了方法依据。增加了试验精密度说明。新版本注重试验方法的统计可靠性表达，在主要试验方法条款中补充了精密度数据（重复性和再现性），有助于试验使用方对试验结果的守信区间进行合理判断。5主要起草单位介绍IEC60893-2:2023作为一项国际标准，其修订工作汇聚了全球多个国家绝缘材料领域权威机构和专家的智慧和经验。在IEC/TC15的组织框架下，来自德国VDE、法国UTE、日本JISC、中国SAC等国家委员会的专家深入参与了标准各阶段的技术讨论和文本起草工作。在中国，参与IEC/TC15工作的国内技术对口单位是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）。该委员会秘书处设在中国机械工业集团公司下属的桂林电器科学研究院有限公司（以下简称"桂林电科院"）。作为我国电气绝缘材料标准化工作的核心技术力量，桂林电科院长期承担着IEC/TC15国内技术对口管理职能，在绝缘材料标准国际化工作中发挥着不可替代的作用。桂林电器科学研究院有限公司创建于1955年，是我国最早从事绝缘材料科学研究的国家级科研院所之一。建院以来，该院始终站在我国绝缘材料技术发展的前沿，积累了丰富的理论研究和工程实践经验。依托其建设有绝缘材料国家重点实验室、国家绝缘材料工程技术研究中心等多个国家级创新平台，在绝缘材料配方设计、性能表征、老化机理和寿命评定等方面形成了系统的技术积累。在IEC60893-2:2023的修订过程中，桂林电科院组织国内相关专家跟踪研究标准草案的各阶段技术内容，结合国内绝缘材料行业的技术现状和试验能力，向IEC/TC15提出了多项有价值的修改意见和建议。同时，该院还承担了将国际标准转化为我国国家标准（采用IDT等效采用方式）的具体技术工作，组织开展了标准验证试验，确保转化后的国家标准能够真实准确地反映国际标准的技术要求，并适应当我国绝缘材料检测机构的实际条件。此外，国内多家绝缘材料生产骨干企业和第三方检测机构也为标准的修订提供了大量的试验验证数据和实际应用反馈。这些单位和专家共同构成了该国际标准国内支撑体系的重要组成部分，充分展现了中国在绝缘材料标准化领域的积极参与和日益增强的技术话语权。6标准实施与应用前景6.1国内标准转化建议根据我国标准化法和采用国际标