IEC 60947-4-12023 低压开关设备和控制设备.第4-1部分接触器和电动机起动器.机电接触器和电动机启动器标准立项发展报告

低压开关设备和控制设备第4-1部分：接触器和电动机起动器机电接触器和电动机起动器标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Low-voltageSwitchgearandControlgear-Part4-1:ContactorsandMotor-starters-ElectromechanicalContactorsandMotor-starters摘要关键词：低压开关设备；控制设备；接触器；电动机起动器；IEC标准；标准化；电气安全Keywords:Low-voltageswitchgear;controlgear;contactor;motor-starter;IECstandard;standardization;electricalsafety一、引言随着全球工业自动化水平的持续提升和新能源领域的快速发展，低压电动机作为工业动力系统的核心执行设备，其控制与保护技术的标准化需求日益迫切。接触器和电动机起动器作为电动机控制电路中最基础、最广泛应用的电器元件，承担着电路通断、过载保护、欠压保护及频繁操作等关键功能，其产品质量和技术性能直接关系到工业生产的安全稳定运行。据统计，工业领域约70%以上的电能通过电动机消耗，而接触器和电动机起动器的性能优劣对电动机系统的能效水平和运行寿命具有决定性影响。国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）作为电气电子工程领域的权威国际标准化组织，其发布的IEC60947系列标准是全球低压开关设备和控制设备领域最具权威性的技术规范。其中，IEC60947-4-1作为该系列标准的第四部分第一分册，专门针对机电接触器和电动机起动器制定了统一的技术要求和试验方法，被世界各国广泛采纳为国家标准或行业标准的基础蓝本。2023年11月8日，IEC正式发布了IEC60947-4-1:2023版本，这是该标准发展历程中的又一次重要技术迭代。新版标准在继承前版技术框架的基础上，充分吸纳了近年来低压电器领域在智能化、小型化、高可靠性及环保合规等方面的最新技术成果，对多项技术条款进行了修订和完善。本报告旨在对该标准的立项背景、修订历程、技术内容及产业影响进行系统梳理和深入分析，为我国相关行业的技术人员和管理人员提供全面的标准解读和参考依据。二、标准立项背景与修订历程2.1标准体系定位IEC60947-4-1:2023隶属于IEC60947《低压开关设备和控制设备》系列标准框架之下。该系列标准由IEC第17技术委员会（TC17：开关设备和控制设备）下设的第17B分技术委员会（SC17B：低压开关设备和控制设备）负责制定和维护。IEC60947系列标准涵盖低压开关设备和控制设备的通用规则、断路器、开关、隔离器、接触器、电动机起动器、控制电路电器及多位开关等多个产品类别，形成了覆盖低压电器主要产品类型的完整标准体系。作为该系列标准的第四部分第一分册，IEC60947-4-1专门对机电式接触器和电动机起动器作出规定，与IEC60947-4-2（交流半导体电动机控制器和起动器）、IEC60947-4-3（非电动机负载用交流半导体控制器和接触器）共同构成了IEC60947-4的完整框架，实现了对电动机起动和控制设备的全面覆盖。2.2标准发展沿革IEC60947-4-1标准的前身可追溯至IEC158-1（1970年版）《低压接触器》和IEC292-1《低压电动机起动器》等早期标准文件。随着技术发展和标准体系整合的需要，IECSC17B委员会于20世纪90年代将这些分散的标准统一纳入IEC60947系列框架，形成了IEC60947-4-1的初始版本。该标准自发布以来经历了多次修订迭代：-IEC60947-4-1:2000（第1版）：在系列标准框架下形成了系统的技术规范，确立了接触器和电动机起动器的基本分类体系和试验要求；-IEC60947-4-1:2009（第2版）：纳入电磁兼容（EMC）要求，完善了环境适应性条款，增加了智能型电器相关技术要求；-IEC60947-4-1:2012（第2.1版）：对EMC要求进行修订补充；-IEC60947-4-1:2018（第3版）：对结构要求和试验方法进行了全面技术修订；-IEC60947-4-1:2023（当前版本）：在继承2018版技术框架基础上，进一步吸收最新技术和市场需求，完善了相关技术条款和试验方法。2.32023版修订动因IEC60947-4-1:2023版本的发布主要基于以下几方面的修订动因：（1）技术发展驱动。近年来，低压电器领域在智能化控制、通信接口、状态监测、预测性维护等方面取得显著进展，传统的机电接触器和电动机起动器正在向智能化、网络化方向演进。新版标准需要回应这些技术变革，为智能电器产品的标准化测试和评价提供依据。（2）市场需求变化。工业4.0和智能制造战略的深入推进，对电动机控制设备的可靠性、安全性和能效水平提出了更高要求。标准需要及时更新以适应新的应用场景和市场需求，特别是在新能源、数据中心、轨道交通等新兴应用领域。（3）国际协调需求。作为国际贸易中重要的技术协调工具，IEC标准需要持续保持与世界各国国家标准和行业标准的协调一致性，减少技术性贸易壁垒。新版标准的修订充分考虑了与UL、GB等主要国家和地区标准的兼容性。（4）技术错误的修正和经验反馈。在2018版标准的实施过程中，各成员国反馈了一些技术条款的歧义和可操作性不足的问题，需要通过修订予以澄清和完善。三、标准主要技术内容3.1范围与适用对象IEC60947-4-1:2023标准规定了机电式接触器和电动机起动器的技术要求，适用于以下产品类别：-额定电压交流不超过1000V（或直流不超过1500V）的接触器和电动机起动器；-用于连接主电路、控制电路和辅助电路的电器设备；-负载侧为电动机或其他电气设备的控制与保护装置；-具有过载保护功能的电动机起动器（包括热过载继电器和电子式过载继电器）；-用于频繁操作和隔离操作的接触器产品。标准不适用于以下产品：家用及类似用途的机电接触器（由IEC61095覆盖）；固态接触器和固态电动机起动器（由IEC60947-4-2覆盖）；低压断路器（由IEC60947-2覆盖）。3.2术语和定义标准对以下关键术语进行了明确定义：-接触器（Contactor）：仅有一个休止位置、能接通、承载和分断正常电路条件（包括过载运行条件）并能接通、承载和分断规定的过载条件下的非自动操作的机械开关电器；-电动机起动器（Motor-starter）：用于起动和停止电动机，并与适当过载保护装置组合的电器组合；-机电式接触器（Electromechanicalcontactor）：利用电磁铁或其他机电原理驱动触头系统进行电路通断操作的接触器；-过载继电器（Overloadrelay）：用于检测电动机过载电流并在达到预设值时发出脱扣信号或直接切断电路的保护电器；-使用类别（Utilizationcategory）：根据接触器或起动器所控制的负载特性和操作条件划分的工作类型类别；-约定发热电流（Conventionalthermalcurrent）：在规定条件下，电器在8小时工作制下各部分温升不超过规定限值的最大电流值。3.3分类体系标准按照以下维度对接触器和电动机起动器进行分类：1.按使用类别分类：-AC-1：无感或微感负载；-AC-2：绕线式电动机的起动和分断；-AC-3：鼠笼式电动机的起动、运行中分断；-AC-4：鼠笼式电动机的频繁起动、反接制动和点动；-AC-5a：放电灯的控制；-AC-5b：白炽灯的控制；-AC-6a：变压器控制；-AC-6b：电容器组控制；-AC-7a：家用电器中的微感负载；-AC-7b：家用电器中的电动机负载；-AC-8a：密封制冷压缩机电动机的手动复位过载继电器控制；-AC-8b：密封制冷压缩机电动机的自动复位过载继电器控制。2.按操作方式分类：电磁操作、气动操作、电动操作、手动操作等。3.按保护功能分类：仅有通断功能的接触器；具有过载保护的起动器；具有过载和欠压保护的组合起动器等。4.按结构形式分类：整体式起动器、组合式起动器、封闭式起动器等。3.4特性参数标准规定了接触器和电动机起动器的主要特性参数，包括但不限于：-额定工作电压（Ue）；-额定绝缘电压（Ui）；-额定冲击耐受电压（Uimp）；-额定工作电流（Ie）或额定功率；-约定发热电流（Ith）；-额定接通能力；-额定分断能力；-使用类别；-额定过载保护电流范围；-机械寿命和电气寿命；-操作频率和操作次数；-辅助触头的额定参数。3.5正常工作条件和安装条件标准对产品的正常使用环境条件作出了明确规定：-环境温度：周围空气温度不超过+40°C，24小时平均值不超过+35°C，最低温度不低于-5°C（特殊应用可扩展至-25°C或更低）；-海拔高度：安装地点海拔不超过2000m（更高海拔需进行降容修正）；-相对湿度：在+40°C时不超过50%，在较低温度下允许较高的相对湿度（如+20°C时允许90%）；-污染等级：通常适用于污染等级3的环境（工业用），特殊应用场合可指定其他污染等级；-安装类别：通常适用于安装类别III（配电级），也可根据应用场景选择其他安装类别。3.6结构和性能要求标准对产品的结构和性能提出了全面要求，主要包括：-触头系统：触头材料、触头压力、触头开距和超程等结构参数的合理设计；-灭弧系统：应能有效熄灭分断过程中产生的电弧，确保分断能力满足规定要求；-电磁操作系统：在规定电压范围（通常为额定控制电源电压的85%~110%）内应可靠吸合和释放；-端子要求：应能可靠连接规定截面积的导线，并提供足够的接触压力；-介电性能：应能承受规定的工频耐受电压和冲击耐受电压试验；-温升限值：在约定发热电流下，各部件温升不得超过标准规定的限值；-操作性能：应满足规定的机械寿命和电气寿命要求；-过载保护特性：过载继电器的时间-电流特性应在规定的误差带范围内；-防护等级：外壳防护等级应符合IEC60529规定的IP代码要求。3.72023版主要技术修订要点IEC60947-4-1:2023版本相对2018年版主要在以下方面进行了修订和完善：（1）术语和定义的更新。新增了与智能化和通信功能相关的术语定义，如“智能接触器”“状态监测”“通信接口”等概念；对部分现有术语进行了精确化修订。（2）使用类别的扩展。针对新能源和特殊应用领域的需求，扩展了使用类别的覆盖范围，增加了对光伏逆变器输出侧控制、储能系统充放电控制等新应用场景的适应性说明。（3）EMC要求的完善。根据IEC60947-1:2020版通用规则中EMC要求的更新，同步调整了接触器和电动机起动器的电磁兼容性试验要求和限值。（4）环境适应性要求的强化。增加了对极端环境条件（如高低温循环、湿热、盐雾腐蚀、振动冲击等）的适应性试验要求，提高了产品的环境可靠性指标。（5）能效评价指标的引入。增加了对接触器线圈功耗、保持功耗等能效相关参数的评价要求，引导行业向节能降耗方向发展。（6）试验方法的优化。对部分试验方法进行了技术修订，提高了试验的可操作性和重复性；引入了基于数字化的试验数据采集和分析方法。（7）智能化和通信功能的测试要求。针对具有通信接口和智能控制功能的接触器产品，增加了相应的功能测试和通信协议一致性验证要求。四、标准实施要求4.1试验方法与验证要求IEC60947-4-1:2023规定了系统完整的试验验证体系，包括：-型式试验：对产品设计进行全面验证，包括温升试验、介电性能试验、接通和分断能力试验、过载保护特性试验、机械寿命试验、电气寿命试验、EMC试验、环境适应性试验等；-常规试验：对每台产品进行的出厂检验，包括动作特性试验、介电耐压试验等；-抽样试验：按照规定的抽样方案对批次产品进行的周期性验证。4.2标志和产品信息标准规定了产品的标志要求，包括制造商名称或商标、型号规格、额定参数、使用类别、防护等级等强制性标志内容，以及对产品说明书和技术文件的内容要求。4.3与相关标准的关系IEC60947-4-1:2023与以下标准存在引用和协调关系：-IEC60947-1（通用规则）；-IEC60947-4-2（交流半导体电动机控制器和起动器）；-IEC60947-5-1（控制电路电器和开关元件）；-IEC61095（家用及类似用途机电接触器）；-IEC60529（外壳防护等级）；-IEC60068（环境试验方法系列标准）；-IEC61000（电磁兼容系列标准）。五、主要起草单位介绍IEC60947-4-1:2023标准的制定工作由国际电工委员会第17技术委员会（IECTC17）下属的第17B分技术委员会（IECSC17B）归口管理。SC17B分技术委员会秘书处由意大利承担（经IEC中央办公室确认），其工作范围涵盖低压开关设备和控制设备的标准化工作，包括家用断路器的补充要求、低压开关设备和控制设备的接口特性、工业用低压开关设备和控制设备等。SC17B的主席和秘书处团队负责标准制定的组织协调工作，具体技术内容由来自各成员国的技术专家共同参与制定。参与该标准制定的主要技术专家来自德国西门子、法国施耐德电气、瑞士ABB、美国伊顿、日本三菱电机等全球知名电气制造企业，以及各国标准化机构和检测认证机构。这些专家在低压电器设计制造、试验验证、标准应用等方面拥有丰富的理论知识和实践经验，为标准的技术先进性和可操作性提供了有力保障。在中国，上海电器科学研究院作为IECTC17/SC17B的国内技术归口单位，组织国内低压电器行业的骨干企业和检测机构深度参与了该标准的制定和修订工作。该院长期从事低压电器领域的科学研究、标准制定和检测服务，是我国低压电器行业标准化的核心力量。此外，正泰电器、德力西电气、良信电器等国内主流低压电器企业也积极参与了标准的讨论和意见反馈工作，在标准中充分反映了中国制造业的需求和技术积累。六、结论与展望IEC60947-4-1:2023作为低压开关设备和控制设备领域的重要基础标准，其发布实施对全球低压电器行业的技术进步和产业发展具有深远影响。该标准在继承和完善现有技术体系的基础上，积极回应了智能化、网络化、绿色化等行业发展新趋势，为机电接触器和电动机起动器的设计、制造、检测和应用提供了科学完善的技术依据。从产业影响看，该标准将推动低压电器制造企业加大技术创新投入，提升产品的智能化水平和环境适应能力；有利于促