IEC 61558-2-32023 RLV 变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全.第2-3部分燃气和油燃烧器用点火变压器的特殊要求和试验标准立项发展报告

StandardizationDevelopmentReport:SafetyofTransformers,Reactors,PowerSupplyUnitsandCombinationsThereof–Part2-3:ParticularRequirementsandTestsforIgnitionTransformersforGasandOilBurnersEnglishTitleStandardizationDevelopmentReport:SafetyofTransformers,Reactors,PowerSupplyUnitsandCombinationsThereof-Part2-3:ParticularRequirementsandTestsforIgnitionTransformersforGasandOilBurners摘要关键词：点火变压器；燃气燃烧器；燃油燃烧器；安全要求；IEC61558；特殊试验；国际标准Keywords:IgnitionTransformer;GasBurner;OilBurner;SafetyRequirements;IEC61558;ParticularTests;InternationalStandard一、引言1.1标准立项背景点火变压器是燃气和燃油燃烧器中的核心电气部件，其功能是在燃烧器启动阶段产生高电压以形成点火火花，从而引燃燃气与空气（或燃油雾化后与空气）形成的混合气体。在各类工业窑炉、电站锅炉、船用辅锅炉、民用燃气采暖炉以及大型餐饮厨房设备中，点火变压器均承担着“第一道火种”的关键角色。一旦点火变压器发生故障或性能劣化，轻则导致点火失败、设备停机，重则引发爆燃、回火甚至爆炸事故，对人身和财产安全构成严重威胁。然而，点火变压器的工作环境极为苛刻——高温、高湿、油污、振动以及频繁的短时冲击性负载均可能对其绝缘性能和结构完整性造成损害。正因如此，国际电工委员会第96技术委员会（IEC/TC96）早在多年以前就开始着手制定专门针对此类产品安全的特殊标准，在IEC61558-1通用要求的基础上，增加适用于点火变压器的补充规定和专项试验方法。1.2标准基本信息本报告涉及的标准编号为IEC61558-2-3:2023RLV，全称为《Safetyoftransformers,reactors,powersupplyunitsandcombinationsthereof-Part2-3:Particularrequirementsandtestsforignitiontransformersforgasandoilburners》，即《变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全——第2-3部分：燃气和油燃烧器用点火变压器的特殊要求和试验》。该标准由国际电工委员会（IEC）发布，标准状态为现行有效，发布日期为2023年6月23日，语言版本为英文，分类归属于变压器、电抗器、电感器领域。值得注意的是，本标准的版本标识为“RLV”，即RedlineVersion（红线条版本）。该版本同时展示了上一版标准的技术内容与本版修订后的技术内容，以红色删除线和红色插入文字的形式直观呈现修订差异，极大方便了标准使用单位快速识别技术变更点，对于产品设计更新和认证业务衔接具有重要意义。1.3标准定位与适用范围IEC61558-2-3:2023RLV是IEC61558系列标准的组成部分。该系列标准采用“通用要求+特殊要求”的结构化框架，其中IEC61558-1规定了变压器、电抗器、电源装置及其组合的一般安全要求，而各分部分则针对特定类型产品或特定应用场景补充附加要求和试验方法。本部分标准的适用对象为：-燃气燃烧器用点火变压器-燃油（包括轻油、重油等）燃烧器用点火变压器-燃气/燃油两用燃烧器配套的点火变压器-与点火变压器组合在一起的相关附件（如高压点火电缆、点火电极等配套组件，在合理范围内）该标准适用于单相或三相、内附或独立的干式变压器类点火装置，其额定电源电压通常不超过交流1000V，额定输出频率不超过500Hz，而输出电压（点火高压端）可高达数万伏。标准内容同时涉及这类产品在正常使用、异常使用以及故障条件下的安全性能要求。二、标准的体系架构与编制原则2.1IEC61558系列标准体系IEC61558系列标准是国际电工领域针对变压器类产品安全的顶层设计文件，其结构如下：-IEC61558-1：通用要求（Generalrequirements）-IEC61558-2-1：一般用途分离变压器特殊要求-IEC61558-2-2：控制变压器的特殊要求-IEC61558-2-3：燃气和油燃烧器用点火变压器的特殊要求（本报告对象）-IEC61558-2-4：隔离变压器的特殊要求-IEC61558-2-5：剃须刀变压器及剃须刀电源装置的特殊要求-IEC61558-2-6：安全隔离变压器的特殊要求-IEC61558-2-7：玩具用变压器的特殊要求-IEC61558-2-8：铃和钟用变压器的特殊要求-IEC61558-2-9：Ⅲ类手提钨丝灯用变压器的特殊要求-IEC61558-2-10：Ⅲ类手提钨丝灯用变压器的特殊要求（隔离型）-IEC61558-2-12：电压可调变压器的特殊要求-IEC61558-2-13：自耦变压器的特殊要求-IEC61558-2-14：调压变压器的特殊要求-IEC61558-2-15：医疗场所供电用隔离变压器的特殊要求-IEC61558-2-16：开关电源装置的特殊要求-IEC61558-2-20：小龙骨式铁芯电抗器的特殊要求在该体系架构中，IEC61558-2-3作为针对燃烧设备领域点火变压器的专门分标准，具有高度的针对性和不可替代性。2.2编制原则IEC61558-2-3:2023的编制遵循以下几项基本原则：1.协调一致性原则：本部分标准的条款编号尽量与IEC61558-1中的条款编号保持对应，便于使用者对照查阅。对通用要求的修改、替代或增补均予以明确标识。2.基于风险评估的原则：标准要求条款的设定以点火变压器在实际使用中可能产生的电气危险、火灾危险、机械危险和热危险为出发点，确保规定的试验能够有效模拟真实故障场景。3.技术中立原则：标准不限定实现安全的具体技术路线，既适用于传统的工频升压变压器结构，也适用于高频逆变式电子点火变压器，从而避免阻碍技术创新。4.可验证性原则：每项要求均配有对应的试验方法，试验条件明确、可操作性强，便于不同检测实验室之间获得一致的结果。5.国际化通用原则：标准充分考虑了全球不同地区的供电条件、环境类别及安装使用习惯，适用于不同气候区域和国际贸易中的认证互认需求。2.3与上一版本的主要技术变化虽然IEC61558-2-3在修订历史中有多个版本，但本次2023年RLV版本在以下方面集中体现了最新的技术进展和安全理念：1.明确了电子式点火变压器与传统电磁式点火变压器在试验要求上的差异，增加了对高频高压输出条件下的绝缘考核方法；2.更新了对保护接地端子的要求，提高了接地连续性和耐腐蚀性试验的严格程度；3.补充了对可燃气体环境中防爆相关结构的指导性说明，强化了与IEC60079系列防爆标准的衔接关系；4.增加了对输出高压端子的防误触结构要求，减少维护人员带电操作时的触电风险；5.完善了异常工作和故障条件下的试验矩阵，对绕组的过热保护提出了更合理的判定准则；6.修订了标记和说明文件的要求，增加了对安全使用年限、废弃处置及环保方面的提示要求。上述变化体现了IEC在燃烧设备安全领域“全生命周期安全管理”的理念转向——从单一的产品出厂合格，走向涵盖运输、安装、使用、维护、报废全流程的风险控制。三、标准主要内容详解3.1范围界定IEC61558-2-3:2023RLV明确规定，本文件适用于：(a)燃气和油燃烧器用单相或三相点火变压器，包括：-独立式点火变压器（separateignitiontransformers）-内附式点火变压器（built-inignitiontransformers）-组合式点火变压器及其外壳(b)与点火变压器组成一体的辅助元件（如高压整流部分，若内置于同一外壳内）(c)适用于安装在户内或户外（在适当外壳防护等级条件下）的燃烧器点火设备标准不适用于：-连续引燃用放电变压器（持续工作制而非短时点火工作制）-直接暴露在爆炸性气体环境中的点火变压器（此类产品应符合防爆系列标准的要求）-点火变压器的远程控制装置3.2规范性引用文件该标准在技术内容上紧密关联以下主要规范性引用文件：-IEC61558-1:2017《变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全——第1部分：通用要求和试验》-IEC60068-2-6《环境试验——第2-6部分：试验方法——试验Fc：振动（正弦）》-IEC60068-2-27《环境试验——第2-27部分：试验方法——试验Ea和导则：冲击》-IEC60068-2-78《环境试验——第2-78部分：试验方法——试验Cab：恒定湿热》-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》-IEC60664-1《低压系统内设备的绝缘配合——第1部分：原理、要求和试验》-IEC60085《电气绝缘——耐热分级和评估》-IEC60529《外壳防护等级（IP代码）》-ISO7-1《管螺纹——第1部分：标注、尺寸和公差》这些引用文件共同构成了点火变压器安全评估的技术基础。3.3关键术语和定义该标准在IEC61558-1通用术语基础上，补充了如下特殊定义：-点火变压器（ignitiontransformer）：为燃烧器点火系统提供高压放电能量的变压器或电子转换装置，通常以短时工作制运行。-额定点火输出电压（ratedignitionoutputvoltage）：制造商规定的点火变压器在额定电源条件下输出的峰值电压值。-点火持续周期（ignitionperiod）：点火变压器在每次点火操作中的最长持续工作时间。-点火频率（firingrate）：单位时间内点火变压器可执行的最大点火操作次数。-短路持续时间（short-circuitduration）：输出端短路状态下变压器可承受而不发生不可逆损坏的时间。-工作制类型（dutytype）：如短时工作制（S2）、反复短时工作制（S3）等，依据IEC60034-1的界定。3.4特殊要求与试验3.4.1防触电保护点火变压器的输出电压通常为数千伏至数万伏，远超安全特低电压（SELV）的限值。因此，防触电保护是本标准最为核心的关注领域之一。标准要求：-高压输出端子和连接区域必须设置在不可触及的位置，或采用专门工具才能开启的防护罩进行隔离；-高压输出端之间的爬电距离和电气间隙应满足IEC60664-1中针对脉冲电压和持续工作电压的综合要求；-所有可能在维护过程中被触及的金属部件均应可靠接地保护；-高压绕组与低压绕组之间、高压绕组与铁芯之间的绝缘应能承受规定的耐压试验，试验电压值和持续时间依据绝缘材料和额定工作电压确定。试验方法包括：耐压试验（高压检验）、绝缘电阻测量、冲击电压试验、保护接地连续性试验等。其中耐压试验的施加电压值通常按照相关绝缘配合要求来计算，并要求在试验过程中无闪络或击穿现象。3.4.2发热与温升考虑到燃烧器安装环境的特殊高温工况，标准对点火变压器在额定负载和规定工作制下的温升提出了严格限制：-绕组的温升限值依据绝缘耐热等级（如ClassB、F、H）不同而有所差异；-外壳表面的温升不得超过可能导致烫伤或引燃邻近材料的温度阈值；-在反复短时工作制下，温升试验应模拟实际运行中最恶劣的工作循环。温升试验在环境温度为25°C±5°C的静止空气条件下进行，采用热电偶或电阻法进行测量。对于电子式点火变压器，还额外增加了对功率器件（如IGBT、MOSFET）结温的评估要求。3.4.3耐燃性能和防火防护点火变压器工作在燃气或燃油环境中，一旦发生绝缘失效导致火花或过热，极易引发火灾或爆炸。为此，标准对结构材料提出了明确的防火性能要求：-外壳和结构件应选用不低于UL94V-2级别的阻燃材料；-内部绝缘材料和引线护套应具备一定的耐燃性能，需通过灼热丝试验（Glow-WireTest）验证；-对于安装在可能积聚可燃气体区域的点火变压器，标准要求其外壳防护等级不低于IP44，并对外壳接缝处的密封性能提出要求。灼热丝试验的温度通常设定为650°C或750°C，根据部件的接近热源程度而定。试验要求试样在移除灼热丝后30秒内熄灭，且滴落物不得引燃铺设在下方的绢纸。3.4.4机械强度与防护等级点火变压器在运输、安装和运行过程中可能遭受振动和冲击，尤其是安装在锅炉或燃烧器本体上的场合。标准要求：-外壳应能承受规定的弹簧冲击试验（冲击能量依据IEC60068-2-75确定，通常为0.5J至1.0J）；-对于户外安装型产品，外壳防护等级应不低于IP54；-接线端子应具备足够的机械强度，能承受规定的拉扭力矩而不发生松脱或损坏；-标牌和警示标识应经久耐用，不易磨损或脱落。3.4.5异常工作与故障条件标准要求点火变压器在以下异常条件下不应引发触电、火灾等危险：-输出端短路（这是点火变压器最常见的异常工况之一）；-输出端对地短路（即高压端直接或间接搭接到接地金属外壳）；-过载运行（超过额定点火持续周期的工作）；-冷却条件恶化（如通风口堵塞、环境温度超出上限）；-电源电压波动（在额定电压的90%~110%范围内）。试验时，在每种异常状态下持续运行至达到热稳定或保护装置动作，判定产品是否符合安全要求。对于未设置内部热保护器的变压器，标准要求其应能承受持续时间内的短路而不引起外壳变形、绝缘熔融或火焰外溢。3.4.6元件与结构要求标准中对点火变压器内部所用元件的安全质量提出了如下要求：-电源线应选用符合IEC60227或IEC60245标准的橡胶或PVC绝缘软线，导体截面积不得小于0.75mm²；-内部布线应避免锐利棱边的刮擦，穿越金属孔洞处应增设绝缘护套；-端子台的接线螺钉应有足够的接触压力，防止运行振动导致的松动；-印制电路板（适用于电子式点火变压器）应符合IEC62326系列标准，覆铜箔的爬电距离应符合对应工作电压的要求；-高