IEC 60455-3-82021 电气绝缘用树脂基活性化合物第3-8部分单项材料规范电缆附件用树脂标准立项发展报告

电气绝缘用树脂基活性化合物第3-8部分：单项材料规范电缆附件用树脂标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ResinBasedReactiveCompoundsUsedforElectricalInsulation-Part3-8:SpecificationsforIndividualMaterials-ResinsforCableAccessories摘要随着我国电力基础设施建设的持续推进与城市配电网改造升级的不断深化，电力电缆及电缆附件在输电系统中的重要性日益凸显。电缆附件用树脂材料作为电缆终端、中间接头等关键部件的核心绝缘与防护材料，其性能优劣直接关系到电力系统的运行安全与可靠性。国际电工委员会（IEC）于2021年6月16日正式发布IEC60455-3-8:2021《电气绝缘用树脂基活性化合物第3-8部分：单项材料规范电缆附件用树脂》标准，该标准的颁布填补了电缆附件用树脂材料国际标准领域的空白，为全球电缆附件用树脂的生产、检验和应用提供了统一的技术依据。本报告系统梳理了IEC60455-3-8:2021标准的立项背景、编制过程、主要技术内容、关键指标要求及国内外应用现状，深入分析了标准的创新性与先进性，并结合我国电缆附件用树脂材料产业的实际发展需求，提出了标准实施应用与未来发展的对策建议。本报告认为，该标准的实施将有效推动我国电缆附件用树脂材料的技术进步与产业升级，对提升我国电力设备整体质量水平和国际竞争力具有重要的战略意义。关键词：电气绝缘；树脂基活性化合物；电缆附件；单项材料规范；IEC标准；绝缘材料Keywords:ElectricalInsulation;ResinBasedReactiveCompounds;CableAccessories;SpecificationsforIndividualMaterials;IECStandards;InsulatingMaterials一、引言1.1研究背景电缆附件是电力电缆线路中不可或缺的组成部分，主要包括电缆终端、中间接头、绝缘套管等，其功能在于实现电缆本体与电网设备之间的电气连接与绝缘保护。据统计，电力电缆线路运行故障中，约有70%以上发生于电缆附件部位，而其中因绝缘材料性能不足或选材不当所引发的事故占据了相当大的比例。因此，电缆附件用绝缘材料的选择与质量控制一直是电力行业重点关注的技术课题。树脂基活性化合物（ResinBasedReactiveCompounds）是电缆附件制造中应用最为广泛的绝缘材料体系之一。该类材料以环氧树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂等为基体，通过添加固化剂、增塑剂、填充剂等功能性助剂，在特定条件下发生交联固化反应，形成具有优异电气绝缘性能、力学性能和耐环境性能的固态绝缘体。基于不同的应用场景和技术需求，电缆附件用树脂在黏度、固化特性、介电性能、耐热等级、耐候性等方面存在显著差异，亟需建立统一的技术规范予以界定与约束。1.2标准立项的必要性在IEC60455-3-8:2021发布之前，国际范围内尚无专门针对电缆附件用树脂材料的统一标准规范。各电缆附件制造企业通常依据自身企业标准或参照IEC60455系列中其他部分的技术要求进行材料选型与质量控制，导致了不同制造商之间产品性能参差不齐、试验方法不一致、技术指标难以横向比较等问题。与此同时，随着高压及超高压电缆附件技术的快速发展，对绝缘树脂材料提出了更高、更全面的性能要求，制定专项标准已成为产业界的共同呼声。在此背景下，国际电工委员会第15技术委员会（IEC/TC15“电气绝缘材料”）组织相关成员国专家，历经多年研讨与论证，于2021年正式发布IEC60455-3-8:2021标准。该标准作为IEC60455系列标准家族的第3-8部分，专门规定了电缆附件用树脂基活性化合物的技术要求、试验方法、检验规则等内容，填补了该领域的国际标准空白。二、标准概述2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|IEC60455-3-8:2021||英文名称|Resinbasedreactivecompoundsusedforelectricalinsulation-Part3-8:Specificationsforindividualmaterials-Resinsforcableaccessories||中文名称|电气绝缘用树脂基活性化合物第3-8部分：单项材料规范电缆附件用树脂||标准状态|现行||发布机构|国际电工委员会（IEC）||发布日期|2021年6月16日||发布年份|2021年||国别|国际组织||语言|英语、法语||分类号|绝缘材料综合（ICS29.035.01）||标准体系|IEC60455系列标准的组成部分|2.2标准体系定位IEC60455标准系列是国际电工委员会制定的关于电气绝缘用树脂基活性化合物的系列标准，其整体结构包括：-IEC60455-1：定义与一般要求（Definitionsandgeneralrequirements）-IEC60455-2：试验方法（Methodsoftest）-IEC60455-3：单项材料规范（Specificationsforindividualmaterials），该部分又细分为若干子部分，分别针对不同的树脂材料类型进行规定。IEC60455-3-8:2021正是IEC60455-3框架下专门针对“电缆附件用树脂”的单项材料规范。它与其他子部分（如IEC60455-3-1环氧树脂、IEC60455-3-2聚氨酯树脂等）形成互补关系，但聚焦点更为明确——即服务于电缆附件这一特定应用领域。三、标准主要技术内容3.1范围界定IEC60455-3-8:2021标准规定了电缆附件用树脂基活性化合物的技术要求，适用于电力电缆终端、中间接头、分支接头等电缆附件产品中所使用的绝缘树脂材料。该标准所涵盖的树脂类别主要包括（但不限于）：-环氧树脂体系（EpoxyResinSystems）-聚氨酯树脂体系（PolyurethaneResinSystems）-有机硅树脂体系（SiliconeResinSystems）-其他经认可的反应性树脂体系该标准既适用于常温固化型树脂，也适用于加热固化型树脂；既适用于低压电缆附件用树脂，也适用于中高压乃至超高压电缆附件用树脂材料。3.2标准结构框架标准的核心结构如下：3.2.1术语与定义标准对电缆附件用树脂领域的关键术语给出了明确定义，包括树脂基活性化合物、工作温度等级、适用期（PotLife）、凝胶时间（GelTime）、固化度等核心专业术语。3.2.2分类与分级标准根据不同的分类维度，对电缆附件用树脂进行了系统分类，主要分类维度包括：-按化学组成：分为环氧类、聚氨酯类、有机硅类及其他-按耐热等级：依据IEC60085划分为Y、A、E、B、F、H等耐热等级-按固化方式：分为常温固化型、加热固化型、紫外线固化型等-按应用部位：分为终端用树脂、中间接头用树脂、其他附件用树脂3.2.3技术要求标准对电缆附件用树脂材料的各项性能指标进行了明确规定，主要涵盖以下几个方面：（1）外观与物理状态：树脂各组分的颜色、透明度、均匀性等要求，固化产物应无裂纹、无气泡、无杂质等缺陷。（2）黏度特性：规定了不同类别树脂在标准温度条件下的初始黏度范围及适用期内的黏度变化限度，确保材料具有良好的工艺操作性。（3）固化特性：包括凝胶时间、表干时间、完全固化时间、固化放热峰值温度等参数要求。（4）电气性能：核心的电气绝缘性能参数要求，包括：|性能参数|典型要求指标||----------|-------------||体积电阻率|室温下不低于10¹²Ω·cm（因等级而异）||介电强度|不低于15~20kV/mm（因等级和厚度而异）||相对介电常数|在工频条件下（50Hz/60Hz）满足特定等级要求||介质损耗因数|工频条件下不超过特定限值（如0.01~0.05）||耐电痕化性能|满足IEC60112规定的特定CTI等级|（5）力学性能：规定了固化产物的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度、冲击韧性等力学指标，以及固化收缩率、线膨胀系数等尺寸稳定性参数。（6）热性能：包括玻璃化转变温度（Tg）、热变形温度（HDT）、长期耐热老化性能等要求。（7）耐化学介质性能：规定了固化产物对水、酸、碱、盐雾、油类等介质的耐受性能要求。（8）耐环境老化性能：包括耐湿热老化、耐温度循环、耐紫外老化等要求。3.2.4试验方法标准规定了对电缆附件用树脂各项性能进行检验的具体试验方法，并引用了IEC60455-2及相关的IEC试验方法标准。如在适用的情况下，取样方法应符合IEC60455-2的规定，制备试验样品时固化条件（温度、时间）应予以明确并记录。此外，标准还规定了试样状态调节的条件。3.2.5检验规则标准的检验规则部分规定了型式检验和出厂检验的项目与分组。型式检验项目涉及全部技术性能指标的验证，包括电气性能、力学性能、热性能等。出厂检验则仅涵盖外观、黏度、凝胶时间等关键项目。标准同时给出了各项检验的合格判定准则，明确了检验结果的判据和复验规则，为质量一致性评价提供了依据。3.2.6标志、包装、运输和贮存标准对电缆附件用树脂产品的标志内容、包装容器要求、运输条件限制以及贮存期限和贮存条件等进行了具体规定。四、国内外标准对比分析4.1国际标准化情况在国际标准层面，除IEC60455-3-8:2021外，与电缆附件用树脂相关的国际标准还包括IEC60502-4（额定电压1kV至30kV挤包绝缘电力电缆及其附件）、IEC60840（额定电压大于30kV至150kV挤包绝缘电力电缆及其附件试验方法及要求）、IEC62067（额定电压大于150kV至500kV挤包绝缘电力电缆及其附件的试验方法及要求）等，但这些标准主要侧重于电缆及附件的整体性能要求与试验方法，并未对附件用树脂材料本身的技术指标进行专项规定。IEC60455-3-8:2021的发布，恰好弥补了这一技术空白。4.2国内标准情况在我国标准体系中，与电缆附件用树脂相关的标准主要包括：-GB/T11017系列：额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件标准-GB/T18890系列：额定电压220kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件标准-GB/T28427：电气绝缘用树脂基活性复合物第3部分：单项材料规范-DL/T413：电力电缆用树脂固化剂技术条件（电力行业标准）然而，上述国内标准在电缆附件用树脂材料的系统性技术要求方面仍不够完善，尤其在材料分类体系、性能指标体系等方面与国际标准尚存在一定差距。IEC60455-3-8:2021的发布为我国完善相关标准化工作提供了重要参考。4.3标准先进性分析IEC60455-3-8:2021标准相较于以往分散的技术规范，在以下方面体现了显著的先进性：1.系统性：首次在国际层面建立了完整的电缆附件用树脂材料标准体系框架，将材料分类、技术要求、试验方法、检验规则等要素有机整合。2.针对性：专门针对电缆附件这一特定应用场景制定技术要求，相比通用性标准具有更强的针对性和适用性。3.协调性：与IEC60455系列其他部分以及IEC60502、IEC60840、IEC62067等电缆附件相关标准形成良好的衔接与配套关系。4.前瞻性：标准在技术指标设置上充分考虑了高压、超高压电缆附件的发展趋势，为未来更高电压等级的应用预留了技术空间。五、标准实施的意义与影响5.1对行业发展的推动作用IEC60455-3-8:2021的实施对全球电缆附件行业的发展具有深远影响：（1）统一技术规范，促进国际贸易。标准为全球范围内的电缆附件用树脂材料建立了统一的技术语言和评价准则，消除了因标准差异导致的贸易壁垒，促进了电缆附件产品及材料的跨国流通与贸易合作。（2）提升产品质量水平。通过明确的性能指标和检验规则，促使树脂材料生产企业和电缆附件制造企业更加重视材料质量的一致性和稳定性，有利于从源头保障电缆附件的运行可靠性。（3）推动技术创新。标准中规定的分类框架和性能评价体系为新型树脂材料的研发提供了明确的技术导向和评价工具，有利于激发企业的创新活力。5.2对电力安全运行的保障作用电力电缆及其附件的安全运行直接关系到电网的供电可靠性。IEC60455-3-8:2021通过严格规范电缆附件用树脂材料的电气、力学、热学及耐环境老化性能，有效降低了因材料缺陷导致的电缆附件绝缘击穿、局部放电、界面失效等故障的发生概率，对保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。六、主要参与单位介绍6.1IEC/TC15（电气绝缘材料技术委员会）IEC60455-3-8:2021标准由国际电工委员会第15技术委员会（IEC/TC15）组织制定。IEC/TC15是负责电气绝缘材料领域国际标准制定的专业技术委员会，其工作范围涵盖电气绝缘材料（包括气体、液体、固体及其复合物）的分类、性能要求、试验方法以及相关应用指南。该技术委员会汇集了来自全球主要工业化国家的标准化专家和技术代表。6.2主要贡献单位——中国电力科学研究院有限公司中国电力科学研究院有限公司（以下简称“中国电科院”）作为我国电力行业综合性科研机构，深度参与了IEC60455-3-8:2021标准的制定工作，在该标准的草案研讨、技术指标论证和试验验证等环节发挥了重要作用。中国电科院成立于1951年，是国家电网有限公司直属的科研机构，长期从事电力系统及电气设备领域的科学研究、技术标准制定和检测试验认证工作。在电缆附件用树脂材料领域，中国电科院建有先进的高压电缆附件材料性能检测实验室，配备了包括介电强度测试系统、体积电阻率测试系统、热分析系统（DSC、TGA、TMA）、流变性能测试系统等在内的完善的试验研究平台。依托IEC60455-3-8:2021标准的研究制定任务，中国电科院组织技术团队系统开展了电缆附件用环氧树脂、聚氨酯树脂等典型材料体系的性能评价试验，为标准中关键技术指标的确定提供了翔实的试验数据和科学依据。同时，中国电科院还积极承办了多轮国际标准工作组会议，推动了各国专家在关键技术问题上的沟通与共识达成。此外，中国电科院率先在国内开展了IEC60455-3-8:2021标准的宣贯培训和技术推广工作，编制配套解读材料，促进该国际标准在我国电缆附件行业的落地实施。七、结论与展望7.1结论IEC60455-3-8:2021《电气绝缘用树脂基活性化合物第3-8部分：单项材料规范电缆附件用树脂》作为国际电工委员会在电缆附件用树脂材料领域发布的首个专项国际标准，填补了该技术领域的标准空白，具有重要的里程碑意义。该标准建立了系统完整的电缆附件用树脂材料分类体系和性能指标体系，在技术内容的完整性、先进性、协调性和可操作性方面均达到了较高的标准化水平。该标准的实施将为全球电缆附件产品的材料选型、质量控制和国际贸易提供统一的技术依据，对促进电缆附件行业的技术进步和产品质量提升、保障电力系统安全可靠运行发挥重要作用。7.2展望面向未来，随着全球能源转型的深入推进和新型电力系统建设的加快实施，高压、超高压乃至特高压电缆附件的应用需求将持续增长，对绝缘树脂材料的综合性能也提出了更高的要求。建议从以下几个方面持续推动标准的发展和深化：（1）动态跟踪标准修订进程。关注IEC60455-3-8标准的后续修订动态，及时研判技术指标变化趋势，适时更新完善配套检测评价能力。同时，积极争取在标准修订中更多融入我国电缆附件行业的技术积累和工程实践经验，反映我国在高压电缆附件领域的产业需求与技术关切，提升我国在国际标准制定中的话语权和影响力。（2）加快标准转化与应用。积极推进IEC60455-3-8:2021标准向我国国家标准或行业标准的转化工作，结合国