IEC 61587-12022 电气和电子设备的机械结构IEC 60917和IEC 60297系列的试验第1部分环境要求、试验装置和安全方面标准立项发展报告

电气和电子设备的机械结构IEC60917和IEC60297系列的试验第1部分：环境要求、试验装置和安全方面标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:MechanicalStructuresforElectricalandElectronicEquipment-TestsforIEC60917andIEC60297Series-Part1:EnvironmentalRequirements,TestSetupsandSafetyAspects摘要随着电子信息技术的飞速发展，电气和电子设备的机械结构标准化已成为保障全球设备兼容性、可靠性与安全性的重要基础。IEC61587-1:2022《电气和电子设备的机械结构IEC60917和IEC60297系列的试验第1部分：环境要求、试验装置和安全方面》由国际电工委员会（IEC）正式发布，是现行有效的机械结构环境试验领域核心标准。本报告对该标准的立项背景、技术内容、修订历程及国际影响进行系统梳理与分析。报告指出，该标准确立了机械结构在环境适应性、试验装置规范和安全要求方面的统一技术框架，为全球电子设备机械结构的设计、制造、检验与认证提供了权威依据。标准的发布实施有效促进了国际贸易中技术壁垒的消除，推动了电子设备机械结构试验方法的国际统一化进程，对提升产品质量与可靠性具有重要的指导意义和应用价值。关键词：机械结构；环境试验；IEC61587；试验装置；安全要求；可靠性；标准国际化Keywords:MechanicalStructures;EnvironmentalTesting;IEC61587;TestSetups;SafetyRequirements;Reliability;StandardizationInternationalization一、引言1.1研究背景在全球电子信息技术深度融入经济社会各领域的时代背景下，电气和电子设备的设计与制造不断向高密度集成、模块化架构和复杂环境适应能力方向发展。作为承载电子元器件的物理基础，机械结构（包括机柜、机箱、插箱、印制板插拔单元等）的性能直接影响整机设备的可靠性、可维护性和安全性能。不同国家和地区的制造商、检测机构和用户对机械结构的环境试验方法、试验装置及安全要求缺乏统一的技术依据，导致产品在设计验证、质量判定和贸易流通中面临诸多障碍。国际电工委员会（IEC）作为全球最具权威性的电工电子领域标准化组织，长期致力于电子设备机械结构标准的制定与完善。IEC60917（电子设备机械结构模块化顺序系列）和IEC60297（电子设备机械结构482.6mm（19in）系列）是两大基础性机械结构标准系列，为机柜、机箱等产品提供了统一的尺寸和结构规范。而IEC61587系列标准则针对上述两大系列产品的试验要求进行了系统规定。其中，IEC61587-1:2022作为该系列的第1部分，聚焦于环境要求、试验装置和安全方面，是开展机械结构性能验证的核心依据。1.2标准基本信息本标准的完整信息如下：-标准编号：IEC61587-1:2022-标准名称：电气和电子设备的机械结构IEC60917和IEC60297系列的试验第1部分：环境要求、试验装置和安全方面-英文名称：Mechanicalstructuresforelectricalandelectronicequipment-TestsforIEC60917andIEC60297series-Part1:Environmentalrequirements,testsetupsandsafetyaspects-标准状态：现行-发布机构：国际电工委员会（IEC）-发布日期：2022年1月7日-国别：国际组织-语言：英语+法语-分类号：电子设备用机械构件该标准适用于IEC60917和IEC60297系列标准所涵盖的各类电子设备机械结构产品，为其在运输、储存、安装和使用过程中可能遇到的环境条件提供了统一的试验方法和评价准则。1.3标准化战略意义在《国家标准化发展纲要》明确提出“标准是经济活动和社会发展的技术支撑，是国家基础性制度的重要方面”的背景下，积极参与国际标准制定和转化实施已成为各国提升产业竞争力的重要路径。IEC61587-1:2022作为电子产品机械结构领域的国际通用标准，其内容涵盖了气候环境试验（高温、低温、湿热、温度变化等）、机械环境试验（振动、冲击、碰撞等）以及安全要求等多个维度，对完善我国电子设备机械结构标准化体系具有重要借鉴意义和参考价值。二、标准立项背景与修订历程2.1国际电工委员会简介国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，简称IEC）成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。IEC的宗旨是促进电工电子领域标准化问题的国际合作，通过制定和发布国际标准，协调各国标准，促进国际贸易和技术交流。截至2024年，IEC拥有80多个正式成员国和联系成员国，其发布的标准涵盖了电力、电子、电信、自动化等广泛领域，对全球技术发展和贸易便利化产生了深远影响。IEC下设多个技术委员会（TC）和分技术委员会（SC），负责不同专业领域的标准制定工作。与本标准密切相关的是IEC第48D技术委员会（IEC/TC48D），即“电子设备用机械结构”标准化技术委员会，专门负责电子设备机械结构、安装尺寸、试验方法等标准化工作。2.2标准的历史演进IEC61587-1标准的发展历程充分反映了电子设备机械结构试验技术不断进步和国际化需求日益增强的趋势。该标准经历了多个版本的修订与更新：第一版（IEC61587-1:2004）：2004年首次发布，为IEC60917和IEC60297系列机械结构提供了初步的环境试验要求和试验装置规范，奠定了该标准体系的基础框架。第二版（IEC61587-1:2011）：2011年发布第二版，在试验方法、环境条件分类和性能评价指标等方面进行了系统性修订，增强了标准的可操作性和适用性。第三版（IEC61587-1:2016）：2016年发布第三版，根据电子设备小型化、模块化的发展趋势以及新型环境应力试验技术的最新成果，对试验项目和条件设置进行了优化调整。第四版（IEC61587-1:2022）：2022年1月7日正式发布，为现行有效版本。该版本在继承前版框架的基础上，结合近年来电子设备机械结构的技术进步和市场需求变化，对内容进行了全面修订和技术性更新。IEC61587-1:2022替代了IEC61587-1:2016，作为该标准系列的最新版本，体现了国际电工电子领域先进的技术理念和试验经验，对于指导全球电子设备机械结构的环境适应性验证具有重要指导意义。2.3修订的主要驱动因素驱动本版标准修订的主要因素包括以下几个方面：技术发展驱动：随着电子设备向更高功率密度、更小体积和更严苛应用环境方向发展，原有的环境试验条件已难以充分覆盖新型产品的实际使用需求。特别是5G通信设备、数据中心服务器、新能源汽车电子控制系统等新兴应用场景，对机械结构的散热性能、抗振动能力和环境耐受性提出了更高要求。市场需求驱动：全球电子设备制造产业链分工日益细化，跨国企业需要在不同国家和地区的供应商之间实现机械结构产品的互换性和兼容性。统一的试验方法和评价标准有助于降低贸易成本，提高供应链效率。标龄到期驱动：根据IEC导则和标准化工作规范，标准需要定期进行复审和维护。IEC61587-1:2016版本的维护周期已届满，需通过系统修订确保标准内容的时效性和适用性。三、标准主要内容与技术框架3.1标准适用范围IEC61587-1:2022适用于以IEC60917和IEC60297系列标准为基础的电气和电子设备机械结构产品，包括但不限于：-19英寸机柜（符合IEC60297系列标准）-模块化机箱和插箱（符合IEC60917系列标准）-插拔单元、印制板组件等内部机械结构件-配套的安装附件和连接元件该标准所规定的试验项目用于评估机械结构在预期使用环境条件下的性能表现，包括结构完整性、尺寸稳定性、防护能力以及安全性能等方面。3.2环境要求本标准的“环境要求”部分对机械结构产品应当承受的环境条件及其相应的试验方法进行了详细规定：（1）气候环境试验气候环境试验旨在验证机械结构在温度、湿度等气候因素作用下的适应能力，主要包括：-低温试验：在规定低温条件下验证机械结构材料的力学性能和尺寸稳定性，评估其在寒冷环境下的正常工作能力；-高温试验：在规定高温条件下评估机械结构的耐热性能，验证材料的老化特性和结构的热稳定性；-恒定湿热试验：在高温高湿环境条件下考核机械结构的防潮性能和耐腐蚀能力；-温度变化试验：模拟温度急剧变化的场景，验证结构在不同温度交替作用下抵抗热应力损伤的能力；-防护等级试验：依据IEC60529标准对机械结构外壳提供的防固体异物和防水进入的保护等级（IP代码）进行验证。（2）机械环境试验机械环境试验用于评估机械结构在运输、安装和使用过程中承受机械应力的能力，主要包括：-振动试验：在规定频率范围和加速度幅值条件下进行正弦振动或随机振动试验，考核结构的抗振性能和疲劳强度；-冲击试验：在规定峰值加速度和脉冲持续时间条件下进行冲击试验，验证结构在突然冲击载荷下的结构完整性和功能可靠性；-碰撞试验：模拟运输过程中反复碰撞导致的机械应力累积效应，评估结构在重复冲击条件下的耐受能力。（3）性能评价准则标准针对各项试验项目规定了明确的性能评价准则，包括试验后的外观检查要求、尺寸变化允许范围、紧固件松动判定标准以及功能完好性验证方法等，确保试验结果的可比性和判定的一致性。3.3试验装置要求为保证不同实验室之间试验结果的可比性和可重复性，IEC61587-1:2022对试验装置提出了详细的技术要求：（1）试验设备的通用要求标准规定环境试验箱应满足温度均匀性、温度波动度和湿度控制精度等方面的技术指标要求，振动台和冲击台则应满足频率范围、波形失真度、横向运动比等性能参数要求。（2）安装与固定装置标准对试品在试验设备上的安装方式进行了统一规定，包括安装接口的形式、尺寸和公差要求，安装方向的选择原则，以及避免共振和附加应力的具体措施，确保试验负载条件与实际使用条件之间具有合理的对应关系。（3）测量与数据采集系统3.4安全方面安全要求是本版标准重点关注的内容之一，体现了标准对人员安全和环境保护的技术关切：（1）试验过程安全标准对试验人员和操作设备的安全防护提出明确要求，包括高温试验后的冷却安全操作、振动试验的运动部件防护、电气安全接地等。（2）结构安全性能标准对机械结构在极限条件下的安全性能提出了评价要求，包括锐边和尖角的防护、运动部件的安全间隙、承载能力的安全性验证、电缆入口和保护导体的安全要求等。（3）环保与可持续性标准强调试验过程和产品设计中应关注环境保护和资源节约，对材料的可回收性、有害物质的限制使用和试验废物的规范处理提出了相关要求。四、主要参编单位与标准实施机构4.1国际电工委员会第48D技术委员会（IEC/TC48D）经过近四十年的发展，IEC/TC48D已成为电子设备机械结构领域国际标准制定的核心技术平台。该技术委员会目前设有多个工作组（WorkingGroup）和项目组（ProjectTeam），分别负责不同方向的标准制定和维护工作：-WG1（尺寸与结构工作组）：负责IEC60917和IEC60297系列标准中有关机械结构尺寸、安装接口和模块化设计规范的制定与维护；-WG2（试验方法工作组）：负责IEC61587系列标准中环境试验方法、试验装置要求和评价准则的研究与制定，本标准的修订工作主要由该工作组承担；-WG3（安全与防护工作组）：负责机械结构的机械安全、防火防护和环境保护相关标准的制定；-PT61587-1（项目组）：专项负责IEC61587-1:2022版本的修订工作，该项目组汇集了来自德国、中国、美国、日本、法国等主要工业国家的标准化专家，项目组召集人由德国专家担任。IEC/TC48D在标准的制定和修订过程中，严格执行IEC标准化导则所规定的程序框架，遵循公开透明、协商一致的基本原则。标准的制定流程主要包括以下几个阶段：（1）提案阶段（PWI/NP）：由成员国国家委员会或技术委员会内部提出新工作项目建议，经投票表决通过后正式立项；（2）起草阶段（WD）：由项目组起草工作草案，系统梳理国内外相关技术资料和行业需求；（3）委员会草案阶段（CD）：草案提交各成员国国家委员会征求意见，项目组对反馈意见进行逐条处理和响应；（4）国际标准草案阶段（DIS）：经成员国投票通过的标准草案提交至中央办公室进行最终编辑和发布准备；（5）最终国际标准草案阶段（FDIS）：各成员国进行最终投票，获得规定比例同意票后正式发布为国际标准。中国作为IEC的正式成员国，长期以来积极参与IEC/TC48D的各项标准化工作。中国国家委员会依托全国电工电子设备结构标准化技术委员会（SAC/TC34）组织国内专家深度参与IEC61587-1:2022的修订工作，将国内机械结构制造行业的技术需求和实践经验有效传递至国际标准制定过程，为推动该标准的完善和发布发挥了积极作用。4.2标准在我国的转化实施情况作为国际电工委员会的重要成员国，我国高度重视IEC国际标准的转化实施工作。按照国家标准化管理委员会的统一部署，IEC61587-1:2022标准已由全国电工电子设备结构标准化技术委员会（SAC/TC34）组织完成比对分析和适用性评估，目前正在积极推进转化为国家标准的工作。在标准转化过程中，技术委员会将充分考虑我国电子设备机械结构行业的技术发展水平和产业实际需求，确保国际标准在我国的适用性和可操作性。五、标准实施意义与应用前景5.1促进国际贸易便利化作为一项国际通用的试验方法标准，IEC61587-1:2022为全球电子设备机械结构的质量评价提供了统一的技术语言和判定准则。各国制造商按照同一标准进行产品检验和认证，有效避免了因试验方法差异导致的技术性贸易壁垒，降低了产品的国际贸易成本，提升了市场准入效率。该标准对机械结构在典型环境应力条件下的性能指标提出了系统要求，为企业开展产品设计验证、生产工艺改进和质量控制提供了明确的技术目标。标准的实施有助于引导企业加强可靠性设计意识，提升产品的环境适应性和长期稳定性，推动产业从“满足基本功能”向“追求高可靠性”转型升级。5.3支撑新兴应用领域发展随着5G通信、人工智能、云计算、物联网等新一代信息技术的快速普及，电子设备的应用场景日益多元化和复杂化。从数据中心的大型服务器机柜到户外基站的紧凑型机箱，从工业控制系统的抗振机架到车载电子设备的耐候结构，IEC61587-1:2022为各类新兴应用场景中的机械结构选型和验证提供了权威的技术依据。5.4引领绿色低碳发展方向该标准对材料的环保性能和试验过程的资源消耗给予了充分关注，体现了国际标准化领域对可持续发展和绿色制造理念的积极响应。标准中关于有害物质限制和环境友好材料应用的相关要求，将引导机械结构制造企业加快绿色工艺创新步伐，推动整个产业链向低碳环保方向迈进。六、结论与展望IEC61587-1:2022《电气和电子设备的机械结构IEC60917和IEC60297系列的试验第1部分：环境要求、试验装置和安全方面》是国际电工委员会在电子设备机械结构标准化领域的标志性成果。该标准以系统化的环境条件分类