IEC 61936-12021 CMV 交流电压超过1kV和直流电压超过1.5kV的电力装置.第1部分交流标准立项发展报告

IEC61936-1:2021CMV电力装置安全标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:PowerInstallationsExceeding1kVACand1,5kVDC-Part1:AC(IEC61936-1:2021CMV)摘要随着全球电力基础设施的持续升级与新能源系统的快速部署，交流电压超过1kV的电力装置在工业、交通及城市供电领域中的应用日益广泛，其安全性、可靠性与标准化要求也随之不断提高。IEC61936-1作为国际电工委员会（IEC）在高压电力装置领域的基础性安全标准，为电力装置的设计、安装和运行提供了统一的技术准则。本报告围绕IEC61936-1:2021CMV（比较版）标准的修订背景、核心技术内容、标准架构及行业应用展开系统阐述，重点分析了该版本相比前期版本在直流系统扩展、安全防护要求、接地设计、电气间隙与爬电距离等方面的技术更新，并介绍了该标准与IEC60076、IEC60529等相关标准的协同关系。报告还详细介绍了主要参与单位——国际电工委员会第99技术委员会（IECTC99）的组织架构与工作成果。该标准的发布实施为全球电力装置的安全设计和合规评估提供了重要技术支撑，对推动电力工程领域的技术进步和国际贸易便利化具有积极的现实意义。关键词：电力装置；高压交流；安全标准；IEC61936-1；电气安全；接地设计；标准化AbstractWiththecontinuousupgradingofglobalpowerinfrastructureandtherapiddeploymentofrenewableenergysystems,powerinstallationsexceeding1kVACareincreasinglyappliedinindustrial,transportation,andurbanpowersupplysectors,leadingtohigherdemandsforsafety,reliability,andstandardization.Asafundamentalsafetystandardinthefieldofhigh-voltagepowerinstallationsdevelopedbytheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC),IEC61936-1providesunifiedtechnicalguidelinesforthedesign,installation,andoperationofpowerinstallations.Thisreportsystematicallyelaboratesonthebackground,coretechnicalcontents,standardarchitecture,andindustryapplicationsofIEC61936-1:2021CMV,withemphasisontechnicalupdatesregardingDCsystemexpansion,safetyprotectionrequirements,earthingdesign,clearancesandcreepagedistancescomparedwithpreviouseditions.ThecollaborativerelationshipswithrelevantstandardssuchasIEC60076andIEC60529arealsoanalyzed.Furthermore,thereportintroducesindetailtheorganizationalstructureandachievementsofIECTechnicalCommittee99(IECTC99).Thepublicationandimplementationofthisstandardprovideimportanttechnicalsupportforthesafetydesignandcomplianceassessmentofpowerinstallationsglobally,andexertpositivepracticalsignificanceforpromotingtechnologicaladvancementandfacilitatinginternationaltradeinthepowerengineeringsector.Keywords:powerinstallations;high-voltageAC;safetystandard;IEC61936-1;electricalsafety;earthingdesign;standardization一、引言1.1研究背景电力装置是现代社会能源供给体系的核心基础设施，其安全运行直接关系到国民经济的发展和人民生命财产的安全。随着全球电力需求的持续增长以及新能源发电、智能电网、电动汽车充电设施等新兴领域的快速发展，交流电压超过1kV的电力装置在数量、规模和复杂程度上均呈现出显著的增长趋势。据统计，全球范围内高压电力装置的市场规模在过去十年间以年均超过5%的速度持续扩大，预计到2030年将突破万亿美元级别。在这一背景下，电力装置的设计、安装和运行面临着更加复杂的安全挑战。一方面，高电压、大容量的电力装置对电气绝缘、短路耐受、电弧防护等方面提出了更高的技术要求；另一方面，越来越多的不具备专业电气知识的人员可能接触到电力装置或其邻近区域，这对标准的安全防护条款提出了更全面、更细致的要求。因此，建立一套科学、完善且与国际接轨的电力装置安全标准体系，已成为各国电力行业发展的迫切需求。1.2标准修订背景IEC61936-1标准最早于2002年发布，由国际电工委员会第99技术委员会（IECTC99）负责制定和维护。该标准作为电力装置安全领域的核心文件，为交流电压超过1kV的电力装置的设计和安装提供了系统性的安全要求。2010年，该标准发布了第二版，在结构和技术内容上进行了较大幅度的调整。2021年7月，IEC正式发布了IEC61936-1:2021第三版及其比较版（CMV），这是该标准发展历程中又一次重要的技术升级。IEC61936-1:2021CMV（ComparisonVersion，比较版）是国际电工委员会推出的一种特殊版本形式，其在同一个文档中同时呈现了当前版本的正式内容和与前一版本相比的技术变更标注，通过不同的颜色和边线标记帮助用户直观地识别技术变化，极大地方便了标准使用者对修订内容的理解和把握。这种版本形式在IEC标准中并不常见，体现了本次修订的重要性和影响力。二、标准范围与核心架构2.1标准的适用范围IEC61936-1:2021适用于交流电压超过1kV的电力装置的设计和安装，涵盖发电、输电、配电和用电等各个环节中的电力装置。具体包括但不限于以下场所和系统：-发电厂（含火力发电、水力发电、核能发电及可再生能源发电设施）中的电力装置；-变电站和开关站中的电力装置（含户内、户外及地下设施）；-电力输电线路和配电线路的终端设备及相关附属设施；-工业企业和大型商业设施中的高压用电设备及其供电系统；-电力储能系统中涉及高压交流部分的设计和安装。值得注意的是，该标准明确将交流电压超过1kV作为适用起点，而对于直流电压超过1.5kV的电力装置，虽然标准名称中提及了直流范围，但其具体技术要求主要由IEC61936-1的后续部分（如Part2:DC）或其他相关标准予以规定。2.2标准体系架构IEC61936-1:2021在整体架构上延续了前版标准的框架体系，但在具体章节安排和技术内容上进行了优化和调整。标准的主体内容包括以下几个重要板块：人员安全防护要求板块：系统地规定了电力装置中人员安全防护的基本要求，涵盖防触电保护、防电弧伤害、防机械伤害等方面。该板块特别强调了安全防护措施的整体性和协调性，要求设计人员综合考虑直接接触防护和间接接触防护等多层次措施。装置设计与选型板块：对电力装置的设备选型、布置方式、导体选择、绝缘配合等方面提出了明确的技术要求，确保装置在正常运行和故障工况下均能满足安全性能指标。安装与施工技术要求板块：对电力装置的安装过程提出了详细的技术规范，包括安装工艺、连接方式、紧固要求、标识设置等，以保证装置在施工阶段的质量可控性和安全性。检验与维护要求板块：规定了电力装置的验收检验、定期检测和维护管理的基本要求，为装置的长期安全运行提供了制度性保障。三、核心技术内容分析3.1电气安全防护要求防直接接触保护是电力装置安全设计的首要任务。IEC61936-1:2021延续了"预防为主、多重防护"的安全理念，对防直接接触保护提出了更加系统和严格的要求。标准明确要求：所有带电部件必须设置在至少具有适当防护等级（IP等级）的外壳内，或安装于遮挡物后方，或设置在伸臂范围之外。标准对不同电压等级和不同场所条件下的安全距离进行了精确规定，并引入了基于失效安全原则的设计理念，确保即使在保护措施部分失效的情况下，人员安全仍能得到基本保障。防间接接触保护方面，标准要求对电力装置中可能因绝缘故障而呈现危险电位的外露可导电部分采取有效的保护措施。标准系统性地阐述了保护接地、保护等电位联结、自动切断电源、双重绝缘或加强绝缘等多种防护方法及其适用条件，并要求根据系统的接地型式（TN、TT、IT）合理选择相应的保护措施。防电弧伤害保护是本次修订中重点强化的内容之一。标准充分认识到内部电弧故障对人员和设备的严重威胁，针对中压开关设备、变压器等可能发生内部电弧故障的设备，提出了更为明确的电弧防护设计要求，包括电弧故障的检测与快速切除、电弧泄压通道的合理设置、安装场所的布局优化等。3.2接地系统设计与要求接地系统是电力装置安全运行的重要基础。IEC61936-1:2021对接地系统设计提出了全面且细致的技术要求：在接地类型方面，标准详细规定了工作接地、保护接地、防雷接地和电子系统接地等不同接地类型的功能定位和技术要求，要求各类接地系统应根据装置特点合理设置并协调配合。在接地电阻值方面，标准给出了接地装置工频接地电阻的推荐限值，并要求设计时充分考虑土壤电阻率、接地故障电流大小及持续时间、地电位升允许值等因素的影响。标准强调，接地系统的设计应以限制接触电压和跨步电压在允许范围内为核心目标，而非简单追求某一固定的接地电阻值。在接地装置设计方面，标准对水平接地极、垂直接地极、接地网格等形式的选择和布置提供了技术指导，并要求接地导体应具有足够的截面积和耐腐蚀性能，接地装置的预期使用寿命应不低于电力装置本身的设计寿命。3.3电气间隙与爬电距离电气间隙和爬电距离的正确确定是保证电力装置绝缘性能和安全运行的关键因素。IEC61936-1:2021根据绝缘配合的基本原理，对不同电压等级、不同污染等级和不同海拔条件下的最小电气间隙和最小爬电距离给出了明确的技术参数。标准将污染等级划分为四级（1级至4级），分别对应从几乎无污染到持续性导电污染的不同环境条件。设计人员应根据电力装置实际安装环境的污染状况选择合适的污染等级，并据此确定相应的爬电距离。同时，标准考虑了海拔高度对电气间隙的影响，要求海拔超过1000m时应对电气间隙进行修正。3.4设备选型与布置要求在设备选型方面，IEC61936-1:2021要求所选用的电气设备应符合相应的IEC产品标准，并满足装置在设计条件下的运行要求。标准特别强调了设备在短路条件下的耐受能力、在过电压条件下的绝缘承受能力以及在特定环境条件下的适应性能。在布置要求方面，标准对电力装置中各设备之间的安全距离、设备与建筑物之间的安全距离、通道宽度和高度、安全出口的设置等方面均给出了明确要求。这些要求充分考虑了设备的操作、维护、检修和应急处理等不同工况下的人员安全需求。四、主要参与单位介绍4.1IECTC99技术委员会IEC61936-1:2021由国际电工委员会（IEC）第99技术委员会（TC99）归口管理。IECTC99全称为"系统安装和防护协调技术委员会"（Systemsengineeringanderectionofelectricalpowerinstallationsinsystemswithnominalvoltagesabove1kVACand1.5kVDC），是IEC内部专门负责交流电压超过1kV和直流电压超过1.5kV电力装置标准化工作的技术机构。IECTC99成立于1992年，其工作范围涵盖电力装置的系统设计、设备安装、防护措施协调以及与其他相关技术委员会的标准衔接与协调。该技术委员会汇聚了来自全球各主要工业国家的标准化专家和电气工程技术人员，其成员包括德国、法国、英国、美国、中国、日本等数十个IEC成员国。TC99的工作成果直接服务于全球电力基础设施建设，其发布的标准被世界各国广泛采用，对促进电力工程领域的国际贸易和技术交流发挥了重要作用。在IEC61936-1:2021的修订过程中，TC99组织了多轮国际范围内的草案讨论和技术评审，充分吸纳了各国在电力装置设计、运行和维护方面的实践经验与技术创新成果。TC99下设多个工作组（WorkingGroup）和项目组（ProjectTeam），分别负责标准的不同部分和专题领域。其中，负责IEC61936-1修订工作的项目团队由来自德国、法国、中国等多个国家的技术专家组成，历时多年完成了标准的技术内容更新和文本修订工作。4.2其他参与组织除了IECTC99外，IEC61936-1:2021的制定和修订过程中还得到了多个国际组织和区域标准化机构的积极参与和贡献。欧洲电工标准化委员会（CENELEC）将该标准等同采用为欧洲标准（ENIEC61936-1），使其成为欧盟成员国电力装置安全设计的共同技术依据。此外，国际大电网会议（CIGRE）、国际供电会议（CIRED）等国际学术组织也在技术层面为标准修订提供了有益的支持和建议。五、标准应用与行业影响5.1在电力行业的应用IEC61936-1:2021作为电力装置安全设计的基础性标准，在电力行业具有广泛的应用场景。对于电力设计院和工程咨询公司而言，该标准是开展高压电力装置初步设计和施工图设计的重要技术依据；对于电力设备制造商而言，该标准中与设备选型和布置相关的要求直接影响产品的技术参数确定和结构设计；对于电力运维企业和终端用户而言，该标准为电力装置的运行维护和安全检查提供了技术准则。5.2与其他标准的协调IEC61936-1:2021在电力装置安全标准体系中处于核心地位，它与众多相关标准之间建立了良好的协调关系。在高压开关设备和控制设备方面，它与IEC62271系列标准（如IEC62271-1、IEC62271-200等）密切配合；在变压器方面，它与IEC60076系列标准相互衔接；在绝缘配合方面，它与IEC60071系列标准保持一致；在外壳防护等级方面，它与IEC60529标准相匹配。这种标准的协调配套关系确保了从设备层面到系统层面的安全要求能够有效衔接和整体落地。六、结论与展望IEC61936-1:2021CMV的发布是电力装置安全标准化领域的一项重要成果。该标准在继承前版框架的基础上，结合全球电力行业的技术发展和实践经验，对电力装置的设计、安装和安全防护要求进行了全面修订和完善。新版标准更加注重人员安全防护的整体性和系统性，强化了对电弧故障等重大安全风险的防控要求，同时保持了与相关IEC标准的良好协调性。展望未来，随着全球能源转型的深入推进、数字化和智能化技术在电力领域的广泛应用，电力装置安全标准将面临新