IEC 62271-1052021 RLV 高压开关设备和控制设备第105部分额定电压1kV以上52kV及以下交流开关熔断器组合标准立项发展报告

高压开关设备和控制设备第105部分：额定电压1kV以上52kV及以下交流开关熔断器组合标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:High-voltageSwitchgearandControlgear-Part105:AlternatingCurrentSwitch-fuseCombinationsforRatedVoltagesabove1kVuptoandincluding52kV摘要随着全球电力工业的快速发展和新能源接入规模的持续扩大，中压配电系统对设备的安全性、可靠性和智能化水平提出了更高要求。交流开关熔断器组合作为中压配电领域中集开关控制和短路保护于一体的关键设备，其标准化工作对保障电力系统安全运行具有重要意义。本报告基于国际电工委员会（IEC）发布的IEC62271-105:2021RLV标准，系统梳理了该标准的修订背景、技术框架和核心内容，分析了标准在术语体系、试验方法、额定参数等方面的技术更新，阐述了标准的推广应用价值。该标准于2021年6月15日正式发布，替代此前的2002年版本，体现了IEC在中压开关设备领域的最新技术共识。报告还介绍了主要参与单位在标准制定过程中的技术贡献，并对标准未来的发展方向进行了展望。本报告可为电力设备制造企业、电力设计院所、检测认证机构及相关技术人员提供参考。关键词：高压开关设备；开关熔断器组合；国际电工委员会；标准修订；中压配电Keywords:High-voltageswitchgear;Switch-fusecombination;IEC;Standardrevision;Mediumvoltagedistribution1引言1.1研究背景交流开关熔断器组合是将开关设备与熔断器有机结合的一种集成式保护与控制装置，广泛适用于额定电压1kV以上至52kV及以下的中压配电系统中。该类设备兼具正常工作条件下的电流通断能力和过载及短路故障条件下的自动保护功能，在电力系统中承担着变压器保护、线路保护和电动机回路保护等重要任务。长期以来，国际电工委员会第17技术委员会（IECTC17）致力于高压开关设备和控制设备的标准化工作。其中，IEC62271-105作为专门针对交流开关熔断器组合的产品标准，自2002年首次发布以来，为全球中压开关熔断器组合的设计、制造、试验和选型提供了统一的技术依据。随着开关设备技术的不断进步、智能化需求的日益增长以及运行经验的持续积累，国际电工委员会对原标准进行了系统修订，并于2021年正式发布新版标准。1.2标准基本信息本标准编号为IEC62271-105:2021RLV，其中RLV（RedlineVersion）表示红-line版本，即在标准文本中以红色标注方式同时呈现新旧版本的技术差异，便于使用者快速辨识标准的变更内容。标准正式名称为《高压开关设备和控制设备第105部分：额定电压1kV以上52kV及以下交流开关熔断器组合》（High-voltageswitchgearandcontrolgear-Part105:Alternatingcurrentswitch-fusecombinationsforratedvoltagesabove1kVuptoandincluding52kV）。该标准由国际电工委员会（IEC）发布，标准状态为现行有效，发布机构为国际电工委员会，标准语言为英语，适用于国际范围内的设备制造商、检测认证机构和电力用户。2标准修订背景与技术发展需求2.1技术进步的驱动在IEC62271-105:2002版本发布后的近二十年中，中压开关设备领域经历了深刻的技术变革。首先，真空灭弧技术和SF₆气体绝缘技术持续进步，使得开关设备的开断能力和电气寿命显著提升。其次，固体绝缘技术、环保型绝缘气体的应用研究取得了长足进展，六氟化硫（SF₆）的温室气体效应问题日益受到国际社会的关注，推动了环保型开关设备的研发和推广。此外，智能化技术的融入使得现代开关设备具备了状态监测、故障诊断和远程通信等功能，对设备的接口定义、传感器配置和通信协议提出了新的标准化需求。2.2运行经验的积累与反馈自2002年版标准发布以来，全球范围内大量交流开关熔断器组合在实际运行中积累了丰富的运行数据和故障信息。部分技术条款在实践应用中暴露出不够明确或操作弹性过大的问题，需要通过标准修订予以优化。例如，在某些特定使用条件下，原有的试验验证方法未能充分覆盖实际工况中的严酷条件；对于辅助设备、联锁装置和操作机构等组件的规定需要更加具体和明确。2.3与其他标准的协调需求IEC62271系列标准在近年来经历了系统性的结构调整和技术更新。IEC62271-1:2017（通用规范）对术语定义、额定值、设计和结构、型式试验和出厂试验等通用要求进行了大幅修订。IEC62271-105作为系列标准的组成部分，必须与上层通用标准保持充分协调，确保标准体系内部的逻辑一致性和技术兼容性。此外，IEC62271-106（额定电压1kV以上52kV及以下交流接触器）、IEC62271-107（额定电压1kV以上52kV及以下交流熔断器保护的开关设备）等关联标准的更新也要求本标准的相应调整。2.4国际标准化法规要求根据国际电工委员会标准化工作的程序要求，所有标准在发布后均应定期进行系统评审（SystematicReview），以评估标准内容是否仍然适应当前的技术水平、市场需求和行业实践。IEC62271-105:2002版本经过多轮维护和修订评估，国际电工委员会第17技术委员会决定对该标准进行实质性的技术修订，以使其更好地满足现代电力系统对中压开关熔断器组合在性能、安全、环保和智能化等方面的综合要求。3标准核心技术与内容综述3.1标准的适用范围IEC62271-105:2021RLV明确规定其适用范围为额定电压1kV以上至52kV及以下、额定频率50Hz及以下的户内或户外安装的三相交流系统中使用的开关熔断器组合。标准涵盖了装有高压限流熔断器的三相组合装置，其中开关部分可以是负荷开关、隔离开关或基于其他开关技术构成的功能单元。该标准同时适用于手动操作、动力操作和储能操作的各类开关熔断器组合设备。3.2术语与定义的更新2021年版标准对术语和定义进行了系统梳理和更新，在保持与IEC62271-1:2017通用术语协调一致的基础上，新增和修订了多项与开关熔断器组合密切相关的专用术语。特别值得关注的是，新版标准对“转移电流”（transfercurrent）、“预期转移电流”（prospectivetransfercurrent）等关键概念的表述进行了更加精确的定义，以消除旧版标准在表述上的模糊性，为设计选型和试验验证提供统一的技术语言。3.3额定参数与技术要求在额定参数方面，2021年版标准对开关熔断器组合的额定电压、额定绝缘水平、额定频率、额定正常电流和额定短时耐受电流等参数系列进行了全面校准和更新。新版标准充分考虑了现代配电系统的实际需求，增强了设备在特殊使用条件下的适应性要求，包括高海拔地区、污秽环境和凝露条件下的性能规定。在结构设计方面，标准对开关熔断器组合的操作机构提出了更高的可靠性要求，明确了机械操作次数和电气寿命的试验验证方法。对于熔断器更换的可操作性、联锁装置的可靠性、人员安全防护等方面，标准的技术要求更加具体和细化，体现了对设备全生命周期安全性的关注。3.4型式试验与出厂试验IEC62271-105:2021RLV对试验程序进行了系统性的调整和优化。在型式试验方面，标准明确规定了以下主要试验项目及其合格判据：（1）绝缘试验：验证设备在规定的额定绝缘水平下能够承受相应的工频耐受电压、雷电冲击耐受电压和操作冲击耐受电压，确保设备在过电压条件下的绝缘可靠性。（2）温升试验：在额定电流条件下验证各部件（包括触头、连接导体、操作机构等）的温升不超过规定限值，确保设备在长期运行条件下的热稳定性。（3）主回路电阻测量：检验设备在合闸状态下导电回路的电阻水平，间接评估导电连接质量和长期运行的经济性。（4）机械操作试验：按照规定的操作次数进行循环操作验证，检验设备的机械耐久性和操作可靠性。（5）短时耐受电流和峰值耐受电流试验：验证设备在短路条件下的动热稳定能力。（6）关合和开断试验：验证开关熔断器组合在不同负载条件下完成关合和开断操作的能力，包括正常负载电流的开断、转移电流的开断以及预期短路电流下的熔断器保护配合等关键试验项目。（7）辅助和控制回路的试验：检验辅助回路和控制回路的功能完整性，确保信号传输和控制操作的准确性。（8）密封试验（适用时）：对于气体绝缘或密封型设备，验证在规定使用年限内的气体泄漏率满足要求。在出厂试验方面，标准要求每台设备在出厂前均须通过规定的例行试验项目，包括主回路工频耐压试验、辅助回路和控制回路的绝缘试验、机械操作试验以及设计检查和外观检查等，确保产品与型式试验样品的一致性。3.5与相关标准的协调与引用IEC62271-105:2021RLV充分体现了IEC标准体系的内在统一性。标准在技术内容上广泛引用了IEC62271-1:2017（通用要求）、IEC62271-102（高压隔离开关和接地开关）、IEC62271-103（额定电压1kV以上52kV及以下负荷开关）以及IEC60282-1（高压熔断器）等系列标准的相关条款，形成了完整、协调的标准技术链条。4标准的主要技术变化与IEC62271-105:2002版本相比，2021年版标准在技术内容和结构上经历了较大幅度的修订和更新，主要变化包括以下几个方面：（1）标准结构的全面调整：按照IEC62271系列标准的统一结构框架，对章节设置进行了重新规划，将通用性要求尽可能归并至IEC62271-1引用条款中，使本标准的条款更具针对性和可操作性。（2）术语和定义的系统更新：引入了若干经过精准定义的新术语，对原有术语进行了补充完善，确保各参与方对技术概念的理解一致。（3）试验要求和程序的完善：对关合开断试验的试验回路参数、试验方式和验收判据进行了更加精确的规定，补充了特定使用条件（如电缆充电电流开断等）下的试验要求。（4）技术要求的细化：对操作机构、联锁装置、位置指示器等组成部分的功能要求和验证方法进行了具体化，增强了标准的可操作性和可验证性。（5）标准适用范围的适度扩展：在保持原有产品范围的基础上，对复合功能设备、特殊用途设备等技术边界进行了更加清晰的界定。这些修订使标准的整体技术水平和适用性得到了显著提升，更好地适应当前中压配电设备的技术发展水平。5主要编制单位及技术贡献5.1国际电工委员会第17技术委员会（IECTC17）IEC62271-105:2021RLV由国际电工委员会第17技术委员会（IECTC17—High-voltageswitchgearandcontrolgear）归口管理，具体工作由其下设的17A分技术委员会（TC17A—High-voltageswitchgearandcontrolgear）负责组织起草和修订工作。国际电工委员会（IEC）成立于1906年，是全球成立最早的国际电工标准化组织，总部位于瑞士日内瓦。IECTC17技术委员会负责高压开关设备和控制设备领域的国际标准化工作，其工作范围涵盖额定电压1kV以上的各类开关设备、控制设备和相关组件的术语定义、额定值、设计与结构要求、型式试验和出厂试验方法等。TC17A分技术委员会是TC17下设的核心工作组之一，专门承担高压开关设备和控制设备具体产品标准的制修订任务，秘书处由瑞典标准协会（SIS）承担。在IEC62271-105:2021RLV的修订过程中，TC17A组织了来自各成员国的资深专家团队，历时多年完成了标准草案的起草、技术评审、意见征询和最终定稿工作。项目团队系统收集了全球范围内的运行数据、技术研究成果和用户反馈意见，充分考虑发达国家和发展中国家不同技术发展阶段的实际需求，力求在新的标准版本中实现技术先进性和全球适用性的有机统一。5.2主要贡献单位介绍瑞典通用电气（ABB）集团作为全球领先的电力和自动化技术集团，在IECTC17A框架内为IEC62271-105:2021RLV的制修订工作提供了重要的技术支持。ABB在中压开关设备领域拥有长期的研发积累和丰富的全球运行经验，其专家团队深度参与了标准中关合开断试验技术条款的起草工作，在试验回路参数的确定、转移电流试验方法的优化以及熔断器与开关之间的配合特性研究等方面发挥了关键的推动作用。施耐德电气（SchneiderElectric）作为全球能源管理和自动化领域数字化转型的领先企业，在标准的修订过程中同样发挥了重要作用。施耐德电气基于其在全球中压配电市场的丰富实践，在设备结构设计要求、联锁装置安全规定以及智能化功能接口等方面提出了大量建设性意见，推动了标准在实用性和前瞻性方面的平衡发展。此外，来自德国西门子（Siemens）、法国通用电气电网（GEGridSolutions）、日本东芝（Toshiba）等全球知名电气设备制造企业的专家，以及各成员国国家委员会的标准化专家也积极参与了标准的起草和审查工作，为标准的整体质量提供了有力保障。6标准的应用与推广价值6.1对制造业的引导作用IEC62271-105:2021RLV为全球交流开关熔断器组合制造企业提供了统一的产品设计、制造和试验依据。通过遵循本标准的技术要求，制造商可以有效保证产品的质量和性能一致性，降低因设计差异导致的可靠性风险。6.2对电力用户和设计单位的指导意义对于电力设计院、电网公司和工业用户而言，该标准为开关熔断器组合的选型、招标、验收和运维提供了清晰的技术框架。标准中对工作条件分类、额定参数系列和试验方法的规定，为不同应用场景下的设备选择提供了明确依据。6.3对检测认证和市场监管的支撑作用检测认证机构以本标准为依据开展产品型式试验和一致性验证，为市场准入和产品质量监督提供客观、公正的技术判定基础。7结论与展望IEC62271-105:2021RLV的正式发布标志着中压交流开关熔断器组合领域国际标准化工作进入了一个新的发展阶段。该标准在继承原有技术框架的基础上，经过系统修订进一步提升了技术内容的科学性、适用性和可操作性，为行业提供了更加完善的技术规范。随着能源转型的深入推进和中压配电系统智能化水平的持续提升，交流开关熔断器组合技术仍将面临新的发展机遇和挑战。未来标准的发展方向上，可以预见以下几个重要趋势：一是智能化功能的标准化需求将日益迫切；二是环保型开关技术对标准的技术内容将产生深远影响；三是标准的数字化形式（如机器可读标准）有望逐步从探索走向实用。标准是技术的结晶，更是产业发展的基石。IEC62271-105:2021RLV标准的发布实施将进一步促进中压交流开关熔断器组合行业的技术进步和国际贸易，为保障全球电力系统安全稳定运行提供坚实的技术支撑。参考文献[1]IEC62271-105:2021RLV,High-voltageswitchgearandcontrolgear-Part105:Alternatingcurrentswit