IEC 61558-2-22022 变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全.第2-2部分控制变压器和包含控制变压器的电源装置的特殊要求和试验标准立项发展报告

变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全第2-2部分：控制变压器和包含控制变压器的电源装置的特殊要求和试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SafetyofTransformers,Reactors,PowerSupplyUnitsandCombinationsThereof-Part2-2:ParticularRequirementsandTestsforControlTransformersandPowerSupplyUnitsIncorporatingControlTransformers摘要随着工业自动化、智能电网及可再生能源领域的快速发展，控制变压器作为电气控制系统中的关键部件，其安全性能直接关系到设备运行可靠性及人身财产安全。IEC61558-2-2:2022《变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全第2-2部分：控制变压器和包含控制变压器的电源装置的特殊要求和试验》由国际电工委员会（IEC）第96技术委员会（TC96）归口制定，于2022年10月19日正式发布。本报告对该标准的立项背景、技术内容、修订历程及行业影响进行系统梳理与分析。该标准在IEC61558-1通用要求基础上，针对控制变压器及其组合电源装置的特殊性，规定了额定值、分类、标志、电气安全、机械安全、热性能及试验方法等方面的专项技术要求。标准涵盖了包括电气强度、温升限值、短路承受能力、空载电流等关键技术指标，并引入了对新型绝缘材料和电子保护元件应用的适应性规定。本报告的编制旨在为标准使用者提供全面的技术解读和实施参考，促进我国相关产品标准与国际接轨，推动行业技术水平整体提升，并为国内标准制修订工作提供借鉴与参照。关键词：控制变压器；电源装置；安全要求；特殊试验；IEC61558-2-2；国际标准；电气安全Keywords:ControlTransformers;PowerSupplyUnits;SafetyRequirements;ParticularTests;IEC61558-2-2;InternationalStandards;ElectricalSafety1引言1.1标准立项背景控制变压器广泛应用于工业控制、机床电器、信号系统、照明控制及通信设备等领域，其主要功能是将电网电压变换为控制系统所需的低电压，为控制电路、信号电路及指示电路提供安全可靠的电源。随着电力电子技术和新材料技术的快速发展，控制变压器的产品形态、绝缘结构和保护方式均发生了显著变化，对安全性能提出了更高要求。国际电工委员会（IEC）作为全球最具权威性的国际标准化组织之一，其制定的IEC61558系列标准是变压器、电抗器及电源装置安全领域的基石性文件。其中，IEC61558-2-2作为该系列的第二部分专项标准，专门针对控制变压器及其组合电源装置的特殊要求进行规定，与IEC61558-1通用要求配套使用，构成完整的安全评价体系。1.2标准体系定位IEC61558标准体系采用"通用要求+专项要求"的结构模式。IEC61558-1规定了变压器、电抗器、电源装置及其组合的安全通用要求，而IEC61558-2-2则在该框架下针对控制变压器及包含控制变压器的电源装置提出特殊要求。两者配套使用，缺一不可。该标准涵盖额定电源电压不超过交流1000V或直流1500V的控制变压器及相应电源装置，其额定输出功率和额定输出电流根据IEC61558-1的规定执行。2适用范围与规范性引用2.1适用范围IEC61558-2-2:2022适用于：-单相或多相空气冷却型控制变压器（配套或独立型）；-包含控制变压器的电源装置；-干式变压器；-额定电源电压不超过交流1000V或直流1500V；-额定工作频率不超过500Hz；-内装或独立使用的产品。该标准不适用于外部电路及其元器件。对于包含电子电路的控制变压器，标准的适用参照IEC61558-1的相关条款，并附录B、C、E分别对包含电子电路的变压器、例行试验及安全隔离变压器的特殊要求进行了补充规定。2.2规范性引用文件标准规范性引用了多项IEC关键文件，主要包括：-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（现行有效版本）-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-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：冲击上述引用文件共同构成了控制变压器安全评价的完整技术依据。3关键技术要求与试验方法3.1一般要求与试验条件标准要求控制变压器及其电源装置的设计和制造应确保在正常使用条件下及合理可预见的异常情况下不会对人员、家畜及财产造成危害。所有试验应在环境温度20℃±5℃、相对湿度45%-75%的大气条件下进行，试验电源的电压波形应为正弦波，频率偏差不超过额定值的±0.5%。3.2额定值与分类标准对控制变压器的额定值规定了明确要求，包括额定电源电压、额定输出电压、额定输出电流、额定频率及额定输出容量等参数。分类方面，控制变压器按安装类别（I-IV）、防护等级（IP代码）、耐热等级（A、E、B、F、H级）以及工作制（连续、短时、断续）等维度进行系统分类，为产品设计和选用提供依据。3.3标志与说明书标准对标志提出了详细要求：每台变压器应清晰标示制造商名称或商标、产品型号或系列号、额定电源电压及频率、额定输出电压和电流、绝缘等级、防护等级及标准编号等信息。随附说明书应包含安装说明、使用条件限制、维护保养要求及安全警示等内容。3.4电气安全要求3.4.1绝缘电阻标准要求控制变压器的各绕组之间、绕组与铁芯及屏蔽之间的绝缘电阻在正常环境条件下应不低于规定限值。具体试验电压分为500V（额定电压不超过250V）和1000V（额定电压超过250V）两个等级。3.4.2电气强度电气强度试验（耐压试验）是考核绝缘系统可靠性的核心项目。表1列出了不同部位所对应的试验电压要求。表1电气强度试验电压（有效值）|试验部位|试验电压（V）||---------|-------------||独立绕组之间|4000||绕组与铁芯（或屏蔽）之间|4000||带电部件与手柄/操作件之间|4000||不同极性带电部件之间（如适用）|4000|试验部位依据IEC61558-1:2017表5B确定，试验时间持续60秒，应无闪络或击穿现象。3.4.3爬电距离与电气间隙依据IEC60664-1的绝缘配合要求，标准对不同工作电压下的最小爬电距离和电气间隙进行了规定。具体数值取决于污染等级、材料组别及海拔修正系数等因素。控制变压器内部关键部位的电气间隙和爬电距离应满足表2的最低要求。表2最小电气间隙和爬电距离（基本绝缘，污染等级2，材料组别IIIa）|工作电压（V）|电气间隙（mm）|爬电距离（mm）||--------------|---------------|---------------||≤50|0.5|0.6||100|0.8|1.0||250|1.5|2.5||400|3.0|4.0||630|5.5|6.3||1000|8.0|10.0|3.5温升限值温升试验是考核控制变压器热安全性能的关键验证项目。依据不同绝缘耐热等级，标准对绕组的温升限值作了明确规定，详见表3。表3绕组温升限值（电阻法测定）|绝缘耐热等级|温升限值（K）||-------------|--------------||A级（105℃）|85||E级（120℃）|95||B级（130℃）|100||F级（155℃）|115||H级（180℃）|130|3.6短路承受能力控制变压器应具备在输出端短路时确保安全的能力。标准规定，在额定电压下连续短路15分钟（或直至保护装置动作），变压器不得产生火焰、熔化金属、有害气体等危险，且短路试验后绕组温升不得超过规定限值。对于带有过载保护装置的电源装置，保护装置应在规定时间内可靠动作。3.7空载电流与损耗标准要求空载电流和空载损耗的实测值不应显著偏离制造商标称值，以确保变压器设计合理、制造质量稳定。3.8机械强度与防护控制变压器应具备足够的机械强度，以承受运输、安装和使用过程中的正常振动和冲击。标准依据IEC60068-2-6和IEC60068-2-27规定振动和冲击试验方法。壳体和接线端子应有足够的机械强度，防止正常使用中发生损坏。防护等级应符合相应IP代码要求，防止固体异物和水的侵入。3.9耐热、耐燃与耐电痕化标准对绝缘材料提出了耐热、耐燃和耐电痕化方面的性能要求。外部绝缘部件应通过灼热丝试验（IEC60695-2-11）和针焰试验，支撑带电部件的绝缘材料应具有不低于IEC60112规定的相应CTI（相对电痕指数）等级，以降低因表面漏电起痕引发火灾的风险。3.10电磁兼容性（EMC）随着电子保护和控制元件在控制变压器中的应用日益广泛，标准对其电磁兼容性提出了相应要求。相关试验项目和限值要求参照IEC61558-1:2017附录R执行。4修订历程与主要技术变更IEC61558-2-2自1982年首次发布以来，经历了多次修订和技术更新。1997年，IEC发布了第二版，对结构进行了全面调整。2011年发布第三版，与IEC61558-1:2009配套使用。本次2022年第四版为重大技术修订，主要变更包括：1.与IEC61558-1:2017的结构和条款编号全面对齐；2.更新了规范性引用文件至最新版本；3.增加了对含电子电路的控制变压器EMC要求的明确指引；4.修订了绝缘协调要求，与IEC60664-1最新版本保持一致性；5.明确了不同类型控制变压器的试验条件和判定准则；6.对标志和说明书要求进行了细化和完善。5主要参与单位和组织5.1归口技术委员会IEC61558-2-2由IEC/TC96（变压器、电抗器、电源装置及其组合技术委员会）归口管理。TC96成立于1960年代初，秘书处承担单位为德国DIN（德国标准化协会），主席及召集人来自德国、法国、中国、日本等主要成员国。目前，TC96设有多个工作组分别负责通用要求、专项要求、测试方法及术语标准的制修订工作。中国作为P成员积极参与TC96的各项活动，由全国变压器标准化技术委员会（SAC/TC44）对接。5.2国内主要参与单位中国电器工业协会中国电器工业协会（ChinaElectricalEquipmentIndustryAssociation，CEEIA）是经民政部批准成立的全国性行业组织，在标准制修订领域发挥了重要的组织协调作用。该协会承担着国内电工行业标准化技术归口管理工作，积极组织行业力量参与IEC标准的制修订工作。在IEC61558系列标准的转化与实施过程中，中国电器工业协会充分发挥行业纽带作用：-组织国内骨干企业、检测机构和科研院所成立标准工作组，参与国际标准讨论，反映我国产业技术诉求；-协调推进国家标准GB/T19212系列（等同采用IEC61558系列）的制修订进程，确保国际标准与国内标准的协调一致；-组织开展标准宣贯培训，促进企业准确理解和有效实施标准要求；-搭建技术交流平台，推动行业共性技术问题的协同解决。中国电器工业协会长期以来积极参与国际标准化活动，多次派员出席IEC/TC96年会和工作组会议，在控制变压器安全领域的多项技术讨论中贡献了中国方案和行业智慧，为提升我国在该领域的国际话语权发挥了积极作用。6标准实施意义与影响6.1对行业发展的促进作用IEC61558-2-2:2022的发布实施对我国控制变压器行业产生了深远的积极影响。首先，该标准为产品设计、制造和检验提供了统一的技术准则，有利于规范市场秩序，淘汰不符合安全要求的落后产能；其次，标准对绝缘配合、热安全、短路承受等关键指标的严格要求倒逼企业加大技术投入，提高产品可靠性和安全性；最后，与最新国际标准接轨有助于消除技术性贸易壁垒，促进产品出口和国际市场准入。6.2与国内标准的协调关系我国已等同采用IEC61558系列标准制定了GB/T19212系列国家标准。IEC61558-2-2:2022的对应国家标准版本将适时同步更新。标准的动态更新机制保证了我国控制变压器安全技术要求与国际先进水平保持同步，为国内相关产品进入国际市场提供了技术支撑。6.3对用户和消费者的保护意义控制变压器广泛应用于工业控制、轨道交通、新能源等对安全性要求极高的领域。该标准的严格执行将有效降低因变压器绝缘失效、过热、短路等故障引发的人员触电和火灾风险，切实保障设备操作人员和最终用户的生命财产安全。7结论与展望IEC61558-2-2:2022作为控制变压器安全领域的核心国际标准，其发布实施为全球控制变压器及相关电源装置的设计、制造和检验提供了科学、严谨的技术依据。该标准通过与IEC61558-1的紧密配合，构建了从通用要求到专项试验的完整安全评价体系，体现了国际社会对电气安全的高度重视和持续追求。展望未来，随着智能制造、新能源技术和物联网应用的深入发展，控制变压器产品将朝着高效率、高功率密度、智能化方向不断演进，对安全标准也必将提出更新更高的要求。建议国内相关企业和检测机构密切跟踪IEC/TC96的最新工作动态，积极参与国际标准制修订工作，同步推进国内标准更新完善，不断提升我国在该领域的技术水平和国际影响力。参考文献[1]IEC61558-2-2:2022,Safetyoftransformers,