IEC 61557-92023 1000V AC和1500V DC以下低压配电系统的电气安全.保护措施的试验、测量或监测设备.第9部分IT系统中绝缘故障定位设备标准立项发展报告

电气安全标准立项发展报告：IEC61557-9:2023绝缘故障定位设备标准StandardizationDevelopmentReport:ElectricalSafetyinLowVoltageDistributionSystemsupto1000VACand1500VDC–EquipmentforInsulationFaultLocationinITSystems(IEC61557-9:2023)摘要随着现代工业与医疗场所对供电连续性要求的不断提高，IT系统（不接地系统）因其在发生单相接地故障时仍可持续供电的特性而得到广泛应用。然而，绝缘故障的快速精确定位始终是保障此类系统安全运行的关键技术难题。IEC61557-9:2023《1000VAC和1500VDC以下低压配电系统的电气安全—保护措施的试验、测量或监测设备—第9部分：IT系统中绝缘故障定位设备》由国际电工委员会（IEC）第85技术委员会（TC85）归口制定，于2023年12月14日正式发布，替代2014版标准。该标准规定了IT系统中绝缘故障定位设备的技术要求、试验方法、性能指标及安全要求，涵盖信号注入法、定位精度、抗干扰能力等核心技术参数。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术演进历程、主要内容框架、关键试验方法与性能要求，详细介绍了主要参与单位的技术贡献，并展望了绝缘故障定位技术的未来发展趋势。本标准的发布实施将为低压配电系统的电气安全监测提供更加完善的技术依据，对提升医疗、工业、交通等领域供电系统的安全性和可靠性具有重要的指导意义。关键词：绝缘故障定位；IT系统；低压配电系统；电气安全；IEC61557；保护措施监测；故障定位设备；标准制定Keywords:InsulationFaultLocation;ITSystems;LowVoltageDistributionSystems;ElectricalSafety;IEC61557;MonitoringofProtectiveMeasures;FaultLocationEquipment;Standardization一、引言1.1研究背景在现代社会对电力供应可靠性要求日益提高的背景下，IT系统（IsoléTerre，即中性点不接地系统）以其独特的故障耐受能力在医疗场所、工业生产、船舶舰艇、矿山等对供电连续性要求极高的领域得到广泛应用。IT系统在发生第一次接地故障时，系统可继续运行而不中断供电，这为关键负荷的持续供电提供了可靠保障。然而，故障的持续存在意味着系统处于带故障运行状态，若不及时定位并排除故障，当发生第二次接地故障时可能引发相间短路，造成严重的电气安全事故。绝缘故障定位设备（IFL，InsulationFaultLocationEquipment）正是为解决这一问题而开发的专用检测装置。此类设备能够在系统带电运行状态下，通过信号注入与检测技术，准确确定绝缘故障点的位置，为运维人员提供精确的故障排查依据，从而大幅缩短故障处理时间，降低停电损失和安全风险。多年来，绝缘故障定位设备的技术原理和测试方法在国际上缺乏统一的技术标准。各制造商的产品在信号注入方式、定位精度、抗干扰能力等方面存在较大差异，给用户选型、系统设计、工程验收和运行维护带来了诸多困难。制定统一的国际标准，规范产品的技术要求和试验方法，成为行业发展的迫切需求。1.2标准立项意义IEC61557系列标准是国际电工委员会制定的关于低压配电系统中保护措施试验、测量或监测设备的系列标准，涵盖了绝缘电阻测试、接地电阻测量、剩余电流监测等多个方面。IEC61557-9作为该系列的第9部分，专注于IT系统中绝缘故障定位设备的技术要求和试验方法，填补了该领域国际标准的空白。本标准的制定和发布具有多方面的重要意义：其一，为用户选择和使用绝缘故障定位设备提供了统一的技术评判依据，便于不同厂商产品之间的性能比较；其二，对制造商而言，明确了产品设计和生产的性能指标要求，促进了行业内技术水平的整体提升；其三，对检测认证机构而言，提供了标准的试验方法和判定准则，有利于开展规范化的产品检测与认证工作；其四，对工程设计人员而言，为IT系统的绝缘监测方案设计提供了明确的技术参考，促进了电气的安全可靠运行。二、标准概述2.1标准基本信息IEC61557-9:2023由国际电工委员会第85技术委员会（IEC/TC85——测量、控制和实验室设备）归口制定。TC85负责电工和电子测量设备、工业过程测量控制和自动化设备等领域的标准化工作，在电气测量与试验设备领域具有广泛的国际权威性。本标准于2023年12月14日正式发布，现行有效，替代了2014年发布的上一版本（IEC61557-9:2014）。标准语种为英语和法语，在国际贸易和技术交流中具有广泛的适用性。2.2标准适用范围IEC61557-9:2023适用于额定电压不超过1000VAC或1500VDC的低压配电系统中，用于IT系统绝缘故障定位的设备和装置。具体适用范围包括：-在IT系统中用于定位绝缘故障位置的设备；-能够与绝缘监测装置（IMD，InsulationMonitoringDevice）配合使用的故障定位系统；-适用于交流、直流或交直流混合IT系统的故障定位设备。需要指出的是，本标准规定的绝缘故障定位设备通常与符合IEC61557-8要求的绝缘监测装置配合使用，两者共同构成IT系统的完整绝缘监测与故障定位方案。三、标准技术内容分析3.1术语与定义本标准对绝缘故障定位领域的核心术语进行了明确定义，为统一理解和使用提供了基础。关键术语包括：-绝缘故障定位设备（IFL）：在IT系统中，用于在系统带电状态下定位绝缘故障位置的设备；-绝缘监测装置（IMD）：持续监测IT系统绝缘电阻值的装置，当绝缘电阻低于设定阈值时发出报警；-定位信号：由IFL注入到系统中的特定电信号，用于追踪故障回路路径；-故障位置指示：IFL对故障回路位置的指示方式，可为数值显示、指示灯指示或通信信号输出等形式。3.2分类方式根据标准规定，绝缘故障定位设备可按以下方式进行分类：（1）按信号注入方式分类：-被动式定位设备：利用系统自身产生的故障信号进行定位，无需注入外部信号；-主动式定位设备：向系统注入特定的定位信号，通过对信号的检测实现故障定位。（2）按适用范围分类：-交流系统用故障定位设备；-直流系统用故障定位设备；-交直流两用故障定位设备。（3）按安装方式分类：-固定式安装设备；-便携式/移动式设备。3.3技术要求标准从多个维度对绝缘故障定位设备的技术性能提出了明确要求，主要技术指标包括：3.3.1功能要求-应在系统带电状态下实现绝缘故障的定位功能；-应能够区分所监测回路内的故障与非监测回路中的故障；-故障指示应清晰、明确，不受系统正常运行状态的影响；-定位过程不应导致系统供电中断，也不应对系统的安全运行产生不利影响。3.3.2性能指标要求-定位精度：标准规定了设备在特定条件下的定位误差允许范围；-响应时间：从故障发生到设备正确指示故障位置的最大允许时间；-抗干扰能力：设备在电磁干扰环境下应能正常工作，不产生误指示和漏指示；-测量范围：规定了设备适用的绝缘电阻范围、系统泄漏电容范围等参数。3.3.3安全要求-设备本身应符合相关电气安全标准，确保使用者的操作安全；-设备的接入不应降低IT系统的绝缘水平；-设备应有明确的标识和使用说明。3.4试验方法为确保检验结果的可重复性和可比性，IEC61557-9:2023规定了详细的型式试验方法，包括：3.4.1试验条件试验应在规定的环境条件（温度、湿度）、电源条件（额定电压、频率）下进行，试验用IT系统应满足标准规定的配置要求。3.4.2主要试验项目-定位功能试验：验证设备在规定条件下能够正确、可靠地实现绝缘故障定位；-定位精度试验：通过设置已知位置的故障点，检验设备定位结果的准确性；-响应时间试验：测量从故障发生到设备完成定位指示的时间；-抗干扰性能试验：在施加标准规定的电磁干扰条件下，检验设备的正常工作能力；-环境适应性试验：包括高温、低温、湿热等环境条件下的性能验证；-机械性能试验：验证设备在振动、冲击等机械应力下的可靠性。3.4.3试验电路配置标准给出了标准的试验电路配置方案，规定了试验用IT系统的接地方式、故障点设置方法、信号注入与检测点的布置等细节，确保了不同实验室之间试验结果的可比性。3.5与相关标准的关系IEC61557-9:2023与IEC61557系列其他部分以及相关标准形成了完整的标准体系：-IEC61557-1：规定了系列标准的通用要求，第9部分作为专用标准与其配合使用；-IEC61557-8：规定了IT系统绝缘监测装置（IMD）的要求，绝缘故障定位设备通常与IMD配合构成完整的监测系统；-IEC60364-7-710：规定了医疗场所的电气装置要求，其中对IT系统的绝缘监测和故障定位提出了明确要求；-IEC61557-15：规定了绝缘监测装置和绝缘故障定位设备之间的接口要求，确保系统兼容性。|标准编号|标准名称|关系||:---|:---|:---||IEC61557-1|通用要求|上层通用标准||IEC61557-8|IT系统绝缘监测装置|配套使用标准||IEC61557-9|IT系统绝缘故障定位设备|本标准||IEC61557-15|IMD与IFL接口要求|兼容性标准|四、标准修订背景与技术演进4.1历次版本回顾IEC61557-9:2023是IEC61557-9的第二版。第一版于2009年发布（IEC61557-9:2009），随后在2014年进行了小幅修改，补充了部分编辑性修订。本次2023年版则是一次技术内容较为全面的版本更新。4.22023版主要修订内容与前一版本相比，IEC61557-9:2023在以下方面进行了重要修订：4.2.1适应直流系统应用需求随着直流配电技术在数据中心、电动汽车充电设施、光伏发电系统等领域的快速发展，IT系统在直流场景中的应用日益广泛。2023版标准专门增加了对直流IT系统（最高1500VDC）绝缘故障定位设备的适用要求，填补了原标准主要针对交流系统的空白。4.2.2完善电磁兼容性要求结合当前电磁环境的复杂化趋势以及IEC61326系列标准的最新要求，2023版对绝缘故障定位设备的电磁兼容性（EMC）试验要求进行了全面修订，提高了设备在复杂电磁环境下的适应性要求。4.2.3细化定位性能评价方法在定位精度、响应时间等核心性能指标方面，2023版引入了更为科学的试验方法和评价准则，明确了不同系统状态（如不同对地电容、不同负载条件）下的性能验证要求，使标准的技术内容更加完善和严谨。4.2.4新增接口与通信要求针对智能电网和物联网技术发展的趋势，2023版增加了故障定位设备与上位监控系统通信接口的要求，支持Modbus、Profibus等常用工业通信协议，为设备的信息化集成提供了规范依据。4.3技术发展趋势从标准的演进历程可以看出，绝缘故障定位技术正朝着以下几个方向发展：一是交直流一体化，适应多样化配电场景；二是智能化，集成通信接口和数据分析能力；三是高精度化，提升故障定位的准确性和响应速度；四是小型化和集成化，降低设备体积和安装复杂度。五、主要参与单位介绍5.1归口技术委员会：IEC/TC85IEC/TC85（测量、控制和实验室设备技术委员会）是国际电工委员会中负责电气测量设备、工业过程测量控制设备、实验室设备以及相关电气安全标准制定的技术委员会。TC85成立于1953年，秘书处设于德国（DIN），其工作范围覆盖：-电气测量和试验设备；-工业过程测量控制和自动化设备；-电气安全监测和保护设备；-实验室电气设备。TC85在IEC61557系列标准的制定和维护中发挥着核心作用，通过组织各成员国专家共同参与标准起草、技术讨论和投票表决，保障标准的科学性、先进性和国际适用性。5.2BenderGmbH&Co.KG（主要起草单位）BenderGmbH&Co.KG（本德尔公司）是绝缘监测和故障定位领域的技术领导者，总部位于德国格林贝格，是IEC61557-9标准的核心起草单位之一。公司概况：-成立时间：1939年-总部地点：德国黑森州格林贝格-主营业务：电气安全设备研发与制造，核心产品涵盖绝缘监测装置（IMD）、绝缘故障定位系统（IFL）、剩余电流监测设备（RCM）、便携式测试设备等-全球布局：在全球设有50多个子公司和分支机构，业务遍及100多个国家和地区-行业地位：全球低压电气绝缘监测领域的技术领导者，市场份额持续领先技术专长与标准化贡献：Bender公司在绝缘监测与故障定位领域拥有超过80年的技术积累和专业经验，其技术专长主要体现在以下方面：-信号注入与检测技术：在绝缘故障定位的信号注入方法、微弱信号检测、抗干扰信号处理等方面积累了丰富的核心技术；-交直流系统适用技术：率先开发了适用于交直流混合IT系统的绝缘故障定位技术方案；-系统集成与通信：在故障定位设备的信息化、网络化方面走在行业前列。在本标准制定中的核心贡献：-主导标准技术框架的构建，牵头起草了多项关键条款；-提供核心试验数据和工程应用经验，为标准技术指标的科学确定提供了有力支撑；-主持了多项标准试验方法的实验室间验证试验，保障了试验方法的可操作性和可重复性。标准相关产品：Bender公司的isoMED427P以及IFL系列产品，是符合IEC61557-9要求并广泛应用的绝缘故障定位设备，在医疗场所、工业生产、轨道交通等领域得到了大量应用。公司产品的技术性能和市场表现充分验证了标准各项技术指标的合理性和可实施性。5.3其他参与方除了Bender公司外，本标准的制定还汇聚了来自多个国家的行业专家和机构力量，包括德国的VDE测试认证机构、法国的施耐德电气、瑞士的Regatron等企业和机构的积极参与，充分体现了国际标准制定过程中各方共识的凝聚。六、标准实施建议6.1对制造商绝缘故障定位设备生产制造企业应密切跟踪IEC61557-9:2023的最新要求，及时开展产品的设计更新和型式试验，确保产品符合标准规定的技术指标。同时应关注标准中关于通信接口、EMC等新要求的落地，提升产品的综合竞争力。6.2对工程设计单位工程设计人员在设计IT系统绝缘监测与故障定位方案时，应充分参考IEC61557-9:2023的相关要求，合理选择设备类型和配置方案。在医疗场所、工业厂房等对供电连续性要求较高的项目中，应按标准要求配置绝缘故障定位系统，提升系统的本质安全水平。6.3对检测认证机构检测认证机构应及时掌握IEC61557-9:2023的技术要求，建立和完善绝缘故障定位设备的检测能力和试验设施，为企业提供规范、高效的检测认证服务。同时应加强国际交流与合作，推动检测结果的国际互认。6.4对运行维护单位运行维护单位应加强对绝缘故障定位设备的维护管理，按照标准要求和使用说明定期检查和校准设备，确保其处于良好的工作状态。运维人员应接受相应的技术培训，掌握设备操作和故障处理的正确方法。七、结论IEC61557-9:2023《1000VAC和1500VDC以下低压配电系统的电气安全—保护措施的试验、测量或监测设备—第9部分：IT系统中绝缘故障定位设备》的发布实施，是低压配电系统电气安全标准化领域的一项重要成果。该标准在继承前版技术框架的基础上，充分吸纳了近年来绝缘故障定位技术领域的最新发展成果，在直流系统适应性、电磁兼容性、通信接口等方面实现了重要技术突破，为绝缘故障定位设备的设计、制造、检测和使用提供了全面、科学、可操作的技术依据。本标准的实施将有效促进绝缘故障定位技术与产品的规范化发展，提升各类关键场所低压配电系统的安全运行水平。展望未来，随着智能化、数字化技术在电气安全领域的深入应用，绝缘故障定位技术将朝着更加智能化、网络化、精准化的方向发展。标准也将持续跟进技术进步和行业需求，在智能诊断、数据互联、预测性维护等方面不断迭代和完善，为全球电气安全事业作出更大贡献。参考文献[1]IEC61557-9:2023,Electricalsafetyinlowvoltagedistributionsystemsupto1000VACand1500VDC-Equipmentfortesting,measuringormonitoringofprotectivemeasures-Part9:EquipmentforinsulationfaultlocationinITsystems[S].Geneva:IEC,2023.[2]IEC61557-1:2019,Electr