IEC TS 62271-3152025 高压开关设备和控制设备 第315部分直流转换开关标准立项发展报告

高压开关设备和控制设备第315部分：直流转换开关标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:High-voltageSwitchgearandControlgear-Part315:DirectCurrent(DC)TransferSwitches摘要随着全球能源转型战略的深入推进，直流输电技术因其在远距离大容量输电、新能源接入及城市电网增容改造等方面的显著优势，正以前所未有的速度发展。直流转换开关作为直流输电系统和直流配电网中实现负荷转移、线路检修及故障隔离的关键设备，其性能直接关系到直流系统的运行可靠性与供电连续性。然而，长期以来，国际上缺乏专门针对直流转换开关的通用技术标准，致使该类设备在设计、试验、验收等环节存在规范空白。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2025年3月11日正式发布IECTS62271-315:2025《高压开关设备和控制设备第315部分：直流转换开关》，填补了这一领域的国际标准空白。本标准作为技术规范（TechnicalSpecification,TS），系统规定了直流转换开关的术语定义、使用条件、额定参数、设计与结构要求、型式试验及出厂试验等内容，为该类设备的设计制造、试验检测和工程应用提供了统一的技术依据。本报告详细梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其行业影响，并对标准未来发展方向进行了展望。该标准的发布实施将有效促进直流转换开关产品的标准化、系列化发展，对保障直流输电工程建设和运行安全具有重要指导意义。关键词：高压开关设备；直流转换开关；IEC标准；直流输电；型式试验；标准化Keywords:High-voltageSwitchgear;DCTransferSwitch;IECStandard;DCTransmission;TypeTest;Standardization1引言1.1立项背景在全球应对气候变化、推动能源结构绿色低碳转型的大背景下，以风电、光伏为代表的可再生能源装机容量持续快速增长。我国已明确提出“碳达峰、碳中和”战略目标，欧洲、美洲等主要经济体亦纷纷加速能源转型进程。可再生能源发电具有间歇性、波动性等特征，其大规模并网对电力系统的输电能力、调度灵活性和运行稳定性提出了更高要求。直流输电技术凭借输送容量大、输电距离远、损耗低、可控性强等技术优势，成为跨区域电力输送和新能源消纳的重要解决方案。与此同时，城市负荷密度持续攀升，传统交流配电网在供电容量、电能质量和供电可靠性等方面面临严峻挑战。柔性直流配电技术因其具备供电容量大、电能质量控制灵活、便于分布式电源接入等优势，正逐步从示范工程走向实际应用。无论是高压直流输电系统还是中低压直流配电网，均需要可靠的开关设备来实现运行方式转换、故障隔离和检修接地等功能。直流转换开关正是在这一需求背景下应运而生的关键设备。然而，与交流开关设备已拥有完善的IEC标准体系（如IEC62271系列）不同，直流转换开关长期以来缺乏统一的国际标准。各制造企业依据自身技术条件进行设计和试验，导致产品性能参差不齐、互换性差、试验方法不一致，给工程设计选型和运行维护带来了诸多困难。这一标准化空白已成为制约直流开关设备产业健康发展的瓶颈之一。1.2标准制定必要性直流转换开关的技术复杂性远高于同等电压等级的交流开关设备。直流电流不存在自然过零点，开关在分断过程中必须依靠自身灭弧机构或辅助电路强制建立过零点方可实现电流开断；同时，直流系统中储存有大量的电磁能量，分断后需通过耗能装置或振荡回路予以释放，这进一步增加了设备设计的复杂性。此外，直流转换开关在实际运行中还需频繁承受高上升率的故障电流冲击、复杂的瞬态恢复电压以及长时直流耐受电压等多重严酷工况，其性能验证与传统的交流开关设备试验方法存在本质差异。在上述技术背景下，制定一部系统、科学、可操作的直流转换开关国际标准，对于统一术语定义、规范技术要求、建立试验方法、促进国际贸易与技术交流，具有不可替代的作用。2标准基本信息2.1标准编号与名称-标准编号：IECTS62271-315:2025-标准名称：高压开关设备和控制设备第315部分：直流转换开关-英文名称：High-voltageswitchgearandcontrolgear-Part315:Directcurrent(DC)transferswitches-标准状态：现行-发布机构：国际电工委员会（IEC）-ICS分类号：高压开关装置和控制器-发布日期：2025年3月11日-国别：国际组织-语言：英语2.2标准属性与定位本标准为IEC技术规范（TechnicalSpecification,TS），属于IEC62271系列标准的重要组成部分。技术规范（TS）作为IEC标准的一种出版形式，通常用于技术内容尚在发展之中、或预期不能就正常技术标准达成一致同意的领域。相较于国际标准（IS），技术规范的制定周期较短，发布程序相对灵活，适合对处于快速发展阶段的技术领域及时提供规范性指导。IECTS62271-315:2025的发布，既体现了IEC对直流转换开关技术快速发展的及时响应，也为未来该技术成熟后升级为完整的国际标准奠定了基础。3标准技术内容解析3.1标准适用范围IECTS62271-315:2025适用于高压直流系统中使用的直流转换开关设备，涵盖额定电压3kV及以上的直流转换开关。该类开关主要用于以下场景：-直流输电系统中运行方式的转换，如将负载从一个换流器转移至另一换流器；-直流线路或设备的检修隔离，实现不停电检修作业；-直流配电网中馈线故障隔离与供电恢复；-金属回线转换、站用电切换等运维操作。3.2术语与定义标准系统定义了直流转换开关相关的核心术语，包括但不限于转换开关（transferswitch）、直流转换开关（DCtransferswitch）、转换电流（transfercurrent）、转换时间（transfertime）、额定直流电压（ratedDCvoltage）、额定直流电流（ratedDCcurrent）、无电流间隔时间（deadtime）等。统一的术语定义为工程技术人员提供了共同的语言基础，有效避免了因概念混淆导致的沟通障碍。3.3额定参数规定标准规范了直流转换开关的系列额定参数，包括：-额定电压（含最高电压）-额定绝缘水平（含直流耐受电压、雷电冲击耐受电压、操作冲击耐受电压）-额定电流（含额定正常电流、额定转换电流）-额定短时耐受电流及其持续时间-额定峰值耐受电流-额定转换次数（机械寿命和电气寿命）-辅助和控制回路的额定参数3.4设计与结构要求标准对直流转换开关的设计与结构提出了系统要求，涵盖以下几个方面：-灭弧系统：明确直流开断的工作原理和灭弧装置的性能要求；-操动机构：规定合同、分闸速度特性和操作顺序要求；-温升限值：规定在额定电流运行条件下的允许温升；-密封与防护：对气体密封性能和外壳防护等级提出要求；-接地装置：规定接地开关的配置和联锁要求。3.5试验要求试验是验证产品性能的关键环节。标准将试验分为型式试验、出厂试验和现场试验三类，并分别规定了试验项目、试验方法和判据。其中，型式试验项目主要包括：1.绝缘试验（含直流耐压试验、雷电冲击试验、操作冲击试验）2.温升试验3.主回路电阻测量4.转换电流开断能力试验5.短时耐受电流和峰值耐受电流试验6.机械操作试验7.防护等级验证8.辅助和控制回路试验9.EMC试验特别值得关注的是，标准在转换电流开断能力试验中，针对直流开断特有的电流无自然过零点特性，设计了专门试验回路和试验参数，并对试验后的设备状态评估提出了系统判据。这充分体现了标准对直流开关特有技术难点的针对性覆盖。4主要起草单位介绍IECTS62271-315:2025由IEC第17技术委员会（开关设备和控制设备技术委员会，TC17）下设的SC17C（高压开关设备和控制设备分技术委员会）归口管理。来自中国、德国、日本、瑞士、瑞典、美国等国家的众多企业和研究机构参与了标准草案的编制工作。其中，中国西电集团作为该标准制定的重要参与单位之一，在标准编制过程中发挥了积极作用。中国西电集团是中国乃至全球高压开关设备领域最具影响力的制造企业之一，长期致力于高压交直流开关设备的研发与制造，拥有国家级企业技术中心和博士后科研工作站。近年来，该集团在直流开关设备领域取得了系列重大突破：成功研制了±800kV特高压直流隔离开关、直流转换开关等高端产品，并在多个国家级特高压直流输电工程中得到应用。在IECTS62271-315的编制过程中，中国西电集团代表中国专家深入参与了直流转换开关的关键技术条款讨论，特别是在额定参数系列确定、直流开断试验方法验证和绝缘水平选取等方面提出了多项建设性意见。通过参与国际标准制定，中国企业不仅将长期积累的工程经验和试验数据转化为标准条款，也在国际标准化舞台上提升了话语权和影响力。5标准的影响与价值分析5.1填补行业空白，健全标准体系在IECTS62271-315:2025发布之前，直流转换开关在国际标准层面缺乏专门的、系统性的技术规范。虽然IEC62271-1等通用标准对部分基础要求有所覆盖，但对于直流转换开关特有的转换电流开断能力、直流绝缘特性、直流开断试验方法等核心技术内容并未做出明确规定。本标准的面世有效填补了这一空白，丰富了IEC62271系列标准在直流应用领域的覆盖范围，进一步完善了高压开关设备的标准体系。5.2引领技术发展，推动产业升级本标准首次在国际层面系统性地定义了直流转换开关的性能等级和试验方法，为制造企业的产品研发提供了明确的技术指引。标准中确立的额定参数系列和试验判据，直接影响了产品设计的边界条件，有助于推动直流转换开关产品朝系列化、标准化方向发展，降低设计制造成本，提升产品的一致性和互换性水平。5.3保障工程应用，促进国际贸易对于电力工程设计和建设单位而言，本标准为直流转换开关的选型、招标和验收工作提供了技术依据，有助于缩短工程前期论证周期、降低技术风险。同时，国际标准的发布也为各制造商在全球市场上的公平竞争创造了条件，有利于消除技术性贸易壁垒，促进直流开关设备国际贸易的健康发展。5.4支撑能源转型，服务“双碳”目标直流输电技术是实现大规模可再生能源跨区域优化配置的核心技术手段。作为直流输电系统的关键配套设备，直流转换开关的技术水平和产品质量直接关系直流输电工程的安全稳定运行。本标准的发布实施，将对提升直流输电工程建设质量、保障电力系统安全稳定运行发挥重要的支撑作用，从而为全球能源绿色低碳转型贡献力量。6结论与展望IECTS62271-315:2025《高压开关设备和控制设备第315部分：直流转换开关》的正式发布，是直流开关设备标准化历程中的重要里程碑事件。该标准的问世，不仅从根本上填补了直流转换开关在国际标准层面的空白，更系统性地确立了直流转换开关的技术要求和试验评价体系，为全球范围内直流转换开关的设计、制造、试验、选型和运维提供了统一的技术准则。展望未来，随着直流输电技术的持续进步和工程应用的不断深化，直流转换开关技术也将不断演进。当前以技术规范形式发布的标准内容有待在实践中检验和完善，随着运行经验的积累和技术成熟度的提升，该技术规范有望在未来适时升级为完整的IEC国际标准。同时，柔性直流输电、直流电网等新技术的快速发展，也对开关设备的性能提出了更高的要求，未来标准的持续修订和完善将成为常态。此外，随着全球能源互联网建设的不断推进，直流转换开关标准的国际影响力和适用范围将进一步扩展。参考文献[1]IECTS62271-315:2025,High-voltageswitchgearandcontrolgear-Part315:Directcurrent(DC)transferswitches,2025.[2]IEC62271-1:2017,High-voltageswitchgearandcontrolgea