IEC 63044-5-12017+AMD12022 CSV 家用和楼宇电子系统（HBES）和楼宇自动化和控制系统（BACS）.第5-1部分EMC要求、条件和试验装置标准立项发展报告

家用和楼宇电子系统（HBES）和楼宇自动化和控制系统（BACS）第5-1部分：EMC要求、条件和试验装置标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:HomeandBuildingElectronicSystems(HBES)andBuildingAutomationandControlSystems(BACS)-Part5-1:EMCRequirements,ConditionsandTestSet-up摘要关键词：电磁兼容；家用和楼宇电子系统；楼宇自动化和控制系统；国际电工委员会；试验装置；互操作性Keywords:ElectromagneticCompatibility(EMC);HomeandBuildingElectronicSystems(HBES);BuildingAutomationandControlSystems(BACS);InternationalElectrotechnicalCommission(IEC);TestSet-up;Interoperability1引言1.1研究背景近年来，随着物联网、人工智能和5G通信技术的深度融合，智能建筑产业正经历前所未有的变革。家用和楼宇电子系统作为智能建筑的核心基础设施，集成了照明控制、暖通空调、安防监控、能源管理、信息通信等多种功能模块，系统中各类电子设备的数量急剧增加，工作频率日趋复杂，设备间的电磁干扰问题也随之加剧。电磁兼容性（ElectromagneticCompatibility,EMC）是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。对于HBES/BACS而言，EMC性能直接影响系统的可靠性、安全性和用户体验。一个电磁兼容性能不佳的楼宇控制系统，可能在雷电、开关操作或其他电磁干扰源的影响下出现误动作、通信中断甚至设备损坏，严重时可能引发火灾或安全事故。然而，在IEC63044系列标准发布之前，HBES/BACS的EMC要求分散在多个产品标准中，缺乏统一的测试条件和性能判据，不同制造商的产品之间的互操作性难以保证。这一现状亟需通过制定统一的国际标准加以解决。1.2标准立项必要性从产业发展角度看，全球智能建筑市场规模预计将在2030年突破万亿美元，HBES/BACS设备的出口贸易量持续增长。缺乏统一的EMC标准不仅增加了制造商的合规成本，也为国际贸易设置了技术壁垒。从技术发展角度看，HBES/BACS设备的工作频段已从传统的低频控制信号扩展至GHz级无线通信频段，传统EMC测试方法已难以满足新型设备的测试需求。从标准体系角度看，IEC63044系列标准作为HBES/BACS领域的框架性标准，需要一个统一的EMC部分来协调各产品标准的测试要求。基于上述背景，IEC/TC23（电气附件技术委员会）下属的SC23B（插头、插座和开关分技术委员会）和SC23K（电能附件分技术委员会）联合启动了IEC63044-5-1标准的制定工作，旨在为HBES/BACS的EMC性能评价提供一套科学、完整、可操作的国际通用方法。2标准概述2.1标准基本信息IEC63044-5-1:2017+AMD1:2022CSV（以下简称“该标准”）是国际电工委员会发布的一项现行有效的国际标准，其完整技术信息如下：-标准编号：IEC63044-5-1:2017+AMD1:2022CSV-标准名称：家用和楼宇电子系统（HBES）和楼宇自动化和控制系统（BACS）——第5-1部分：EMC要求、条件和试验装置-英文名称：HomeandBuildingElectronicSystems(HBES)andBuildingAutomationandControlSystems(BACS)-Part5-1:EMCrequirements,conditionsandtestset-up-发布日期：2022年6月16日（合并版）-发布机构：国际电工委员会（IEC）-标准状态：现行有效-语言：英语+法语-分类号：其他电工器件-国别：国际组织-ICS分类号：29.120.01（电气附件综合）；33.100.01（电磁兼容性综合）该标准为合并版（CSV），即2017年第一版与2022年修订案1的合并版本，便于用户直接使用最新技术内容。2.2标准架构与定位IEC63044系列标准是HBES/BACS领域的核心标准体系，其整体架构如下：-IEC63044-1：一般要求-IEC63044-2：环境条件-IEC63044-3：电气安全要求-IEC63044-4：功能安全要求-IEC63044-5-1：EMC要求、条件和试验装置（本标准）-IEC63044-5-2：EMC要求（具体设备）-IEC63044-6：路由和通信协议要求该标准在系列中居于承上启下的位置：一方面承接IEC63044-1的一般要求和IEC63044-2的环境条件分类，另一方面为IEC63044-5-2提供基础性EMC测试方法和条件框架。3标准主要技术内容3.1范围界定与适用对象该标准明确规定了以下两类系统的EMC要求、试验条件和测试装置：1.家用和楼宇电子系统（HBES）：主要应用于住宅建筑的电子系统，包括照明控制、遮阳控制、温度控制、安防报警、能源计量等功能；2.楼宇自动化和控制系统（BACS）：主要应用于商业建筑、公共建筑和工业建筑的自动化控制系统，包括暖通空调控制、照明管理、楼宇自控、电力监控等功能。标准将设备端口分为以下几类进行EMC考核：-外壳端口：设备外壳对外部电磁场的屏蔽效能；-交流电源端口：AC50/60Hz电源输入端的传导骚扰和抗扰度；-直流电源端口：DC电源输入端的传导骚扰和抗扰度；-信号/控制端口：用于传输信号和控制的端口；-通信端口：用于数据传输的通信接口。3.2EMC发射要求标准对HBES/BACS设备的电磁发射提出了明确限值要求，主要包括：传导发射要求：在150kHz至30MHz频率范围内，对交流电源端口的传导骚扰电压限值进行了规定。标准参照CISPR14-1和CISPR16系列标准的方法，将设备划分为不同类别，分别适用不同的限值等级。其中，住宅环境下使用的HBES设备适用更严格的限值要求，以确保不对广播电视接收和其他无线业务造成干扰。辐射发射要求：在30MHz至6GHz频率范围内，对设备外壳端口的辐射骚扰场强进行了限制。考虑到现代HBES/BACS设备普遍采用无线通信技术（如Zigbee、Z-Wave、Wi-Fi、蓝牙等），标准特别关注了2.4GHz和5GHz频段的辐射特性，并引入了峰值、准峰值和平均值三种检波方式的限值要求。标准还考虑了多个设备在同一建筑环境中同时工作的累积效应，对系统级EMC发射提出了协调性要求，避免多设备联合工作时产生的电磁环境超标问题。3.3EMC抗扰度要求在电磁抗扰度方面，该标准规定了HBES/BACS设备在以下电磁现象作用下的性能判据：|电磁现象|适用端口|试验等级|性能判据||---------|---------|---------|---------||静电放电（ESD）|外壳端口|±4kV接触/±8kV空气|判据B||辐射射频电磁场|外壳端口|10V/m（80MHz-6GHz）|判据A||电快速瞬变脉冲群（EFT）|电源/信号端口|±2kV（电源）/±1kV（信号）|判据B||浪涌（冲击）|电源端口|±1kV线-线/±2kV线-地|判据B||传导射频干扰|电源/信号/通信端口|10V（150kHz-80MHz）|判据A||工频磁场|外壳端口|30A/m（50/60Hz）|判据A||电压暂降和短时中断|交流电源端口|0%/10周期；40%/25周期；70%/250周期|判据C|标准定义了三种性能判据：-判据A：试验期间和试验后，设备性能正常，无功能退化；-判据B：试验期间允许功能暂时退化，但试验后能自动恢复；-判据C：试验期间功能退化，试验后需人工干预或复位才能恢复。考虑到HBES/BACS设备中涉及安全相关功能（如火灾报警、燃气泄漏检测等），标准特别要求涉及人身安全的设备在EMC试验中应满足更严格的性能判据（判据A），确保在强电磁干扰环境下安全功能不失效。3.4试验条件和测试装置标准第四章至第六章详细规定了EMC测试的环境条件、仪器设备和测试布置要求：测试环境条件：标准明确规定EMC试验应在IEC63044-2规定的环境条件下进行，温度范围为+5℃至+40℃，相对湿度范围为25%至75%，大气压力为86kPa至106kPa。测试场地应满足CISPR16-1-4对开阔场或电波暗室的要求。-频谱分析仪/接收机：频率覆盖范围应不低于6GHz，满足CISPR16-1-1的要求；-人工电源网络（AMN）：用于电源端口的传导发射测量，阻抗特性为50Ω/50μH+5Ω；-耦合/去耦网络（CDN）：用于传导抗扰度试验的注入；-电波暗室：满足30MHz至6GHz频率范围的辐射发射和抗扰度测试需求；-ESD模拟器：满足IEC61000-4-2的要求，输出电压最高可达±16kV；-浪涌发生器：满足IEC61000-4-5的要求，可产生1.2/50μs电压浪涌和8/20μs电流浪涌。测试布置要求：标准特别强调了HBES/BACS系统级测试的布置方法。由于实际应用中HBES/BACS设备通常通过总线或网络互连，标准规定了代表性系统配置的测试方法，包括：1.典型系统配置的确定原则：应包含至少一个控制器、一个执行器和一个传感器；2.总线电缆的长度和布线方式：应模拟实际安装场景，电缆长度不小于3米；3.设备之间的间距：应按制造商规定的最大间距布置；4.终端负载的配置：应在总线两端配置匹配电阻。对于采用无线通信的HBES/BACS设备，标准还规定了无线性能与EMC性能的联合测试方法，确保设备在电磁干扰环境下的无线通信可靠性。3.5性能评估与符合性判定标准规定了对HBES/BACS设备的EMC性能评估方法和符合性判定准则。制造商需根据设备的功能类型和安全等级，确定适用的试验项目和性能判据，编制EMC试验计划。标准要求在进行EMC试验时，设备应在额定工作状态下运行，并执行典型功能操作。试验报告应包含完整的测试配置、仪器校准信息和测量数据。标准的符合性判定遵循“设备类型-性能判据-测试等级”三位一体的框架，制造商需通过完整的型式试验来证明其产品符合标准要求。标准还引入了“文件化评估”的概念，允许制造商在已有同类产品测试数据的基础上进行差异分析，减少重复测试。4标准修订历程与技术更新4.12017年版主要内容IEC63044-5-1:2017版是该标准的首次发布版本，其核心内容确立了HBES/BACS设备EMC要求的基本框架。该版本参考了当时刚发布的IEC61000-6-1（居住、商业和轻工业环境的抗扰度通用标准）和IEC61000-6-3（居住、商业和轻工业环境的发射通用标准），并结合HBES/BACS设备的特殊使用场景和安装条件进行了针对性调整。2017年版的主要特点包括：-首次将HBES和BACS的EMC要求纳入统一的国际标准框架；-提出了基于端口分类的EMC测试方法；-确立了系统级测试的基本理念；-明确了不同安全等级设备适用的性能判据。4.22022年修订案（AMD1）的主要变化随着无线通信技术在HBES/BACS领域的普及以及电磁环境日益复杂，IEC/TC23于2022年发布了第1号修订案（AMD1:2022），合并为当前版本。AMD1的主要技术变化包括：1.扩展频率范围：将辐射发射和辐射抗扰度的测试频率上限从原来的1GHz扩展至6GHz，以覆盖5GHz频段无线局域网（WLAN）和未来可能部署的其他无线业务；2.新增端口类型：增加了对以太网供电（PoE）端口的EMC要求，适应了智能楼宇中IP化设备的高速增长需求；3.更新试验等级：根据IEC61000-4系列标准的最新修订，调整了部分电磁现象的试验等级，如浪涌试验的线-地电压从±1kV提高至±2kV；4.引入风险评估方法：增加了基于风险评估的EMC试验等级选择方法，允许在特定安装条件下采用定制化测试方案；5.完善无线设备测试：增加了对集成无线通信功能设备的特定EMC测试要求，明确了无线发射机与EMC测试的协调关系。4.3与其他标准的关系该标准与以下标准存在紧密的技术关联：-IEC61000-6-1/6-3：该标准的基础参考文件，但在测试布置和性能判据方面针对HBES/BACS应用进行了优化和补充；-IEC63044-5-2：该标准的配套标准，规定了具体产品的EMC要求，5-1部分提供通用框架，5-2部分规定特定产品类别的附加要求；-CISPR14-1：家用电器电磁发射标准的参考，在传导发射测试方法和限值方面保持一致；-ETSIEN301489系列：针对无线设备的EMC标准，该标准在无线设备测试要求上与其协调；-IEC60730系列：家用和类似用途自动电气控制器的安全标准，在安全相关功能设备的EMC要求方面相互衔接。5主要修订单位与工作组织5.1IEC/TC23与SC23B/SC23K的协作机制该标准由国际电工委员会电气附件技术委员会（IEC/TC23）归口管理，具体由SC23B（插头、插座和开关分技术委员会）和SC23K（电能附件分技术委员会）联合制定的，得益于两个分技术委员会的深度协作与技术互补。IEC/TC23（电气附件技术委员会）成立于1953年，是IEC中历史最悠久、覆盖面最广的技术委员会之一，其秘书处设在比利时。TC23负责家用和类似用途电气附件的国际标准化工作，包括开关、插座、耦合器、断路器、家庭电气自动化系统等产品。截至目前，TC23已发布国际标准超过200项，为全球电气附件行业的技术规范和贸易便利化提供了坚实基础。TC23的工作范围覆盖了从传统电气装置到智能建筑控制系统的完整技术领域，近年来在HBES领域的标准制定力度持续加大，以应对智能家居与智慧建筑产业快速发展的标准化需求。SC23B（插头、插座和开关分技术委员会）负