機電式控制電路電器新舊標準的差異研究

胡曉芳

（福建省產品質量檢驗研究院，福建 福州 350002）

1 引言

隨著工業4.0的到來，用電設備已迅速增加和普及，控制系統不斷復雜、規模不斷擴大，這不僅對機電式控制電路電器（以下簡稱“控制電器”）產品數量的需求日益增長，對產品種類、性能及其可靠性也提出了越來越苛刻的要求[1]。控制電器具有控制、信號指示及連鎖等功能，能保證控制系統的穩定、可靠運行，在配電系統、控制系統等領域得到了廣泛應用。同時，它的安全穩定運行不僅能影響工業生產效率和質量、日常生活便捷，也對用戶人身安全構成威脅[2-3]。因此，對控制電器原理及其標準的研究具有重要意義。

2 控制電器的使用類別

根據不同控制對象，標準中規定了常見控制電器的使用類別[4]，如表1所示。

表1 控制電器的使用類別

正常條件下和非正常條件下的接通與分斷能力試驗是標準型式試驗部分的一項重要性能試驗，試驗參數的確定即根據表1所示的使用類別來進行劃分的，用于考核控制電器產品在不同使用需求時須滿足的性能指標。

3 控制電器標準的適用范圍

國家標準GB/T 14048.5-2017《低壓開關設備和控制設備 第5-1部分：控制電路電器和開關元件 機電式控制電路電器》適用于額定電壓交流不超過1000V或直流不超過600V的控制電路電器[4]。主要包括下列規定型式的控制電路電器：

（1）人力操作控制開關，例如：按鈕、旋轉開關、腳踏開關等；

（2）電磁操作控制開關，具有延時或瞬時動作功能，例如：接觸器式繼電器；

（3）指示開關，例如：壓力開關、操控器等；

（4）位置開關，例如：由機器或機械的一部分操控的控制開關；

（5）有關的控制電路電器，例如：指示燈等。

同時，也適用于與其他電器相關聯的規定型式的開關元件，例如：接觸器、斷路器、繼電器等電器的輔助觸頭或控制電器觸頭。

4 新舊標準差異解讀

新標準GB/T 14048.5-2017《低壓開關設備和控制設備 第5-1部分：控制電路電器和開關元件 機電式控制電路電器》用于在開關設備和控制設備中做控制、信號指示、連鎖等用途的控制電路電器和開關元件，于2018年5月1日實施，替代舊標準GB/T 14048.5-2008[4-5]。

4.1 電磁兼容（EMC）的差異

4.1.1 結構和性能要求的不同

4.1.1.1 增加了“最大恢復時間”的要求

新標準中要求對于具有電子線路的設備，制造商應將其最大恢復時間和測量方法規定出來。

4.1.1.2 修改了EMC的一般要求

舊標準中該部分直接引用GB/T 14048.1-2006中7.3條。新版標準： 在IEC60947-1：2007+A1：2010中7.3.1條適用，并補充下列要求：

（1）用來進行測試的控制電路電器應該具有代表性，滿足所有必要的設計要求，并且保證處于干凈的新環境中；

（2）EMC試驗應在額定工作電壓Ue下進行，如果給定的額定工作電壓為一個范圍值，那么試驗應該選擇代表最嚴酷條件的電壓進行；

（3）在整個試驗周期內或者試驗周期之后不允許替換或者維修任何零件；

（4）改部分標準中所涉及到的產品預期用于環境A中；

（5）具有電子線路的接觸器式繼電器還應符合IEC 60947-4-1：2009中8.3.2.2的要求。

4.1.1.3 修改了抗擾度要求

新標準中新增對“靜電放電”“射頻電磁場輻射抗擾度”“電快速瞬變/脈沖群抗擾度”“電涌抗擾度”及“射頻場感應的傳導抗擾度”等不同的抗擾度進行描述。

4.1.2 試驗程序的不同

（1）新增了EMC試驗要求。

新標準中增加了EMC試驗的一般要求：控制電路電器應安裝在方形接地金屬板中心，連接導線長度、試品測試狀態等。

（2）新增在夾緊件或接線端子觸點上的電壓降測量如圖1所示。

圖1 在夾緊件或接線端子觸點上的電壓降測量

4.1.3 電器上半導體開關元件的附加要求不同

新標準附錄H中，用于控制電路電器的半導體開關元件有關驗證EMC的要求與標準正文中的EMC要求一致。

4.2 接線端子性能的差異

4.2.1 非通用無螺紋型接線端子的要求不同

（1）產品資料內容中新增非通用無螺紋型接線端子的內容，應在電器上標注“s”“sol”“r”“f”等相關標識，如果空間不夠應該在包裝或者產品技術資料中注明：a)、“s”或者“sol”代表單根硬導線的接線端子；b)、“r”代表剛性（單根或者絞合）導線的接線端子；c）、“f”代表軟導體的接線端子。

（2）試驗程序中新增了無螺紋夾緊件的電氣特性和老化試驗。

4.2.2 接線端子識別和標志的不同

（1）標志檢查中修改了接線端子標識和標志的要求，增加了附錄M中規定的附加要求。

（2）試驗程序中增加了“端子的機械和電氣性能”驗證，舊標準中則直接引用GB/T 14048.1-2006的標準。

（3）新增了附錄M“控制電路電氣的接線端子標志、特有編號和特有字符”的規范性附錄，適用于具有接線端子標志的控制開關和接觸器式繼電器，對于對接線端子標志有要求或者該標志屬于常規慣例時都應該使用該附錄。

4.3 規范性附錄上的差異

（1）電氣間隙和爬電距離要求的變化

新標準刪除附錄D“控制電路電器的電氣間隙和爬電距離”，在標準正文中直接體現。

（2）電纜拉力的規定不同

修改了附錄G“具有整體連接電纜的控制電路電器的附加要求”中拉出實驗中電纜拉力的規定。舊標準要求：直徑大于或者等于8mm的電纜，拉力為160N，直徑小于8mm的電纜，拉力為電纜直徑（mm）的20倍（N）；新標準則描述為：當電纜不止一根單線組成時，電纜拉力由單根導線的拉力和導線數量相乘決定。最大拉力應不超過160N，并舉例說明。

（3）鏡片的顏色性能驗證要求的變化

刪除了附錄J“指示燈和指示塔的特殊要求”中鏡片的顏色性能驗證，根據新標準，不考核指示燈的鏡片顏色。

4.4 其它方面差異

4.4.1 在產品特性方面

（1）新標準中刪除了“通斷操作過電壓”的要求。

（2）電氣上分開的觸頭元件中增加了觸頭元件的極性相關要求。在舊標準中沒有體現觸頭的極性，而新標準中則明確規定為：除非制造商另有說明，電氣上分開的觸頭元件應當視為相反的極性。

4.4.2 在“緊急制動”要求方面

新增了“緊急制動”的要求，對于帶有機械式鎖閂功能的緊急制動裝置的操作器形狀和顏色、背景顏色和開閂方向都應該符合IEC 60947-5-5：2016的要求。

4.4.3 在材料性能方面

新增了灼熱絲試驗和基于可燃性類別的試驗的具體要求，使得材料試驗的驗證更加規范。

4.4.4 在特殊程序方面

新增了驗證濕熱、鹽霧、振動與沖擊等可進行特殊試驗的種類。

4.4.5 在性能驗證方面

（1）新標準要求：除非制造商在試驗報告中另有說明，受限制的運動式旋轉開關應以1r/s～4r/s之間的速度動作。

（2）限制短路電流性能驗證試驗中，對于預期電流值，舊標準要求：預期電流調整為1000A或更高值（如制造商規定）；新標準明確要求：預期電流1000A或另一個由制造商規定的不小于100A的數值。

5 結論

通過對機電式控制電路電器新舊標準的對比研讀發現，新標準無論在試驗要求上還是在對試驗結果的評判上都更加接近低壓電器往智能、安全、健康方向發展的趨勢，同時也填補了一些新產品的研發所帶來的檢測需求，更進一步保持與國際IEC標準統一步伐。