GB 21518—2022《交流接觸器能效限定值及能效等級》最新標準解讀

鄭世欣

（甘肅電器科學研究院）

0 引言

交流接觸器廣泛應用于低壓電路中，控制容量大，適用于頻繁操作和遠距離控制，是自動控制系統中的重要元件之一，也是我國首批“CCC”認證產品之一。

交流接觸器的線圈以控制電源產生磁場而帶動主電路接通或分斷，線圈的工作電壓有多種選擇。接觸器因可頻繁操作必須具備長使用壽命，機械壽命通常為數百萬次至一千萬次，電壽命一般則為數十萬次至數百萬次。作為廣泛使用的低壓電器產品，接觸器的功耗問題引起了業界的關注。接觸器接入電路中產生的功耗主要是線圈部分的功耗。隨著國家對節能降耗的整體要求的提高，對產品的能耗要求也將進一步提高[1]。

接觸器線圈的功率主要包括吸合功耗（起動功耗）和吸持功耗（維持功耗）兩部分。雖然線圈在吸合起動瞬間功耗較大，但時間很短（幾十毫秒）；工作時間則一直處于吸持保持狀態（此時能量損耗主要集中在吸持狀態鐵損上）。相比于接觸器產品總的能耗，毫秒級的起動過程的功率占比較小，通常為5%，可以忽略不計。因此通過對交流接觸器吸持功率的測量，可以確定其能效限定值及能效等級。

1 新標準的重大技術變化內容

為了響應國家節能與標準化改革政策，在貫徹節能減排、淘汰落后產能的大背景下，中國能源基礎與管理標準化技術委員會合理用電分委員在原有GB 21518—2008《交流接觸器能效限定值及能效等級》基礎上，對此標準首次進行修訂，發布新版標準GB 21518—2022。相比舊版，新標準中更改了標準適用范圍、交流接觸器能效限定值要求、試驗方法，增補了試驗檢測環境要求、控制電路電流測試要求、吸持功率測量的不確定度以及吸持功率的計算方法，刪除了交流接觸器節能評價值的定義和要求。

新標準規定了交流接觸器的能效等級、能效限定值、抽樣、試驗和計算方法，其中試驗和計算方法部分重點參考了GB/T 14048.4—2020《低壓開關設備和控制設備第4-1 部分：接觸器和電動機起動器機電式接觸器和電動機起動器（含電動機保護器）》9.3.3.2.1.2 條款，對能效檢測試驗的抽樣測試、檢測環境、檢測設備以及測量不確定度做出具體要求。作為強制性執行標準，無疑對交流接觸器節能技術的研究推廣起到積極作用。

1.1 標準名稱

標準名稱仍為“交流接觸器能效限定值及能效等級”，其含義與節能政策相一致，即規定了接觸器吸持功率的最大允許值。

1.2 適用范圍

細化了適用范圍?？紤]到接觸器應用場合的實際工況，相對舊標準，新標準適用范圍，從GB21518—2008《交流接觸器能效限定值及能效等級》國家標準第 1 號修改單中“額定頻率50Hz、額定工作電壓為380V（400V）、額定工作電流6～630A 的直動式、三極電動式、整體式交流接觸器”更改為“額定頻率為50Hz、主電路額定工作電壓為l000V 及以下，額定工作電流為6～630A，接觸器的額定控制電源電壓為交流400V 及以下，使用類別為AC-3 的三極機電式，直動式的整體式接觸器。”明確了不適用于外加節電裝置、家用和類似用途的接觸器及半導體接觸器（固態接觸器）。

1.3 術語和定義

考慮到“節能評價值”是實施節能產品認證的依據，它是推薦性指標，當用能產品的能源利用效率達到或超過所規定的“節能評價值”時，該產品就可結合其他指標被節能產品認證機構評定為節能產品。作為強制性標準，新標準中刪除了“節能評價值”的定義和要求，僅對“能效限定值”做出強制性要求。

1.4 能效限定值和能效等級

修訂了各能效等級對應的最大允許吸持功率要求值。接觸器能效等級分為3 級，其中1 級能效最高。各等級接觸器在額定工作電流下的實測吸持功率應不大于下表的規定。為便于對比分析，下表中同時列出新版和舊版標準的吸持功率規定值。

表 接觸器能效限定值及能效等級

“能效限定值”是配合我國實施《中華人民共和國節約能源法》中淘汰高耗能產品制度而制定的性能指標，它是一個強制性指標，如果用能產品的能源利用效率低于該指標就被認為是高耗能產品，根據《中華人民共和國節約能源法》的規定，這種產品是不能生產或被銷售的，凡生產或銷售這種低效用能產品的行為都將被認為是違法行為，要受到法律的處罰。交流接觸器能效限定值為表中能效等級3 級，也就是接觸器吸持功率最大允許值。

從表中新舊版吸持功率最大允許值對比可以看出，“能效限定值”指標調整幅度適中，1、2 級能效指標調整幅度相對較大。我國低壓電器行業有500多家企業生產該產品，年產量達12700 萬臺，年產值約60 億元。其中大容量產品通常采取電子控制或傳統控制方式。傳統控制方式在很多重要的場合如鋼廠因其穩定、精準的控制被廣泛使用，故始終得以與電子控制方式并存，并占據更大的市場份額。小容量產品因其維持功率相對較低且增加電子控制對成本影響很大。如若大幅提高“能效限定值”指標，市場上現有的傳統控制方式的產品大部分將面臨被淘汰，對于國內制造業而言是一個沉重的打擊，整個低壓接觸器行業和用戶也將會受到很大的影響，且產品供應容易出現斷層，導致市場混亂。因此，此次能效指標的修訂是建立在大量的試驗基礎上，在考慮產品技術發展的前提下，結合實際的行業技術水平制定出的切實可行的能效指標，有利于引導行業有序健康的發展。

作為GB 21518 的配套政策，2016 年6 月1 日正式實施的《能源效率標識管理辦法》（第35 號令）以及CEL 018—2016《交流接觸器能源效率標識實施規則》明確規定所有上市的接觸器產品必須施加能效標識，如圖1 所示。能效標識設有二維碼區域。消費者及執法部門可以通過掃描二維碼，進入能效標識信息平臺，獲取用能產品的能效信息、能效備案號、產品能效質量抽查情況。交流接觸器使用的能源效率標識的吸持功率標注值應符合GB 21518 現行標準。

圖1 交流接觸器能效標識樣式示例

1.5 試驗和計算方法

新標準參考引用GB/T 14048.4—2020《低壓開關設備和控制設備 第4-1 部分：接觸器和電動機起動器機電式接觸器和電動機起動器（含電動機保護器）》，對試驗方法做出修訂，增補了計算方法。

1）增補了抽樣要求。明確了同一殼架接觸器具有不同額定控制電源電壓（U）不同主電路額定工作電流（I）時，應按以下方式進行試驗：額定控制電源電壓規格數量小于5 時，應抽取最大額定控制電源電壓、最小額定工作電流的接觸器進行測試；額定控制電源電壓規格數量大于或等于5 時，應抽取5 個樣品，其中一個為最小額定控制電源電壓，一個為最大額定控制電源電壓，另外抽取3 個制造商認為吸持功率較大的額定控制電源電壓規格，對每個電壓規格選取最小額定工作電流的接觸器進行測試。

2）增補了試驗方式。明確了同一殼架接觸器的額定控制電源電壓為一個范圍時，應按以下方式進行試驗，并取最大值作為該寬電壓規格的吸持功率：當額定控制電源電壓范圍的上限值為下限值的2 倍及以上時，分別在電壓范圍的上限值和下限值進行測試；當額定控制電源電壓范圍的上限值為下限值的2 倍以下時，在電壓范圍的上限值進行測試。

3）修訂了試驗檢測環境要求。新標準將舊版中環境溫度“（20±5）℃”更改為“（23±3）℃”，明確試驗應在環境溫度23℃±3℃條件下進行，測試電源應有足夠的容量。試驗中，其主電路或控制電源電路中不應有任何負載。在接觸器控制電路輸入端施加額定控制電源電壓，測量接觸器閉合狀態下的吸持功率，接觸器試驗接線圖見圖2。

圖2 試驗接線圖

4）增補了控制電路電流測試要求。明確在接觸器控制電源端通電后，控制電路輸入端電流達到穩定時進行控制電路電流的測試并取值。

5）考慮到測量準確度，增補了吸持功率測量的不確定度要求。明確測試吸持功率的測量不確定度應小于5%。吸持功率實測數據按四舍五入法取小數點后一位。

不確定度是指由于測量誤差的存在，對被測量值的不能肯定的程度。反過來，也表明該結果的可信賴程度。它是測量結果質量的指標。不確定度越小，測量結果與被測量的真值愈接近，質量越高，水平越高，其使用價值越高；不確定度越大，測量結果的質量越低，水平越低，其使用價值也越低。在報告物理量測量的結果時，必須給出相應的不確定度，一方面便于使用它的人評定其可靠性，另一方面也增強了測量結果之間的可比性。

交流接觸器吸持功率測量不確定度評定可參考JJF 1261.18—2017《交流接觸器能源效率計量檢測規則》附錄A 中給出的示例。

6）增補了吸持功率的計算方法。明確接觸器吸持功率（Sh）為額定控制電源電壓（Us）和額定控制電源電壓下的控制電流的有效值（I）相乘后計算得來。根據計算得出的吸持功率實測值，對照GB 21518—2022 表1 中相應的額定工作電流等級，判定接觸器的能效等級。

2 結束語

國家將交流接觸器產品列入第五批能效標識產品目錄，于2010 年開始實施對該產品的能效標識管理。節能減排是國家提倡的方針政策，接觸器作為一類主要的低壓電器產品，其能效要求也應隨著技術及市場的發展而不斷進步。目前我國節能型交流接觸器（能效等級為1、2 級）已經有一定的市場，但還不夠普及，傳統型交流接觸器占主導地位。新標準的發布實施有利于新1、2 級能效接觸器的推廣，促進節能型接觸器的廣泛應用。