机电式控制电路电器新旧标准的差异研究

胡晓芳

（福建省产品质量检验研究院，福建 福州 350002）

1 引言

随着工业4.0的到来，用电设备已迅速增加和普及，控制系统不断复杂、规模不断扩大，这不仅对机电式控制电路电器（以下简称“控制电器”）产品数量的需求日益增长，对产品种类、性能及其可靠性也提出了越来越苛刻的要求[1]。控制电器具有控制、信号指示及连锁等功能，能保证控制系统的稳定、可靠运行，在配电系统、控制系统等领域得到了广泛应用。同时，它的安全稳定运行不仅能影响工业生产效率和质量、日常生活便捷，也对用户人身安全构成威胁[2-3]。因此，对控制电器原理及其标准的研究具有重要意义。

2 控制电器的使用类别

根据不同控制对象，标准中规定了常见控制电器的使用类别[4]，如表1所示。

表1 控制电器的使用类别

正常条件下和非正常条件下的接通与分断能力试验是标准型式试验部分的一项重要性能试验，试验参数的确定即根据表1所示的使用类别来进行划分的，用于考核控制电器产品在不同使用需求时须满足的性能指标。

3 控制电器标准的适用范围

国家标准GB/T 14048.5-2017《低压开关设备和控制设备 第5-1部分：控制电路电器和开关元件 机电式控制电路电器》适用于额定电压交流不超过1000V或直流不超过600V的控制电路电器[4]。主要包括下列规定型式的控制电路电器：

（1）人力操作控制开关，例如：按钮、旋转开关、脚踏开关等；

（2）电磁操作控制开关，具有延时或瞬时动作功能，例如：接触器式继电器；

（3）指示开关，例如：压力开关、操控器等；

（4）位置开关，例如：由机器或机械的一部分操控的控制开关；

（5）有关的控制电路电器，例如：指示灯等。

同时，也适用于与其他电器相关联的规定型式的开关元件，例如：接触器、断路器、继电器等电器的辅助触头或控制电器触头。

4 新旧标准差异解读

新标准GB/T 14048.5-2017《低压开关设备和控制设备 第5-1部分：控制电路电器和开关元件 机电式控制电路电器》用于在开关设备和控制设备中做控制、信号指示、连锁等用途的控制电路电器和开关元件，于2018年5月1日实施，替代旧标准GB/T 14048.5-2008[4-5]。

4.1 电磁兼容（EMC）的差异

4.1.1 结构和性能要求的不同

4.1.1.1 增加了“最大恢复时间”的要求

新标准中要求对于具有电子线路的设备，制造商应将其最大恢复时间和测量方法规定出来。

4.1.1.2 修改了EMC的一般要求

旧标准中该部分直接引用GB/T 14048.1-2006中7.3条。新版标准： 在IEC60947-1：2007+A1：2010中7.3.1条适用，并补充下列要求：

（1）用来进行测试的控制电路电器应该具有代表性，满足所有必要的设计要求，并且保证处于干净的新环境中；

（2）EMC试验应在额定工作电压Ue下进行，如果给定的额定工作电压为一个范围值，那么试验应该选择代表最严酷条件的电压进行；

（3）在整个试验周期内或者试验周期之后不允许替换或者维修任何零件；

（4）改部分标准中所涉及到的产品预期用于环境A中；

（5）具有电子线路的接触器式继电器还应符合IEC 60947-4-1：2009中8.3.2.2的要求。

4.1.1.3 修改了抗扰度要求

新标准中新增对“静电放电”“射频电磁场辐射抗扰度”“电快速瞬变/脉冲群抗扰度”“电涌抗扰度”及“射频场感应的传导抗扰度”等不同的抗扰度进行描述。

4.1.2 试验程序的不同

（1）新增了EMC试验要求。

新标准中增加了EMC试验的一般要求：控制电路电器应安装在方形接地金属板中心，连接导线长度、试品测试状态等。

（2）新增在夹紧件或接线端子触点上的电压降测量如图1所示。

图1 在夹紧件或接线端子触点上的电压降测量

4.1.3 电器上半导体开关元件的附加要求不同

新标准附录H中，用于控制电路电器的半导体开关元件有关验证EMC的要求与标准正文中的EMC要求一致。

4.2 接线端子性能的差异

4.2.1 非通用无螺纹型接线端子的要求不同

（1）产品资料内容中新增非通用无螺纹型接线端子的内容，应在电器上标注“s”“sol”“r”“f”等相关标识，如果空间不够应该在包装或者产品技术资料中注明：a)、“s”或者“sol”代表单根硬导线的接线端子；b)、“r”代表刚性（单根或者绞合）导线的接线端子；c）、“f”代表软导体的接线端子。

（2）试验程序中新增了无螺纹夹紧件的电气特性和老化试验。

4.2.2 接线端子识别和标志的不同

（1）标志检查中修改了接线端子标识和标志的要求，增加了附录M中规定的附加要求。

（2）试验程序中增加了“端子的机械和电气性能”验证，旧标准中则直接引用GB/T 14048.1-2006的标准。

（3）新增了附录M“控制电路电气的接线端子标志、特有编号和特有字符”的规范性附录，适用于具有接线端子标志的控制开关和接触器式继电器，对于对接线端子标志有要求或者该标志属于常规惯例时都应该使用该附录。

4.3 规范性附录上的差异

（1）电气间隙和爬电距离要求的变化

新标准删除附录D“控制电路电器的电气间隙和爬电距离”，在标准正文中直接体现。

（2）电缆拉力的规定不同

修改了附录G“具有整体连接电缆的控制电路电器的附加要求”中拉出实验中电缆拉力的规定。旧标准要求：直径大于或者等于8mm的电缆，拉力为160N，直径小于8mm的电缆，拉力为电缆直径（mm）的20倍（N）；新标准则描述为：当电缆不止一根单线组成时，电缆拉力由单根导线的拉力和导线数量相乘决定。最大拉力应不超过160N，并举例说明。

（3）镜片的颜色性能验证要求的变化

删除了附录J“指示灯和指示塔的特殊要求”中镜片的颜色性能验证，根据新标准，不考核指示灯的镜片颜色。

4.4 其它方面差异

4.4.1 在产品特性方面

（1）新标准中删除了“通断操作过电压”的要求。

（2）电气上分开的触头元件中增加了触头元件的极性相关要求。在旧标准中没有体现触头的极性，而新标准中则明确规定为：除非制造商另有说明，电气上分开的触头元件应当视为相反的极性。

4.4.2 在“紧急制动”要求方面

新增了“紧急制动”的要求，对于带有机械式锁闩功能的紧急制动装置的操作器形状和颜色、背景颜色和开闩方向都应该符合IEC 60947-5-5：2016的要求。

4.4.3 在材料性能方面

新增了灼热丝试验和基于可燃性类别的试验的具体要求，使得材料试验的验证更加规范。

4.4.4 在特殊程序方面

新增了验证湿热、盐雾、振动与冲击等可进行特殊试验的种类。

4.4.5 在性能验证方面

（1）新标准要求：除非制造商在试验报告中另有说明，受限制的运动式旋转开关应以1r/s～4r/s之间的速度动作。

（2）限制短路电流性能验证试验中，对于预期电流值，旧标准要求：预期电流调整为1000A或更高值（如制造商规定）；新标准明确要求：预期电流1000A或另一个由制造商规定的不小于100A的数值。

5 结论

通过对机电式控制电路电器新旧标准的对比研读发现，新标准无论在试验要求上还是在对试验结果的评判上都更加接近低压电器往智能、安全、健康方向发展的趋势，同时也填补了一些新产品的研发所带来的检测需求，更进一步保持与国际IEC标准统一步伐。