GB 21518—2022《交流接触器能效限定值及能效等级》最新标准解读

郑世欣

（甘肃电器科学研究院）

0 引言

交流接触器广泛应用于低压电路中，控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制，是自动控制系统中的重要元件之一，也是我国首批“CCC”认证产品之一。

交流接触器的线圈以控制电源产生磁场而带动主电路接通或分断，线圈的工作电压有多种选择。接触器因可频繁操作必须具备长使用寿命，机械寿命通常为数百万次至一千万次，电寿命一般则为数十万次至数百万次。作为广泛使用的低压电器产品，接触器的功耗问题引起了业界的关注。接触器接入电路中产生的功耗主要是线圈部分的功耗。随着国家对节能降耗的整体要求的提高，对产品的能耗要求也将进一步提高[1]。

接触器线圈的功率主要包括吸合功耗（起动功耗）和吸持功耗（维持功耗）两部分。虽然线圈在吸合起动瞬间功耗较大，但时间很短（几十毫秒）；工作时间则一直处于吸持保持状态（此时能量损耗主要集中在吸持状态铁损上）。相比于接触器产品总的能耗，毫秒级的起动过程的功率占比较小，通常为5%，可以忽略不计。因此通过对交流接触器吸持功率的测量，可以确定其能效限定值及能效等级。

1 新标准的重大技术变化内容

为了响应国家节能与标准化改革政策，在贯彻节能减排、淘汰落后产能的大背景下，中国能源基础与管理标准化技术委员会合理用电分委员在原有GB 21518—2008《交流接触器能效限定值及能效等级》基础上，对此标准首次进行修订，发布新版标准GB 21518—2022。相比旧版，新标准中更改了标准适用范围、交流接触器能效限定值要求、试验方法，增补了试验检测环境要求、控制电路电流测试要求、吸持功率测量的不确定度以及吸持功率的计算方法，删除了交流接触器节能评价值的定义和要求。

新标准规定了交流接触器的能效等级、能效限定值、抽样、试验和计算方法，其中试验和计算方法部分重点参考了GB/T 14048.4—2020《低压开关设备和控制设备第4-1 部分：接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器（含电动机保护器）》9.3.3.2.1.2 条款，对能效检测试验的抽样测试、检测环境、检测设备以及测量不确定度做出具体要求。作为强制性执行标准，无疑对交流接触器节能技术的研究推广起到积极作用。

1.1 标准名称

标准名称仍为“交流接触器能效限定值及能效等级”，其含义与节能政策相一致，即规定了接触器吸持功率的最大允许值。

1.2 适用范围

细化了适用范围。考虑到接触器应用场合的实际工况，相对旧标准，新标准适用范围，从GB21518—2008《交流接触器能效限定值及能效等级》国家标准第 1 号修改单中“额定频率50Hz、额定工作电压为380V（400V）、额定工作电流6～630A 的直动式、三极电动式、整体式交流接触器”更改为“额定频率为50Hz、主电路额定工作电压为l000V 及以下，额定工作电流为6～630A，接触器的额定控制电源电压为交流400V 及以下，使用类别为AC-3 的三极机电式，直动式的整体式接触器。”明确了不适用于外加节电装置、家用和类似用途的接触器及半导体接触器（固态接触器）。

1.3 术语和定义

考虑到“节能评价值”是实施节能产品认证的依据，它是推荐性指标，当用能产品的能源利用效率达到或超过所规定的“节能评价值”时，该产品就可结合其他指标被节能产品认证机构评定为节能产品。作为强制性标准，新标准中删除了“节能评价值”的定义和要求，仅对“能效限定值”做出强制性要求。

1.4 能效限定值和能效等级

修订了各能效等级对应的最大允许吸持功率要求值。接触器能效等级分为3 级，其中1 级能效最高。各等级接触器在额定工作电流下的实测吸持功率应不大于下表的规定。为便于对比分析，下表中同时列出新版和旧版标准的吸持功率规定值。

表 接触器能效限定值及能效等级

“能效限定值”是配合我国实施《中华人民共和国节约能源法》中淘汰高耗能产品制度而制定的性能指标，它是一个强制性指标，如果用能产品的能源利用效率低于该指标就被认为是高耗能产品，根据《中华人民共和国节约能源法》的规定，这种产品是不能生产或被销售的，凡生产或销售这种低效用能产品的行为都将被认为是违法行为，要受到法律的处罚。交流接触器能效限定值为表中能效等级3 级，也就是接触器吸持功率最大允许值。

从表中新旧版吸持功率最大允许值对比可以看出，“能效限定值”指标调整幅度适中，1、2 级能效指标调整幅度相对较大。我国低压电器行业有500多家企业生产该产品，年产量达12700 万台，年产值约60 亿元。其中大容量产品通常采取电子控制或传统控制方式。传统控制方式在很多重要的场合如钢厂因其稳定、精准的控制被广泛使用，故始终得以与电子控制方式并存，并占据更大的市场份额。小容量产品因其维持功率相对较低且增加电子控制对成本影响很大。如若大幅提高“能效限定值”指标，市场上现有的传统控制方式的产品大部分将面临被淘汰，对于国内制造业而言是一个沉重的打击，整个低压接触器行业和用户也将会受到很大的影响，且产品供应容易出现断层，导致市场混乱。因此，此次能效指标的修订是建立在大量的试验基础上，在考虑产品技术发展的前提下，结合实际的行业技术水平制定出的切实可行的能效指标，有利于引导行业有序健康的发展。

作为GB 21518 的配套政策，2016 年6 月1 日正式实施的《能源效率标识管理办法》（第35 号令）以及CEL 018—2016《交流接触器能源效率标识实施规则》明确规定所有上市的接触器产品必须施加能效标识，如图1 所示。能效标识设有二维码区域。消费者及执法部门可以通过扫描二维码，进入能效标识信息平台，获取用能产品的能效信息、能效备案号、产品能效质量抽查情况。交流接触器使用的能源效率标识的吸持功率标注值应符合GB 21518 现行标准。

图1 交流接触器能效标识样式示例

1.5 试验和计算方法

新标准参考引用GB/T 14048.4—2020《低压开关设备和控制设备 第4-1 部分：接触器和电动机起动器机电式接触器和电动机起动器（含电动机保护器）》，对试验方法做出修订，增补了计算方法。

1）增补了抽样要求。明确了同一壳架接触器具有不同额定控制电源电压（U）不同主电路额定工作电流（I）时，应按以下方式进行试验：额定控制电源电压规格数量小于5 时，应抽取最大额定控制电源电压、最小额定工作电流的接触器进行测试；额定控制电源电压规格数量大于或等于5 时，应抽取5 个样品，其中一个为最小额定控制电源电压，一个为最大额定控制电源电压，另外抽取3 个制造商认为吸持功率较大的额定控制电源电压规格，对每个电压规格选取最小额定工作电流的接触器进行测试。

2）增补了试验方式。明确了同一壳架接触器的额定控制电源电压为一个范围时，应按以下方式进行试验，并取最大值作为该宽电压规格的吸持功率：当额定控制电源电压范围的上限值为下限值的2 倍及以上时，分别在电压范围的上限值和下限值进行测试；当额定控制电源电压范围的上限值为下限值的2 倍以下时，在电压范围的上限值进行测试。

3）修订了试验检测环境要求。新标准将旧版中环境温度“（20±5）℃”更改为“（23±3）℃”，明确试验应在环境温度23℃±3℃条件下进行，测试电源应有足够的容量。试验中，其主电路或控制电源电路中不应有任何负载。在接触器控制电路输入端施加额定控制电源电压，测量接触器闭合状态下的吸持功率，接触器试验接线图见图2。

图2 试验接线图

4）增补了控制电路电流测试要求。明确在接触器控制电源端通电后，控制电路输入端电流达到稳定时进行控制电路电流的测试并取值。

5）考虑到测量准确度，增补了吸持功率测量的不确定度要求。明确测试吸持功率的测量不确定度应小于5%。吸持功率实测数据按四舍五入法取小数点后一位。

不确定度是指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度。反过来，也表明该结果的可信赖程度。它是测量结果质量的指标。不确定度越小，测量结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高；不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用价值也越低。在报告物理量测量的结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。

交流接触器吸持功率测量不确定度评定可参考JJF 1261.18—2017《交流接触器能源效率计量检测规则》附录A 中给出的示例。

6）增补了吸持功率的计算方法。明确接触器吸持功率（Sh）为额定控制电源电压（Us）和额定控制电源电压下的控制电流的有效值（I）相乘后计算得来。根据计算得出的吸持功率实测值，对照GB 21518—2022 表1 中相应的额定工作电流等级，判定接触器的能效等级。

2 结束语

国家将交流接触器产品列入第五批能效标识产品目录，于2010 年开始实施对该产品的能效标识管理。节能减排是国家提倡的方针政策，接触器作为一类主要的低压电器产品，其能效要求也应随着技术及市场的发展而不断进步。目前我国节能型交流接触器（能效等级为1、2 级）已经有一定的市场，但还不够普及，传统型交流接触器占主导地位。新标准的发布实施有利于新1、2 级能效接触器的推广，促进节能型接触器的广泛应用。