IEC标准、相应的电气工程国标GB及其应用.pdf

工程标准42电气工程应用2008.2IEC标准、相应的电气工程国标(GB)及其应用本刊编辑部(410007)蒋麦占摘要IEC标准有一个非常大的体系和我国的产品标准、工程标准有很密切的关系本文单就其中的工业与民用建筑电气工程中的IEC标准以及由它转化过来的GB(GB1)的内容作了简要介绍论述了其实用意义和应用时的注意点。关键词人员安全等同采用(IDT)工程承包合同1.IECGB究竟有何实用价值就工业和建筑电气工程设计而言我国已有一套自行编制的规范(GB5)又有一套由IEC标准转化而来的标准这后一套标准(GB1)究竟有何实用意义经过多年的实践运作可以总结如下:1.1IECGB中的某些内容是自编设计规范中没有的例如谐波标准及其他电能质量标准我国已有一套GB但那是适用于公用电网的至于工业内部电网IEC另有一套指标规定这是很有道理的参见本文下面5.3节的介绍。此外如谐波对电动机的影响就连书刊中也很少提到。1.2某些IECGB标准比自编的规范更详细、具体例如雷电防护IEC全部共有5本其中单建筑物的外部防雷与内部防雷就是厚厚的一本(英文有150面之多。其中4本已经上报待批为GB1)非常详细与具体还有一些实例而国内自编的GB50057详尽程度不可与之比较。1.3某些IECGB含有手册性质的内容例如有关工业电网的谐波标准除了规定的限值指标之外还有关于各类设备产品的谐波量估算、谐波量在工业电网内合成的估算这样的内容是不可能在自编国标GB5内出现的。1.4有可能在涉外工程中采用IEC标准详见本文后面第6节。2.IEC标准中的工程标准概述IEC(国际电工委员会)的组织结构于本刊2008年第1期有简介其中负责编制标准的为各技术委员会(TC)大概有100多个。下面介绍和工程设计有关的TC和所涉及的技术内容:2.1TC64低压电气装置(原称建筑物电气装置)包含1kV以下低压电气工程的各个方面如电击防护等各种保护、设备选择安装、布线系统等但不包括电气牵引装置也不包括矿山电气装置等。2.2TC81雷电防护包括了防雷工程问题(仅涉及建筑物和进户管线)。2.3TC77电磁兼容(EMC)包括了结构很严密的EMC系统工程有关电气系统中的电能质量如对谐波、电压波动等等的限制标准和改善措施自然对电力和电子产品在EMC方面也有许多基本规定但不涉及对具体产品的EMC要求后者列在各产品标准内。工程标准电气工程应用2008.243有关EMC内容的标准很重要若产品不符合有关EMC要求就不能出口和进口工程中的电气系统若不符合EMC要求可能无法正常运行。电气系统中的各种设备应能够互相包容这是一个新概念设计人员可能欠熟悉。2.4TC991kV以上交流电力装置的系统工程和施工(特别涉及安全方面。也包括直流1.5kV以上系统)目前还只出版一本标准。因为在高压方面要统一各国的不同意见是很难的。2.5TC71户外严酷条件下的电气装置(包括露天矿和采石场)TC71已经停止活动但他所编的标准并未宣布作废或撤销。2.6TC73短路电流有关交流和直流短路电流的计算。3.IEC产品标准系列中有关产品应用的标准3.1TC2旋转电机和工程有关的是交流变频调速电流的应用。3.2TC14电力变压器有关电力变压器的应用导则。3.3TC20电缆有关电缆的选择。3.4TC22电力电子系统和设备。SC22G调速电气传动系统用半导体变流器中有关变流器的EMC标准。3.5TC31爆炸性环境用电气设备有关电气装置的选择与安装。3.6TC33电力电容器有关正常电网条件下并联电容器的安装和运行导则以及受谐波影响下的工业电网滤波器与并联电容器的应用。3.7TC37避雷器有关避雷器的选择与应用建议3.8SC37A低压浪涌保护器(SPD)有关SPD的选择和应用4.IEC标准和国家标准的关系(GB1)就工业和建筑电气工程设计所涉及到的有关IEC标准而言我国大部分都有GB与之对应对应关系分三种类型:一种是等同采用标为IDT即完全将IEC标准翻译过来另一种为等效采用标为MOD第三种为非等效采用标为NEQ。对于内容的不一致一般在GB的前言内加以说明。既然某些GB与IEC标准有对应关系自然有相关的工作机构来承担将IEC标准转化为GB的工作因此我国也有一个标准化技术委员会与IEC的各技术委员会相对应自然也就承担了全部或部分的转化(翻译等)工作。例如IECTC77(EMC)标准由于涉及电力和电子通信、仪表等各个专业所以担负转化的工作单位、有好几个。下面将部分机构对应关系列成下表:表1我国标委会和IECTC的对应关系序IECTC(或SC)我国标准化技术委员会秘书处挂靠单位编号名称编号(SAC)名称1TC64低压电气装置1TC205全国建筑物电气装置中机中电设计院2TC81雷电防护TC258全国雷电防护中国标准化协会3TC77电磁兼容TC246全国电磁兼容国网武汉高压电力研究院4TC991kV以上交流电力装置的系统工程和施工TC266全国高压电气安全国网武汉高压电力研究院5TC71户外严酷条件下的电气装置TC2262全国低压成套设备和控制设备天津电气传动设计研究所6TC73短路电流3工程标准44电气工程应用2008.27TC2旋转电机TC26全国旋转电机上海电器科学研究所8TC14电力变压器TC44全国变压器沈阳变压器研究所9SC17B低压开关设备和控制设备TC189全国低压电器上海电器科学研究所10TC20电缆TC213全国电线电缆上海电缆研究所11SC22G调速电气传动用半导体变流器TC60SC1全国可调速电气传动系统半导体变流器天津电气传动设计研究所12TC31爆炸性环境用电气设备TC94全国防爆电气设备南阳防爆电气研究所13TC33电力电容器TC45全国电力电容器西安电力电容器研究所14TC37避雷器TC81全国避雷器西安电瓷研究所15SC37A低压浪涌保护器TC81全国避雷器西安电瓷研究所注:1.IECTC64低压电气装置是新名称原称建筑物电气装置。2.TC71的标准我国由TC226代为管理。3.不清楚我国是否有归口的标委会或工作单位。4.防爆电机及秘书处归南阳所防爆电器由沈阳电气传动研究所负责转化。5.序715的资料摘自2002中国电器工业标准化年鉴中国电器工业协会编5.各标准的内容的简要介绍由于工程标准太多不可能逐个标准一一介绍产品标准系列只介绍其中有关工程应用部分。如要购买GB或英文IEC标准可联系中国标准化研究院标准馆内的中国标准情报中心。5.1TC64的标准低压电气装置(原名建筑物电气装置)标准号IEC60364GB16895有下列5部分内容第1部分基本原则总体特性评估、定义第4部分安全防护(包括电击、热效应、过电流、电压扰动和电磁骚扰防护)第5部分电气设备的选择和安装(包括通用规则例如关于选择和安装原则)布线系统隔离、通断和控制接地配置、保护导体和保护联结导体其他设备(如发电机组)。第6部分检验(包括检验之后的验证)第7部分特殊装置或场所的要求(内容的绝大部分涉及的是某些特殊公共场所或住宅内的电气安全问题)。IEC60364实际上是一个大编号在60364下面共有标准50多本此外还有一些基础例如IEC60479系列(电流对人体和家畜的效应)之所以称为基础标准因他是编制其他标准(例如有关低压电器产品标准的人身安全性能方面)的基础。IEC60364标准系列本身也是非常关注人身安全的因此我国对TC205全国建筑场电气装置标准化技术委员会的领导从2005年起改由国家标准化管理委员会实行直接管理这是一些其他委托由中国电器工业协会代管的许多产品标委会不同的。IECTC64的全部标准总数可能在50本左右版本又在不断更新中而且有新的标准编号出现因此是一个动态过程我国相对应的SACTC205委员会对IEC标准转化为GB的工作每年都在进行迄今为止转化为GB的有30多项按现在的进度很难在几年内全部转化过来为了工作需要有必要及时研究某些英文版的IEC标准。IEC标准定义的建筑物包括了工业用和民用的全部建筑TC64的全部标准之所以重要一方面他非常重视人身安全同时我国也以IEC的产品标准作为我国的产品标准所以我国自行编制的电气工程标准(标准号GB5由建设部统一管理的例如GB50054低压配电设计规范)也是以IEC标准工程标准电气工程应用2008.245为基础的。5.2TC81的标准雷电防护原来IECTC81编制公布了十几本标准经过多年的酝酿讨论和统一最后于2006年1月整编为4本早已公布发行(第1版)现列表如下:表2IECTC812006年的标准(第1版)标准号名称内容简介IEC62305-1雷电防护第1部分总则综述了第24部分的主要原则IEC62305-2雷电防护第2部分风险管理雷电防护的风险评估与管理IEC62305-3雷电防护第3分部分建筑物的实体损害与生命伤害外部保护(防直击雷)与内部保护IEC62305-4雷电防护第4部分建筑物内的电气与电子系统1.雷电冲击保护系统的设计及装置2.接地与等位联接3.磁屏蔽与线路路径4.SPD保护系统的配合。注:已公布第2版草案今后只有上述4部分。上述IEC标准的第2与3部分相当详细和具体但风险管理如何在国内实施尚未形成统一意见。第4部分中有关SPD的选择规定尚应参见SC37A低压浪涌保护器分技术委员会所编的标准(下面将介绍)。我国防雷标委会已将上述4部分(14)翻译转化成国标上报待批。我国自编的建筑物防雷设计规范GB5005794的2000年版和IEC标准有很紧密的关系但不可能有IEC标准那么详细个别原则性规定也不尽相同。由于IEC标准条理清晰详细具体并有许多实例细节介绍宜仔细阅读研究据悉日本也采用IEC的这一套标准。5.3TC77的标准电磁兼容(EMC)本标准系列有一个庞大的体系标准共有100本之多涉及电力、电子系统、通信、过程仪表等各个领域体系很科学、严密连美国同行也自认不及我国许多电工产品例如电机、低压电器、电力变压器等产品标准都采用IEC标准自然也认同TC77的EMC标准。我们感兴趣的是其中几本与工程有关的标准如下:1.IEC61000-2-2:2002GBT18039.32003(GB对应IEC的是1990年第1版)EMC环境公用低压供电系统低频传导骚扰与信号传输的兼容水平内容是低压公用电网的电能质量标准例如电压、频率、谐波等等。2.IEC61000-2-4:2002GBT18039.4-2003(GB对应IEC的是1994年第1版)EMC环境工厂低频传导骚扰的兼容水平内容是工厂低压电网的电能质量标准。3.IECTR361000-2-6:1995EMC环境工厂供电中低频传导骚扰发射水平的评估内容是介绍各种骚扰量估算的方法。4.IECTR361000-2-8:2002EMC环境公用供电系统的电压暂降和短时中断并有统计测量结果内容是实况统计与分析。5.IEC61000-2-12:2003EMC环境公用中压供电系统的低频传导骚扰与信号传输的兼容水平内容类似61000-2-2但为中压公用电网。6.IECTR361000-3-6:1996GBZ17625.42000EMC限值中、高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估内容涉及谐波发射量7.IECTR361000-3-7:1997GBZ17625.52000EMC限值中高压电力系统中波动负荷发射限值的评估内容是波动负荷引起电压变化的估算8.IECTR361000-5-1:1996EMC安装和抑制措施指南一般考虑EMC基础出版物内容主要是有关防止各种电磁骚扰的原则工程标准46电气工程应用2008.29.IECTR361000-5-2:1992EMC安装和抑制措施指南接地与布线10.IECTR361000-1-1:1992GBT17624.11998EMC综述电磁兼容基础术语和定义的应用与解释内容可以帮助建立基本概念5.4TC99高压电气安全迄今为止IEC尚只出了一本标准如下:IEC61936-1:20021kV以上电力装置第1部分:通则它还没有转化为国标GB据该IEC标准在前言中介绍:许多国家都有自己的国家法律、标准和内部规定。言下之意要统一各国意见形成一本国际标准是很不容易的。该标准内容包括:基本要求、绝缘、设备、装置、安全措施保护措施和辅助系统接地系统检测和试验。这是第1部分计划中的第2部分涉及输配电装置的特殊要求第3部分涉及发电和工业装置的特殊要求。5.5TC71户外严酷条件下的电气装置(包括露天矿和采石场)IEC共出版了5本标准IEC6062160625由于TC71已暂停活动(instand-by)我国按上述IEC60621(以前称IEC621)发布了GB9089标准如下:1.IEC606211:1987(NEQGBT9089.11988)严酷条件下户外场所电气设施术语和定义2.IEC606212:1986(NEQGBT9089.21988)严酷条件下户外场所电气设施一般防护要求3.IEC606213:1979(NEQGTT9089.31991)严酷条件下户外场所电气设施设备及附件的一般要求4.IEC606214:1981(EQVGBT9089.41992)严酷条件下户外场所电气设施装置要求5.IEC606215:1987(EQVGB9089.51995)严酷条件下户外场所电气设施运行要求我国也没有宣布上述GB9089系列标准作废。但是标准中的低压部分都是采用IECTC64的规定而TC64的标准是在不断修订中的因此我国已将其修订待审批。5.6IEC73短路电流到2000年为止至少公布了10本标准除了高低压交流系统外还有电厂和变电站直流辅助设施中的短路电流计算但国内的工业设计院似乎并不知晓有这些标准笔者也未读过其中任何一本这里介绍从略。5.7TC2旋转电机这也是很大的一个产品标准系列有50本之多其中下列二本值得关注:1.IECTS6003417:2006(第4版)变流器馈电时的笼型电动机应用指南。内容指应用电网供电的普通电动机于变流器馈电2.IECTS6003425:2007(第1版)专为变流器馈电的交流电动机设计指南和性能。即使电动机专为变频电源所设计有些场合也不能承受变频器输出的畸变波形电压普通电动机更不用说了因此在电动机之外还需采取一些措施例如加电抗器等或者改善变频器输出电压波形上两本标准也给出了一些外部措施和相应的理论解释这些都值得关注。5.8TC14电力变压器总数有20本之多的产品标准系列其中有油浸式、干式电力变压器负载导则、电力变压器和电抗器应用导则特别是下列一本:IEC600768:1997GBT134992002(IDT)电力变压器应用导则其中关于Yyn接线的三柱心式配电变压器中性线电流不能大于绕组额定电流的10%否则电压不对称将超过允许值这说明我国标准规定中性线电流不大于25%就值得商榷了。5.9SC17B低压开关设备和控制设备全是产品标准但是下一本标准IEC609472:2006(第4版)GB14048.2(待批)IDT低压开关和控制设备第2部分断路器中的附工程标准电气工程应用2008.247录A(有关短路保护的上下级选择性配合)和附录B(具有剩余电流保护的断路器)对工程设计有密切关系。5.10TC20电缆除了很多产品标准之外还有一本IEC60183:1984(修改1990)高压电缆选择导则但年代已久。另有有关确定电流密度的建议而电流密度受铜价变化影响难以界定所以似乎实用意义不大。5.11SC22G调速电气传动用半导体变流器针对调速电气传动系统一共出版了7本标准其中下面二本值得特别关注:1.IEC618003:2004GB12668.32003IDT(GB对应的是IEC1996年版)调速电气传动系统第3部分:产品的EMC要求及其特定的试验方法2.IEC618004:2002GBT12668.42006IDT调速电气传动系统第4部分一般要求1kV以上35kV以下交流电气传动系统定额值的规定5.12TC31爆炸性环境用电气设备(另有分技术委员会SC31H可燃粉尘环境用电气设备)除了许多产品系列标准之外下面四本标准直接和工程设计应用有关我国防爆(煤矿除外)和可燃粉尘用电气设备都按IEC标准原则制造所以工程设计标准也要和IEC标准相配合。1.IEC6007915:1996GB3836.152000(EQV)(IEC又有2002新版)爆炸性气体环境用电气设备第15部分。危险场所电气安装(煤矿除外)(笔者注:宜将“安装”译为装置)2.IEC6007910:1995GB3836.142000(IDT)爆炸性气体环境用电气设备第14部分:危险场所分类3.IEC6124112:1999GB12476.22006(IDT)可燃性粉尘环境用电气设备第1部分:用外壳和限制表面温度保护的电气设备第2节:电气设备的选择、安装和维护IEC已将本标准修订成为新的第3版内容有变动新标准号和名称如下:IEC6124114:2004可燃性粉尘环境用电气设备第14部分:选择与安装(老版中维护的内容将编入IEC6124117中)4.IEC6124110:2004IDTGB12476.32007可燃性粉尘环境用电气设备第3部分:存在或可能存在可燃性粉尘的场所分类上述可燃性粉尘当点燃后能够迅速燃烧如果与一定量空气混合还会有相当的爆炸力。5.13TC33电力电容器除了许多产品标准系列之外下列IEC标准与工程应用有关1.IEC61642:1997受谐波影响的工业交流电网滤波器和并联电容器的应用。在标准中介绍了谐振问题及其对策、高低压并联电容器及滤波器组件的选择。当工业电网受谐波影响的场合关于如何对付无功补偿及滤波这是一本很实用的标准。2.IEC61921:2003电力电容器功率因数补偿低压电容器组GBT低压并联电容器装置从标题上看是产品标准但他是通用标准内容除了产品设计以外还有安装和运行、安全性EMC等多处涉及到工程应用。3.IEC60871GB11024标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器。共有4部分同上一样有多处涉及到工程应用。5.14TC37避雷器IEC600995:2000避雷器第5部分选择与应用建议第14部分是关于产品部分的。5.15SC37A低压浪涌保护器在本文前面4.2节TC81雷电防护的标准IEC623054的内容中虽然有第7节标题为配合的SPD保护但并没有多少标准性质的内容只规定:配合的SPD保护的选择与安装应符合:对电力系统的保护为IEC6164312和IEC60364553工程标准48电气工程应用2008.2对通信和信号系统的保护为IEC6164322所以上述三本实际上是工程标准其中由SC37A编制的标准名称如下:IEC6164312:2002低压配电系统中的SPD选择与应用原则。标准IEC60364553中的534节(过电压保护器)属于本文前面5.1节中第5部分内容中的一节。6.涉外工程适用IEC标准的现实性对外承包工程中电气方面的关键要点之一是要在合同中明确采用什么标准作为验收的判定依据包括电气设备产品标准、工程设计与安装验证标准。如果业主能接受采用我国标准这当然很方便唯一缺点是GB没有外文版本。应尽量避免采用业主国或第三国的标准那样要熟悉并掌握他们可麻烦费力了。适中的办法是采用IEC标准其优点是在国际上他有相当的知名度在各个TC中不少国家已是IEC的P成员国(P是参与性的有投票权)还有一些O成员国(观察性的无权表决)低压工程(包括产品)标准比较完整且很注意人员生命安全。全部IEC标准涉及面很广包括