T/CES 124-2022 特殊环境应急电源变换器试验规范

　　ICS 19.08

CCS L 89

备案号：7—2

团体标准

T/CES 124—2022

特殊环境应急电源变换器试验规范

Test specification for electrical power converters for

emergency power supplies in special circumstances

2022-06-22 发布 2022-06-24 实施

中国电工技术学会 发布

T/CES 124—2022

I

目 次

前言 ................................................................................................................................................................... Ⅱ

1 范围 ............................................................................................................................................................... 1

2 规范性引用文件 ........................................................................................................................................... 1

3 术语和定义 ................................................................................................................................................... 1

4 试验条件 ....................................................................................................................................................... 2

4.1 特殊环境试验参数 ................................................................................................................................ 2

4.2 测量仪器仪表要求 ................................................................................................................................ 2

5 试验要求 ....................................................................................................................................................... 2

5.1 外观质量 ................................................................................................................................................ 2

5.2 防护等级 ................................................................................................................................................ 3

5.3 壳体机械强度 ........................................................................................................................................ 3

5.4 液冷系统冷却回路密封性能试验 ......................................................................................................... 3

5.5 绝缘及耐电压性能 ................................................................................................................................ 3

5.6 温升 ........................................................................................................................................................ 4

5.7 额定功率测试 ........................................................................................................................................ 4

5.8 峰值功率及持续时间 ............................................................................................................................. 5

5.9 启动时间 ................................................................................................................................................ 5

5.10 可靠性 .................................................................................................................................................. 5

5.11 环境试验 .............................................................................................................................................. 5

6 试验方法 ....................................................................................................................................................... 6

6.1 外观质量检查 ........................................................................................................................................ 6

6.2 防护等级检查 ........................................................................................................................................ 6

6.3 壳体机械强度 ........................................................................................................................................ 6

6.4 液冷系统冷却回路密封性能试验 ......................................................................................................... 6

6.5 绝缘及耐电压性能试验 ......................................................................................................................... 7

6.6 温升试验 ................................................................................................................................................ 7

6.7 额定功率试验 ........................................................................................................................................ 7

6.8 峰值功率及持续时间试验 ..................................................................................................................... 8

6.9 开机启动时间试验 ................................................................................................................................ 8

6.10 可靠性 .................................................................................................................................................. 8

6.11 环境试验 .............................................................................................................................................. 8

附录A(资料性附录) 实验用主要仪器、仪表及精度等级 .................................................................... 10

T/CES 124—2022

II

前 言

本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文采用的GB 14048.1，等同国际标准IEC 60947-1。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电工技术学会提出并归口。

本文件负责起草单位：北京英博电气股份有限公司。

本文件参加起草单位：北京英博电气股份有限公司、新兴重工集团有限公司、新兴际华科技发展有

限公司、江西泰豪军工集团有限公司。

本文件主要起草人：周洁、姜向龙、彭强、王玉玺、王海良、周波、姜俊杰、尹玉才、徐兰军、张

晓昊、杨玲、许沁舒、王冠琼、高菁慧、陈永清、吴敏、洪亮。

本文件为首次发布。

T/CES 124—2022

1

特殊环境应急电源变换器试验规范

1 范围

本文件规定了在特殊环境下用于应急电源的变换器的试验要求、试验内容和试验方法。包括但不限

于应急电源中常用的DC/DC 变换器、AC/DC 变换器、AC/AC 变换器、DC/AC 变流器。

常规型电化学储能系统储能变流器应首先满足通用的技术要求。

常规型DC/DC 变换器应首先满足通用的技术要求。

本文件适用于海岛、高海拔、寒区、热区等特殊环境下的用于应急电源的变换器。作为常规型变换

器要求的补充。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB 4208 外壳防护等级(IP 代码)

GB 14048.1 低压开关设备和控制设备 第1 部分 总则

GB/T 2423.1 电工电子产品环境试验 第2 部分：试验方法 试验A：低温

GB/T 2423.2 电工电子产品环境试验 第2 部分：试验方法 试验B：高温

GB/T 2423.18 环境试验 第2 部分：试验方法 试验Kb：盐雾，交变(氯化钠溶液)

GB/T 2423.25 环境试验 第2 部分：试验方法 试验Z/AM：低温低气压综合试验

GB/T 2423.34 环境试验 第2 部分：试验方法 试验Z/AD：温度湿度组合循环试验

GB/T 14597—2010 电工产品不同海拔的气候环境条件

GB/T 17619 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法

GB/T 18384.1—2015 电动汽车 安全要求 第1 部分：车载可充电储能系统(REESS)

GB/T 18488.2—2015 电动汽车用电机及其控制器 第2 部分：试验方法

GB/T 24347—2009 电动汽车DC/DC 变换器

GB/T 34120—2017 电化学储能系统储能变流器技术规范

QC/T 413 汽车电气设备基本技术条件

IEC 60947-1 Low-voltage switchgear and controlgear—Part 1: General rules

3 术语和定义

GB/T 24347、GB/T 34120 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

环境条件 environmental conditions

在特定时间内，产品所经受的外部物理、化学和生物条件。

环境条件一般包括自然环境条件和产品本身或外源产生的环境条件。

3.2

特殊环境 special environment

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2

指自然环境包含：指定范围的海拔、指定范围的温度、指定范围的相对湿度、指定范围的空气盐雾

含量，由其中的一个或一个以上组成的环境条件。

3.3

人工模拟特殊环境 Artificial simulation of the special environment

为检测产品的环境适应性，根据一定海拔高度、环境条件特征而人工设定的环境条件。

3.4

特殊环境条件 Special environmental conditions

本文中的特殊环境条件包含：海拔、高温段、低温段、湿度、盐雾，可以是以下条件中的一个或多

个环境条件的组合：

——海拔：海拔高度在2 000m～5 000m;

——高温段：环境温度+40℃～+60℃;

——低温段：环境温度−45℃～−20℃;

——盐雾含量：≥0.15mg/m3;

——相对湿度：≥95%。

4 试验条件

4.1 特殊环境试验参数

注1：满足要求的人工模拟特殊环境和自然环境均可作为试验环境。

——海拔：海拔高度在2 000m～5 000m;

——高温段：环境温度+40℃～+60℃;

——低温段：环境温度−45℃～−20℃;

——盐雾含量：≥0.15mg/m3;

——相对湿度：≥95%。

4.2 测量仪器仪表要求

测量仪器仪表的要求如下：

a)试验中使用的仪器、仪表、传感器均应经计量检定部门检定合格并在有效期内。

b)试验中使用的电气测量仪表的准确度不应低于0.5 级(兆欧表除外)，温度级的误差不应大于

±1℃。其他测量仪器仪表应符合相关文件的规定，具体要求参见附录A。

c)不适用于特殊环境的仪器应设置在特殊环境之外，保证人工模拟特殊环境不对测试仪器仪表造

成影响。

5 试验要求

5.1 外观质量

用于应急电源的变换器的外观质量应符合GB/T 24347—2009 中5.17 的要求：

——变换器外表面应平整，无明显的划伤、变形等缺陷;表面涂镀层应均匀;

——铭牌、标志安装端正牢固，字迹清晰;

——零部件紧固可靠，无锈蚀、毛刺、裂纹等缺陷和损伤。

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3

5.2 防护等级

用于应急电源的变换器要求具有可靠的密封性。产品防护等级应不低于GB 4208 中IP67 的要求。

5.3 壳体机械强度

用于应急电源的变换器应按GB/T 24347—2009 中6.3 所述的方法试验后，不发生明显的塑形变形。

5.4 液冷系统冷却回路密封性能试验

用于应急电源的变换器应按GB/T 18488.2—2015 中4.8 所述的方法试验后，不发生渗漏现象。

5.5 绝缘及耐电压性能

5.5.1 电气间隙和爬电距离

应用在特殊环境的用于应急电源的变换器，电气间隙的确定应按GB 14048—2006 中表13 和表15

的规定值乘以相应的海拔修正系数，其海拔修正系数见表1。如电气间隙达不到要求，可用冲击耐受电

压来验证。

表1 海拔修正系数

海拔H

m

正常气压

kPa

电气间隙修正系数

H≤2 000 80.0 1

2 000<h≤3 000="" 1.14="" 70.0=""></h≤3>

3 000<h≤4 000="" 1.29="" 62.0=""></h≤4>

4 000<h≤5 000="" 1.48="" 54.0=""></h≤5>

5 000<h≤5 1.66="" 43.72="" 500=""></h≤5>

注1：对于仅应用于高海拔、低温、高温特殊环境的用于应急电源的变换器，爬电距离按照污染等级不小于3 级

选择，且不小于相应的电气间隙。

注2：对于应用于高湿度、高盐雾特殊环境下的DC/DC 变换器，爬电距离应按污染等级4 级选择，且不小于相应

的电气间隙。

5.5.2 接地

用于应急电源的变换器应按GB/T 24347—2009 中5.8 所述的方法试验后，电阻值应不大于0.1。

接地点应有明显的接地标识。

5.5.3 绝缘电阻

用于应急电源的变换器中带电电路与地(外壳)之间的绝缘电阻，在4.1 规定的环境条件下，不小

于500/V。试验电压按表2 的规定进行。

5.5.4 耐电压性能

接线端子对地(外壳)和彼此无电连接的电路之间的介电强度，应按GB/T 24347—2009 中5.7 的

要求值，进行试验，应用在特殊环境的设备需乘以相应的海拔修正系数，其海拔修正系数见表3。

H1 为产品试验地点，单位为米(m)。

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表2 绝缘电阻试验电压等级

额定绝缘耐电压等级UN 绝缘电阻表电压

≤60 250

60<un<250 500=""></un<250>

250<un<1 000="" 1=""></un<1>

1 000<un<10 000="" 2="" 500=""></un<10>

表3 工频耐受电压和冲击耐受电压的海拔修正系数Ka

产品使用地点海拔H1

m

1 000 2 000 2 500 3 000 3 500 4 000 4 500 5 000

产品试验地点海拔

m

0 1.13 1.28 1.36 1.44 1.54 1.63 1.74 1.85

1 000 1 1.13 1.20 1.28 1.36 1.44 1.54 1.63

2 000 0.88 1 1.06 1.13 1.20 1.28 1.36 1.44

3 000 0.78 0.88 0.94 1 1.06 1.13 1.20 1.28

4 000 0.69 0.78 0.83 0.88 0.94 1 1.06 1.13

5 000 0.61 0.69 0.74 0.78 0.83 0.88 0.94 1

5 500 0.54 0.61 0.68 0.69 0.73 0.77 0.84 0.89

注1：在以考核内绝缘质量为主的例行试验中，按有关产品文件的规定，使用地电压取海拔1 000m 或2 000m 时

产品的耐受电压值不做修正。

注2：试验电压值为GB/T 24347—2009 中5.7 的要求值与修正系数Ka 的乘积。

注3：使用地区海拔超过5 500m 的用于应急电源的变换器应根据制造商和用户的协议进行设计和验证。

5.6 温升

用于应急电源的变换器的温升应符合QC/T 413—2002 中3.3 的要求。

用于应急电源的变换器的温升随使用地海拔的升高需要进行海拔修正。

各海拔高度除的温升极限值应按公式(1)确定：

 = 0+ ………………………………………………(1)

式中：

0  ——常规型用于应急电源的变换器规定的温升极限值;

  ——温升极限值的海拔修正值，由表4 查出。

注2：电阻器、变阻器等高发热电器，温升极限值的海拔修正也按上述方法进行计算，但修正的数值改为海拔每升

高100m，温升极限值按2K 计算。

5.7 额定功率测试

在特殊环境(根据技术协议约定的特殊环境)下，试验结果均应先符合24347—2009 中5.10 的要

求。

在规定的环境条件下，额定电压和连续工作情况下，DC/DC 达到稳定温升后可输出的最大功率应

大于或等于铭牌中标出的额定功率值。

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表4 温升极限值的海拔修正值 单位为开

使用地或试验地的海拔高度 温升极限值的海拔修正值

H<2 000 0

2 000<h≤2 2="" 500=""></h≤2>

2 500<h≤3 000="" 4=""></h≤3>

3 000<h≤3 500="" 6=""></h≤3>

3 500<h≤4 000="" 8=""></h≤4>

4 000<h≤4 10="" 500=""></h≤4>

4 500<h≤5 000="" 12=""></h≤5>

5 000<h≤5 14="" 500=""></h≤5>

注1：本表依据为海拔每升高100m，环境温度降低0.5℃。

注2：当试验地点与使用地点的海拔不同时，温升极限值按两者的海拔差进行修正。当试验地点的海拔高于使用地

点时，温升极限值为相应产品文件规定的温升值加上修正值。当试验地点的海拔低于使用地点时，温升极限

值为相应产品文件规定的温升值减去修正值。计算海拔差时，低于2 000m 的海拔均算作0m。

5.8 峰值功率及持续时间

在特殊环境(根据技术协议约定的特殊环境)下，试验结果均应先符合24347—2009 中5.11 的要

求：

——DC/DC 变换器的过载输出功率不小于其额定功率的1.1 倍。持续时间不小于30min。

——DC/DC 变换器的过载输出功率不小于其额定功率的1.2 倍。持续时间不小于6min。

5.9 启动时间

在特殊环境(根据技术协议约定的特殊环境)下，用于应急电源的变换器开机至输出额定功率的时

间不得超过5min。

5.10 可靠性

在特殊环境(根据技术协议约定的特殊环境)下，试验结果应符合24347—2009 中5.14 的要求。

在额定负载或按照设定的循环工况运行条件下，用于应急电源的变换器无故障工作时间应不小于

3 000h。

5.11 环境试验

设备在进行过GB/T 24347—2009 文件中6.1 的环境试验并合格后。依据特殊环境的特征，选用以

下试验进行特殊环境适应性验证。特殊环境包含：海拔、高温段、低温段、湿度、盐雾，或其中几种的

组合。

5.11.1 低温试验

适用于特殊环境含有：低温段

用于应急电源的变换器应能在环境温度为−40℃时正常开机启动并运行至铭牌中标出的额定功率

值。

5.11.2 高温试验

适用于特殊环境含有：高温段

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用于应急电源的变换器应能在环境温度为55℃时正常开机启动并运行至铭牌中标出的额定功率

值。

5.11.3 耐温度变化试验

适用于特殊环境含有：高温段

用于应急电源的变换器的湿度试验按QC/T 413—2002 中的3.10.3 的规定进行，进行2 个循环，试

验过程中在0℃～55℃时，在实验中设备应设置为额定工作状态。

5.11.4 耐温度、湿度循环变化试验

适用于特殊环境含有：湿度

用于应急电源的变换器的湿度试验按GB/T 2423.34 的规定在−25℃～55℃之间进行10 个循环的温

度、湿度组合循环试验。每个循环为24h，其每个循环周期中的温度和湿度的变化情况如QC/T 413—2002

中的图1 所示。在低温段、高温段设备均应处于额定工作状态。

5.11.5 低温/低气压综合试验

适用于特殊环境含有：海拔

用于应急电源的变换器的湿度试验按GB/T 2423.25 相关规定，其温度和气压的变化情况如GB/T

2423.25 中图1b。在中间检测阶段和实验结束时，设备按本文件6.7 规定进行试验，功能不应退化或失

效。

5.11.6 盐雾

适用于特殊环境含有：盐雾

用于应急电源的变换器的盐雾试验应按GB/T 2423.18 相关规定进行，满足其严酷等级1。试验结束，

DC/DC 变换器在正常试验环境下恢复2h 后，检查其通电能否正常工作结果满足本文件5.5、5.7、5.8

的规定，绝缘及耐电压性能和产品电性能参数不应下降。有关结构外观的非电性能细节，应在技术文件

中规定。

6 试验方法

被试设备在特殊环境条件进行试验，不包含测试仪器，测试仪器应在仪器规定的使用环境下被使用。

6.1 外观质量检查

在本文件6.11 选用的环境试验全部项目结束后，进行目视检查，检查结果应符合5.1 的要求。

6.2 防护等级检查

按照GB 4208—2017 中IP67 方法试验。

6.3 壳体机械强度

在用于应急电源的变换器壳体表面任意30cm×30cm 的面积上均匀地施加相当于100kg 质量重物的

力，观测表面的塑形变形情况。

6.4 液冷系统冷却回路密封性能试验

对用于应急电源的变换器冷却液冷却的密封状态进行检查，检查方法为在管路中施加(40±5)kPa 的

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水压，保持3min。

6.5 绝缘及耐电压性能试验

6.5.1 电气间隙

使用千分尺或塞规，测量两相邻导体或一个导体与相邻机壳表面的最短距离。

6.5.2 爬电距离

按照GB/T 18384.1—2001 中的6.2 方法进行。

6.5.3 接地试验

用不确定度为1/1 000 的万用表(或其它具有相同功能和精度等级的仪器)测量用于应急电源的

变换器上能触及的金属部件与外壳接地点处的电阻。

6.5.4 绝缘电阻

在用于应急电源的变换器未工作情况下，在环境温度为55℃±2℃和相对湿度为95%时，按表2 的

要求选取兆欧表(或其他具有相同功能和精度等级的仪器)对设备中带电回路与地(外壳)之间的绝缘

电阻进行测量。

6.5.5 介电强度

在用于应急电源的变换器未工作情况下，按(设备)额定电压+1 500V 试验电压要求，选用合适量

程的耐电压测试仪器对接线端子对地(外壳)和彼此无电连接的电路漏电流进行测量。测试过程中无击

穿和飞弧，且漏电流小于20mA。如应用于高海拔环境，还需要依据本文件表3 予以修正。

6.6 温升试验

在特殊试验环境(根据技术协议约定的特殊环境)下，用于应急电源的变换器工作在额定工况中，

测量此时的设备各部件温升(测温元件可使用温度计、热电偶、热敏元件、红外测温仪等有效手段)。

特殊试验环境下设备各部件的极限温升见表5。

表5 特殊试验环境下设备各部件的极限温升 单位为开

部件和部位 极限温升

主电路半导体器件 外壳温升由产品技术条件或分类文件规定

主电路半导体与导体的连接处 裸铜：45

主电路半导体器件与导体的连接处

有锡镀层：55

有银镀层：70

母线(非连接处)：

铜

铝

35

25

主电路的电阻元件与滤波元件 距外表面30mm 处的空气：25

6.7 额定功率试验

在特殊试验环境(根据技术协议约定的特殊环境)下，按照GB/T 24347—2009 中6.10 规定的试验

方法进行。

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使用于应急电源的变换器的输出电压值等于铭牌上的额定电压值，调整负载输出电流，使其与额定

电压的乘积等于额定功率，持续工作时间不小于2h。

6.8 峰值功率及持续时间试验

在特殊试验环境(根据技术协议约定的特殊环境)下，试验方法按照GB/T 24347—2009 中6.10 规

定的试验方法进行。

使用于应急电源的变换器的输出电压值等于铭牌上的额定电压值，调整负载输出电流，使其与额定

电压的乘积等于额定功率的1.1 倍和1.2 倍。

6.9 开机启动时间试验

在特殊试验环境(根据技术协议约定的特殊环境)下，静置4h。记录外部直流辅助供电到用于应

急电源的变换器输出额定功率的时间。

6.10 可靠性

在特殊试验环境(根据技术协议约定的特殊环境)下，试验按照GB/T 24347—2009 中6.14 规定的

试验方法进行。试验完成后，应进行本文件6.7 规定的试验，设备不应失效或部分失能。

6.11 环境试验

设备在进行过GB/T 24347—2009 文件中6.1 的环境试验并合格后。依据特殊环境的特征，选用以

下试验进行特殊环境适应性验证。特殊环境包含：海拔、高温段、低温段、湿度、盐雾，或其中的组合。

6.11.1 耐低温试验

适用于特殊环境含有：低温段

用于应急电源的变换器的低温试验按GB/T 2423.1 相关要求进行，试验温度选取为−55℃，被试设

备不上电静置2h 后，在−55℃条件下运行设备至额定功率。设备运行持续时间不低于2h，运行过程中，

设备应工作在本文件6.7 规定的工作状态。

6.11.2 耐高温试验

适用于特殊环境含有：高温段

用于应急电源的变换器的高温试验按GB/T 2423.2 相关要求进行，试验温度选取为+55℃，被试设

备不上电静置2h 后，在+55℃条件下运行设备至额定功率。设备运行持续时间不低于2h，运行过程中，

设备应工作在本文件6.7 规定的工作状态。

6.11.3 耐温度变化试验

适用于特殊环境含有：高温段

用于应急电源的变换器的湿度试验按QC/T 413—2002 中3.10.3 的规定进行，试验时的低温和高温

值为−25℃～55℃时，设备应工作在本文件6.7 规定的工作状态。

6.11.4 耐温度、湿度循环变化试验

适用于特殊环境含有：湿度

用于应急电源的变换器的湿度试验按QC/T 413—2002 中3.11 的规定进行，进行2 个循环，试验过

程中在0℃～55℃时，设备应工作在本文件6.7 规定的工作状态。试验结束后，还需进行本文件6.5.5

规定的试验。

T/CES 124—2022

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6.11.5 低温/低气压综合试验

适用于特殊环境含有：海拔

用于应急电源的变换器的低温/低气压综合试验应按GB/T 2423.25 相关规定，按图1b 实验曲线进行

试验，推荐严酷等级条件为：

——气压：40kPa/400mbar;

——温度：−55℃;

——时间：2h。

试验结束，用于应急电源的变换器在正常试验环境下恢复2h 后，按本文件6.5.5、6.7 规定检查其

通电能否正常工作，绝缘及耐电压性能和产品电性能参数不应下降。有关结构外观的非电性能细节，应

在技术文件中规定。

6.11.6 盐雾试验

适用于特殊环境含有：盐雾

用于应急电源的变换器的盐雾试验应按GB/T 2423.18 相关规定进行，推荐试验严酷等级1。试验结

束，用于应急电源的变换器在正常试验环境下恢复2h 后，按本文件6.5.5、6.7 规定检查其通电能否正

常工作，绝缘及耐电压性能和产品电性能参数不应下降。有关结构外观的非电性能细节，应在技术文件

中规定。

T/CES 124—2022

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附 录 A

(资料性附录)

实验用主要仪器、仪表及精度等级

实验用主要仪器、仪表及精度等级见表A.1。

表A.1 实验用主要仪器、仪表及精度等级

序号 名称

精度等级

数量 备注

型式试验 出厂试验

1 万用表 0.5 0.5 1

2 台式万用表 0.1 0.1 1

3 数字示波器 — — 1

4 功率分析仪 0.1 0.5 1

5 电能质量分析仪 1.5 1.5 1

6 差分探头 1.0 1.0 1

7 电流探头 0.5 0.5 1

8 绝缘电阻测试仪 5.0 5.0 1

9 耐压仪 1.0 1.0 1

10 红外测温仪 1.0 1.0 1

11 温度巡检仪 1.0 1.0 1

12 函数发生器 0.1 0.1 1

13 钳形表 1.0 2.5 1