一句话总结:IEC 61058-1:2026 (Ed 5.0) 首次把直流电弧熄灭写进标准,但入口只有两个数字——§7.2.11 规定直流功率大于 500 W 且电压高于 100 V 的电路单列为一类负载,Clause 17 对此类开关只写了一句"应耐受过度的电弧",具体程序外指给分册的 17.5.7;Annex P 是资料性背景,它解释了直流电弧熄灭试验的两个设计要点:试验电流为什么按 2 的倍数取值(1 A、2 A、4 A…,最小 1 A),以及最大燃弧时间为什么定在 1 s。本文按"门槛—外指—背景"三层把这条新增要求讲清楚,不越界补分册内容。
门槛:§7.2.11 只给两个数字
2026 版 §7.2 负载分类新增第 11 条:
circuit for DC power larger than 500 W and voltage higher than 100 V
即直流功率大于 500 W 且电压高于 100 V。两个条件同时成立才归入这一类。
这个门槛的写法本身值得注意:它用的是功率而不是电流。原因是电弧的严重程度与分断功率相关,而同样 1 000 W,100 V/10 A 与 400 V/2,5 A 的触头负担完全不同。
一旦开关被归入 7.2.11,两件事同时发生:
- Clause 17 增加一条适用要求——"按 §7.2.11 分类的直流开关应耐受过度的电弧"
- 标志与文件里必须声明这个负载类型(Table 3 第 4.4 项:额定电流与电气负载类型)
Clause 17 只写一句话,程序在分册
Clause 17 关于直流电弧的全部文字就是:"DC switches classified in accordance with 7.2.11 shall withstand excessive arcing."
紧接着 Clause 17 的结尾是两句外指:机械开关见 IEC 61058-1-1,电子开关见 IEC 61058-1-2。Annex P 的标题也把落点写明了——"Background of DC arc extinction test (17.5.7 TC11)",即分册的 17.5.7 条、TC11 试验。
这里有一个实操上的判断顺序:Clause 17 是入口,17.5.7 是方法。如果你的开关不属于 §7.2.11,整条要求不适用,不必去翻 Annex P。如果属于,那么 Clause 17 给你的是"要耐受",Annex P 给你的是"为什么这样设试验点",真正怎么接线路、怎么判合格在分册。
本系列只覆盖 Part 1,所以到此为止——不替分册推测试电路。
Annex P 的三个要点:适用性、电流序列、燃弧时间
P.1 为什么不能按"电流越大越严重"设点
Annex P 的第一段就在纠正一个直觉错误。原文说:电弧持续时间与开关的具体设计内在相关,不遵循"最大效应出现在最高电流处"这条规律;IEC 61058 系列不规定具体的开关结构,所以适用性只能按分断功率与电压特性来判定。
结论写在第二句:在功率超过 500 W、电压超过 100 V 的开关电路中,延长的电弧持续时间可能出现在低于额定电流的未知电流值处,见 Figure P.1。
这句话对试验设计有直接影响。如果只按额定电流做试验,就可能恰好绕过最恶劣的点。所以 Annex P 给出的不是"在额定电流下测燃弧时间",而是"在额定电流以下的多个电流点扫一遍"。
P.2 试验电流按 2 的倍数取值
Annex P 的 P.2 给出具体取值规则:试验电流值按 2 的倍数确定——1 A、2 A、4 A、8 A…,最小试验电流为 1 A。目的是在额定电流以下也获得有代表性的评估。
方法学上,P.2 说"with reference to IEC 60893-2"——即试验方法参照该标准评估。
这条规则的价值在于它把"扫哪些点"这件事标准化了。按 2 的倍数下降,点数不多但覆盖两个数量级:从 1 A 到 64 A 只要 7 个点。
P.3 1 s 是允许的最长燃弧时间
P.3 给的是判据侧的数字:
- 触头分断过程的持续时间通常小于 1 s
- 允许的最大燃弧时间为 1 s,这要求电弧在触头打开后消失
- 如果电弧持续时间超过这个值,触头或周边材料可能严重受损
注意这里的逻辑关系:1 s 不是"合格线"而更接近"物理极限的边界"。原文用的是"allowing a maximum arcing time of 1 s requires the arcing to disappear for an open contact"——允许 1 s,前提是触头已打开、电弧消失。超过 1 s 的场景,标准提示的不是"轻微不合格",而是"可能严重损伤",也就是失效模式已经变成材料破坏。
与耐久试验其他规则的交叉点
直流开关在 Clause 17 下还会碰到几条配套规则,容易和直流电弧混在一起:
§5.2.4 无极性标记的直流开关:正反两个极性各用 3 只试样做耐久试验。这条对直流开关是硬性的,因为极性反接时触头的阳极/阴极角色互换,电弧行为不对称。
§5.2.5 直流代交流:同时有 DC 与 AC 额定的开关,如果该负载类别下的 DC 电压与电流额定值都大于或等于 AC 额定值,可以用 DC 电压代表 AC 做耐久试验(反之不成立)。
§5.2.8 频率:有额定频率的按额定频率试,无额定频率的按 50 Hz,有频率范围的取范围内最不利频率。这条只对交流开关有意义。
§7.1 电源性质分类:仅 AC、仅 DC、AC 与 DC 三种。一个开关如果声明"仅 DC",就不能拿来做 AC 应用;如果声明"AC 与 DC",则两套试验都要能对应。
设计侧的三个落点
虽然标准不规定开关结构,但从条款约束可以反推出设计上必须回答的三个问题——注意这三条是条款的推论,不是标准给出的方案:
第一,直流分断必须有独立的灭弧手段。 标准只要求"耐受过度的电弧",没有给出任何结构建议。这意味着灭弧能力完全由设计者自证,标准不提供"照做就合规"的路径。
第二,功率门槛决定了产品线要不要分档。 500 W/100 V 是一条清晰的产品分界线。低于这条线的直流开关不必做直流电弧试验;跨过这条线,同一副触头可能要从"普通耐久"升级到"直流电弧耐久"。
第三,1 s 是材料等级的分水岭。 周边材料如果只能承受短时电弧,一旦电弧时间接近 1 s,损伤就从"触头磨损"变成"壳体碳化"。这直接关联到 Clause 21 的耐异常热要求——灼热丝温度按 §7.11 声明的等级走。
关键事实
- IEC 61058-1:2026 §7.2.11 将直流功率大于 500 W 且电压高于 100 V 的电路列为独立负载类别
- IEC 61058-1:2026 Clause 17 对 §7.2.11 类直流开关仅要求"耐受过度的电弧",试验程序外指分册 17.5.7
- IEC 61058-1:2026 Annex P 为资料性附录,标题为 DC arc extinction test 的背景说明(17.5.7 TC11)
- IEC 61058-1:2026 Annex P.2 规定试验电流按 2 的倍数取值,最小 1 A
- IEC 61058-1:2026 Annex P.3 规定允许最大燃弧时间为 1 s
常见问题
Q: IEC 61058-1 的直流电弧试验什么时候要做? A: 当开关按 §7.2.11 分类,即直流功率大于 500 W 且电压高于 100 V 时。两个条件必须同时成立,缺一不触发。
Q: Annex P 规定了直流电弧试验的具体接线和步骤吗? A: 没有。Annex P 标注为资料性(informative),只解释适用条件、试验电流取值逻辑与燃弧时间背景,具体程序在 Clause 17 外指的分册 17.5.7。
Q: 直流电弧试验的电流点怎么选? A: 按 2 的倍数取值:1 A、2 A、4 A…,最小 1 A。原因是长燃弧可能出现在低于额定电流的未知电流点,只测额定电流会漏掉最恶劣点。
Q: 燃弧时间超过 1 s 算不合格吗? A: Annex P.3 规定允许最大燃弧时间 1 s,并指出超过则该值触头或周边材料可能严重损伤。判据细则在分册 17.5.7,Part 1 只给这个时间边界。
Q: 有 AC 额定的开关能不能顺便覆盖 DC 应用? A: 不能。§5.2.5 只允许相反方向——DC 额定值不低于 AC 额定值时可用 DC 代表 AC 试验,不能拿 AC 试验结果覆盖 DC 应用。
参考文献
- IEC 61058-1:2026 (Ed 5.0), 7.2.11 — DC power >500 W and voltage >100 V load classification
- IEC 61058-1:2026 (Ed 5.0), Clause 17 — Endurance
- IEC 61058-1:2026 (Ed 5.0), Annex P — Background of DC arc extinction test (17.5.7 TC11)
- IEC 61058-1:2026 (Ed 5.0), 5.2.4 / 5.2.5 — 极性与 DC/AC 代表性试验
- IEC 61058-1:2026 (Ed 5.0), Table 3 — Switch information(负载类型声明)