张冶文：制定国际标准是为了“活得更好”

发表时间：2024-06-29 17:57:59 来源：现代极简系列

---

  近日，国际电工委员会（IEC）正式对外发布目前唯一的测量在允许电压下不导电的材料空间电荷的国际标准IEC 62836《在允许电压下不导电的材料内部电场的测量——压力波传播法》。这也是我国专家牵头在IEC/TC112（电气在允许电压下不导电的材料与系统的评估）制定的首个IEC国际标准文件。

  “IEC 62836标准作为在绝缘评定领域中第一个由我国专家负责制定的IEC国际标准，它的发布对我国绝缘评定领域在国际上的话语权具备极其重大意义。它开创了我国在这一领域制定国际标准的成功先例，为我国开展绝缘评定领域国际标准化奠定了良好的基础和积累了丰富的实践经验。”中国工程院院士、哈尔滨理工大学雷清泉教授告诉《中国科学报》，它在我国开展IEC/TC112领域国际标准化活动中，起到了引领未来的重要作用。

  近日，项目牵头人、同济大学张冶文教授接受了《中国科学报》独家专访，对这一专业标准的出台做了深度解读。

  《中国科学报》：对于一个地区或是一个国家而言，这一标准的诞生有什么意义？就是说，之前没有标准大家也都“活”下来了，为什么须要有这样一个标准？

  张冶文：这样的一个问题很难有一个标准式答案，简单说可以是“为了活得更好”，例如没有手机、电话能活，没有电也能活，再早，我们的先人在没有火的时代也活下来了。因此能说，标准化是为了生活得更好，是在更低的成本下更安全地生活得更好。有一位国际标准化机构中的美国人曾经说过，标准化最早的创始人是中国的秦始皇。秦始皇创造的“书同文，车同轨，度同制”就是最早的标准化制度，有效地提高了生活品质。据历史学家考证，秦军战斗力强大的一个重要原因是采用了统一的孥机零件，零件可以互换。

  目前，随着直流高压输电的日益普及，国际间需要有一个统一的技术标准对直流高压电缆中绝缘材料的空间电荷与内部电场进行测量。

  张冶文：从广义的角度，技术探讨研究和科学研究一样，从研究到应用，还有相当长的路要走；从应用的角度，任何一项技术探讨研究，都是来自生产，最终又要回到生产才是它的意义所在。推动任何一项技术标准，都需要最大限度地考虑它在工业领域的实际应用价值，也必须联合产业界对于技术标准细节进行实际的操作优化。

  具体到这一项国际标准，我们在编制建议得到通过之后，联合了国内的一些企业，例如国家电网，进行细节的改进与验证。按照IEC的规则，任何一项IEC标准，在发布时都不代表个人、公司、国家，因此任何个人（包括牵头人）和任何单位都没有署名标注权。

  张冶文：标准分为二类，一类是强制性标准，是一定要遵守的最低标准，大部分的产品品质衡量准则都是一定要遵守的强制性标准，例如，自来水中的残余含氯量、家用电器的漏电安全等等，都属于强制性标准。还有一类是建议性标准，能够使用，也可以不采用，大部分的测量技术测量方法标准都属于建议性标准。有些参数可以有不同的测量方法与技术，使用者有选择的权利，用哪种标准规定的方法都可以，甚至采用标准规定之外的技术与方法也是允许的，但是可能会难以得到同行认可。

  张冶文：IEC标准通常不是个人提议设立的标准，它一般是需要先通过建议人所在国家的专业标准委员会讨论，在取得一致意见之后，由国家委员会向相应的IEC技术委员会（TC）提出正式的建议，在技术委员会下属的工作组（WG）内部讨论通过之后，在技术委员会内由各国代表投票，在经过较为复杂的投票规则之后，再决定可根据哪个级别的标准做准备。

  是否能进入下一个环节，都需要在每年一次的TC全员会议上形成决议。其中不单单是技术问题，也有涉及国家立场和利益，以及具体某位IEC代表的背后的公司利益。因此肯定会有反对者，也不必为此费力去做解说和说服工作，需要说服的是让一些可能投弃权票的国家的代表投出赞成票。

  对于这个标准，在最初的建议（IEC TC112，2012年，上海）会上，虽然在工作组（WG8）会议上通过了我的提案，但是在IEC TC112的全会上提议设立TS的投票没有通过。秘书长建议再次投票成为TR（技术报告，IEC中级别最低的一种）并在TR发布之后组织进行RRT（Round Robin Test，译为平行对比试验），这次重新投票得到通过。

  进行平行试验还需要联系不同国家的实验室与同行，由咱们提供试验测试样品并规定测量技术方法、步骤与程序，最后总结比较不同实验室提供的测试报告，在IEC TC112的工作组会议上提出报告，然后再次投票，通过成为TS。在这之后就有必要进行文本的语言修饰阶段，几个反复之后正式通过各国之间的投票，在2019年的IEC TC112全会上通过之后，在2020年公布成为IEC TS。

  巧合的是，2019年的IEC TC112也是在上海举行的，与IEC全体大会（第83届国际电工委员会大会）同步进行。

  在TS 62836公布之后，我代表中国的国家委员会询问如何升级为IS，得到了秘书长与主席的赞同。不巧的是，三年的疫情使所有的国际会议都不能参加现场会议而改为网络会。在2023年的在美国的IEC TC112年会上，需要讨论该标准的最终文本。原来通知所有人必须现场参加，不提供任何网络会议的设备。但是最终因为我没办法取得签证而不能赴美参会，IEC TC112为此专门修改了会议通知，规定除我之外的任何人必须现场到会。

  幸好我们团队的青年老师张文豪副教授的签证还在有效期内，最终他作为中国代表团长参会，在现场起到及其重要的作用，使这一标准顺利进入最终的各国投票阶段。

  《中国科学报》：对于大众来说，“专业国际标准”十分陌生。从计划建议到正式对外发布经历了漫长的十二年，这十二年完成的主要工作是什么？

  张冶文：虽然这一技术的国际标准与大众并没有直接的关系。但是有些专业方面技术标准与大众有直接密切的关系，例如，USB标准的国际通用性，使得旅行中可以只带一种电源线；灯泡插座与电压要求的标准化，使得灯泡可以互换；国际标准度量衡制的普及，使得世界各国的人可以容易讨论长度、质量、时间、温度等等。

  这一项标准从提出建议到标准正式公布，经历了十二年的漫长时间，其中经历的三个主要文本与内容的修改与补充，五年时间的各国对比平行试验，以及多次的各国投票过程，其中也还不乏需要克服一些非技术性的问题与障碍。这是一个统一认知的过程。也可以说，所有的第一次显得格外复杂和艰难，是很正常的。

  张冶文：大约在2010-11年，那时候我与国家标准化委员会还从未有过联系，日本方面提出的关于电声脉冲法（PEA法）测量空间电荷的仪器标定方法IEC技术规范（TS）进入到了各国循环投票阶段，国家标准化委员会的在允许电压下不导电的材料分委员会在国内各个相关的单位征求意见。

  我得知了这一消息后，联想到我所擅长的压力波法也应该设立相关的国际标准，但是当时我对此绝对没头绪，不知道该如何开始，甚至对于这一标准的技术构架细节也没有完全的把握。借一个交流访问的机会，再次拜访了法国ESPCI（巴黎高等物理与化学学院）Jacques Lewiner教授，与他谈了这一情况与我的想法。

  他对我的这一建议很感兴趣，但是他同样不太清楚具体该怎么样推进，因为我们以往的研究工作经验主要都是发表论文与学术交流以及企业合作应用，对于标准化工作基本都无经验。我们讨论后商定在中国与法国同时推进这项技术的标准化工作，争取成为IEC国际标准。他与Stephane HOLE教授负责联系法国的国家标准委员，我负责联系中国的国家标准委。接下来我们立刻讨论了这一标准的技术构架细节，很快取得了一致的意见。

  我回国之后，主动联系全国电气在允许电压下不导电的材料与绝缘系统评定标委会，介绍了情况同时提出我们的建议，委员会经过仔细全面的考察之后决定采纳我们的建议，以中国国家标准化委员会的名义向IEC-TC112提出这一建议，力争在2012年在上海举行的IEC-TC112年会上邀请我去作一次邀请报告（当时我还不是IEC的正式成员，需要IEC特别邀请才能够参会并作报告）。我们最初的建议报告是由我与法国的HOLE教授共同作为project leader（项目召集人），但是最终在IEC秘书处的文件上只允许出现一位项目召集人，于是我们商定由我担任项目召集人，HOLE教授大力协助我们。

  在编制这一标准的漫长的十二年中，我的历届研究生们都起到了很重要的协助作用。这项标准集合了很多他们的研究结果，包括标准中很多具体的实验结果、公式与计算程序。

  张冶文：主要是在建议刚提出时被要求做RRT，觉得这是一项难度比较大的任务。后来知道，要求进行RRT其实是一种柔性的反对意见，可以对提议有明显的拖延作用。好在我们坚持了下来，顺利推进并完成了这项工作。

  《中国科学报》：这项标准会被新产生的标准覆盖么？还是这项标准要一直完善、补充？

  张冶文：按照IEC的规范，任何一项标准每隔三年或者在需要的情况下进行复审，称为“维护”，如果情况没有变化，也可以仅仅进行少量的文字修改、完善与补充。从理论上说，如果情况出现明显的变化，可以作废某项标准，用其他标准替代或者覆盖。具体说，一项准备越充分、考虑情况越周全的技术标准，适用的时间就越久。

  张冶文：需要对于有关技术有深刻的物理层面的了解，全面掌握相关的技术细节，而且，在这一领域需要有一定的国际声望与影响力。所谓“知名”，就是大家都“知”道你的“名”字。还需要有一定的国际交流能力，对于质疑与“刁难”，需要有快速的反应与对答能力。当然，还需要有结交国际友好同行的能力，最好能够降低“敌人”。

  《中国科学报》：听说您和哈理工大学合作建立了一个专业测量实验室，与标准的编制相关么？

  张冶文：是的，我与哈尔滨理工大学合作建立了一个在极高压力下测量研究电介质介电特性的实验室，主要自制设备能测量在1GPa下的聚合物介电特性，目前这在世界上也是独一无二的。Pa（帕斯卡）是压强单位，即在一平方米单位面积上受到的1牛顿的力（约0.1公斤），通常的一个大气压约0.1MPa，1GPa即约为1万个大气压。

  广义地说，这个电介质高压力特性研究实验室也是一个测量介电特性的实验室，形象地说，我们自己研制的实验设备能将精确控制的最高压力相当于6节满载的货物列车车厢叠起来压在半个手掌心大小的面积上，并且同时测量这个巨大的应力在试样上所产生的微米级别的微小的偏移与形变与相应的微小电流。虽然目前它与这一标准并没有直接的关系，但是它为测量与研究介电特性增加了一个可控的维度——压力。