4.3.3 GB/T4798.3 電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件 第3部分:有氣候防護(hù)場所固定使用
本部分為GB/T4798.3 2007,修改采用IEC60721-3-3:2002《環(huán)境條件分類第3部分:環(huán)境參數(shù)組分類及其嚴(yán)酷程度分級第3節(jié):有氣候防護(hù)場所固定使用》 (英文版)。
本部分適用于地面固定使用的產(chǎn)品在正常使用中(包括安裝、停機(jī)和維修等)遇到的環(huán)境參數(shù)組分類及其嚴(yán)酷等級。
本部分包括產(chǎn)品安裝于臨時或永久性固定使用的有氣候防護(hù)場所,如陸地、海邊封閉和遮蔽場所。不包括車輛上和車輛內(nèi)的產(chǎn)品。
本部分規(guī)定了僅限于真接影響產(chǎn)品性能的環(huán)境條件。只有這一類的環(huán)境條件才予以考慮。 而不描述這些環(huán)境條件對產(chǎn)品的影響。
不考慮由著火、爆破和離子輻射造成的環(huán)境條件和其他意外的偶然事故造成的環(huán)境條件。 在特殊情況下,應(yīng)考慮這些因素發(fā)生的幾率。
不包括產(chǎn)品內(nèi)部的微氣候。
無氣候防護(hù)場所固定使用、攜帶和非固定使用、車用和船用、貯存和運(yùn)輸條件,以及產(chǎn)品內(nèi)部的微氣候在GB/T4798的其他部分規(guī)定。
有限數(shù)量的環(huán)境條件等級包括廣泛的應(yīng)用場合。本部分使用者應(yīng)選擇能涵蓋預(yù)期使用條件的最低等級。
1、一般要求
??? 本部分與GB/T4798.10同時使用;GB/T11804確立的術(shù)語和定義適用于本部分。
安裝時通常停工,標(biāo)準(zhǔn)的使用者應(yīng)將這類情況與產(chǎn)品使用時區(qū)別開,除非有特殊說明,此時應(yīng)選擇其他等級。
超出規(guī)定嚴(yán)酷程度的幾率很低。所有規(guī)定值是最大值或限制值。這些值可能會達(dá)到,但不會長久出現(xiàn)。在一段時間內(nèi),場所不同,嚴(yán)酷程度出現(xiàn)的頻率也不同。本部分未考慮這類出現(xiàn)頻率,但任何環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)的頻率都應(yīng)考慮。如果需要,將額外規(guī)定。出現(xiàn)的頻率和周期在GB/T4798.10中規(guī)定。
應(yīng)當(dāng)注意,所規(guī)定的幾種環(huán)境參數(shù)同時出現(xiàn),可能增大對產(chǎn)品的影響。在生物條件、化學(xué)活性物質(zhì)和機(jī)械活性物質(zhì)條件同時出現(xiàn)高相對濕度時尤為明顯。
某一場所的環(huán)境條件可能會受其他因素影響,例如散熱源、特殊過程條件等。
某一地點(diǎn)環(huán)境條件的測量,應(yīng)在產(chǎn)品周圍選點(diǎn)進(jìn)行。
應(yīng)當(dāng)承認(rèn),存在極端和特殊環(huán)境條件。在這類特殊環(huán)境下使用的產(chǎn)品,由供需雙方協(xié)商確定。
2、環(huán)境參數(shù)組分類及其嚴(yán)酷程度等級
表1~表6、表8~表12規(guī)定了一系列環(huán)境條件等級:
——?dú)夂驐l件(K);
——特殊氣候條件(Z);
——生物條件(B);
——化學(xué)活性物質(zhì)條件(C);
——機(jī)械活性物質(zhì)條件(S);
——機(jī)械條件(M);
——著火初始條件(T,P,F,V,H)。
產(chǎn)品遇到的可能的環(huán)境條件組合,構(gòu)成了一系列類別,代表了世界范圍應(yīng)用的實(shí)際情況,取決于戶外氣候、建筑物結(jié)構(gòu)、安裝、過程條件等。
較高數(shù)字環(huán)境條件等級通常包括較低數(shù)字環(huán)境條件等級。
某些參數(shù)還不能定量規(guī)定嚴(yán)酷程度。
對于給定地點(diǎn)和產(chǎn)品,應(yīng)選擇一整套等級組合,如:3K2/3Z1/3Z4/3B1/3C2/3S1/3M4和3T1/3P3/3F2/3V2/3H3。
附錄A解釋了環(huán)境條件等級的依據(jù),描述了每個等級所包括的使用場所,給出了影響環(huán)境參數(shù)及其嚴(yán)酷程度選擇的情況。
附錄B給出了表1規(guī)定的氣候等級中氣溫、相對濕度和絕對濕度的相互關(guān)系圖。
附錄C給出兩個環(huán)境參數(shù)分類應(yīng)用實(shí)例。
2.1 氣候條件
??? 3K1至3K8規(guī)定的氣候條件代表了有氣候防護(hù)場所的環(huán)境條件,是世界范圍內(nèi)長期經(jīng)歷的環(huán)境條件,考慮了所有能夠影響它們的參數(shù),例如外部(戶外)氣候條件、建筑物結(jié)構(gòu)類型、溫度/濕度控制系統(tǒng)和內(nèi)部條件(如安裝設(shè)備的散熱、人類活動等)。這些條件考慮了 所有正常情況,但不包括特殊情況,例如空調(diào)系統(tǒng)故障等。
3K9和3K10規(guī)定了熱帶地區(qū)氣候條件,在附錄E中予以說明。
當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)牡燃墪r,應(yīng)注意建筑物內(nèi)氣候條件取決于外部(戶外)條件,特別是氣溫、太陽輻射和建筑物結(jié)構(gòu)類型。具有良好隔熱能力或高熱容能力的墻壁能夠持續(xù)地平衡晝夜甚至更長時間溫差變化,隔熱能力差的墻壁沒有這種效果,反而由于白天太陽輻射和夜晚建筑物散熱而使溫差放大。太陽輻射的效果由于集熱效應(yīng)和溫室效應(yīng)而增大。
氣溫和濕度的實(shí)際相互關(guān)系不能僅用嚴(yán)酷程度表達(dá)。因此附錄B給出了氣候圖。
2.2 特殊氣候條件
??? 各種嚴(yán)酷程度的熱輻射、周圍空氣運(yùn)動、雨水外的其他水源、高氣溫和低氣壓均可伴隨其他氣候條件出現(xiàn),因此表2規(guī)定了這些特殊環(huán)境條件。在這種情況下,幾個事件同時發(fā)生會增加嚴(yán)酷程度,而考慮這些會導(dǎo)致不必要的設(shè)計。
2.3 生物條件
??? 無法定量規(guī)定這些條件,表3的特殊參數(shù)是典型的,但未必完全。
2.4 化學(xué)活性物質(zhì)
??? 自然界的污染主要來自工業(yè)活動、機(jī)動車輛和采暖系統(tǒng)排放所致。更為嚴(yán)重的化學(xué)污染來自海洋鹽霧。這些污染可能影響產(chǎn)品的材料和性能。
分類中給出的指標(biāo)基于數(shù)年的調(diào)查。由于短期內(nèi)高濃度的直接影響會導(dǎo)致材料更嚴(yán)重破壞,甚至不能再生,因此表中給出最大值。附帶給出平均值,因?yàn)樗鼘Ξa(chǎn)品內(nèi)部件的長期影響占有重要位置。
實(shí)際上,本部分的所有污染物不可能同時出現(xiàn)。即使這些污染物同時出現(xiàn),其濃度同時均勻升高的可能性也是不大的。不同的場所,通常只有一種污染物濃度較高。3C1等級規(guī)定值對應(yīng)鄉(xiāng)村和低工業(yè)活動地區(qū)。3C2等級規(guī)定值對應(yīng)城市地區(qū)。因此這兩個等級的嚴(yán)酷程度滿足所有參數(shù)綜合作用結(jié)果。而3C3和3C4等級嚴(yán)酷程度不能認(rèn)為滿足所有參數(shù)綜合作用結(jié)果,否則會導(dǎo)致不經(jīng)濟(jì)的過設(shè)計。對于3C3和3C4等級,可以僅選對應(yīng)于使用場所的單一參數(shù)。如果選擇3C3和3C4等級中單一參數(shù),而未提及的其他參數(shù)可選3C2等級中數(shù)值。
注: 本部分中不考慮除海鹽以外的化學(xué)活性液體和化學(xué)活性固體。
2.5 機(jī)械活性物質(zhì)
??? 沙和塵作為同一環(huán)境參數(shù),因?yàn)樗鼈兊淖饔孟嗨啤?/span>
2.6 機(jī)械條件
??? 正弦振動按加速度和位移幅值分級,對應(yīng)不同的頻率范圍。
本部分不考慮隨機(jī)振動,當(dāng)資料充足時再予考慮。
包括沖擊的非穩(wěn)態(tài)振動按第一級非阻尼最大沖擊響應(yīng)頻譜分級,見GB/T4796。
2.7 火災(zāi)初始狀態(tài)條件
??? 火災(zāi)環(huán)境條件見IEC60721-2-8,與室內(nèi)火災(zāi)初始狀態(tài)相關(guān)的方面,是選擇環(huán)境參數(shù)及其嚴(yán)酷等級的基礎(chǔ)。主要參數(shù)如下:
a)閃絡(luò)前的火災(zāi)條件:
——閃絡(luò)時間(見表8);
——對場所內(nèi)各種表面和物體的熱能量;
——場所內(nèi)上層氣體溫度;
——熱釋效率(RHR),與場所內(nèi)導(dǎo)致閃絡(luò)的熱釋放率有關(guān)(RHRf0), 因而以RHR/RHRf0
比率表示(見表9)。
b)閃絡(luò)后的火災(zāi)條件:
最高氣體溫度,發(fā)生在火災(zāi)場所散熱階段(見表10)。
c)煙霧和化學(xué)活性物質(zhì)條件:
——光密度(見表11);
——氯化氫濃度(見表12)。
所列參數(shù)用于說明環(huán)境火災(zāi)條件。某些參數(shù)規(guī)定了遇到火災(zāi)的特性。表9中等級是閃絡(luò)前火災(zāi)條件下對材料和產(chǎn)品著火的反應(yīng),表10中等級對應(yīng)的參數(shù)是閃絡(luò)火災(zāi)條件后的火災(zāi)性質(zhì)和負(fù)荷承載、分立結(jié)構(gòu)、窗戶、通風(fēng)系統(tǒng)等的耐火性。雖然沒有規(guī)定直接遭遇火災(zāi)的特性。表9熱釋放率參數(shù)和表8的時間參數(shù)對于閃絡(luò)危險是極重要的,對于如果發(fā)生閃絡(luò)時人們安全逃離火災(zāi)也是極重要的。表9的氣體溫度參數(shù)和表11、表12參數(shù)都是遭遇火災(zāi)特性,對于光學(xué)儀器探測、疏散時逃生,以及遇火時在安全區(qū)避難均十分重要。電氣產(chǎn)品遇火后產(chǎn)生的氯化氫濃度對于評估該產(chǎn)品此后的腐蝕極為重要。
3、環(huán)境條件等級組合
??? 由一系列產(chǎn)品環(huán)境條件可能的組合構(gòu)成環(huán)境條件組。組合的數(shù)量和靈活性非常大。實(shí)際上,這種靈活性并不總是有益的,例如不同方面共商環(huán)境條件文件時,肯定會有干擾性的微小差異。
在一般情況下為了避免這種可能,從表7選取嚴(yán)酷等級的標(biāo)準(zhǔn)組合。對于給定場所和產(chǎn)品,可參考本部分,例如選取IE32。只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)不包括所需嚴(yán)酷等級組合時,可按本部分中的每個等級選取等級組合。如果某些參數(shù)的嚴(yán)酷程度不同于本部分中規(guī)定的等級組合,應(yīng)加如下短語表述:“但……(參數(shù))……(嚴(yán)酷程度和單位)” ,例如IE32但沙為30mg/m3。
附錄D給出了組合環(huán)境條件說明。
表1 氣候條件等級
表2 特殊氣候條件等級
環(huán)境參數(shù) | 等級 | 單位 | 特殊條件 |
高溫 | 3Z11 | ℃ | 55 |
低氣壓c | 3Z12 | kPa | 84 |
熱輻射 | 3Z1 | - | 可忽略 |
3Z2 | - | 有熱輻射條件,例如室內(nèi)加熱系統(tǒng)附近 |
3Z3 | - | 有熱輻射條件,例如室內(nèi)加熱系統(tǒng)或工業(yè)爐、商業(yè)爐附近 |
周圍空氣運(yùn)動b | 3Z4 | m/s | 5 |
3Z5 | m/s | 10 |
3Z6 | m/s | 30 |
降雨以外的其他水源c | 3Z7 | - | 滴水條件 |
3Z8 | - | 滴水條件 |
3Z9 | - | 滴水條件 |
3Z10 | - | 滴水條件 |
a非輔助對流制冷系統(tǒng)可能受到周圍空氣逆向流動的干擾。 b不包括水下條件。 c 3z12等級對應(yīng)約1400m海拔高度。 |
表3 生物條件等級
環(huán)境參數(shù) | 單位 | 等級 |
3B1 | 3B2 | 3B3 |
植物 | - | - | 霉菌、 真菌等 | 霉菌、 真菌等 |
動物 | - | - | 嚙齒動物和其他危害產(chǎn)品的動物,白蟻除外 | 嚙齒動物或其他危害產(chǎn)品的動物,包括白蟻 |
表4 化學(xué)活性物質(zhì)條件等級
表5 機(jī)械活性物質(zhì)條件等級
環(huán)境參數(shù) | 單位 | 等級 |
3S1 | 3S2 | 3S3 | 3S4 |
沙 | mg/m3 | - | 30 | 300 | 3000 |
塵(飄浮) | mg/m3 | 0.01 | 0.2 | 0.4 | 4.0 |
塵(沉積) | mg/(m2*h) | 0.4 | 1.5 | 15 | 40 |
表6 機(jī)械條件等級
環(huán)境條件 | 等級組合 |
IE31 | IE32 | IE33 | IE34 | IE35 | IE36 | IE37 |
氣候 特殊氣候 ? ? 生物 化學(xué)活性物質(zhì) 機(jī)械活性物質(zhì) 機(jī)械 | 3K2 - - - 3B1 3C1 3S1 3M1 | 3K3 3Z2 3Z4 - 3B1 3C1 3S1 3M1 | 3K3 3Z2 3Z4 - 3B1 3C2 3S2 3M2 | 3K4 3Z2 3Z4 3Z8 3B2 3C2 3S2 3M2 | 3K5 3Z2 3Z4 3Z8 3B2 3C2 3S3 3M3 | 3K6 3Z2 3Z5 3Z8 3B2 3C2 3S3 3M3 | 3K7 3Z2 3Z5 3Z8 3B2 3C2 3S3 3M3 |
表8 閃絡(luò)時間
環(huán)境參數(shù) | 單位 | 等級 |
3T1 | 3T2 | 3T3 | 3T4 | 3T5 |
閃絡(luò)時間 | min | 20 | 12 | 8 | 4 | 2 |
表9 閃絡(luò)前的熱條件
環(huán)境參數(shù) | 單位 | 等級 |
3P1 | 3P2 | 3P3 | 3P4 | 3P5 |
材料和產(chǎn)品承受的熱通量 | Kw/m2 | 10 | 20 | 30 | 50 | 75 |
氣體溫度(氣體上層) | ℃ | 150 | 300 | 400 | 500 | 600 |
熱釋放率與導(dǎo)致閃絡(luò)的熱釋放率之比 | - | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1 |
表10 閃絡(luò)后的熱條件
環(huán)境參數(shù) | 單位 | 等級 |
3F1 | 3F2 | 3F3 | 3F4 |
氣體最高溫度 | ℃ | 600 | 800 | 1000 | 1200 |
熱態(tài)持續(xù)時問 | min | 10 | 20 | 30 | 40 |
表11 穿過煙霧的可見度條件
環(huán)境參數(shù) | 單位 | 等級 |
3V1 | 3V2 | 3V3 | 3V4 | 3V5 |
光密度 | l/m | 0.02 | 0.05 | 0.2 | 0.5 | 1 |
注: 見IEC60721-2-8圖13的說明。 |
表12 化學(xué)活性物質(zhì)條件
環(huán)境參數(shù) | 單位 | 等級 |
3H1 | 3H2 | 3H3 | 3H4 |
氯化氫濃度 | mg/m3 | 200 | 500 | 1000 | 4000 |
持續(xù)時間 | min | 10 | 10 | 10 | 10 |
半正弦脈沖持續(xù)時間舉例
頻譜L:持續(xù)時間22ms;
頻譜I:持續(xù)時間11ms;
頻譜II:持續(xù)時間6ms。
圖1 典型沖擊響應(yīng)頻譜
(第一級最大沖擊響應(yīng)頻譜)