標準研究|IEC 60945標準中濕熱試驗方法的探討

高低溫濕熱試驗箱技術規格：

SEH-190 CE表示低溫度0℃ / CR表示低-20℃ / CL表示低-40℃ / CS表示低-70℃

本文探討了IEC 60945標準濕熱試驗中升溫和加濕試驗方法的合理性。通過根據濕熱試驗的基本原理和IEC 60068-2-30、IEC 60068-2-78以及GB 2423.3、GB 2423.4等相關、國家標準中濕熱試驗的具體試驗方法，分析IEC 60945中濕熱試驗的試驗方法是否合理。結果顯示，IEC 60945標準中濕熱試驗的試驗方法與IEC 60068-2-30、IEC 60068-2-78標準的操作順序不同，試驗結果也不相同。
基于此，可有如下結論：IEC 60945標準中濕熱試驗的試驗方法中升溫和加濕的先后順序與交變濕熱的作用機理相悖，建議將試驗方法的操作順序修改為在低溫條件下將試驗箱內的相對濕度升到不小于95 %，待箱內相對濕度達到95 %以后，在3 h±30 min內將箱內溫度由(25 ±3) ℃升至(40±2) ℃。
1  引言
濕熱試驗主要用于考核電工電子產品在高濕條件下的環境適應性，特別是產品的機械性能和電氣性能的變化。由于各類電工電子產品的特點不同，進行濕熱試驗的條件也不相同。根據IEC標準委員會頒布的標準規定，濕熱試驗分為恒定濕熱試驗和交變濕熱試驗。
恒定濕熱試驗是指溫度和濕度試驗條件不隨時間變化的濕熱試驗[1]。產品或使用場所溫度變化不大，產品表面不會產生凝露現象時選擇恒定濕熱試驗。
交變濕熱試驗是指溫度、濕度條件隨著試驗時間在高溫高濕和低溫高濕之間循環變化的一種濕熱試驗[2]。溫度條件的變化引起產品表面凝露或產品使用場所溫度的變化能引起產品表面凝露時選擇交變濕熱試驗。
目前，主要的濕熱試驗方法有IEC 60068-2-78、IEC 60068-2-30、IEC 60945、GB/T 2423.3和GB/T 2423.4等和國內標準。其中IEC 60068-2-78、和GB/T 2423.3為恒定濕熱試驗標準，IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4和IEC 60945為交變濕熱試驗標準。

2  恒定濕熱的試驗方法
根據IE C60068-2-78和GB/T 2423.3中的規定，恒定濕熱試驗的溫度和濕度為(30±2) ℃/（40±2）℃、(93±3) %RH/(85±3) %RH[3]。在試驗產品或試驗產品的使用場所溫度變化不大時，試驗產品表面不會出現凝露現象。為了驗證和考核實際使用情況下試驗產品的在濕熱條件下的環境適應性，同時避免樣品出現凝露的現象，應選擇恒定濕熱試驗。
# 恒定濕熱試驗在樣品放入試驗箱后的升溫和加濕順序如下：
1）首先將試驗箱的溫度調整到標準規定的溫度(30±2) ℃/(40±2) ℃，并使樣品達到溫度穩定；
2）升溫過程中及樣品達到溫度穩定前，可通過不提高試驗箱內的濕度來避免試驗樣品發生凝露現象；
3）在試驗樣品達到溫度穩定后，在2 h內將試驗箱的相對濕度調整到標準規定的濕度值(93±3) % RH/(85±3) %RH；
4）在規定的試驗條件下，待試驗箱的溫濕度達到穩定后開始計算試驗時間；
5）試驗結束后進行恢復檢查。
從恒定濕熱的試驗順序可以看出整個試驗是考核試驗樣品在恒定溫濕度條件下的適應性。由于恒定濕熱條件下樣品表面不會出現凝露，因此在試驗過程，明確升溫和加濕的先后順序以避免試驗過程中樣品出現凝露現象。

3 交變濕熱的試驗方法
根據IEC 60068-2-30和GB/T 2423.4中的規定，交變濕熱試驗的溫度和濕度為(25±3) ℃/95 %RH~(40±3) ℃/(93±3) %RH或(55±3) ℃/(93±3) %RH[4]。因為交變濕熱試驗驗證樣品在高濕度與溫度循環變化組合且經常會在樣品表面產生凝露的條件下使用、運輸和貯存的適應性。
#交變濕熱試驗在樣品放入試驗箱后的升溫和加濕順序如下：
1）首先將試驗箱的溫度調整到標準規定的溫度(25±3) ℃，并使樣品達到溫度穩定；
2）在樣品溫度穩定后，將試驗箱內的相對濕度升至不低于95 %RH；
3）在3h±30min內將試驗箱內的溫度升到規定值(40±3) ℃/或(55±3) ℃；
4）將相對濕度控制在(93±3) %，并保溫保濕9 h；
5）保溫保濕結束后，在3~6 h的時間內將試驗箱內的溫度調到(25±3) ℃，并保溫到一個循環結束（一個循環的試驗時間為24 h）。
從交變濕熱的試驗順序可以看出整個試驗是考核試驗樣品在交變溫濕度條件下產生凝露后的環境適應性。由于在高濕條件下從低溫升高溫的過程中樣品表面會出現凝露，因此從低溫升高溫前需把試驗箱內的濕度調至95 %以上，待達到規定的濕度后再將溫度升至高溫。

4   IEC 60945標準中濕熱試驗的試驗方法
根據IEC 60945的規定，該試驗的目的是考核受試樣品在高濕條件下的運行能力。該標準濕熱試驗的高溫溫度為40 ℃，低溫溫度試驗場所的溫度值。
#在樣品放入試驗箱后的升溫和加濕順序如下：
1）將受試樣品放入常溫常濕試驗箱內；
2）在3 h±0.5 h內將溫度升至(40±2) ℃、相對濕度調至(93±3) %；
3）在(40±2 ) ℃/(93±3) %RH條件下保溫保濕10 h~16 h；
4）保溫保濕結束后，受試樣品加電工作0.5 h后進行功能性能檢測；
5）試驗結束后，在不小于1 h的時間內將試驗箱的溫濕度恢復至常溫常濕。
從IEC 60945濕熱的試驗順序可以看出整個試驗的溫度和濕度是交替變化的，因此該類濕熱試驗為交變濕熱。
5   IEC 60945標準與其它標準的比較
從上述五個濕熱試驗標準的試驗目的和操作順序可以看出，IEC 60945中的濕熱方法與IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4同為交變濕熱，IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3為恒定濕熱。通過對上述標準的分析，IEC 60945與IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4、IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3存在著以下區別：
1）IEC 60945濕熱試驗在低溫升高溫過程中，同時將試驗箱內的相對濕度升至(93±3) %，而IEC 60068-2-30和GB/T 2423.4則是在試驗箱處于低溫時將相對濕度升至95 %以上，在試驗箱內的相對濕度達到規定值后再由低溫升至高溫；IEC 60068-2-78和GB/T 2423.3是先將試驗箱內的溫度升至高溫，然后再將相對濕度調至（93±3）%RH或（85±3）%RH的規定值。
2）IEC 60068-2-30和GB/T 2423.4明確提出試驗中受試樣品表面有凝露出現，IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3則明確說明避免受試樣品在試驗中出現凝露，而IEC 60945中的濕熱方法對是否出現凝露雖沒有明確說明，但IEC 60945中的濕熱為交變濕熱，根據交變濕熱的作用機理，本人認為試驗中受試樣品表面應出現凝露現象。
6結論
在試驗過程中，按照IEC 60945中規定的濕熱試驗方法進行操作，受試樣品表面未出現凝露現象，究其原因是升溫和調濕同步進行且升溫速率慢，受試樣品內部溫度的變化基本與試驗箱的溫度變化同步。因此本人認為IEC 60945中濕熱的試驗方法未能達到交變濕熱要求的受試樣品表面出現凝露的規定，建議將IEC 60945中濕熱試驗方法中升溫和加濕的順序進行調整。首先在低溫條件(25±3) ℃下將試驗箱內的相對濕度升到不小于95 %，在箱內相對濕度達到95 %以后，再在3 h±30 min內將箱內溫度由(25±3) ℃升至(40±2) ℃，以達到交變濕熱時受試產品表面凝露的效果。