IEC 60945 标准中湿热试验方法的探讨

陈中青，朱宜生，王超，刘玉石，陈凤清

（1.中国船舶重工集团第七二三研究所，扬州 225001；2.中国船舶工业电工电子设备环境与可靠性试验检测中心， 扬州 225001）

引言

湿热试验主要用于考核电工电子产品在高湿条件下的环境适应性，特别是产品的机械性能和电气性能的变化。由于各类电工电子产品的特点不同，进行湿热试验的条件也不相同。根据IEC 标准委员会颁布的标准规定，湿热试验分为恒定湿热试验和交变湿热试验。恒定湿热试验是指温度和湿度试验条件不随时间变化的湿热试验[1]。产品或使用场所温度变化不大，产品表面不会产生凝露现象时选择恒定湿热试验。交变湿热试验是指温度、湿度条件随着试验时间在高温高湿和低温高湿之间循环变化的一种湿热试验[2]。温度条件的变化引起产品表面凝露或产品使用场所温度的变化能引起产品表面凝露时选择交变湿热试验。

目前，主要的湿热试验方法有IEC 60068-2-78、IEC 60068-2-30、IEC 60945、GB/T 2423.3 和GB/T 2423.4 等国际和国内标准。其中IEC 60068-2-78、和GB/T 2423.3为恒定湿热试验标准，IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4 和IEC 60945 为交变湿热试验标准。

1 恒定湿热的试验方法

根据IEC 60068-2-78 和GB/T 2423.3 中的规定，恒定湿热试验的温度和湿度为（30±2）℃/（40±2）℃、（93±3）%RH/（85±3）%RH[3]。在试验产品或试验产品的使用场所温度变化不大时，试验产品表面不会出现凝露现象。为了验证和考核实际使用情况下试验产品的在湿热条件下的环境适应性，同时避免样品出现凝露的现象，应选择恒定湿热试验。恒定湿热试验在样品放入试验箱后的升温和加湿顺序如下：

1）首先将试验箱的温度调整到标准规定的温度（30±2）℃/（40±2）℃，并使样品达到温度稳定；

2）升温过程中及样品达到温度稳定前，可通过不提高试验箱内的绝对湿度来避免试验样品发生凝露现象；

3）在试验样品达到温度稳定后，在2 h 内将试验箱的相对湿度调整到标准规定的湿度值（93±3）%RH/（85±3）%RH；

4）在规定的试验条件下，待试验箱的温湿度达到稳定后开始计算试验时间；

5）试验结束后进行恢复检查。

从恒定湿热的试验顺序可以看出整个试验是考核试验样品在恒定温湿度条件下的适应性。由于恒定湿热条件下样品表面不会出现凝露，因此在试验过程，明确升温和加湿的先后顺序以避免试验过程中样品出现凝露现象。

2 交变湿热的试验方法

根 据IEC 60068-2-30 和GB/T 2423.4 中 的 规 定，交变湿热试验的温度和湿度为（25±3）℃/95 %RH ～（40±3）℃/（93±3）%RH 或（55±3）℃/（93±3）%RH[4]。因为交变湿热试验验证样品在高湿度与温度循环变化组合且经常会在样品表面产生凝露的条件下使用、运输和贮存的适应性。因此交变湿热试验在样品放入试验箱后的升温和加湿顺序如下：

1）首先将试验箱的温度调整到标准规定的温度（25±3）℃，并使样品达到温度稳定；

2）在样品温度稳定后，将试验箱内的相对湿度升至不低于95 %RH；

3）在3 h±30 min 内将试验箱内的温度升到规定值（40±3）℃/或（55±3）℃；

4）将相对湿度控制在（93±3）%RH，并保温保湿9 h；

5）保温保湿结束后，在3～6 h 的时间内将试验箱内的温度调到（25±3）℃，并保温到一个循环结束（一个循环的试验时间为24 h）。

从交变湿热的试验顺序可以看出整个试验是考核试验样品在交变温湿度条件下产生凝露后的环境适应性。由于在高湿条件下从低温升高温的过程中样品表面会出现凝露，因此从低温升高温前需把试验箱内的湿度调至95 %以上，待达到规定的湿度后再将温度升至高温。

3 IEC 60945 标准中湿热试验的试验方法

根据IEC 60945 的规定，该试验的目的是考核受试样品在高湿条件下的运行能力。该标准湿热试验的高温温度为40 ℃，低温温度试验场所的温度值。在样品放入试验箱后的升温和加湿顺序如下：

1）将受试样品放入常温常湿试验箱内；

2）在3±0.5 h 内将温度升至（40±2）℃、相对湿度调至（93±3）%RH；

3）在（40±2）℃/（93±3）%RH 条件下保温保湿10～16 h；

4）保温保湿结束后，受试样品加电工作0.5 h 后进行功能性能检测；

5）试验结束后，在不小于1 h 的时间内将试验箱的温湿度恢复至常温常湿。

从IEC 60945 湿热的试验顺序可以看出整个试验的温度和湿度是交替变化的，因此该类湿热试验为交变湿热。

4 IEC 60945 标准与IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3、IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4 的 比较

从上述五个湿热试验标准的试验目的和操作顺序可以看出，IEC 60945 中的湿热方法与IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4 同为交变湿热，IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3 为恒定湿热。通过对上述标准的分析，IEC 60945 与IEC 60068-2-30、GB/T 2423.4、IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3 存在着以下区别：

1）IEC 60945 湿热试验在低温升高温过程中，同时将试验箱内的相对湿度升至93 %±3 %，而IEC 60068-2-30 和GB/T 2423.4 则是在试验箱处于低温时将相对湿度升至95 %RH 以上，在试验箱内的相对湿度达到规定值后再由低温升至高温；IEC 60068-2-78 和GB/T 2423.3是先将试验箱内的温度升至高温，然后再将相对湿度调至（93±3）%RH 或（85±3）%RH 的规定值。

2）IEC 60068-2-30 和GB/T 2423.4 明确提出试验中受试样品表面有凝露出现，IEC 60068-2-78、GB/T 2423.3 则明确说明避免受试样品在试验中出现凝露，而IEC 60945 中的湿热方法对是否出现凝露虽没有明确说明，但IEC 60945 中的湿热为交变湿热，根据交变湿热的作用机理，本人认为试验中受试样品表面应出现凝露现象。

5 结论

在试验过程中，按照IEC 60945 中规定的湿热试验方法进行操作，受试样品表面未出现凝露现象，究其原因是升温和调湿同步进行且升温速率慢，受试样品内部温度的变化基本与试验箱的温度变化同步。因此本人认为IEC 60945 中湿热的试验方法未能达到交变湿热要求的受试样品表面出现凝露的规定，建议将IEC 60945中湿热试验方法中升温和加湿的顺序进行调整。首先在低温条件（25 ℃±3 ℃）下将试验箱内的相对湿度升到不小于95 %RH，在箱内相对湿度达到95 %RH 以后，再在3 h± 30 min 内将箱内温度由（25±3）℃升至（40±2）℃，以达到交变湿热时受试产品表面凝露的效果。