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技術(shù)文章

IEC 68-2-18 試驗方法R及指引：水

IEC 68-2-18 試驗方法R及指引：水 

IEC 68-2-18 Test R and guidance：Water 



前言 

本試驗法之目的係提供電工產(chǎn)品在運(yùn)輸、儲存及使用期間，遭受降水(falling drops)、沖水(impacting water)或浸水(immersion)時之試驗方法，以驗證封蓋(cover)與密封之能力，使元件及裝備在標(biāo)準(zhǔn)降水場試驗中或之後仍能正常工作。 

範(fàn)圍 

本試驗法包括下述項目，有關(guān)各項試驗特性請參考表1。 

試驗方法Ra：降水  
方法Ra 1：人造雨淋  
本試驗法係應(yīng)用於電工產(chǎn)品置於室外且未保護(hù)之情況下遭受自然雨淋。 

方法Ra 2：滴水箱  
本試驗法係應(yīng)用於電工產(chǎn)品在有保護(hù)之狀況下遭受自然雨淋，但因產(chǎn)生凝結(jié)或發(fā)生滲漏而自頂面造成滴水。 

試驗方法Rb：沖水  
方法Rb 1：豪雨  
本試驗法係應(yīng)用於電工產(chǎn)品在熱帶地區(qū)置於室外且未保護(hù)之情況下遭受大雨或豪雨。 

方法Rb 2：噴灑  
本試驗法係應(yīng)用於電工產(chǎn)品遭受自動滅火系統(tǒng)之灑水或車輪濺水。 

方法Rb 2.1：擺動管  
方法Rb 2.2：手持蓮蓬頭  
方法Rb 3：水管  
本試驗法係應(yīng)用於電工產(chǎn)品遭受水閘放流水或浪花之沖擊。 

試驗方法Rc：浸水  
本試驗法係應(yīng)用於電工產(chǎn)品在運(yùn)輸或使用時，受到部分或全部的浸水。 

方法Rc 1：水箱  
方法Rc 2：加壓水櫃  
限制 

方法Ra 1以自然雨淋條件為基礎(chǔ)，不考量強(qiáng)風(fēng)下之降水情形。  
本試驗非腐蝕試驗。  
本試驗不模擬壓力改變及熱衝擊之效應(yīng)。  
測試步驟 

方法Ra 1：人造雨淋  
試驗前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
對會影響試驗結(jié)果之試件特徵，如表面處理、封蓋或密封等，應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)確實檢驗。  
將試件依相關(guān)規(guī)範(fàn)規(guī)定之姿態(tài)固定於支撐架上，請參考圖1。  
根據(jù)表2選取之規(guī)格執(zhí)行試驗。  
依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定，將試件於試驗中進(jìn)行傾斜或旋轉(zhuǎn)，及必要之功測。  
試驗後應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定檢查試件滲水情形，並執(zhí)行試件之目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
方法Ra 2：滴水箱  
試驗前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
對會影響試驗結(jié)果之試件特徵，如表面處理、封蓋或密封等，應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)確實檢驗。  
將試件依相關(guān)規(guī)範(fàn)規(guī)定之姿態(tài)固定於支撐架上。  
根據(jù)表3選取之規(guī)格執(zhí)行試驗。  
依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定，將試件於試驗中進(jìn)行傾斜或旋轉(zhuǎn)，及必要之功測。  
試驗後應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定檢查試件滲水情形，並執(zhí)行試件之目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
方法Rb 1：豪雨  
試驗前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
對會影響試驗結(jié)果之試件特徵，如表面處理、封蓋或密封等，應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)確實檢驗。  
將試件依相關(guān)規(guī)範(fàn)規(guī)定之姿態(tài)固定於支撐架上。  
根據(jù)表4選取之規(guī)格執(zhí)行試驗。  
依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定，將試件於試驗中進(jìn)行傾斜或旋轉(zhuǎn)，及必要之功測。  
試驗後應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定檢查試件滲水情形，並執(zhí)行試件之目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
方法Rb 2.1：擺動管  
試驗前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
對會影響試驗結(jié)果之試件特徵，如表面處理、封蓋或密封等，應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)確實檢驗。  
將試件依相關(guān)規(guī)範(fàn)規(guī)定之姿態(tài)固定於支撐架上。  
根據(jù)表5之規(guī)格執(zhí)行試驗。  
依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定，將試件於試驗中進(jìn)行傾斜或旋轉(zhuǎn)，及必要之功測。  
若試件可以旋轉(zhuǎn)，則應(yīng)以緩慢速度旋轉(zhuǎn)，使試件所有表面均潤濕。  
若試件無法旋轉(zhuǎn)，則先執(zhí)行一半之試驗時間，再將試件水平旋轉(zhuǎn)90°後，接續(xù)執(zhí)行另一半之試驗時間。  
擺動管擺動速度為60°/sec。  
試驗後應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定檢查試件滲水情形，並執(zhí)行試件之目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
方法Rb 2.2：手持蓮蓬頭  
試驗前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
對會影響試驗結(jié)果之試件特徵，如表面處理、封蓋或密封等，應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)確實檢驗。  
將試件依相關(guān)規(guī)範(fàn)規(guī)定之姿態(tài)固定於支撐架上。  
根據(jù)表6選取之規(guī)格執(zhí)行試驗。  
手持蓮蓬頭對試件沖水距離為0.4±0.1公尺。  
依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定，將試件於試驗中進(jìn)行傾斜或旋轉(zhuǎn)，及必要之功測。  
試驗後應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定檢查試件滲水情形，並執(zhí)行試件之目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
方法Rb 3：水管  
試驗前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
對會影響試驗結(jié)果之試件特徵，如表面處理、封蓋或密封等，應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)確實檢驗。  
將試件依相關(guān)規(guī)範(fàn)規(guī)定之姿態(tài)固定於支撐架上。  
除另有規(guī)定，試件之任何面及任何方向均應(yīng)沖水。  
根據(jù)表7～8選取之規(guī)格執(zhí)行試驗。  
依相關(guān)規(guī)範(fàn)規(guī)定，將試件於試驗中進(jìn)行傾斜或旋轉(zhuǎn)，及必要之功測。  
水管噴嘴對試件沖水距離為2.5±0.5公尺。  
試驗後應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定檢查試件滲水情形，並執(zhí)行試件之目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
方法Rc 1：水箱  
試驗前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
對會影響試驗結(jié)果之試件特徵，如表面處理、封蓋或密封等，應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)確實檢驗。  
將試件以其正常姿態(tài)完全沉浸入水箱中。  
可在水中加入可溶於水之染劑如螢光素，以促進(jìn)顯現(xiàn)試件洩漏之狀況。  
根據(jù)表9選取之規(guī)格執(zhí)行試驗。  
依相關(guān)規(guī)範(fàn)規(guī)定，試件執(zhí)行功測。  
除另有規(guī)定，試驗後應(yīng)將試件表面擦乾或以慢速風(fēng)在室溫下吹乾。  
試驗後應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定檢查試件滲水情形，並執(zhí)行試件之目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
方法Rc 2：加壓水櫃  
試驗前試件應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定執(zhí)行目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
對會影響試驗結(jié)果之試件特徵，如表面處理、封蓋或密封等，應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)確實檢驗。  
將試件以其使用姿態(tài)完全沉浸入水箱中。  
可在水中加入可溶於水之染劑如螢光素，以促進(jìn)顯現(xiàn)試件洩漏之狀況。  
根據(jù)表10選取之規(guī)格執(zhí)行試驗。  
依相關(guān)規(guī)範(fàn)規(guī)定，試件執(zhí)行功測。  
除另有規(guī)定，試驗後應(yīng)將試件表面擦乾或以微風(fēng)在室溫下吹乾。  
試驗後應(yīng)依相關(guān)規(guī)範(fàn)之規(guī)定檢查試件滲水情形，並執(zhí)行試件之目視檢查、電性及機(jī)械檢驗。  
測試條件 

方法Ra 1：人造雨淋  
試驗嚴(yán)厲度由試件傾斜角、試驗時間、降水強(qiáng)度及雨滴大小分布決定，可由表2選取試驗規(guī)格，本試驗法並不模擬風(fēng)速條件。  
相關(guān)規(guī)範(fàn)?wèi)?yīng)規(guī)定傾斜角、試件雨淋面、每一面之雨淋時間，及試件是否需旋轉(zhuǎn)，其最大旋轉(zhuǎn)角為270°。  
方法Ra 2：滴水箱  
試驗嚴(yán)厲度由滴水高度、試件傾斜角及試驗時間決定，可由表3選取試驗規(guī)格。  
相關(guān)規(guī)範(fàn)?wèi)?yīng)規(guī)定傾斜角、試件雨淋面、每一面之雨淋時間，及試件是否需旋轉(zhuǎn)，其最大旋轉(zhuǎn)角為270°。  
方法Rb 1：豪雨  
試驗嚴(yán)厲度由試件傾斜角、試驗時間及降水強(qiáng)度決定，可由表4選取試驗規(guī)格。 

方法Rb 2.1：擺動管  
試驗嚴(yán)厲度由噴嘴角度、每個噴嘴水流率、擺動管擺動角度及試驗時間決定，可由表5選取試驗規(guī)格。若因試件太大，則建議以方法Rb 2.2：手持蓮蓬頭執(zhí)行試驗。 

方法Rb 2.2：手持蓮蓬頭  
試驗嚴(yán)厲度由是否使用移動擋板及試驗時間決定，可由表6選取試驗規(guī)格。 

方法Rb 3：水管  
試驗嚴(yán)厲度由噴嘴大小、沖水距離及試驗時間決定，可由表7～8選取試驗規(guī)格。 

方法Rc 1：水箱  
試驗嚴(yán)厲度由水深及試驗時間決定，可由表9選取試驗規(guī)格。 

方法Rc 2：加壓水櫃  
試驗嚴(yán)厲度由水壓及試驗時間決定，可由表10選取試驗規(guī)格。 

試驗設(shè)置 

方法Ra 1：人造雨淋  
雨淋噴嘴(組)  
請參閱圖2。 

夾具  
固定試件之夾具應(yīng)儘可能模擬試件使用時之狀況。 

試件夾具之底部面積應(yīng)小於試件之底部面積或做適當(dāng)之穿孔(請參閱圖1)。 

試件夾具應(yīng)可支撐試件至其正常之操作姿態(tài)，若有必要，夾具可由其垂直面傾斜，此傾斜角最大為90°。 

水源供應(yīng)與控制  
試驗用水應(yīng)使用品質(zhì)良好之自來水，以避免阻塞噴嘴，且試驗用水應(yīng)過濾並去除礦物質(zhì)。試驗用水之酸鹼值為6.5～7.2，電阻係數(shù)(resistivity)不可小於500Ωm。有關(guān)雨滴大小尺寸分布請參考圖3。 

初始水溫介於試件溫度及低於試件溫度5℃之間。 

方法Ra2：滴水箱  
滴水箱  
滴水箱底部面積至少應(yīng)為試件投影面積之2倍。 

滴水箱應(yīng)能提供均勻滴水，且降水強(qiáng)度範(fàn)圍為200～300mm/h。滴水噴嘴之前後左右距離為20～25mm，且噴嘴提供之雨滴大小為直徑3～5mm。滴水箱最下緣至試件最上緣之可調(diào)距離範(fàn)圍為0.2～2m。有關(guān)滴水箱之基本設(shè)備請參閱圖4。 

夾具  
固定試件之夾具應(yīng)儘可能模擬試件使用時之狀況。 

試件夾具之底部面積應(yīng)小於試件之底部面積或做適當(dāng)之穿孔。 

試件夾具應(yīng)可支撐試件至其正常之操作姿態(tài)，若有必要，夾具可由其垂直面傾斜，此傾斜角最大為45°。 

水源供應(yīng)與控制  
試驗用水應(yīng)使用品質(zhì)良好之自來水，以避免阻塞噴嘴，且試驗用水應(yīng)過濾並去除礦物質(zhì)。試驗用水之酸鹼值為6.5～7.2，電阻係數(shù)(resistivity)不可小於500Ωm。有關(guān)雨滴大小尺寸分布請參考圖3。 

初始水溫介於試件溫度及低於試件溫度5℃之間。 

方法Rb 1：豪雨  
豪雨噴嘴(組)  
請參閱圖4。 

夾具  
固定試件之夾具應(yīng)儘可能模擬試件使用時之狀況。 

試件夾具之底部面積應(yīng)小於試件之底部面積。 

試件夾具應(yīng)可支撐試件至其正常之操作姿態(tài)，若有必要，夾具可由其垂直面傾斜，此傾斜角最大為90°。 

水源供應(yīng)與控制  
試驗用水應(yīng)使用品質(zhì)良好之自來水，以避免阻塞噴嘴，且試驗用水應(yīng)過濾並去除礦物質(zhì)。 

初始水溫介於試件溫度及低於試件溫度5℃之間。 

方法Rb 2.1：擺動管  
擺動管  
此擺動管外觀為半圓狀，考量試件尺寸此半徑越小越好，儘可能不要超過1000mm，若因試件太大則此半徑放寬至1600mm。擺動管上之噴嘴中心距離為50mm，擺動管以垂直面為基礎(chǔ)，其擺動角度應(yīng)可達(dá)±180°。若擺動管很難擺動時，則可固定擺動管而旋轉(zhuǎn)試件，有關(guān)擺動管設(shè)備請參閱圖5。 

夾具  
固定試件之夾具應(yīng)儘可能模擬試件使用時之狀況。 

試件夾具之底部面積應(yīng)小於試件之底部面積或做適當(dāng)之穿孔。 

水源供應(yīng)與控制  
水源供應(yīng)之需求按表5計算；為避免阻塞噴嘴，試驗用水應(yīng)過濾並去除礦物質(zhì)。 

初始水溫介於試件溫度及低於試件溫度5℃之間。 

方法Rb 2.2：手持蓮蓬頭  
手持蓮蓬頭  
手持蓮蓬頭由噴水角度為78°之噴嘴組及最大可限制30°噴水角度之移動擋板所組成。噴嘴噴水量為10±0.5dm3/min，所需水壓為80～100kPa(0.8～1.0bar)。有關(guān)手持蓮蓬頭設(shè)備請參閱圖6。 

夾具  
固定試件之夾具應(yīng)儘可能模擬試件使用時之狀況。 

試件夾具之底部面積應(yīng)小於試件之底部面積或做適當(dāng)之穿孔。 

水源供應(yīng)與控制  
水源供應(yīng)之需求至少為10dm3/min；初始水溫介於試件溫度及低於試件溫度5℃之間。 

方法Rb 3：水管  
噴嘴  
能射出大量的水柱，其噴嘴直徑有大小兩種，分別為6.3及12.5mm，有關(guān)水管設(shè)備請參閱圖7。 

夾具  
固定試件之夾具應(yīng)儘可能模擬試件使用時之狀況。 

試件夾具之底部面積應(yīng)小於試件之底部面積。 

水源供應(yīng)與控制  
噴嘴直徑為6.3mm，水源輸送率12.5dm3/min±1，其水壓約為30kPa(0.3bar)；或水源輸送率75±5dm3/min，其水壓約為1000kPa(10bars)。噴嘴直徑為12.5mm，水源輸送率100dm3/min±5，其水壓約為100kPa(1bar)。 

初始水溫介於試件溫度及低於試件溫度5℃之間。 

方法Rc 1：水箱  
水箱  
適合特定水壓及相當(dāng)深度之水箱。水質(zhì)  
通常試驗用水應(yīng)為淡水；若需使用海水，則海水特性應(yīng)於相關(guān)規(guī)範(fàn)中說明。 

初始水溫介於試件溫度及低於試件溫度5℃之間，且最高不可超過35℃。 

方法Rc 2：加壓水櫃  
水櫃 

適合特定加壓之水櫃。 

水質(zhì) 

通常試驗用水應(yīng)為淡水。初始水溫介於試件溫度及低於試件溫度5℃之間，且最高不可超過35℃。 

其他 

名詞定義  
降水(falling drops)  
以人造雨方式將水滴落於試件上。 

沖水(impacting water)  
以高強(qiáng)度降水或加力將水噴射撞擊試件。 

浸水(immersion)  
將試件沈浸至規(guī)定之水深或相當(dāng)之壓力。 

雨(rain)  
以水滴形式落下。 

毛毛雨(drizzle)  
以很小、多量且均勻之水滴形式散佈落下。此雨滴可能隨氣流而飄浮。 

雨滴(raindrop)  
直徑大於0.5mm之雨水。 

毛毛雨滴(drizzledrop)  
直徑介於0.2 ～0.5mm之雨水。 

降水強(qiáng)度R(rainfall or drizzle intensity (R))  
單位時間之降水量，其單位為mm/h。 

平均體積直徑Dv(the mean volume diameter (Dv))  
到達(dá)地面之降水總體積除以雨滴數(shù)後所得之直徑。 

Dv= (6V/nπ)1/3mm ≒ 1.71 R0.25 

其中 

V＝ n滴雨水之體積總和 

中位體積直徑D50(the median volume diameter(D50))  
到達(dá)地面之降水，其中大於或小於該雨滴直徑之體積總和各佔50%，則該雨滴之直徑稱為中位體積直徑。 

D50＝ 1.21 R0.19mm 

空氣中含水量(liquid water content in air (L))  
每單位空氣體積所含有之雨水質(zhì)量。由資料顯示含水量與降水強(qiáng)度成線性關(guān)係，其關(guān)係式為 

L＝ 0.042 R g/m3 

雨滴終端速度Vt(raindrop terminal velocity (Vt))  
雨滴終端速度為雨滴在靜止空氣中，當(dāng)重力與空氣阻力達(dá)平衡時之落下速度。 

Vt＝ 5.3 L0.12m/s 

雨滴落下速度Vr(velocity of raindrop (Vr))  
在風(fēng)吹送下之雨滴落下速度為 

Vr＝ (Vw2+Vt2)0.5m/s 

其中 

Vr= 風(fēng)中雨滴落下速度 

Vw= 風(fēng)速 

Vt= 雨滴終端速度 

當(dāng)風(fēng)速小於9m/s時，通常對終端速度無影響。 

試驗方法Ra之降水強(qiáng)度計算  
任一雨量測量杯之降水強(qiáng)度 

R= (V 6)／(A t)mm/h 

其中 

V= 取樣體積(cm3) 

A= 雨量測量杯之截面積(dm2) 

t= 測量時間(min)