电工电子产品自然环境条件++降水和风.pdfVIP

中华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 电工电子产品自然环境条件 降水和风 e n v i r o n me n t a l c o n d i t i o n s a p p e a r i n g i n n a t u r e o f e l e c t r i c a n d e l e c t r o n i c p r o d u c t s p r e c i p i t a t i o n a n d w i n d g b / t 4 7 9 7 . 5 一9 2 本标准参照采用国际标准i e c 7 2 1 - 2 - 2 ( 1 9 8 8 ) 环境条件分类第二部分: 自然界中出现的环境条 件降水和风 . 1 主题内容与适用范围 本标准规定了影响电工电子产品的降水和风的特征量及其环境条件分类。 本标准适用于确定电工电子产品在运输、 贮存、 使用时会遭受到的降水和风参数的严酷等级 2 引用标准 g b 4 7 9 6 电 工电 子产品环境参数分类及其严酷程度分级 g b 4 7 9 7 . 1 电工电子产品自然环境条件温度和湿度 g b 1 1 8 0 4 电工电子产品环境条件术语 3 降水 降水包括雨、 雪、 冰雹、 雨淞和雾淞等。 3 . 1 降水强度 我国各气候类型的最大一分钟降水量列于表 t o 表. 1 最大一分钟降水量 气候类型最大一分钟降水量 寒冷 5 . 7 寒温 1 7 . 2 寒温 i 3 . 0 暖温 8 . 7 亚湿热 1 0 . 0 湿热 9 . 8 干热 2 . 0 注: 气候类型采用 g b 4 7 9 7 . 中的分类 国家技术监督局1 9 9 2 一 0 8 - 1 9 批准1 9 9 3 一 0 4 一 0 1 实施 g b / r 4 7 9 7 . 5 一9 2 3 . 2 雨 雨的特征由降雨强度、 雨滴大小、 降落速度和雨滴温度所表示。 雨滴温度一般与通风干湿表的湿球温度相同， 但由 冰晶构成的雨或在降雨开始时可 能出现偏差。 其他三者关系， 在表2 中列出。 表 2 雨的特征 最大降雨强度 mm/ h 典型雨滴直径 m m 雨滴降落速度 m/ s 6 3 . 3 雪 3 . 3 . 1 8 0 t me 3 . 3 . 2 3 . 3 . 3 雪的直径约1 m m或1 m m以上。吹强风时， 雪可破裂成小粒子， 直径小到 2 0 re m， 平均为 新雪密度为7 0 - 1 5 0 k g / m ， 陈雪密度为 我国各气候类型的最大积雪深度列于表 2 0 0 4 0 0 k g / m . 3 . 表 3 最大积雪深度 气候类型最大积雪深度 寒冷 7 3 寒温 工8 1 寒温 8 9 暖温 7 0 亚湿热5 2 湿热 0 干热2 0 3 . 3 . 4 吹雪 吹雪是雪和风的综合作用。吹雪时雪可分成很小颗粒， 足以穿过产品上的微小缝隙和接口。 雪的水平流量随离地面距离的增大而迅速减少， 最大雪水平流量值在表 4 中给出。 g e / t 4 7 9 7 . 5 一9 2 表 4 最大雪水平流量 离地高度 刀1 最大雪水平流量 9 八m . 5 ) 1 0 3 1 0 15 6 0 0 . 5 8 0 0 0 . 1 3 0 0 0 3 . 4 雹 雹的特征由雹块的直径、 密度、 降落速度和碰撞能量所决定。 雹块的密度约为9 0 0 k g / m ， 降落速度由公式( 1 ) 算出; v = 5 . 1 6了 云 ” ” “ ” 一 ( 1) 式中: v 降落速度， m / s ; d -雹块直径, m m, 碰撞能量可根据质量( 直径和密度) 和降落速度计算得出， 表5 列出雹块特征。 表 5 雹块特征 直径 nl nl 质量 b 降落速度 m/ s 碰撞能量 1 2 04 2 31 5 05 9 3 63 g 6 01 0 2 4 08 1 7 0 1 6 24 31 5 1 8 0 2 4 14 62 5 7 9 0 3 4 44 94 1 1 1 0 04 7 1 5 26 2 7 雹块是直径大于5 m m的圆球形或圆锥形( 也有不规则的) 冰块， 表面可有瘤状隆起， 全国最大雹块 直径 超过1 0 c m . 3 . 5 雾淞 雾淞密度为0 . 2 -0 . 3 g / c m ， 在山地， 雾淞可以 雪一 起出现时在合适物体上造成大面积覆盖雪。 我国各气候类型的雾淞最大直径列于表6 , 3 3 m m/ h 的速度成长， 或者一夜长 3 0 c m,雾淞同 gs/r 4 7 9 7 . 5 一 9 2 表 6 雾淞最大直径 气候类型雾淞最大直径 寒冷6 9 寒温 16 9 寒温 .4 6 暖温5 3 亚湿热 7 2 湿热0 午热0 注: 在海拔 1 0 0 0 m以上的高山地区， 因气候特殊， 雾淞最大直径可达2 7 0 m m以上。 3 . 6 雨淞 雨淞具有均匀而透明的冰层， 电线上常因结厚的雨淞受风振荡而折断。 我国各气候类型的雨淞最大直径列于表 7 , 表 7 雨淞最大直径 气候类型 雨淞最大直径 寒冷7 寒温 15 6 寒温 ，7 暖温1 6 0 亚湿热6 2 湿热0 干热0 4 风 大气中的风传送着大量的水分和热量， 吹起沙尘和雪片， 穿透和破坏设备， 风也导致了大气污染以 及架空设备的风负载。 4 . 1 风速 各 气 候类型的 瞬时 最大风 速列于表8 。 表 a 最大风速( 距地 l o m处)m / s 气候类型最大风速 寒冷4 0 寒温 14 0 g s / t 4 7 9 7 . 5 一9 2 续表 8m/ s 气候类型最大风速 寒温 i 3 5 暖温 4 9 亚湿热 5 3 湿热 6 0 干热 2 7 地形和高度对风速的影响很大。地表越粗糙， 近地面风速越小， 5 0 0 m高度下的风速递减率列在表 9中。 表 9 不同地区不同高度处的相对风速 地面上高度 n1 不同地区的相对风速， 以5 0 0 m高处风速的百分数计 % 城镇中心高层建筑郊区森林地区平地、 海面 5 0 0 1 0 01 0 01 0 0 3 0 08 29 21 0 0 1 0 05 36 88 6 3 03 24 8 7 1 1 0 2 13 66 0 31 32 5 4 9 4 . 2 风力 风施加在构件上的力， 取决于平均风速、 物体的形状和大小。对于与风向垂直的平板上受的力由 公 式( 2 ) 算出。 f=0 . 6 5 护 a “ “ ( 2) 式中: f 力， n; 。 平均风速， m/ s ; a 平板面积, m . 阵风产生短时力的冲击， 有时呈周期性， 当与物件的自 然响应频率相谐调时， 可引起大的振幅。 这类 阵风的频率通常低于 1 h z , 迎风的圆柱体， 由于风力的作用， 后方释放出双排旋涡， 它作为一种周期性的力反作用在垂直风向 的圆柱上。该力的频率由公式( 3 ) 给出: f= o . . (3) 式中: i频率, h z ; 风速 ， m/ s ; 圆柱体直径,m. 刃，已 g b / r 4 7 9 7 . 5 一 9 2 附录a 降水和风的发生 ( 参考件) a l 雨、 雪和雹 地球大气在不断运动中， 因此会局部增热、 冷却和变湿。由此在密度上出现梯度， 产生高低压力区。 高低压力区的存在， 产生了风。由于地球旋转的科里奥利力的作用， 风并不从高压区直吹低压区。 空气的连续水平运动， 促使在广大地区产生缓慢的上升运动。 或者地表增热， 引起热空气局部上升， 空气的上升运动使气压和温度下降， 当两者降低得足够多， 降水就会形成。 各种降水、 雨、 雹或雪， 是云中复杂过程的 结果。 云的温度在垂直方向上是变化的。 出现温度。 的 那一层被称为冻结高度， 在此以上， 温度低于。 ， 该层以下温度高于。 ， 在冻结高度上面的云中， 过冷 水滴常在。 - -1 3 的温度范围内出现， 特殊场合可达一5 0 c, 雨滴或冰晶的形成取决于垂直气流、 温度分布以及云中微滴或冰晶的合成过程。 当云中水滴或冰晶在下落途径中， 通过云层的温度由负变正， 并持续为正， 这时水滴或冰晶就变为 雨滴降落到地面。 它们在下落过程中不断增大， 下落速度随雨滴直径的变大而增大， 两者的关系由图a 1 所示。 i/ / / nll二jns 氏4.3.1. .日，侧瑙欢翻 0 1 2 3 4 5 6 雨滴直径， mm 图a 1 在气压为1 0 1 . 3 k p a 、 气温为+ 2 0 下， 静止空气中 雨滴最终速度 在雨滴大小为5 -6 m m和相应速度为9 m / s 时， 大雨滴会分裂成较小雨滴， 后者又在继续下落的 过程中增大， 这就是雨滴大小分布上限为5 - 6 m m的缘故。 雨滴在下落过程中会局部或全部蒸发。 通常， 较高的地面温度和较高的相对湿度造成较大的雨滴， 因此热带地区的雨滴比温带要大。 不同相对湿度下因蒸发引起的雨滴大小变化， 由图a 2 中的曲线表示 出来。 g b / t 4 7 9 7 . 5 一 9 2 相a “ 漫度5 0 % 一一一相对退度9 0 y. 介3 丽摘直径， mm 图 a 2 不同相对湿度下因蒸发引起的雨滴大小随高度的变化 有 时， 雨 滴 可 能 通 过 大 气 中 的 温 度 转 换 层， 在 这 层中 温 度 再 次 降 到 零 下 ， 这 时 雨 滴 冻 结 成 雹 块， 并 降 落到地面。或者， 雨滴保持为过冷水滴， 当碰撞到表面后立即冻结。 另一种情况， 上升气流把雨滴抬高到温度在零下的更高区域， 于是产生冻结。 这些雹块可以因表面 形成冰晶而进一步增大， 当连续的冻结和融化过程发生时， 雹块可以达到很大。 如果下 落的全过程中温度都在零下， 那么冰晶就保持固体。并以雪花形式降落地面。 a 2 雨淞、 雪淞和纯结冰 过冷水滴或雨滴在表面上冻结， 形成雾淞、 雨淞或纯结冰， 这三种冻结的类型取决于气温、 风速、 过 冷水滴的直径和液态水的含量。冻结类型与水滴直径、 风速、 温度的关系以图a 3 、 图a 4 曲线表示之。 40 考 润 丫 民 xx次 : 廿 !$ bk : 。 必侧坦扭 x / x oa / 五 八 二 舀 气沮. 图a 3 以气温和微滴直径为函数的三种冻结类型 g b / r 4 7 9 7 . 5 一9 2 0 x: : 、 w f mb x x 减 8000 的/日翻吠 口 ， 减了 尸 0 1 翻扩 吞 么人 舀 j ， j i尸 -. 合一几 o , , / a q . 0二 a ll 一s 件亩 松 气砚. 图a 4 以气温和风速为函数的 三种冻结类型 雾淞是过冷水滴在风速小、 温度低时形成。 雨淞则在雨滴温度稍高时出现。 纯结冰则在两者之间的 条件下生成。 对子回柱来说， 风速和徽滴不同时都有个极限半径， 超过它就不会或很少冻结， 图a 5 表示出它们 之间的关系。 才 比 一 、 甘 l从亡 电 、 、卜 、 、 、 、 loo :e. 卜 令 ( 、 卜 哥 ( 、 丈 i 卜 、ip6 卜 .注.必侧娜. 风邃. m/ s 图a 5 圆柱极限半径( r c ) ， 超过此值不会结冰或很少结冰 当圆柱半径较小时， 只在风速和微滴直径相对也小时才会产生过冷水滴冻结。相反， 在圆柱半径较 大时， 形成冻结所需的微滴直径和风速可相应增大。 a 3 风 大气的全球风系是赤道地区的高温和极地的低温， 伴随着地球旋转的影响而引起的。产品在运输、 贮存和使用中主要受近地面风影响。 对于某些应用来说， 要考虑地面上一定高度处的风条件。 大气较低 层风也取决于由 太阳辐射引 起的可能局部增热， 以 及包括建筑物和其他障碍物在内的 地表形状。 因摩擦和风的切变这些局部条件的影响， 产生了热涡旋和机械涡旋， 白天近地表的气流是这两种情 7 6 g b / t 4 7 9 7 . 5 一 9