GBT 2423.68-2026 环境试验 第2部分：试验方法 试验：覆冰融冰循环试验标准立项发展报告

环境试验第2部分：试验方法试验：覆冰融冰循环试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:EnvironmentalTesting—Part2:TestMethods—Test:IceCoveringandMeltingCyclicTest摘要关键词：环境试验；覆冰试验；融冰循环；标准研制；环境适应性；人工模拟试验；GB/T2423Keywords:EnvironmentalTesting;IcingTest;MeltingCycle;StandardDevelopment;EnvironmentalAdaptability;ArtificialSimulationTest;GB/T24231引言1.1研究背景覆冰是指在冻雨、湿雪、冻雾等特定气象条件下，过冷却水滴或湿雪在物体表面冻结聚集形成冰层的自然现象。我国是世界上覆冰灾害最为严重的国家之一，南方地区冬春季节的冻雨覆冰、北方地区的湿雪覆冰以及高海拔地区的冻雾覆冰，均对电力输送线路、通信基站天线、风力发电机叶片、雷达天线罩等户外暴露装备的安全运行构成重大威胁。2008年初，我国南方遭遇了历史罕见的低温雨雪冰冻灾害，大范围输电线路覆冰导致多省电网设施严重受损，直接经济损失超过千亿元人民币。近年来，随着全球气候变化加剧，极端天气事件的发生频率和强度均呈上升趋势。与此同时，我国风电产业向高海拔、寒冷地区大规模布局，覆冰对风电机组叶片气动性能和载荷特性的影响已成为行业发展亟需解决的技术难题。通信行业5G基站的大规模部署使得更多户外电子设备暴露于严酷的自然环境中，其对覆冰环境的耐受能力直接关系到通信网络的可靠性。在此背景下，建立科学规范的覆冰融冰循环试验方法标准，对于统一产品设计和验证的技术要求、提高我国产品的环境适应性和国际竞争力具有十分重要的现实意义。1.2标准编制必要性分析在GB/T2423.68-2026发布之前，我国尚未制定专门针对覆冰融冰循环试验的国家标准。覆冰环境试验的需求分散于多个行业的专用标准中，如电力行业标准DL/T5556关于架空输电线路覆冰试验的规定、部分风电场工程设计标准中涉及的叶片覆冰测试要求等。然而，这些行业标准各自为政，试验条件、设备要求及判定准则不尽一致，严重制约了试验结果的可比性和可复现性。随着国际电工委员会（IEC）发布IEC60068-2相关的覆冰试验方法标准，国际社会已就覆冰试验方法形成了规范化共识。我国亟需采用并转化国际先进标准，建立与国际接轨的覆冰融冰循环试验国家标准体系，以支撑相关产品的国际贸易和技术交流。GB/T2423系列标准——《电工电子产品环境试验》是我国环境试验领域的基础性、通用性标准体系，与IEC60068系列标准相对应。在已有振动、冲击、温度、湿度等单项环境试验方法标准的基础上，新增覆冰融冰循环试验方法标准，将进一步完善该标准体系对自然气象环境因素的覆盖，填补标准体系的空白。2标准编制概况2.1编制任务来源与工作过程GB/T2423.68-2026《环境试验第2部分：试验方法试验：覆冰融冰循环试验》由国家标准化管理委员会下达标准制修订计划任务，由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会（SAC/TC8）提出并归口。标准编制工作遵循《中华人民共和国标准化法》和国家标准制修订工作程序的要求，历经预研论证、草案起草、征求意见、技术审查和报批等阶段。起草工作组在对国内外覆冰试验技术资料和标准文本进行系统收集与对比分析的基础上，结合我国典型覆冰气候区域的环境特征和主要行业的产品试验需求，确定了标准的技术框架和核心参数，顺利完成草案编制。征求意见阶段面向全社会广泛征集意见，对反馈意见逐条进行处理和回复。在技术审查阶段，全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会组织专家对标准送审稿进行了认真审议，一致认为该标准技术内容科学合理、可操作性强，同意通过审查。2.2编制依据与原则本标准的编制主要依据以下技术文件和标准：-GB/T2421《环境试验概述和指南》-GB/T2423《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法》系列标准-GB/T4796《电工电子产品环境条件分类》系列标准-IEC60068-2系列标准（对应国际标准）编制工作遵循以下原则：(1)协调一致性原则：确保与GB/T2423系列标准在结构体例、术语定义和试验程序表述上保持高度一致，同时兼顾与IEC国际标准的协调；(2)科学性原则：试验方法的制定以覆冰形成的物理机制和装备失效模式分析为基础，确保试验条件真实反映自然覆冰环境的特征；(3)可操作性原则：试验设备和试验程序的规定力求明确具体，便于各类实验室实施，同时为不同产品提供灵活的严酷等级选择空间；(4)先进性原则：积极跟踪并采信国际标准化最新成果，确保我国标准与国际标准的要求保持一致。3标准主要技术内容3.1标准适用范围本标准规定了对电工电子产品进行覆冰融冰循环试验的试验设备、试验条件、试验程序及试验报告的要求，适用于评定户外使用的电工电子产品在覆冰与融冰交替作用下保持结构完整性和功能正常性的能力。标准所规定的试验方法适用于：-在设备或元件自身重力、覆冰重力及融冰脱落冲击力等多重载荷作用下的结构强度评价；-覆冰融冰循环过程中，冰晶反复形成与消融产生的热应力、水汽渗透等因素对密封性能和材料性能的影响评价；-覆冰对产品活动部件（如风机组叶片变桨机构、通信天线伺服系统等）运动灵活性和功能可靠性的影响评价。该标准主要适用于在地面固定使用的设备和结构件，户外移动设备及运输过程中遭遇覆冰环境的产品也可参照执行。3.2试验原理与试验条件覆冰融冰循环试验的基本原理是利用人工模拟设备再现自然环境中覆冰形成与消融的交替过程，使试验样品经历与实际使用环境相似的温度循环、水分供应和覆冰积聚作用，从而考核其在覆冰融冰循环条件下的环境适应性。标准规定了试验用水的导电率、温度等技术要求，明确了试验箱内温度和湿度条件的允许偏差范围。试验所用水为人工模拟覆冰用水，其水质要求参照自然界冻雨水质特征制定，以保证冰层物理性质与自然覆冰接近。关于试验严酷等级，标准规定了不同覆冰厚度和循环次数的组合等级，供不同产品根据实际使用环境条件选择。覆冰厚度等级参照我国典型覆冰区域气象统计数据和主要行业的设计规范确定，以模拟轻覆冰、中等覆冰和严重覆冰三类典型工况。每个严酷等级对应明确的试验持续时间和循环特征参数，以确保试验结果的可比性和可重复性。3.3试验设备要求标准对覆冰融冰循环试验设备提出了系统的技术规定。首先，试验设备应具备精确控制试验箱内温度的能力，能够在规定的低温范围（模拟覆冰形成）和高温范围（模拟融冰过程）之间进行稳定可靠地循环切换；设备应有足够的降温速率和升温速率，以保证在一个试验循环周期内完成结冰和融冰两个阶段的全过程。其次，标准对覆冰水的喷雾系统提出了明确要求。喷雾系统应能产生粒径分布均匀的水滴，喷头布置应保证试验样品各表面覆冰均匀，喷雾流量应可调节以适应不同覆冰速率的需求。喷雾系统应配有水质处理装置，以确保喷雾用水的电导率和pH值符合标准规定。第三，试验箱内部应配备温度均匀性保障装置，箱内温度波动度和均匀度均应符合标准规定的偏差范围。第四，试验设备还应配备风速控制装置，用于模拟自然环境中风对覆冰过程的影响。标准对不同试验条件的风速范围作了具体规定。第五，设备应具有完善的自动控制系统和数据记录系统，能够实时监测和记录试验过程中的关键参数（包括温度变化曲线、喷雾量、覆冰厚度变化等），并设有超温、缺水等安全保护功能。对于大型试验样品，试验箱还应考虑样品的吊装方式和试验过程中的安全操作要求。标准还给出了试验设备的校准方法和校准周期建议，确保试验设备在整个使用周期内持续满足技术性能要求。3.4试验程序标准规定的试验程序主要包括以下步骤：初始检测：在试验开始前，对试验样品进行外观检查和功能性能检测，记录样品初始状态，确认样品无明显缺陷和损伤。试验安装：将试验样品按照其规定的安装方式固定在试验箱内，确保样品安装角度模拟实际使用姿态。样品与试验箱壁面之间应留有足够间距以保证气流循环畅通。条件调节：将试验箱内温度调节至规定的覆冰温度，并保持足够时间使样品整体温度均匀稳定至目标温度。覆冰阶段：按照标准规定的喷雾速度和持续时间在样品表面形成规定厚度的冰层。覆冰过程中，应定期检查覆冰层的形成情况，确保覆冰层覆盖均匀、厚度达到规定要求。融冰阶段：在覆冰完成后，按照规定的速率将试验箱内温度升高至融冰温度，使样品表面的覆冰自然融化。融冰过程中应观察覆冰层的融化情况和融冰水对样品的影响。循环运行：将覆冰与融冰阶段按照规定的循环次数重复执行，直至完成全部循环。中间检测：在规定的循环次数节点，可暂停试验对样品进行中间检查，观察样品的结构完整性和功能状态变化。如标准允许，可在融冰阶段结束时进行中间检测后再继续后续循环。最终检测：完成全部循环次数后，对试验样品进行全面的外观检查和功能性能检测，与初始检测结果进行对比分析，并按照相关产品标准规定的合格判据或委托方与试验方商定的要求进行合格性评定。标准还规定了试验中断的处理原则和试验报告的编写内容要求，以保证试验过程和结果的完整可追溯性。3.5与相关标准的协调关系本标准作为GB/T2423系列标准的重要组成部分，与该系列中其他试验方法标准在结构上保持一致性，在技术内容上实现互补。特别地，本标准在温度循环的加速性设计方面，参考了GB/T2423.22（温度变化试验方法）中关于温度变化速率和循环次数选择的基本原则；在低温试验条件的确定方面，与GB/T2423.1（低温试验方法）中的相关要求保持了协调。在电工电子产品环境试验体系的顶层标准方面，本标准遵循GB/T2421所确立的试验方法选择和试验程序编排的通用原则。标准使用者在编制产品环境试验大纲时，可依据GB/T2421的规定，根据产品实际使用环境合理选择覆冰融冰循环试验与其他试验方法的组合方式。在国际标准层面，本标准编写过程中充分参考了IEC60068-2系列中与覆冰试验相关的方法标准文件。标准技术内容的设定力求与国际通行做法保持兼容，以利于国际间的试验结果互认。4主要起草单位介绍4.1单位概况本标准的主要起草单位为中国电器科学研究院股份有限公司（以下简称“中国电研”）。中国电研始建于1958年，是原机械工业部直属的综合性科研院所，现为中国机械工业集团有限公司下属企业，是国内电工电子领域极具影响力的国家级综合性科研机构和技术创新平台。中国电研是国家技术标准创新基地（家用电器及配套产业）的承担单位，全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会（SAC/TC8）秘书处设在该院。长期以来，中国电研承担着环境适应性、环境试验、可靠性技术领域的标准化技术归口管理工作，是我国环境试验标准化工作的核心力量。4.2技术实力与研究成果中国电研在环境试验技术领域有着六十余年的深厚积累，建有工业产品环境适应性国家重点实验室，拥有国内领先的大型综合环境试验基地，具备开展温度、湿度、振动、冲击、盐雾、覆冰、辐射等多因素综合环境试验的技术能力和完备的试验设施。实验室配备有系列化的高低温交变湿热试验箱、多功能综合环境试验系统、覆冰模拟试验系统等大型精密试验装备，可满足电力装备、通信设备、新能源产品等各类工业产品的环境适应性检测与验证需求。在科研与标准化成果方面，中国电研长期主持和参与GB/T2423系列环境试验方法标准的制修订工作，主导或参与制修订了百余项环境试验和环境条件领域的国家标准和行业标准，是我国环境试验领域标准化工作的主力军。近年来，该院围绕覆冰环境模拟技术开展了大量基础性和应用性研究，建立了人工模拟覆冰试验的方法体系，在覆冰厚度均匀性控制、融冰过程模拟、覆冰-风力耦合试验技术等方面取得了一系列具有自主知识产权的技术成果，为标准技术内容的确定提供了坚实的理论支撑和丰富的实践经验。此外，中国电研在国际标准化活动中亦发挥着积极作用，深度参与IEC/TC104（环境条件、分类与试验方法）的国际标准制定工作，为提升我国在国际环境试验标准化领域的话语权作出了重要贡献。在覆冰试验方法国际标准的制定过程中，中国电研专家结合我国覆冰环境特征和试验经验，提出了多项被国际标准采纳的技术提案，体现了我国在该技术领域的国际影响力。4.3标准研制组织保障在本标准研制过程中，中国电研充分发挥标准化秘书处的统筹协调作用，组建了由资深标准化专家、环境试验技术骨干和行业应用方代表共同参与的标准起草工作组。工作组建立了定期会议研讨、重大问题专题论证、关键技术试验验证等工作机制，先后组织多轮技术研讨会和试验比对活动，为标准关键技术参数的确定提供了翔实的试验数据支撑。5标准实施的意义与预期效果5.1填补标准空白，完善标准体系本标准的发布填补了我国在覆冰融冰循环试验方法领域国家标准的空白，使GB/T2423环境试验方法标准体系的覆盖面进一步扩展，对自然气候环境因素的模拟能力更加全面。标准作为环境试验领域的一项基础性方法标准，可为各行业产品标准引用提供统一的技术依据，对提升我国环境试验标准的系统性、完整性和协调性具有重要的体系性价值。5.2助力产品质量提升，服务行业发展从应用需求角度分析，本标准的实施将为主要行业的产品质量提升提供有力技术支撑。在电力行业，输变电设备制造企业和电网运行单位可依据本标准开展绝缘子、导线金具、在线监测装置等产品的覆冰耐受能力验证，从源头减少覆冰闪络和覆冰倒塔事故的发生。在风力发电行业，机组制造商可利用本标准对叶片防覆冰涂层的抗覆冰性能及叶片结构在覆冰融冰循环下的可靠性进行标准化评价，缩短产品研发周期，降低风场运行阶段的覆冰安全风险。在通信行业，基站天线、机房室外机等设备可依据本标准进行覆冰环境适应性验证，保