GB T 4797.4-2006 电工电子产品自然环境条件 太阳辐射与温度.pdf

1、ICS 19.020 A 20 中华人民共和国国家标准G/T 4797. 4-2006/IEC 60721-2-4 :2002 代替GB/T4797. 4-1989 电工电子产品自然环境条件太阳辐射与温度Environmental conditions appearing in nature for electric and electronic products-Solar radiation and temperature (lEC 60721-2-4:2002 ,Environmental conditions appearing in nature一一Solar radiation a

2、nd temperature, IDT) 2006-12-19发布2007-09-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局也企中国国家标准化管理委员会战叩GB/T 4797. 4-2006/IEC 60721-2-4 :2002 目次前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I . , ., . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 植围. . . ., . 2 目的3 楠述. . . . t 4 太阳辐射物理过程. . . . . . . . . . .

3、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I . . . . 1 5 总辐射水平6 夜间大气辐射的最小值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I . I . . . . . . . . . . . . , . . 2 附录A(资料性附录)日总辐照量的世界分布. 附录NA(资料性附录)我国太阳辐照量 G/T 4797. 4-2006/IEC 60721-2-4 :2002 前言GB/T 4797(电工电子产品自然环境条件包括以下6个部分z一-GB/T4797. 1-

4、2005 电工电子产品自然环境条件温度和湿度(lEC60721-2-1 :2002 ,MOD) 一-GB/T4797.2-2005 电工电子产品自然环境条件海拔与气压、水深与水压CIE60721-2-3:1987，MOD) 一一GB/T4797. 3-1986 电工电子产品自然环境条件生物一-GB/T4797.4-2006 电工电子产品自然环境条件太阳辐射与温度(IEC60721-2-4: 2002 , IDT) 一-GB/T4797. 5-1992 电工电子产品自然环境条件降水和风(neq IEC 60721亿-2:1988) 一-GB/T4797. 6-1995 电工电子产品自然环境条件尘

5、、沙、盐雾Cneq IEC 60721-2-5: 1991) 本部分为GB/T4797的第4部分。本部分等同采用IEC60721亿-4:2002(环境条件分级第2-4部分z自然环境条件太阳辐射与温度)C英文版)，主要做了以下编辑性修改z一一删除了国际标准的前言和引言;一一增加了国家标准前言;一一用相应的国家标准代替了国际标准;一一增加了第6章内容;一一增加了附录NAo本部分代替GB/T4797.4-1989，与其不同之处主要有:一一将GB/T4797.4-1989附录A的内容转化为本部分正文;一一本部分增加了附录A;一一本部分将我国的太阳辐射情况增设为附录NA。本部分的附录A和附录NA均为资料

6、性附录。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国电工电子产品环境技术标准化委员会(SAC/TC8)归口。本部分起草单位:广州电器科学研究院。本部分主要起草人:颜景莲。本部分所代替标准的历次版本发布情况为:GB/T4797.4一19890I GB/T 4797. 4-2006月EC60721-2-4:2002 电工电子产品自然环境条件太阳辐射与温度1 范围本部分对太阳辐射地区主要地划分了几种类型，主要提供了为产品应用选择合适的太阳辐射严酷程度的部分背景材料。除了海拔超过5000m的地区，本部分涵盖了各种地形。当为产品选择太阳辐射严酷程度时，应当使用GB/T4796给出的数值。2 目的规定了产品

7、在贮存、运输和使用过程中承受的太阳辐射严酷程度。3 概述太阳辐射主要通过使材料和环境变热以及使材料发生光化学降解反应对电工产品造成影响。太阳辐射中的紫外线部分会引起大多数高分子材料的光化学降解，影响某些橡胶以及塑料的弹性和塑性，光学玻璃可能会变的模糊。太阳辐射会使油漆、纺织品、纸等褪色，在某些情况下颜色可能很重要，比如元件的色码。使材料发热是太阳辐射暴露的最主要影响。太阳辐射严酷程度跟一个表面的辐射功率强度或者辐照强度有关，用W/m2表示。承受太阳辐射的物体所达到的温度主要取决于周围空气温度、太阳辐射能量以及太阳辐射的人射角度。其他因素，如风、安装件的热传导率也可能比较重要。另外，表面对太阳光

8、谱的眼收系数a.也比较重要。虚拟空气温度t.，在稳态条件下与物体表面具有相同的温度，可以通过实际空气温度tu和太阳辐射量E组合进行定义。近似值可以通过下列等式获得zu 十一一系数hy是表面的热传导系数，单位是W/(m2 .C)，包括了周围的热辐射，以及由风引起的热传导和对流。吸收系数as取决于表面的颜色、反射率和传导率。晴朗天空的数值如下:as= 0.7 ;hy=20 W/C m2 C) ;E=900 W /m2 由于太阳辐射导致的过热温度大约是30.C。因此可以看出，对太阳辐射强度预估的10%的误差对温度的影响不会超过5.C，因此不需要对太阳辐射严酷程度进行精确分级，并且在此忽略了其他小因素

9、的影响。热效应主要由短时高强度太阳辐射引起，例如在无云中午的太阳辐射。表1给出了一些数值。为了确定暴露于夜晚的产品的低温，也有必要确定晴朗夜晚的大气辐射的最低可能值。图1给出了一些数值。4 太阳辐射物理过程太阳射到地面的电磁辐射包括了紫外到近红外比较宽的光谱。到达地球表面的能量大部分集中在GBjT 4797. 4-2006jIEC 60721-2-4: 2002 0.3m-4m，在可见光0.5m处有最大值，其典型的光谱见图20在太阳到地球的平均距离下，垂直于大气层外太阳光钱的单位面积上接受到的太阳辐射量叫做太阳常数，数值大约是1.37 kW/m20 一年中太阳到地球的距离不断变化，因此辐射强度

10、也不断变化，从1月份的1.41 kW/m2到7月份的1.32 kW/m20 几乎99%的太阳辐射能量来自于4m以下的波长。0.3m以下的太阳辐射大部分被大气吸收不会到达地面。在穿过大气层的过程中，由于粒子和气体的存在，会发生进一步的吸收和散射。大气层中对直接太阳辐射的散射会导致天空散射。胁i胎饵回重堂嚷啦莓受的能量是直接太阳辐射和散射的和，定义为总辐射。从热效应方面来看搭在的是这个和，因此本部穷拖出的水平眼总辐射有关。且挥出酣睡地5 总辐射水平5. 1 最大水平晴天的总辐射的最最大值取决于大气中的在无云的中午、水垂直于太阳直接辐射人射角度超过60。时，表1给出了的几个小时内，地区亚湿热和沙漠其

11、他5.2 居太阳辐射的月平均和太阳辐射对表面的闯的积分有关，即辐照量。为了在12月份，由于光照持续时间长，地区大约为8.4kWh/m2 0 1 120 最大的年平均日总辐照量达6.6kWh/时，主要出现在沙漠地区。5.3 气温最大值和太阳辐射的同步值受到的能量的差别较大。特朗浊度系数，浊度比较。在中午区1 180 10.8 kWh/m2o南极之外的空气油度系数F的最小值在冷空气中测得。因此，表1列出的数值不会在温度达到最高时出现。可以假定，在GB/T4797.1给出的最高温度下，总辐照量不会超过表1给出的80%。5.4 日总辐照置的世界分布日总辐照量分布参见附录A自6 夜间大气辐射的最小值在无

12、云的夜间，大气辐射非常低，暴露在夜间的物体的表面温度要比周围大气的温度要低口2 G/T 4797. 4-2006/IEC 60721-2-4:2002 物体跟大气辐射达到平衡时的理论开氏瘟度To通过Boltzman定律给出:o = (: f4 式中z一-Stefan-Bol tzman常数，5.67X10-8W/(m2 K4); A一一大气辐射，W/m2(见图1)。实际上，由于热传导、对流和水汽凝结，温度会比较高。在晴朗的夜晚暴露的与地面隔热的水平老挪阳路边凹，而此时大气温度为OOC，相对温度接近于100%。图l表明了夜间天空的大气数。晴朗的夜晚，相对湿度通常非常高。辐照强度/(W/m2) 1

13、00 -30 -20 -10 。+10十20+30 地平面以上2m处的大气温度IC圈1晴朗夜晚的大气辐射3 GB/T 4797. 4-2006/IEC 60721-2-4:2002 4 紫外可见红外- / 光谱辐照强度/W/(m2.阳的birf 1000 H1 n./c 200 illfl 100 1 l 1 50 1- I 1 I 20 (t I 111 / 10卡.1 I 1 5r F 11 E 2 l u 1 I I I1 0.1 0.2 0.5 1. 0 2.0 披长/阳A一一大气外太阳辐射，用温度为6000K的黑体表示(1.60 kW/m2); B一一大气外太阳辐射(1.37kW/m

14、2);C一一地面上垂直于辐射方向的直接太阳辐射(例如0.9kW/m2); D一一地面上的太阳散射(例如0.10kW/m2); E一一水蒸气和二氧化碳吸收波段;F一一氧气和臭氧吸收;G一一温度为300K黑体的辐射(0.47kW /m2); 日一一地球热辐射(例如0.07kW/m2)。 ./G 圄2来自太阳和地球表面辐射的电磁波谱GB/T 4797. 4一2006/IEC60721-2-4: 2002 附景A资料性附录)日总辐照量的世界分布图A.1、图A.2、图A.3是相对总辐照量的等日u照线(六月份，十二月份和年平均数值)，数据是通过卫星测量的(见注1)。相对总辐照量定义如下，地球表面测得的总辐

15、照量跟地球外总辐照量(即大气层外垂直于太阳辐射.方向平面上的太阳辐照量)的比值。为了获得地球表面的总辐照量的日平均值，图上标识的百分数乘以地球外总辐照量的日平均数值，该数值作为地理纬度的函数给出，见表A.10表A.1地球外日平均总辐射单位为kW/mz纬度6月12月年平均90 N 12.47 0.0 4.17 85 N 12.42 0.0 4.20 80 N 12. 28 0.0 4.30 75 N 12.05 0.0 4.49 70 N 11. 72 0.0 4. 76 65 N 11. 40 。.115.16 60 N 11. 40 0.65 5.71 55 N 11. 48 1. 36 6

16、.29 50 N 11. 56 2.16 6.87 45 N 11. 61 3.00 7.42 40 N 11. 61 3.85 7.93 35 N 11. 56 4. 72 8.40 30 N 11. 44 5.57 8.82 25 N 11. 26 6.40 9.19 20 N 11. 00 7.20 9.49 15 N 10. 68 7.96 9.73 10 N 10.30 8. 68 9.90 5N 9.84 9.34 10.01 。9.33 9.95 10. 04 5 S 8.76 10.50 10.01 10 S 8. 13 10.98 9.90 15 S 7.46 11.39 9

17、.73 20 S 6.74 11. 73 9.49 25 S 5. 99 12.00 9. 19 30 S 5.21 12.19 8.82 35 S 4.41 12.32 8.40 40 S 3.60 12.37 7.93 45 S 2.79 12.37 7.41 50 S 2.01 12.31 6.86 55 S 1. 27 12.22 6.29 60 S O. 60 12.13 5.71 65 S O. 10 12.12 5.16 70 S 0.0 12.45 4.75 75 S 0.0 12.80 4.48 80 S 0.0 13.05 4.30 85 S 0.0 13.20 4.20

18、90 S 0.0 13.25 4. 16 5 。国叶宅电品lNOO由胃口。过-EN?NOON。、六月份平均相对总辐照量图A.1 。因时宅电品lNOOO目USE-ma品HMOON+二月份平均相对总辐照量圄.2、3。皂、闽西宅电AlNoom目。g过?阳AHMOON。年平均相对总辐照量图.3GB/T 4797. 4-2006/IEC 60721-2-4 :2002 附录NA资料性附录)我国太阳辐照量表NA.l给出了我国太阳辐照量的等级。表NA.1直接太阳辐照量的最大值等级!CW!m2)适用范围备注1 000 亚湿热及湿热地区1 120 海拔高度3000m以下地区不包括亚湿热及湿热地区，但包括此两地区

19、中的山地1 180 海拔高度3000 m 5 000 m 包括寒混的大部分地区以及暖湿的西部边-缘地区地区注:气候分区按照GB/T4797.1的区域分布图划分，参见中国6种气候区的太阳辐射强度分布图。9 。因时宅电品INOO目。0吨MTMSTMOON20 10 15 110 105 100 E歪歪理温匡三圭亚温热翅霞热皿皿础11W!J1干热1- o 120 115 110 125 120 115 中国6种气候区的太阳辐射强度分布图110 105 100 95 图NA.l90 NOONJENtFNho国OONl寸.h号阔气阁。华人民共和国家标准电工电子产晶自然环境条件太阳辐射与温度GB/T 4797. 4-2006/IEC 60721-2-4 ,2002 国中司&中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北衔16号邮政编码，100045网址电话，6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销* 印张1字数22千字2007年5月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2007年5月第一版定价16.00元句坠书号，155066 1-29342 如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话，(010)68533533