前言

    運行中的電器產(chǎn)品，由于處在不斷變化的自然環(huán)境中（季節(jié)的變化，一晝夜內(nèi)氣候條件的不同），常會在電器絕緣表面出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，而礦井下運行的電器還會受到煤（粉）塵、滴水、潮濕等惡劣環(huán)境的影響。因此，為了保證礦井下電器在實際長期運行中不致因環(huán)境條件的影響而發(fā)生絕緣擊穿或絕緣電阻降低至用電安全所不允許的程度，GB3836.1-2010《爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求》規(guī)定：為保障礦用電器在井下安全運行，礦用電器設(shè)備必須進行耐濕熱性能試驗。具體操作是人工模擬出較為苛刻的溫濕度變化條件，通過采用模擬試驗法，考核在此運行條件下該電器設(shè)備的絕緣強度和電氣性能的穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)的目的。

    1、高低溫濕熱試驗箱基本參數(shù)設(shè)計

    對礦用電器設(shè)備進行耐濕熱性能試驗，對其試驗箱的設(shè)計要綜合考慮多方面的因素，因此以下將會從容積、溫度及濕度范圍、控制方式、變溫速率風速溫度均勻性濕度精度、風道結(jié)構(gòu)、冷卻方式等9個方面分別進行參數(shù)選擇和指標設(shè)定。

    1.1  容積設(shè)定

    在考慮 高低溫濕熱試驗箱的容積問題時，首先要保證被試品在置入試驗裝置進行測驗過程中，其周圍環(huán)境要滿足試驗規(guī)范所規(guī)定的條件。但實際操作中往往會因為以下3個客觀因素的存在，導致試驗環(huán)境條件的改變。
    因素1、當被試品 置人濕熱試驗裝置后，由于通道變窄，氣流流速加快，增加了熱交換，使被試品產(chǎn)生局部熱傳導現(xiàn)象，改變規(guī)定試驗條件。而在GB/T2424.1- -2005《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗高溫低溫試驗導則》中，規(guī)定濕熱試驗選罷法內(nèi)被試品周圍的空氣流速應在1~2 m/s。因此，為了滿足風速要求，防止氣流流速過快，應提高被試品與試驗空間的體積比與迎風面比。
    因素2、置入被試品后， 高低溫濕熱試驗箱的工作箱內(nèi)環(huán)境參數(shù)會產(chǎn)生變化，當被試品所占的空間體積越大，其迎風面與背風面的溫濕度等精度指標的均勻性差異就會越嚴重，通常情況下被試品迎背風面的溫差可達3~8 ℃嚴重時可超過10 ℃。因此，為保證被試品周圍環(huán)境參數(shù)的均勻性，應盡量增加迎風面比。
    因素3、被試品與濕熱試驗箱之間的距離過近，根據(jù)熱傳導原理，二者間溫差也會產(chǎn)生改變。實驗數(shù)據(jù)表明，通常情況下試驗裝置的箱壁溫度與箱壁附近流場的溫度相差2~3℃，箱壁附近氣流溫度與流場溫度相差2~3℃，則高低溫的差異可達5℃。因此，在設(shè)計濕熱試驗裝置容積時，要考慮到距箱壁（100~150 mm）距離內(nèi)的空間是不可占用區(qū)域。
    據(jù)此，在設(shè)計試驗裝置容積參數(shù)時應考慮以下3點原則：
    （1）濕熱試驗裝置的有效工作空間應為被試品總體積的3~5倍；
    （2）被試品各迎風面面積小于濕熱試驗裝置迎風戴面積的1/3；
    （3）被試品外廓距濕熱試驗箱內(nèi)壁的距離至少保持100~ 150 mm。

    1.2 溫度及濕度范圍的設(shè)定

    試驗設(shè)備的溫度及濕度范圍的選取由被試品的檢驗規(guī)范所決定。在設(shè)定范圍時要合理進行選擇，不可隨意增加溫度及濕度的上下限。
    就試驗箱而言，盲目增加其溫度上下限，會使箱體內(nèi)外溫差加大，其內(nèi)部溫度均勻性也會變差，試驗箱工作空間的可利用體積也會變小。此外，增加溫度的上下限，也會提高對箱壁夾層中保.溫材料的保溫效果及箱體密封性的要求，增加了箱體的制作成本。
    同樣對于濕度的上下限也要合理的控制。對于高低溫濕熱試驗箱來說，通過向箱體空氣中噴水蒸氣或霧化的水珠，較易實現(xiàn)高濕控制。而實現(xiàn)低溫控制則需采用制冷冷凝法，即將制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)/除濕器的表面溫度控制在循環(huán)空氣的露點溫度以下，從而使通過的冷卻空氣低于露點溫度而析出所含水蒸氣，達到除濕目的但大量的水蒸氣析出會造成凝露現(xiàn)象，此時則需要增加空氣干燥系統(tǒng)，增加設(shè)備的投入。
    以濕熱試驗對象為煤礦電氣產(chǎn)品為例，根據(jù)GB/T 2423.4- -2008《電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗Db；交變濕熱（12 h+12 h循環(huán)）》要求，試驗裝置的工作范圍溫度在25~40℃，濕度在90%~-100%交變，則試驗裝置指標宜設(shè)定溫度為15~80℃；濕度為25%~ 100%RH。

    1.3 控制方式的設(shè)定

    濕熱試驗箱分為恒定濕熱和交變濕熱兩種試驗箱。恒定濕熱試驗箱通過設(shè)定一-個目標溫度和濕度值，并具有將其控制在恒定狀態(tài)下的能力。而交變濕熱試驗裝置則可根據(jù)標準進行-條或者多條高低溫變化、循環(huán)的程序設(shè)定，在高、低溫的升溫、降溫速率能力的范圍內(nèi)，控制升降溫的速率。此外，為了滿足將來環(huán)境條件試驗項目的要求，高低溫交變濕熱試驗箱也具有恒定濕熱試驗裝置的功能，只需根據(jù)試驗要求輸人相應的試驗曲線即可。

    1.4  變溫速率的設(shè)定

     高低溫交變濕熱試驗箱有變溫速率的設(shè)定，一般要求達到1℃/min。對于濕熱試驗裝置的變溫速率日前有2種捉法：①線形速度（每5 min平均速度）；②全程平均速度，也是目前國內(nèi)標準中所提變溫速率，是指在變溫范圍內(nèi)，溫度與溫度之差值與時間之比。

    1.5 風速的設(shè)定

    GB/T10586- -2006《濕熱試驗箱技術(shù)條件》規(guī)定，空載情況下進行環(huán)境試驗的溫濕箱內(nèi)的風速應<1.0m/s，這是因為風速過大會加速熱交換，形成溫、濕度不均勻，造成過試驗或欠試驗。如果在溫度變化階段為追求變溫速率，保證濕熱試驗裝置工作室內(nèi)的溫、濕度均勻性，則必須加快箱體內(nèi)循環(huán)氣流的流速，風速通常選擇在≤1.7 m/s。

    1.6 溫度均勻性的設(shè)定

    造成溫度不均勻的因素有很多，主要有風道結(jié)構(gòu)的不對稱性、箱壁的熱傳導、濕熱箱結(jié)構(gòu)造成的對流傳熱不均勻、箱體的密封性以及被試品放置位置等，這些因素在設(shè)計裝置時應綜合考慮。GB/T10586- 2006中規(guī)定，濕熱箱溫度均勻性由溫度均勻度、溫度波動度和允許偏差三項指標表示。- -般情況參數(shù)設(shè)定：溫度均勻度≤1 ℃，溫度波動度為±0.5℃，允許偏差為±2℃。

    1.7 濕度精度控制的設(shè)定

    濕熱試驗箱測量濕度一般可采用千濕球法或溫濕度傳感器。由于干濕球法受水質(zhì)影響較大，且控制精度較低，而靜電容控制式溫濕度傳感器能有效地避免因受水質(zhì)的影響而產(chǎn)生的精度誤差，因而多采用后種方法。此外，傳感器的位置對控制精度影響較大，為了使其反應靈敏，一般將傳感器置于出風口附近，從而可提高控制精度。

     1.8  濕熱箱風道結(jié)構(gòu)的設(shè)定

    由于高低溫濕熱試驗箱風道結(jié)構(gòu)難于完全對稱，箱內(nèi)溫度不易達到均勻，因此，高低溫濕熱試驗箱的風道結(jié)構(gòu)在很大程度上影響了溫度均勻度。在如圖1所示的濕熱箱結(jié)構(gòu)中，風道結(jié)構(gòu)左右對稱性較好，大門處于前側(cè)，空調(diào)室位于箱后側(cè)，上送風下回風，較易實現(xiàn)左、右溫度均勻。而有一些風道結(jié)構(gòu)，由于設(shè)計上，上下不對稱、前后間距不同，會對工作空間溫度產(chǎn)生了不均勻的影響。盡管如此，這種單風道結(jié)構(gòu)如果設(shè)計處理得當，其溫度偏差是可以滿足標推要求的。