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 IEC 68-2-18 試驗方法R及指引：水


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    技术文章

    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品在運輸、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，使元件及裝備在標準降水場試驗中或之後仍能正常工作。 

    範圍 

    本試驗法包括下述項目，有關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  
    本試驗法係應用於電工產品置於室外且未保護之情況下遭受自然雨淋。 

    方法Ra 2：滴水箱  
    本試驗法係應用於電工產品在有保護之狀況下遭受自然雨淋，但因產生凝結或發生滲漏而自頂面造成滴水。 

    試驗方法Rb：沖水  
    方法Rb 1：豪雨  
    本試驗法係應用於電工產品在熱帶地區置於室外且未保護之情況下遭受大雨或豪雨。 

    方法Rb 2：噴灑  
    本試驗法係應用於電工產品遭受自動滅火系統之灑水或車輪濺水。 

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

    試驗方法Rc：浸水  
    本試驗法係應用於電工產品在運輸或使用時，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，不考量強風下之降水情形。  
    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。  
    測試步驟 

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

    方法Ra 1：人造雨淋  
    試驗嚴厲度由試件傾斜角、試驗時間、降水強度及雨滴大小分布決定，可由表2選取試驗規格，本試驗法並不模擬風速條件。  
    相關規範應規定傾斜角、試件雨淋面、每一面之雨淋時間，及試件是否需旋轉，其最大旋轉角為270°。  
    方法Ra 2：滴水箱  
    試驗嚴厲度由滴水高度、試件傾斜角及試驗時間決定，可由表3選取試驗規格。  
    相關規範應規定傾斜角、試件雨淋面、每一面之雨淋時間，及試件是否需旋轉，其最大旋轉角為270°。  
    方法Rb 1：豪雨  
    試驗嚴厲度由試件傾斜角、試驗時間及降水強度決定，可由表4選取試驗規格。 

    方法Rb 2.1：擺動管  
    試驗嚴厲度由噴嘴角度、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選取試驗規格。若因試件太大，則建議以方法Rb 2.2：手持蓮蓬頭執行試驗。 

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

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

    方法Rc 1：水箱  
    試驗嚴厲度由水深及試驗時間決定，可由表9選取試驗規格。 

    方法Rc 2：加壓水櫃  
    試驗嚴厲度由水壓及試驗時間決定，可由表10選取試驗規格。 

    試驗設置 

    方法Ra 1：人造雨淋  
    雨淋噴嘴(組)  
    請參閱圖2。 

    夾具  
    固定試件之夾具應儘可能模擬試件使用時之狀況。 

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

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

    水源供應與控制  
    試驗用水應使用品質良好之自來水，以避免阻塞噴嘴，且試驗用水應過濾並去除礦物質。試驗用水之酸鹼值為6.5～7.2，電阻係數(resistivity)不可小於500Ωm。有關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為試件投影面積之2倍。 

    滴水箱應能提供均勻滴水，且降水強度範圍為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距離範圍為0.2～2m。有關滴水箱之基本設備請參閱圖4。 

    夾具  
    固定試件之夾具應儘可能模擬試件使用時之狀況。 

    試件夾具之底部面積應小於試件之底部面積或做適當之穿孔。 

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

    水源供應與控制  
    試驗用水應使用品質良好之自來水，以避免阻塞噴嘴，且試驗用水應過濾並去除礦物質。試驗用水之酸鹼值為6.5～7.2，電阻係數(resistivity)不可小於500Ωm。有關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  
    固定試件之夾具應儘可能模擬試件使用時之狀況。 

    試件夾具之底部面積應小於試件之底部面積。 

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

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

    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，其擺動角度應可達±180°。若擺動管很難擺動時，則可固定擺動管而旋轉試件，有關擺動管設備請參閱圖5。 

    夾具  
    固定試件之夾具應儘可能模擬試件使用時之狀況。 

    試件夾具之底部面積應小於試件之底部面積或做適當之穿孔。 

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

    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)。有關手持蓮蓬頭設備請參閱圖6。 

    夾具  
    固定試件之夾具應儘可能模擬試件使用時之狀況。 

    試件夾具之底部面積應小於試件之底部面積或做適當之穿孔。 

    水源供應與控制  
    水源供應之需求至少為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，有關水管設備請參閱圖7。 

    夾具  
    固定試件之夾具應儘可能模擬試件使用時之狀況。 

    試件夾具之底部面積應小於試件之底部面積。 

    水源供應與控制  
    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深度之水箱。水質  
    通常試驗用水應為淡水；若需使用海水，則海水特性應於相關規範中說明。 

    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 

    通常試驗用水應為淡水。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)  
    以高強度降水或加力將水噴射撞擊試件。 

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

    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))  
    到達地面之降水總體積除以雨滴數後所得之直徑。 

    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量。由資料顯示含水量與降水強度成線性關係，其關係式為 

    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，當重力與空氣阻力達平衡時之落下速度。 

    Vt＝ 5.3 L0.12m/s 

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

    Vr＝ (Vw2+Vt2)0.5m/s 

    其中 

    Vr= 風中雨滴落下速度 

    Vw= 風速 

    Vt= 雨滴終端速度 

    當風速小於9m/s時，通常對終端速度無影響。 

    試驗方法Ra之降水強度計算  
    任一雨量測量杯之降水強度 

    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)

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