【国家标准(GB)】 电工电子产品 自然环境条件 太阳辐射与温度

ICS19.020
中华人民共和国国家标准
GB/T4797.4—2006/IEC60721-2-4:2002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 andelectronicproducts-Solarradiationandtemperature(IEC 60721-2-4:2002,Environmental conditions appearing in natureSolar radiation and temperature,IDT)2006-12-19发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2007-09-01实施
GB/T4797.4—2006/IEC60721-2-4:2002前言
......
太阳辐射物理过程
总辐射水平
夜间大气辐射的最小值
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
GB/T4797.4—2006/IEC60721-2-4:2002GB/T4797《电工电子产品自然环境条件》包括以下6个部分：5电T.电子产品自然环境条件温度和湿度（IEC60721-2-1:2002,MODGB/T4797.12005
—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（IEC60721-2-3：1987，MOD)
GB/T4797.31986
电工电子产品自然环境条件生物GB/T4797.42006电工电子产品自然环境条件太阳辐射与温度（IEC60721-2-4:2002,IDT）—GB/T4797.5—1992
-GB/T4797.6—1995
电T电子产品自然环境条件降水和风（negIEC60721-2-2:1988）电工电子产品自然环境条件尘、沙、盐雾（neqIEC60721-2-5：1991）本部分为GB/T4797的第4部分。本部分等同采用IEC60721-2-4：2002《环境条件分级第2-4
部分：自然环境条件，太阳辐射与温度》（英文版），主要做了以下编辑性修改：删除了国际标准的前言和引言；-增加了国家标准前言；
一用相应的国家标准代替了国际标准；增加了第6章内容；
增加了附录NA
本部分代替GB/T4797.4—1989，与其不同之处主要有：将GB/T4797.4一1989附录A的内容转化为本部分正文；一本部分增加了附录A；
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bzxZ.net
本部分所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T4797.4—1989。1
1范围
GB/T4797.4-—2006/IEC60721-2-4:2002电工电子产品自然环境条件
太阳辐射与温度
本部分对太阳辐射地区主要地划分了儿种类型，主要提供了为产品应用选择合适的太阳辑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，表面对太阳光谱的吸收系数α。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：t.-tu+a.·E
系数h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a。取决于表面的颜色、反射率和传导率。晴朗天空的数值如下：
9.7.hy20W/（m
由于太阳辐射导致的过热温度大约是30℃。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5C，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1
GB/T 4797. 4--2006/JEC 60721-2-4 :20020. 3 um~4 um,在可见光0. 5 μm处有最大值,其典型的光谱见图 2。在太阳到地球的平均距离下，垂直于大气层外太阳光线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1.37kW/m2。.年中太阳到地球的距离不断变化，因此辐射强度也不断变化，从1月份的1.41kW/tn到7月份的 1. 32 kW/m。
儿乎99%的太阳辐射能量来自于4 μm以下的波长。0.3μm以下的太阳辐射大部分被大气吸收不会到达地而。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。因此，在地球上某点接受的能量是直接太阳辐射和散射的和，定义为总辐射。从热效应方面来着，关注的是这个和，因此本部分给出的水平跟总辑射有关。5 总辐射水平
5.1最大水平
啃天的总辐射的最太水平出现在中午。在无云的中午垂直于太阳直接辐射的表面接受到的能的凝大值取决于大气中的粒字，臭氧和水蒸气的含量，不同的地理纬度和气候类型其数值差别较人。在无云的中午、水汽含量约为 1 cm、臭氧合含量 2 mm,气溶胶β=0. 05,其中 β是埃斯特朗独度系数,垂直于太阳直接辐射的衰面接受到的总能量可达1120码/m。对于选离工业区和大都市的平地，太阳人射角度超过 60°时,1 10 W/m具有一定的代表性，注：垂直体积的大气内的水蒸气含地用相应的摔水的高度c测过。类似、奥氧有盘用相噬的典在标难溢度和压力下的高度溯孕，气落胶粒子的散慰和吸收用埃斯特朗独度系数表示，即波长为1m的单一波长辑射在大气中的消光距离·
直接太阳辐射随着空气独堪增大而斌小。亚湿热和沙模地区，空气中的粒了浓度较商，独斑比较大。大城市空气浊度越较大，山区则较低。表1给出了在无云的中午垂自乎太直接辐射的表面接受到的总辐射的最大值的推荐值。在中年的几个小时内·该数值只有百分之儿的变化，因此能够代表在某一时段内的几个小时的情说。表 1总辅射的典型蜂值
亚湿热和沙膜
大城市
5.2总太阳辐射的月乎均和年平均平地
单位为w/m
太阳辐射对表面的热效应通常取缺于中午附近的短时辐射+恒是光化学反应影响跟辐照强度对时间的积分有关，即辐照量。为了进行比较，日总辐照登是最常用的数据。在12月份，由于光照持续时间长，南被点附近的月平均日辑照量可达10.8kWh/m，南极之外的地区大约为 ,4 kWh/n2。
最大的年平均日总辐照量达6,6 kWh/m，主要出现在沙漠地区。5. 3气温最大值和太阳辐射的同步空气独度系数β的最小值在玲空气中测得。因此，表1列出的数值不会在温度达到最商时山现。可以假定，在GB/T 4797.1给出的最离温度下，总辐照量不会超过表1给出的80%，5.4总辐照量的世界分布
日总辐照盘分布参见附录A。
6夜间大气辐射的最小值
在无云的夜间，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。2
CB/T4797.4—-2006/1E80721-2-4,2002物体跟太气辐射达到平衡时的理论开氏温度T通过Boltznat定律给出：Ta=(4,
武中;
a--Stefan.Boltzmun 常数.5,t?×10-\W/(m*K*):A----大摘射,W/m见图 1)
实际上，由手热传导,对流和水汽凝结，温度会比较高，在朗的夜晚器露的与地面隔热的水平表面温度可达14℃，而此时天气，温度为，相对湿度接近专100%，
图1表明了夜间天空的大气辐射是距离地面2m高处的大气温度的函数。晴朗的夜晚，相对度通谢非常高
辐照强液！wim
极湿孕
极卡空气
地平面以上2m处的大气涵度/它
图畸朗夜晚的大气辐射
GB/T 4797. 4-2006/1EC 60721-2-4:2002蒸外
光带辑照强度W/（m-μm）
大气外太阻辐射，用温度为6000K的摄体表示(1.60kW/m2）；大气外太阳幅射(1.37kW/m2)，
地面上垂殖于辐射方向的直接太辐射（例如0.9kw/m*)：地面上的太阳救射（例如0.10kw/m）：L
一水兼气和二氧化模吸收波段：F--氧气和身载吸收；
温度为300K黑体的辐射(0.47kW/m)；地球热摘射（例如\0.03kW/m)
图2来自太阳和地球衰面辐射的电磁避谱附录A
（资料性附录）
GB/T 4797.4—2006/IEC 60721-2-4:2002日总辐照量的世界分布
图A.1、图A.2、图A.3是相对总辐照的等日照线（六月份，十二月份和年平均数值），数据是通过工垦测量的（见注1)。相对总辐照量定义如下，地球表面测得的总辐照量跟地球外总辐照竞即大气层外垂直于太阳辐射方向平面上的太阴辐照盘)的比值。为了获得地球表面的总辐开盘的日平均值图上标识的百分数乘以地球外总辐照址的日平均数值，该数值作为地理纬度的函数给出，见表A,1。地球外日平均总辐射
单位为kw/m2
年平均
GB/T 4797.4—2006/1EC 60721-2-4:2002GB/T 4797.4—2006/IEC 60721-2-4.2002国
GB/T 4797. 4--2006/1EC 60721-2-4:2002EY
（资料性附录）
我国太阳辐照量
表NA.1给出了我国太阳辐照量的等级。GB/T4797.4--2006/1EC60721-2-4.2002表 NA.十直接太阳辐照册的最大值等级/（W/m）
适用范围
亚湿热及湿热地区
海拨高度3.000m以下地区
海拔高度 3 000 ㎡ ~ 5 000 m
不包括亚湿热及湿热地区.但包括此两地区中的山地包括寒温的大部分地区以及暖温的西部边缘地区注：气链分区按服（GB/T4797.1的区域分布图划分，参业中国6种久候区的太阳辆射强度外布图9
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