一、标准概述

IEC 60068-2-5:2010是国际电工委员会（IEC）发布的环境试验基础标准之一，规定了电工电子产品在模拟地面太阳辐射环境下的试验方法。太阳辐射环境是电工电子产品在露天部署、高原、沙漠、热带等场景中必然面临的环境因素。太阳辐射包含紫外线、可见光和红外线，其中紫外线会导致有机材料老化、涂层褪色、橡胶龟裂；红外线会导致产品表面温度升高，引发过热故障；可见光可能影响光学设备和传感器性能。

二、适用范围

IEC 60068-2-5:2010适用于各类电工电子产品在太阳辐射环境下的适应性验证，主要包括：

●  户外电子设备：通信设备、监控设备、交通信号设备等

●  光伏产品：太阳能电池板、光伏组件、逆变器等

●  汽车电子：车载电子设备、传感器、仪表等

●  含高分子材料的产品：塑料外壳、橡胶密封件、涂层、线缆护套等

●  光学与传感器产品：光学镜头、红外传感器、摄像头等

●  户外灯具与标识：路灯、信号灯、户外显示屏等

该标准既适用于散热试样（试验时通电发热），也适用于非散热试样（试验时不通电或功耗极低）。

三、试验条件与所需仪器

试验条件

试验名称：模拟地面太阳辐射试验，代号为试验Sa（Simulated solar radiation at ground level）。

辐射条件：

●  辐射强度：通常为1120W/m²（热带沙漠条件）或1000W/m²（一般户外条件）

●  光谱分布：需模拟地面太阳光，包括紫外线（280nm~400nm）、可见光（400nm~780nm）、红外线（780nm~3000nm）

●  具体辐射强度按产品规范或实际使用剖面选取

●  辐射强度容差：一般±10%

温度条件：

●  太阳辐射试验通常与温度条件组合施加

●  试验温度按产品规范确定，可与高温或温度循环组合

●  温度容差一般为±2℃

试验程序：

●  程序A（24h循环） ：模拟昼夜交替，24h为一个循环，其中辐射照射时间通常为8h~12h

●  程序B（16h循环） ：模拟特定日照条件，16h为一个循环

●  程序C（连续照射） ：在恒定辐射强度下持续照射规定时间

持续时间：

●  按产品规范确定，通常为数天至数十天

●  循环试验典型循环次数：3次、7次、10次、20次、56次等

●  连续照射典型持续时间：24h、48h、72h、100h等

●  具体持续时间按产品规范或实际使用剖面选取

试验分类：

●  太阳辐射功能试验：验证产品在太阳辐射环境下工作时的性能

●  太阳辐射结构试验：验证产品在太阳辐射环境下的结构完整性

●  太阳辐射老化试验：验证产品在长期太阳辐射下的耐老化性能

所需仪器

太阳辐射试验箱：用于提供规定的太阳辐射环境，要求光谱分布接近地面太阳光、辐射强度可调、温度可控。箱体需具备强迫空气循环功能，确保温度均匀。容积需能容纳试样及测试工装。

太阳辐射模拟光源：包括氙灯、碳弧灯、金属卤素灯等，用于模拟地面太阳光谱。需具备足够的光谱覆盖范围（紫外线、可见光、红外线）和辐射强度。氙灯是最常用的光源，其光谱与太阳光较为接近。

辐射强度测量系统：包括辐射计、光谱仪等，用于实时监测辐射强度，确保在容差范围内。

温度控制系统：包括加热器、制冷系统、温度传感器、控制器，用于精确控制箱内温度，升降温速率可控。

温度传感器：热电偶或RTD，用于监测试样表面温度和箱内温度，精度一般±1℃。散热试样测表面最热点，非散热试样测内部最热点。

数据采集与记录系统：同时记录辐射强度、温度、时间等参数，生成完整试验报告，满足可追溯性要求。

功能检测设备：用于在太阳辐射条件下对试样进行电气、机械性能检测，需能在辐射环境下正常工作。

必要的辅助工装：包括耐辐射夹具、隔热垫片、导线防护套等，确保试样在辐射环境下固定可靠且不受额外损伤。

四、试验过程与要求

试验目的

验证电工电子产品在太阳辐射环境下能否保持结构完好性和功能正常性，暴露因光老化、热效应、光化学效应等引发的缺陷。

试验设备

●  太阳辐射试验箱（光谱接近地面太阳光，辐射强度可调）

●  太阳辐射模拟光源（氙灯、碳弧灯等）

●  辐射强度测量系统

●  温度控制系统

●  温度测量监控系统

●  数据采集与记录系统

●  功能检测设备

●  专用夹具与工装

试验过程

初始检测：在标准大气条件下进行外观、电气、机械性能全项检测，记录基准值。

试样安装：将试样按实际安装方式固定在试验箱内，连接测试线缆和传感器。确保夹具不影响辐射场和温度场，导线耐辐射。

升温：如试验需温度组合，先以不超过1℃/min的速率将温度升至规定值。

施加辐射：启动太阳辐射模拟光源，将辐射强度调至规定值。辐射过程中监测辐射强度和试样状态。

辐射保持与循环：按产品规范规定的程序（程序A/B/C）进行辐射保持或循环。循环试验时模拟昼夜交替，辐射照射时间和无辐射时间按规范执行。

功能检测：在辐射保持期间，按产品规范规定的时间节点进行功能检测。散热试样通常不进行功能检测（或按规范执行），非散热试样可进行功能检测。

停止辐射：试验结束后，关闭太阳辐射模拟光源，停止辐射。

降温：以不超过1℃/min的速率将温度降至恢复温度（15℃~35℃）。严禁急冷。

取出试样：温度降至恢复范围后，将试样从试验箱中取出。

恢复检测：试样在标准大气条件下恢复不少于1h，再进行全项检测并与初始值对比。

试验要求

辐射强度容差：一般±10%，具体按产品规范。

光谱分布：需模拟地面太阳光，紫外线、可见光、红外线比例符合标准要求。

温度容差：一般±2℃。

温度变化速率：≤1℃/min，具体按产品规范。

持续时间：按产品规范确定，包括辐射保持时间和功能检测时间。

循环次数：按产品规范确定，典型为3次、7次、10次、20次、56次等。

功能检测：按产品规范规定的时间节点和检测项目执行，检测线缆需耐辐射。

试样数量：一般不少于3个，结果取算术平均值。

记录完整性：辐射强度、温度、时间、功能检测数据须全程记录。

判据明确：合格准则须在试验大纲中预先规定。

五、恢复条件

恢复步骤

停止辐射：到达规定试验时间后，关闭太阳辐射模拟光源，停止辐射。

降温：以不超过1℃/min的速率将温度降至恢复温度（15℃~35℃），取5min滑动平均值。

取出试样：温度降至恢复范围后，将试样从试验箱中取出。

静置恢复：在标准大气条件下放置不少于1小时（产品规范另有规定从其规定）。

最终检测：恢复时间到达后立即进行外观、电气、机械性能全项检测，与初始值对比。

关键要求

●  环境条件：温度15℃~35℃，相对湿度25%~75%，气压86kPa~106kPa

●  恢复时间：≥1h，具体由产品规范规定

●  操作顺序：先停止辐射，再降温，最后取出试样

●  降温速率：≤1℃/min（5min平均值），严禁急冷

●  检测时机：恢复结束后立即检测，不得超时搁置

六、设备要求

太阳辐射试验箱：光谱分布接近地面太阳光，辐射强度可调，温度可控，强迫空气循环，温度均匀。试样与箱壁间距≥15cm，箱体与试样体积比≥5:1。

太阳辐射模拟光源：氙灯、碳弧灯或金属卤素灯，光谱覆盖紫外线、可见光、红外线，辐射强度满足试验要求，寿命长、稳定性好。氙灯需配备滤光系统以模拟地面太阳光谱。

辐射强度测量系统：辐射计精度满足标准要求，光谱仪覆盖所需波长范围，数据采集连续、完整、可追溯。

温度控制系统：加热功率和制冷量满足温度控制要求，温度均匀性和波动度满足标准要求。

测量监控系统：温度传感器精度±1℃，辐射强度传感器精度满足标准要求，参数全程连续记录。

夹具安装：耐辐射、耐温材料，按IEC 60068-2-47要求安装，试样刚性固定防止滑移。

功能检测设备：能在辐射环境下正常工作，测试线缆需耐辐射，不得影响箱内辐射场和温度场。

结语

IEC 60068-2-5:2010是电工电子产品太阳辐射环境适应性验证的核心国际标准，其核心在于辐射条件真实、光谱匹配、温度组合合理、恢复过程规范、判据明确。试验人员应重点关注辐射强度的控制、光谱分布的匹配、温度与辐射的耦合、光老化评估以及数据的完整记录，确保试验结果的重复性与可比性，为电工电子产品的太阳辐射环境适应性设计和定型提供有效依据。

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