GB/T 10593.4-2025 电工电子产品环境参数测量方法 第4部分：凝露

　　ICS 19. 040 CCS K 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 10593.4—2025

　　电工电子产品环境参数测量方法

　　第 4 部分:凝露

　　Method ofthemeasuring environmentalparametersforelectricand electronic

　　products—Part4: Condensation

　　2025-08-01发布 2026-02-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 10593.4—2025

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 通则 1

　　5 图像测量法 1

　　6 相对湿度测量法 2

　　7 露点温度测量法 2

　　8 阻抗测量法 4

　　附录 A (规范性) 沉积盐的潮解温湿度关系 5

　　附录 B (规范性) 基于表面特性的凝露发生临界湿度计算 6

　　附录 C (资料性) 阻抗测量法的阻抗临界值的测量 8

　　参考文献 9

　　图 1 冷镜式露点仪原理图 3

　　图 2 叉指电极传感器结构图 4

　　图 C. 1 叉指传感器凝露发生临界阻抗值测量示意图 8

　　表 A. 1 常见饱和盐溶液平衡相对湿度值 5

　　表 B. 1 不同毛细孔半径测量方法和选择依据 6

　　表 B. 2 常见电工电子产品相关材料毛细孔径 7

　　表 C. 1 不同梳齿间距临界阻抗数据表 8

　　Ⅰ

　　GB/T 10593.4—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件是 GB/T 10593《电工电子产品环境参数测量方法》的第 4 部分 。 GB/T 10593 已经发布了以下部分 :

　　— 第 1部分 :振动 ;

　　— 第 2部分 :盐雾 ;

　　— 第 3部分 :振动数据处理和归纳 ;

　　— 第 4部分 :凝露 ;

　　— 第 5部分 :腐蚀性气体 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国电工电子产品环境条件与环境试验标准化技术委员会(SAC/TC8)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 : 中国电器科学研究院股份有限公司 、国网江西省电力有限公司电力科学研究院 、中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 、江苏拓米洛高端装备股份有限公司 、金风科技股份有限公司 、浙江省质量科学研究院 、中国长江电力股份有限公司 、南方电网综合能源股份有限公司 、金发科技股份有限公司 、清华大学深圳国际研究生院 、广东电网有限责任公司电力科学研究院 、北京航空航天大学 、中航长城计量测试(天津)有限公司 、上海市计量测试技术研究院 、中国测试技术研究院 。

　　本文件主要起草人 : 王俊 、龙国华 、何萌 、廉照才 、张敬祎 、陈川 、张红雨 、易亚文 、邰彬 、李晟 、刘鑫 、向利 、朱宸 、陈田 、王 希 林 、汪 林 立 、吴 飒 、吕 国 义 、张 爱 亮 、杨 修 杰 、秦 浩 、陈 炜 、王 晶 、贾 志 东 、梁 永 纯 、赵巍 、王晓红 、任红磊 。

　　Ⅲ

　　GB/T 10593.4—2025

　　引 言

　　GB/T 10593《电工电子产品环境参数测量方法》系列标准主要针对影响电工电子产品性能环境参数的测量 ,拟由六个部分构成 。

　　— 第 1部分 :振动 。该部分主要针对电工电子产品振动参数的测量 , 以指导该环境参数对电工电子产品性能的影响分析 。

　　— 第 2部分 :盐雾 。该部分主要针对电工电子产品环境中的盐雾参数的测量 , 以指导含盐雾环境电工电子产品腐蚀性防护 、环境优化控制等 。

　　— 第 3部分 :振动数据处理和归纳 。该部分主要针对环境振动参数数据处理进行详细解析 , 以便对振动参数分析 ,指导电工电子产品安全服役环境振动条件控制 。

　　— 第 4部分 :凝露 。该部分主要针对电工电子产品环境中的凝露参数的测量 , 以指导电工电子产品安全服役湿度的控制 , 降低因凝结水造成短路 、电子元器件失效等故障发生的可能性 。

　　— 第 5部分 :腐蚀性气体 。该部分主要针对二氧化硫 、硫化氢 、氨气 、氮氧化物等导致电工电子产品腐蚀的微量气体浓度的测量 , 以指导电工电子产品的环境控制和腐蚀防护设计 。

　　— 第 6部分 :尘和沙 。该部分主要针对电工电子产品尘和沙参数的测量 , 以指导产品安全服役尘和沙条件的控制 。

　　Ⅳ

　　GB/T 10593.4—2025

　　电工电子产品环境参数测量方法

　　第 4 部分:凝露

　　1 范围

　　本文件描述了电工电子产品凝露环境参数的测量方法 , 主要内容包括图像测量法 、相对湿度测量法 、露点温度测量法及阻抗测量法 。

　　本文件适用于电工电子产品使用场所的凝露环境参数测量 。

　　2 规范性引用文件

　　本文件没有规范性引用文件 。

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　凝露 condensation

　　当物体表面温度低于周围空气的露点温度时 ,水蒸气在物体表面上析出的现象 , 即水由气态转变为凝聚的液态 。

　　[来源 :GB/T 20625—2024,3. 3. 24,有修改] 3.2

　　潮解 deliquesce

　　某些固体物质从空气中吸收或吸附水分 ,使得表面逐渐变得潮湿 、润滑 , 即物体表面出现液态水的现象 ,物质从固态变为该物质溶液的现象 。

　　4 通则

　　在自然环境中 ,凝露最常见的成因是低温冷凝 , 当物体温度低于空气露点温度时 ,发生低温冷凝 ,低温冷凝与露点温度有关 ,而空气的露点温度与环境相对湿度 、环境温度直接相关 ,与物体表面状态 、沉积盐等因素间接相关 。如在海洋或盐湖附近 ,物体表面因附着盐类 ,容易发生盐类潮解 ,使物体表面凝露发生的临界湿度改变 。常见盐的凝露临界湿度(即潮解湿度) 在不同温度条件下的数值按照附录 A 的规定查找或测定 。物体表面结构 、粗糙度等状态影响凝露发生 ,不同毛细孔径的凝露临界湿度计算应符合附录 B 的规定 。

　　5 图像测量法

　　采用视频监控方法对物体表面凝露长期观测 ,该方法可对凝露形成过程和持续时间监控测量 ,并可根据图像测量凝露露珠直径和大小分布 。

　　推荐视频监控系统 ,采用图像分辨率至少 100万像素的数码摄像机 , 图像捕集速度每秒至少 10幅

　　1

　　GB/T 10593.4—2025

　　以上 ,每个像素点至少可分辨出直径 0. 2 mm 大小的露珠 。

　　6 相对湿度测量法

　　6. 1 测量仪器

　　仪器参数要求及使用方法等见 GB/T 11605,选择湿度测量仪器至少应满足干湿球法所能达到的测量范围和最大允许误差 ,在 5 ℃ ~45 ℃ ,其相对湿度最大允许误差不应超过 ±2% 。

　　6.2 测量方法

　　将湿度测量仪器安装在所需测量的区域 ,观察或实时记录测量区域环境相对湿度 。

　　6.3 凝露发生判别方法

　　当前环境相对湿度高于物体表面发生凝露的临界相对湿度时 ,则物体表面发生凝露 。

　　临界相对湿度与物体表面状态有关 ,如下所述 :

　　a) 当物体表面无沉积盐和毛细孔径时 ,发生凝露的临界相对湿度为 100% ;

　　b) 物体表面存在沉积盐或毛细孔径时 ,根据附录 A 或附录 B计算发生凝露的临界相对湿度 φX和 φC 。

　　7 露点温度测量法

　　7. 1 间接法

　　7. 1. 1 测量仪器

　　湿度测量仪器应符合 6. 1 的要求 。

　　温度测量仪器测量范围至少应满足 -20 ℃ ~ 60 ℃ ,其最大允许误差应不超过 ±1K。

　　在进行温度测量时 ,手动测定仪器一般采用精密水银温度计 , 自动测定仪器采用铂电阻或热电偶感温元件的温度计 。

　　露点温度计 ,如电传感器露点仪 、电介法露点仪等通过测量湿度参数计算露点温度的仪器 ,其最大允许误差不超过 ±1K。

　　7. 1.2 测量方法

　　测量方法如下 :

　　a) 将湿度 、温度测量仪器或间接法的露点温度计安装在所需测量的区域 ,将温度测量仪器安装在需要测量凝露发 生 的 物 体 表 面 , 实 时 记 录 测 量 区 域 环 境 温 度 和 湿 度 或 露 点 温 度 , 物 体 表 面温度 ;

　　b) 采用间接法测量露点温度 ,或根据测量获取的环境温度 、相对湿度 ,利用 7. 1. 4计算方法获得当前环境条件下的露点温度 ;

　　c) 将计算获得的露点温度与物体表面温度比较 。

　　7. 1.3 发生凝露判别方法

　　根据测量的物体表面温度与直接测量的或计算获得的环境的露点温度比较 ,若物体表面温度低于露点温度 ,则该物体表面发生凝露 。

　　2

　　GB/T 10593.4—2025

　　7. 1.4 计算方法

　　露点温度计算公式如公式(1)所示 :

　　td

　　式中 :

　　td — 露点温度 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　t — 环境温度 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　φ — 环境相对湿度 , % ;

　　DX(DC) —————— X沉积盐对露点的影响系数(毛细凝聚对露点的影响系数) ,, 即 X沉积盐的潮解相(即毛细凝聚相对湿度),对(D)湿(C),CD;X=φX 。

　　7.2 直接法

　　7.2. 1 测量仪器

　　冷镜式露点仪 ,也叫镜面式露点仪 ,最大允许误差应不超过 ±0. 5 K,仪器原理图如图 1所示 。

　　标引序号说明 :

　　1— 热电制冷器 ;

　　2— 铂电阻温度传感器 ;

　　3— 接收光信号 ;

　　4— 发射光信号 。

　　图 1 冷镜式露点仪原理图

　　温度测量仪器应符合 7. 1. 1 中的要求 。

　　7.2.2 测量方法

　　测量方法如下 :

　　a) 检查并确认冷镜式露点仪的镜面表面干燥 、清洁 ;

　　b) 将冷镜式露点仪安装在所需测量的区域 ,将温度测量仪器安装在需要测量凝露发生的物体表面 ,实时记录测量区域环境的露点温度和待凝露测量的物体表面温度 。

　　3

　　GB/T 10593.4—2025

　　7.2.3 发生凝露判别方法

　　对比待凝露测量的物体表面温度与环境的露点温度 ,若物体表面温度低于露点温度时 ,则物体表面发生凝露 。

　　8 阻抗测量法

　　8. 1 测量原理

　　通过叉指电极间施加定频交流激励信号 , 当凝露发生时 , 由于水连通两个或更多的叉指电极 ,反馈的阻抗信号会发生大幅下降 ,通过获取阻抗值的变化判断凝露发生 。

　　8.2 测量仪器

　　基于阻抗测量仪器原理的叉指电极传感器 ,其结构如图 2所示 。

　　标引序号说明 :

　　1— 叉指电极 ;

　　2— 叉指电极外框 ;

　　3— 导线 。

　　图 2 叉指电极传感器结构图

　　叉指电极传感器的电极采用铜等导电性较好的金属材料 ,如在户外使用可采用金 、铂等耐蚀性较好的金属材料 ; 电极外框宜采用氮化铝等导热系数较高的绝缘材料 , 以保证待凝露测试物体表面温度能迅速传导到传感器 ,使凝露测量更加准确 。

　　传感器测量的最小露珠直径受叉指间距影响 ,仅能测量出直径大于叉指间距的凝露 ,可根据需要测量凝露的露珠直径选择对应叉指间距的传感器 ,推荐采用不小于 0. 2 mm。

　　传感器推荐电压为 0. 3 V~ 3 V,采集数据时间间隔要求不高于 1 s,施加的交流激励信号的频率会对阻抗数值和变化产生影响 ,一般推荐采用 10 kHz。

　　8.3 测量方法

　　测量方法如下 :

　　a) 检查并确认传感器表面干燥 、清洁 ;

　　b) 将叉指电极传感器安装在所需测量的物体上 ,实时记录由环境条件引起的阻抗变化情况 。

　　8.4 发生凝露判别方法

　　与凝露发生时阻抗临界值比较 ,凝露阻抗值测试方法见附录 C。若当前阻抗值低于已知的阻抗临界值 ,则凝露发生 。

　　4

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　　附 录 A

　　(规范性)

　　沉积盐的潮解温湿度关系

　　对于物体表面存在盐沉积现象 ,凝露的临界相对湿度 φX 即为沉积盐的潮解相对湿度 。

　　沉积盐的潮解相对湿度与其成分直接相关 , 当物体表面有沉积盐存在时 ,应确认盐的主要成分 ,并根据当前环境温度查表或计算得到沉积盐的潮解临界湿度 。常见盐的潮解相对湿度和温度的对应关系如表 A. 1所示 。

　　对于多种成分混合的沉积盐 ,宜选用各种盐类中潮解湿度最低值作为混合沉积盐的潮解相对湿度 。

　　表 A. 1 常见饱和盐溶液平衡相对湿度值

　　单位 :RH%

　　温度℃

　　5

　　10

　　15

　　20

　　25

　　30

　　35

　　40

　　45

　　50

　　NaCl

　　75. 7±0. 3

　　75. 7±0. 3

　　75. 6±0. 2

　　75. 5±0. 2

　　75. 3±0. 2

　　75. 1±0. 2

　　74. 9±0. 2

　　74. 7±0. 2

　　74. 5±0. 2

　　74. 4±0. 2

　　KCl

　　87. 7±0. 5

　　86. 8±0. 4

　　85. 9±0. 4

　　85. 1±0. 3

　　84. 2±0. 3

　　83. 6±0. 3

　　83. 0±0. 3

　　82. 3±0. 3

　　81. 7±0. 3

　　81. 2±0. 4

　　MgCl2

　　33. 6±0. 3

　　33. 5±0. 3

　　33. 3±0. 3

　　33. 1±0. 2

　　32. 8±0. 2

　　32. 4±0. 2

　　32. 1±0. 2

　　31. 6±0. 2

　　31. 1±0. 2

　　30. 5±0. 2

　　潮解湿度可不考虑沉积盐颗粒大小对其的影响 。

　　对于其他温度下饱和盐溶液平衡相对湿度值的测量 ,可采用在设定恒温密闭饱和盐溶液检测槽空间的蒸汽压达到凝聚平衡时 ,测定相对湿度 。其中配置饱和盐溶液的恒温密闭槽结晶 ,盐溶液半满 ; 配置饱和盐溶液的盐应为化学纯 ,且不少于 1/4盐晶体存于溶液中 ;配置饱和盐溶液的蒸馏水电 导 率 低 于 10 s/m。也 可 采 用 动 态 蒸 发 吸 附 分 析 仪(DVS) ,在设定温度下 ,逐渐增高或降低相 对 湿 度 ,测 量 盐 溶 液 在 不 同 相 对 湿 度 下 的 质 量 变 化 情 况 , 当 饱 和 盐 溶 液 质量/相对湿度的变化速率为 0 时 ,相对湿度即为该饱和盐溶液的平衡相对湿度值 。

　　5

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　　附 录 B

　　(规范性)

　　基于表面特性的凝露发生临界湿度计算

　　B. 1 临界湿度的计算

　　对于物体表面存在毛细凝结现象 ,毛细凝聚临界相对湿度 φC=(RH con,H2O) 。

　　凝露发生的临界相对湿度(RH con, H2O)按公式(A. 1)和公式(A. 2)计算 :

　　RH con,H2O = exp ……………………( B. 1 )

　　式中 :

　　RH con, H2O — 凝露发生临界相对湿度 , % ;

　　γH2O — 纯水的表面张力 ,单位为牛每米(N/m) ,依据公式(B. 2)计算 ;

　　Vm , H2O — 水的摩尔体积 ,单位为立方米每摩尔(m3/mol) ;

　　r — 毛细孔半径 ,单位为米(m) ;

　　T(R) —————— 环境温度(气体常数) ,,单(R)3开氏(14J)m(K(o)l) ·。K) ;

　　γH2O = 7. 549× 10-2 - 1. 485× 10-4 ·t …………………………( B. 2 )

　　式中 :

　　γH2O — 纯水的表面张力 ,单位为牛每米(N/m) ;

　　t — 环境温度 ,单位为摄氏度( ℃) 。

　　表面粗糙度和凝露发生难易程度与材料表面亲疏水性有关 :

　　— 当材料表面呈亲水性时 , 随着表面粗糙度增大 ,发生凝露时的相对湿度降低 ;

　　— 当材料表面呈疏水性时 , 随着表面粗糙度增大 ,发生凝露时的相对湿度升高 。 B.2 毛细孔半径的测量

　　毛细孔半径的测量方法主要包括 :气体吸附法 、压汞法和扫描电镜法等 ,见表 B. 1。

　　表 B. 1 不同毛细孔半径测量方法和选择依据

　　序号

　　测试方法

　　设备

　　测试方法

　　选择依据

　　1

　　气体吸附法

　　孔径分析仪

　　通过测 量 物 体 在 不 同 压 力 条 件 下 的 凝聚气量 ,绘 制 等 温 吸 附 和 脱 附 曲 线 , 通过计算获得孔径

　　氮吸 附 为 例 , 可 测 孔 径 : 0. 35 nm ~ 500 nm

　　2

　　压汞法

　　压汞仪

　　依靠外 加 压 力 使 汞 克 服 表 面 张 力 进 入物体表面的气 孔 ,根 据 汞 在 气 孔 中 的 表面张 力 与 外 加 压 力 平 衡 的 原 理 计 算孔径

　　可测孔径 :0. 003 μm~ 1000μm ,测量小于 0. 0055 μm 的孔径误差较大

　　3

　　扫描电镜法

　　扫描电镜

　　利用扫描电镜 观 察 材 料 表 面 特 征 ,测 量毛细孔径

　　适用于测试大孔样品 ,如毫米级别

　　6

　　GB/T 10593.4—2025

　　不同材料由于制备方法 、工艺 、表面处理以及材料成分等差异性 , 导致其表面毛细孔径差异较大 。常见电工电子材料毛细孔径见表 B. 2。

　　表 B.2 常见电工 电子产品相关材料毛细孔径

　　序号

　　材料名称

　　毛细孔径

　　1

　　金属材料

　　碱热处理 Ti合金可形成 100 nm 的 毛 细 孔 径 ;金 属 表 面 毛 细 孔 径 与 磨 粒 粒 径 、抛 磨 时 长 等 有关 ,如磨粒 5 μm ,抛磨 5 min,表面毛细孔小于 5 μm ,研磨 30 min,粒径 5 μm~ 15 μm

　　2

　　涂料涂层

　　传统陶瓷涂层表面微孔直径在 3 μm~ 6 μm ,采用扫描式微弧氧化技术制备的陶瓷涂层表 面孔径在 1 μm~ 3 μm

　　3

　　碳材料

　　吸附过滤材料 ,孔径 3 nm 左右孔的碳材料

　　7

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　　附 录 C

　　(资料性)

　　阻抗测量法的阻抗临界值的测量

　　阻抗临界值测量流程及方法如下 。

　　a) 检查并确认传感器表面干燥 、清洁 。

　　b) 测量时环境温度在 15 ℃ ~ 30 ℃ ,相对湿度在 10% ~ 85% ,且相对恒定 ,环境大气压波动不超过 200Pa/h。

　　c) 测量叉指传感器初始阻抗值 Z。

　　d) 将电导率不高于 20 μS/cm 的蒸馏水或去离子水 ,采用量程不大于 1 μL的移液器或微量进液器滴在任意两个叉指之间 ,且液滴不能覆盖超过两个叉指 。测量至少 3 次 ,测量阻抗值分别为Z1、Z2、Z3,选择其中最大值为临界阻抗值 Z',通常 Z'≈0. 5Z。测量过程如图 C. 1所示 。如叉指间距离过小 , 肉眼无法分辨 ,可在光学显微镜下操作 。

　　标引序号说明 :

　　1— 测试点 1;

　　2— 测试点 2;

　　3— 测试点 3。

　　图 C. 1 叉指传感器凝露发生临界阻抗值测量示意图

　　以 PI基底铜镀金叉指电极为例 ,测试不同梳齿间距临界阻抗如表 C. 1所示 。

　　表 C. 1 不同梳齿间距临界阻抗数据表

　　序号

　　梳齿间距μm

　　初始阻抗kΩ

　　临界阻抗kΩ

　　1

　　100

　　1 000

　　340

　　2

　　50

　　630

　　31. 6

　　3

　　25

　　290

　　12. 8

　　8

　　GB/T 10593.4—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 11605 湿度测量方法

　　[2] GB/T 20625—2024 特殊环境条件 术语

　　[3] 张二林 ,刘博群 . 碱热处理对 Ti-3Cu合金表面特征及抗菌性能的影响[J] . 稀有金属材料与工程 , 2020, 49(3) :7.

　　[4] 郑锦华 ,吴双 ,魏新煦,等 . 研磨抛光表面微孔织构的形成[J] . 光学精密工程 , 2016, 24(4) :8

　　[5] KlementU , EkbergJ, Kelly sT . 3D AnalysisofPorosityina CeramicCoatingUsingX-ray Microscopy[J] . JournalofThermal spray Technology, 2017, 3(26) :456-463.

　　[6] 刘建峰 , 宁锴 ,丁昇 ,等 . 介孔碳材料合成的研究进展[J] . 上海电力大学学报 , 2020(6) :036.

　　9