所谓的环境是指设备或产品处于的存储、运行的场景。这个场景分为两个方面，一个方面为气候环境，主要为“温度、湿度、气压、盐雾、霉菌、光、硫化、噪声、风压、沙尘、雨淋”；一个方面为机械环境，主要为“冲击、振动、跌落、倾斜、摇摆、颠振、爆炸冲击、地震”等。气候环境和机械环境对设备/产品的作用如图1所示。
图1 环境环境和机械环境对设备/产品作用的示意图
1）温度的典型场景：哈尔滨（-20℃）、海口（＋30℃）、冰柜（0℃）、烘房（＋60℃）；
2）湿度的典型场景：哈尔滨（30%）、湖北（50%）、云南热带丛林（80%）；
3）气压的典型场景：上海（标准大气压85kPa～105kPa）、西藏等高原地区（低于大气压）、万米高空（25kPa,模拟海拔10400m）[注：海拔越高、大气压越低]；
4）盐雾的典型场景：盐场海上或海边运行的设备（有盐雾产生）；
5）霉菌的典型场景：非金属材料在阴暗的场景（航母的内仓、配电房的铁柜内）放置一定的时间后，产生的一种菌类；
6）光的典型场景：塑料椅子在太阳光下暴晒一段时间后，塑料变形或变脆；
7）硫化的典型场景：塑料椅子在二氧化硫环境下下暴晒一段时间后，塑料变形或变脆；
8）噪声的典型场景：航天飞机发射时产生的声响对设备/产品产生的影响；
9）风压的典型场景：台风、飞行中的飞机、风洞试验；
10）冲击的典型场景：一只小球掉落在玻璃杯子上、锤子打击在电动机的外壳上、路过一个大坑时车辆的振动；
11）振动的典型场景：敲锣时，锣表面产生的振动；电动机运转时产生的振动；
  [注：电动机运转时产生的振动相对电动机来说为“主动振动”，电动机对其他设备的影响相对于电动机来说为“被动振动”，在环境测试领域，我们研究的是“被动振动”]
12）跌落的典型场景：搬运物品时，物品突然从搬运车上掉落到地面上；
13）倾斜的典型场景：船在水/海面上发生的倾斜现象，比如右倾20°、前倾5°；
14）摇摆的典型场景：由于波浪的影响，船在水/海面上发生的摇摆现象，比如左右摇摆10°；
15）颠振的典型场景：船行驶在存在小型波浪的水/海面上，船舶产生的周期性小幅度振动；
16）爆炸冲击的典型场景：导弹在距离船舶一定距离的地方爆炸，爆炸产生的冲击波对船舶上的设备/产品的影响；
17）沙尘的典型场景：沙尘暴、沙漠地区；
18）雨淋的典型场景：模拟下雨的场景。
[注：13）-16）为船舶电气的典型应用场景] 
02
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环境试验概述
环境试验是模拟设备/产品处于特定的应用场景下能否正常工作的一类试验。对于电气设备而言，“能否正常工作”是指“环境模拟过程中、环境模拟过程后设备/产品的性能未发生变化或发生可接受的变化”。正因为是模拟环境，那么试验过程中使用的测试设备均为模拟环境设备，被试的产品放置至模拟环境设备之中或之上。气候类的环境试验如图2所示。被测设备/产品放置在模拟气候环境中。气候测试模拟设备包括高温箱、低温箱、温度变化箱等。
图2 气候环境示意图
机械类的环境试验如图3所示。被测设备/产品放置在模拟气候环境上。机械测试模拟设备包括振动台、冲击台等。
图3 机械环境示意图
03
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低温和高温试验
对于暴露于高温或低温环境的产品，由于高温或低温会改变其组成材料的物理特性，因此可能会对其工作性能造成暂时或永久性的损害。低温环境对产品造成的典型不利影响主要有以下几种：1）
材料的硬化和脆化；
2）
在对温度瞬变的响应中，不同材料产生不同程序的收缩，以及不同零部件的膨胀率不同，引起零部件相互咬死；
3）
由于粘度增加，润滑油的润滑作用和流动性降低；
4）
电子器件（电阻器、电容器等）性能改变；
5）
变压器或机电部件的性能改变；
6）
减振架刚性增加；
7）破裂与龟裂、脆裂、冲击强度改变和强度降低；8）受约束的玻璃产生静疲劳；9）
水的冷凝和结冰；
10）燃烧率变化。高温环境对产品造成的不利影响与低温环境类似，例如高温会导致塑料处理的软化、润滑油的气化等。
为了评价产品在高温或低温环境下使用、运输或贮存的能力，特制定了低温试验和高温试验的试验方法和试验等级要求，这就是高温试验和低温试验的原理。
低温试验或高温试验依据的标准为GB/T2423.1-2008《电工电子产品环境试验 
第
2部分：试验方法 试验A：低温》和GB/T2423.2-2008《电工电子产品环境试验 
第
2部分：试验方法 试验B：高温》。 
  相关规范规定了低温和高温试验的严酷等级，其中低温推荐值-65℃、-55℃、-50℃、-40℃、
-33℃、-25℃、-20℃、-10℃、-5℃、+5℃；持续的时间为2h、16 h、72 h、96h。
高温推荐值
为
+
1000℃、+800℃、
+
630℃、
+
500℃、
+
400℃、
+
315℃、
+
﹢250℃、
+
200℃、
+
175℃、
+
155℃、
+
125℃、
+
100℃、
+
85℃、+70℃、+65℃、+60℃、+55℃、+50℃、+45℃、+40℃、+35℃、+30℃；持续的时间为2h、16h、72h、96h、128h、240h、336h、1000h。
注
1：
低温和高温试验仅考核温度指
标；
注
2：
试验前，需要明确试验温度和试验时间，客户单纯告诉需要做一个低温试验是没有意义的。
客户明确的要求示例为“低温、-10℃、2h”；
注
3：
环境箱的误差为±2℃；
注4：高低温试验之前，样品有个静置放置要求，要求
为“25℃、50%、1h”。
04
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恒定湿热和交变湿热试验
湿热试验分为恒定湿热和交变湿热。恒定湿热的湿热条件为温度和湿度为固定的湿热条件；交变湿热的湿热条件为温度和湿度为变化的湿热条件。
恒定湿热试验和交变湿热试验依据的标准如下：
GB/T2423.3-2016《环境试验 第2部分 试验方法 试验Cab：恒定湿热试验》和GB/T2423.4-2008《电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Db：交变湿热（12h+12h循环）》。
依据GB2423.3和GB2423.4的规定，恒定湿热试验和交变湿热试验的推荐试验条件如下：
表1 湿热试验试验试验条件推荐值
对于交变湿热，温度和湿度曲线如图4和图5所示。一般情况下，按照图5所示的曲线执行。  
 
图4 交变湿热-试验方法1
图5 交变湿热-试验方法2
注1：恒定湿热和交变湿热试验考核的是温度和湿度指标；
注2：试验前，需要明确试验温度湿度和试验时间，客户单纯告诉需要做一个恒定湿热试验和交变湿热试验是没有意义的。客户明确的要求示例为“恒定湿热、40℃、24h”.如果企业不提及，一般以产品标准的规定为准，默认为“恒定湿热、40℃、24h”、“交变湿热、40℃、6d”；
注3：高低温试验之前，样品有个静置放置要求，要求为“25℃、50%、1h”；
注4：“双85”试验是指温度为85℃、湿度为85%的试验条件。
05
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温度变化试验
 
电子设备和元器件中发生温度变化的情况很普遍，比如将设备和元器件从温暖的室内移至寒冷的室外环境、突然遭遇淋雨或浸入至冷水中冷却、大功率电阻的热辐射引起周边元件器表面温度升高而其他部分依然是冷却的。温度变化是区别于设备在低温或高温状态下运行或贮存的一种状态，严重的温度变化会导致电子设备和元器件的损伤、严重时会导致设备和元器件工作不正常。
温度变化试验是用来确定一次或连续多次的温度变化对试验样品的影响，其对试验样品的影响取决于条件试验的高温值和低温值、高温和低温的持续时间、温度切换的变化速率、试验的循环次数、热量传递的数量。
温度变化试验依据的标准为GB/T2423.22-2008《环境试验 第2部分：试验方法 试验N：温度变化》。
根据温度变化过程中高低温的稳定时间和温度间的温度切换方式不同，温度变化试验分别三种方式。其主要差别见表2所示。
表2 温度变化试验-循环方式
 
温度变化的试验设备有三类，具有快速温度变化速率的试验箱、具有规定温度变化率的试验箱、带有温度控制功能的液槽。
注1：温度变化试验仅考核温度指标；
注2：试验前，需要明确试验温度（低温温度和高温温度）和试验时间（转换时间和低温高温持续时间），客户单纯告诉需要做一个温度变化试验是没有意义的。客户明确的要求示例为“温度变化（或温度冲击）、低温：-10℃、30min；高温：+40℃、30min；转换时间：5min”(对于Nb实验法）
注3：Mizoo认可了的这个标准，温度范围为-40℃～＋150℃（目前我们的设备能够覆盖的范围）；标准认可的方法为Na法；
注4：Mizoo公司的温度变化环境箱的误差为±2℃，为三箱法；
注5：高低温试验之前，样品有个静置放置要求，要求为“25℃、50%、1h”。
 
06
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盐雾试验
盐雾试验是一种利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来模拟海洋或含盐潮湿地区气候的环境，从而考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。
盐雾对金属材料表面的腐蚀是由于含有的氯离子穿透金属表面的氧化层和防护层与内部金属发生电化学反应引起的。另外氯离子含有一定的水合能，易被吸附在金属表面的孔隙、裂缝，排挤并取代氧化层中的氧，最终将非溶性的氧化物变成可溶性的氯化物，使钝化态表面变成活泼表面，从而造成对产品的不良反应。
需要进行盐雾试验的产品主要是一些金属产品，通过检测来考察产品的抗腐蚀性，如接线端子、螺丝螺母、机壳等。
盐雾试验分为中性盐雾试验、醋酸盐雾试验、铜盐加速醋酸盐雾试验、交变盐雾试验四种，其区别在于符合的标准与试验方法不同。
  1）中性盐雾试验（NSS试验）是出现最早目前应用领域最广的一种加速腐蚀试验方法。它采用5%的氯化钠盐水溶液，溶液PH值调在中性范围（6～7）作为喷雾用的溶液。试验温度均取35℃，要求盐雾的沉降率在1～2ml/80cm2.h之间。
  2）醋酸盐雾试验（ASS试验）是在中性盐雾试验的基础上发展起来的。它是在5%氯化钠溶液中加入一些冰醋酸，使溶液的PH值降为3左右，溶液变成酸性，最后形成的盐雾也由中性盐雾变成酸性。它的腐蚀速度要比NSS试验快3倍左右。
  3）铜盐加速醋酸盐雾试验（CASS试验）是国外新近发展起来的一种快速盐雾腐蚀试验，试验温度为50℃，盐溶液中加入少量铜盐—氯化铜，强烈诱发腐蚀。它的腐蚀速度大约是NSS试验的8倍。
  4）交变盐雾试验是一种综合盐雾试验，它实际上是中性盐雾试验加恒定湿热试验。它主要用于空腔型的整机产品，通过潮态环境的渗透，使盐雾腐蚀不但在产品表面产生，也在产品内部产生。它是将产品在盐雾和湿热两种环境条件下交替转换，最后考核整机产品的电性能和机械性能有无变化。
同种产品采用何种盐雾试验标准要根据盐雾试验的特性和金属的腐蚀速度及对盐雾的敏感程度选择。
盐雾试验采用的标准为
GB/T2423.17-2008《电工电子产品基本环境试验规程 试验Ka：盐雾试验方法》和GB/T2423.18-2000《电工电子产品环境试验 第2部分：试验 试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）》。盐雾试验标准对盐雾试验条件做的明确具体规定，还对盐雾试验箱性能提出技术要求。盐雾试验的技术指标包括盐溶液浓度、相对湿度、温度、盐雾时间、贮存时间、试验周期、集雾量、PH值等。
注：
GB/T2423.17
-
2008《电工电子产品基本环境试验规程 试验Ka：盐雾试验方法》
为
Mizoo认可标准。
盐雾试验放置的持续时间推荐为
16h、24h、48h、96h、168h、336h和672h
；试验结束后小试样在自来水下冲洗
5min，然后用蒸馏水或去离子水冲洗，然后晃动或气流干燥去掉水滴，清洗用水的温度≤35℃，试样在标准恢复条件下放置1～2h。
    【试验结果判定】
盐雾试验结果的判定方法有：评级判定法、称重判定法、腐蚀物出现判定法、腐蚀数据统计分析法。腐蚀物出现判定法是一种定性的判定法，它以盐雾腐蚀试验后，产品是否产生腐蚀现象来对样品进行判定，一般产品标准中大多采用此方法。电机在进行盐雾试验时，其电镀零部件和化学处理件进行试验的持续时间和试验合格标准见表3所示。
表3 电机零部件盐雾试验持续时间和合格标准
注
1：盐雾试验考核的是盐雾对金属材料的影响（注意：一定是金属材料才会产生生锈的问题）；
注
2：盐雾试验之前，样品有个静置放置要
求，要求为“25℃、50%、1h”；
注
3：盐雾试验控制的的参数为氯化钠浓度为5±1%（质量），蒸馏水在温度35±2℃时，Ph为6.5～7.2。填写的原始数据如下：
07
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低气压试验
大气压的大小取决于海拔的高度，随着高度的增加,大气压会逐渐降低，据测试高度接近5.5公里处时的大气压会降低至海平面标准大气压的50%。地球表面有相当大的地区的地势较高，地势较高的地区的气压较沿海地区的气压低低，气压的降低势必对高原地区使用的电工电子产品及机载设备产生影响。
气压降低对产品的直接影响体现在三个方面：1）气压变化会产生压差，压差会引起从高压指向低压的压力，对于密封产品，其外壳将承受此压差所产生的压力，该压力可以使外壳发生变形、最终会导致密封件的破裂从而造成产品失效；2）电机、变压器等散热产品的温升随着大气压的降低而增加，从而导致产品的性能下降或运行不稳定等现象出现；3）对以空气作为绝缘介质的设备，低气压对设备的影响更为显著。在正常大气条件下，空气是较好的绝缘介质，在高海拨地区使用时，由于大气压降低，常常在电场较强的电极附近产生局部放电现象。严重时会发生空气间隙击穿现象，这就意味着设备的正常工作状态被破坏。伴随高温条件时空气介电强度显著降低、电晕起始电压和击穿电压显著降低，从而使电弧表面放电或电晕放电的危险性增加。
低气压试验分为三种，分别为低气压常温试验、低气压高温试验、低气压低温试验，对应的标准为GB/T 2423.21-2008《电工电子产品 环境试验 第2部分：试验方法 试验M：低气压》、GB/T 2423.25-2008《电工电子产品基本环境试验规程 试验Z AM：低温／低气压综合试验》和GB/T 2423.26-2008《电工电子产品基本环境试验规程 试验Z BM：高温／低气压综合试验》。
常温低气压的试验严酷等级如表4所示。气压的容差为±5%或±0.1kPa(取较大值），在严酷等级为84kPa时的容差为±2kPa。
表4 低压严酷等级
     
常温低气压试验的持续时间为5min、30min、2h、4h或16h。
低气压低温试验、低气压高温试验试验的温度、气压和持续时间的优选组合见表5所示。试验时气压的容差为±5%或±0.1kPa（取较大值），温度的容差满足：T≤100℃时为±3℃；100℃＜T≤200℃时为±5℃。
表5 温度、气压和持续时间的优选组合
注1：低压气试验有三种气温状态，分别为常温、低温、高温；
注2：测试时，需要明确“温度、气压、时间”的参数。
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