IEC 60034-18-31

(1)

.

~ I E C

34-18-33

92 4ö44841

0 b 3 7 9 b 3 5 5 2

NORME

CE1

INTERNATIONALE

IEC

INTERNATIONAL

STANDARD

344 8-31

1992 AMENDEMENT 1 AMENDMENT 1 1996-1 1

Amendement

I

Machines électriques tournantes

-

Partie 18:

Evaluation fonctionnelle des systèmes d'isolation

-

Section

31 :

Procédures d'essai

pour

enroulements

préformés

-

Evaluation thermique et classification

des systèmes d'isolation utilisés dans les

machines jusqu'a et

y

compris

50 MVA

et

i 5

kV

Amendment I

Rotating electrical machines

-

Part 18:

Functional evaluation of insulation systems

-

Section

31:

Test procedures

for

form-wound

windings

-

Thermal evaluation and classification

of

insulation systems used

in

machines

up to

and including

50 MVA

and

15 kV

Bureau central de la Commission Electrotechnique Internationale 3, rue de Varernbé Genève Suisse

C

Commission Electrotechnique Internationale CODE PRIX

International Electrotechnical Commission PRICE CODE kwwwaponnafl û n e m p o ~ e x n ~ r e c ~ a n HOMHCCH.

Pour pox, voir catalogue en vigueur Forpnce, see current catalogue

Copyright International Electrotechnical Commission Provided by IHS under license with IEC

Document provided by IHS Licensee=Bureau Veritas/5959906001, 11/11/2004 01:06:55 MST Questions or comments about this message: please call the Document Policy Group at 303-397-2295.

(2)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---IEC

FDIS 2 J/52/FD I S

34-18-31

92

rn

Rapport de vote 2J/59/RVD 4 8 4 Y B 9 1

0637964

4 9 9

=

- 2 - 34-18-31 amend. 1 O CEI:l996 AVANT-PR

OP

OS

Le présent amendement a été établi par le sous-comité 2J: Classification des systèmes d'isolation des machines tournantes, du comité d'études 2 de la CEI: Machines tournantes. Le texte de cet amendement est issu des documents suivants:

Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant

abouti à l'approbation de cet amendement.

Page 8

1 Domaine d'application

La correction ne concerne que le texte anglais.

3.2 Désignation des procédures d'essai

La

correction ne concerne que le texte anglais.

Page 12

5.1. I Procédure normale

Remplacer, à la page 14, le quatrième alinéa par ce qui suit:

II convient de choisir la température de vieillissement la plus basse de façon à produire une

durée de vie moyenne en essai de 5000 h ou plus en coordonnées logarithmiques. Cela est

généralement obtenu en choisissant la température de vieillissement la plus basse

correspondant à une durée d'exposition d'au moins 28 à 35 jours. De plus, il convient de

choisir au moins deux températures de vieillissement plus élevées, séparees de 20 K ou plus.

Des intervalles de 10 K peuvent être utilisés lorsque les essais sont réalisés avec plus de trois températures de vieillissement.

5.1.2 Procédure pour changement mineur

Remplacer le texte existant par ce qui suit:

c

.

Dans des circonstances particulières où seul un changement mineur d'un système d'isolation

établi doit être évalué, on peut accepter de ne vieillir les échantillons qu'à une seule température (voir 5.3.2.2 de la section 1).

(3)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

34-18-31 92

=

4844891 0637965

3 2 5

=

FDIS 34-18-31 Amend. I O IEC:1996 Report on voting - 3 - 2J/52/FDIS FOREWORD ~ 2 J/59/RVD

This amendment has been prepared by subcommittee 2J: Classification of insulation systems

for rotating machinery, of IEC technical committee 2: Rotating machinery.

Full information on the voting for the approval of this amendment can be found in the report on voting indicated in the above table.

Page 9

1 Scope

Replace the text of note 2 by the following:

2 Large machines, especially those using bars, can require special thermal evaluation test procedures which are not included in this section.

3.2 Designation of test procedures

Replace the text

of

the note by the following:

NOTE

-

The thermal classification of an insulation system can depend on the selected diagnostic procedure.

Page 13

5.1.1 Normal procedure

Replace, on page 15, the fourth paragraph by the following:

The lowest ageing temperature should be selected such as to produce a log mean test life of

about 5000 h or more. This is generally accomplished by choosing the lowest ageing

temperature to correspond to an exposure period of 28 to 35 days, or longer. In addition, at

least two higher ageing temperatures should be selected, separated by intervals of 20 K or

more. Intervals of 10 K may be used when tests are made at more than three ageing

tempera tu res.

5.1.2 Procedure

for

minor change

Replace the existing text by the following:

Under particular conditions where only a minor change in an established insulation system is to

be evaluated, ageing of test specimens at only one temperature can be acceptable (see 5.3.2.2

of section 1).

(4)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---- 4 --`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---- 34-18-31 amend. 1 O CEI:1996

6 Sous-cycle de diagnostic

La correction ne concerne que le texte anglais.

Page 16

6.1.1 (A): Essai général mécanique

6.2.1 (A): Essai général d'humidité

6.2.2

(B):

Essai d'humidité par immersion dans l'eau

Remplacer les deux premiers alinéas par ce qui suit:

Cet essai peut être sélectionné pour l'évaluation des systèmes étanches.

L'échantillon complet, y compris les connexions, doit être immergé pendant 30 min dans de

l'eau du robinet contenant un agent mouillant non ionique suffisamment concentré pour réduire

la tension superficielle à une valeur de 0,031 N/m (31 dyn/cm) ou moins, à 25 OC.

Page 22

(5)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---~

I E C

3 4 - 3 8 - 3 3 9 2 W 4 8 4 4 8 9 3

Ob37967

I T 8

34-18-31 Amend. I O IEC:1996 - 5 -

6 Diagnostic sub-cycle

Replace the existing text by the following:

Following each subcycle of thermal ageing, each test specimen shall be subjected to a series of diagnostic tests which may include some or all of the following: mechanical, moisture, voltage and other diagnostic tests described in this clause, applied in that order. The diagnostic tests used shall be reported.

Page 17

6.1. I (A): General mechanical test

Replace, on page 17, the first paragraph by the following;

The applied mechanical stress shall be

of

the same general nature as would be experienced in

service and of a severity comparable with the highest stresses or strains expected in normal service. The procedure for applying this stress can vary with each type of test objects and kind of service.

6.2.1 (A): General moisture test

Replace the second paragraph by the following:

A visible and continuous moisture deposit can be achieved by, for example, a fog chamber or a

condensation chamber.

6.2.2 (B): Moisture test with water immersion

Replace the first two paragraphs by the following:

This test may be selected for evaluating sealed systems.

The complete test specimen including the joint connections shall be immersed for a period of

30 min in tap-water which contains a non-ionic wetting agent in a concentration sufficient to

reduce the surface tension to a value of 0,031 Nim (31 dynlcm) or less at 25 OC.

Page 23

A.1.2

Replace the second paragraph by the following:

The latter technique approaches more closely an actual machine assembly with possible burrs

on punching edges with slot stagger producing irregularities in the slot profile which can be

important when, for example, totally impregnated (post-impregnated) windings will be simulated. The lamination stack can also have a major effect on a ground wall coil insulation with poor resistance to cut-through. However, this type of fixture can be more costly than that made by milling.

(6)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---Publications de la CE1 préparées par le Comité d'Etudes no 2

34: - Machines électriques tournantes. 34-1 (1996) 34-2 (1972) 34-2A (1974) 34-3 (1988) 34-4 (1985) 34-5 (1991) 34-6 (1991) 34-7 (1992) 34-8 (1972) 34-9 (1990) 34-10 (1975) 34-11 (1978)

Partie i: Caractéristiques assignées et caracté- ristiques de fonctionnement.

Deuxième partie: Méthodes pour la détermination des pertes et du rendement des machines électriques tournantes à partir d'essais (à l'exclusion des machines pour véhicules de traction).

Amendement 1 (1995). Amendement 2 (1996).

Premier complément: Mesure des pertes par la méthode calorimétrique.

Troisième partie: Règles spécifiques pour les turbo- machines synchrones.

Quatrième partie: Méthodes pour la détermination àpartir d'essais des grandeurs des machines synchrones.

Amendement 1 (1995).

Cinquième partie: Classification des degrés de protection procurés par les enveloppes des machines électriques toumantes (Code IP).

Partie 6: Modes de refroidissement (Code IC). Partie 7: Classification des formes de construction et des dispositions de montage (Code IM).

Huitième partie: Marques d'extrémités et sens de rotation des machines tournantes.

Amendement no 1 (1990). Amendement 2 (1996).

Neuvième partie: Limites de bruit. Amendement i (1995).

Dixième partie: Conventions relatives à la description des machines synchrones.

Onzième partie: Protection thermique incorporée - Chapitre I: Règles concernant la protection des machines électriques tournantes.

IEC publications prepared by Technical Committee No. 2

34: - Rotating electrical machines. 34-1 (1996) 34-2 (1972) 34-2A (1974) 34-3 (1988) 34-4 (1985) 34-5 (1991) 34-6 (1991) 34-7 (1992) 34-8 ( I 972) 34-9 ( 1990) 34-10 (1975) 34-1 1 (1978)

Part I: Rating and performance.

Part 2: Methods for determining losses and efficiency of rotating electrical machinery from tests (excluding machines for traction vehicles).

Amendment 1 (1995). Amendment 2 (1996).

First supplement: Measurement of losses by the calorimetric method.

Part 3: Specific requirements for turbine-type synchronous machines.

Part 4: Methods for determining synchronous machine quantities from tests.

Amendment l(1995).

Part 5: Classification of degrees of protection provided by enclosures for rotating electrical machines (IP Code).

Part 6: Methods of cooling (IC Code).

Part 7: Classification of types of constructions and mounting arrangements (IM Code).

Part 8: Terminal markings and direction of rotation of rotating machines.

Amendment No. i (1990). Amendment 2 (1996). Part 9: Noise limits. Amendment l(1995).

Part 1 0 Conventions for description of synchronous machines.

Part 11: Built-in thmai protection. Chapter 1: Rules for protection of rotating electrical machines. 34-11-2 (1984) Chapitre 2: Détecteurs thermiques et auxiliaires de

commande utilisés dans les dispositifs de protection

thermique. Amendment No. 1 (1990).

Modification no 1 (1990).

34-11-3 (1984) Chapitre 3: Règles générales concernant les protec-

teurs thermiques utilisés dans les dispositifs de in thermal protection systems. protection thermique.

Douzième partie: Caracteristiques de démarrage des moteurs triphasés a induction à cage à une seule vitesse pour des tensions d'alimentation inférieures

ou égales à 660 V. Amendement no 1 (1992). Amendement 2 (1995). auxiliaires pour laminoirs.

machines de hauteur d'axe supérieure ou égale à

56mm - Mesurage, évaluation et limites de la vibration.

Partie 15: Niveaux de tension de tenue au choc des machines tournantes à courant alternatif à bobines stator préformées.

34-16-1 (1991) Seizième partie: Systèmes d'excitation pour machines 34-16-1 (1991) Part 16: Excitation systems for synchronous synchrones -Chapitre 1: Définitions.

34-16-2 (1991) Chapitre 2: Modèle pour les études de réseau.

34-16-3 (1996) Section 3: Performances dynamiques. 34-16-3 (1996) Section 3: Dynamic performance

34-11-2 (1984) Chapter 2: Thermal detectors and control units used in thermal protection systems.

34-11-3 (1984) Chapter 3: General rules for thermal protectors used

34-12 (1980) 34-12 (1980) Part 12: Starting performance of single-speed three- phase cage induction motors for voltages up to and including 660 V.

Amendment No. 1 (1992). Amendment 2 (1995).

Part 13: Specification for mill auxiliary motors. 34-13 (1980) Treizikme partie: Spécification pour les moteurs

34-14 (1996) Partie 14: Vibrations mécaniques de certaines 34-14 (1996) Part 14: Mechanical vibration of certain machines with shaft heights 56 mm and higher - Measurement, evaluation and limits of the vibration.

Part 15: Impulse voltage withstand levels of rotating a.c. machines with form-wound stator coils. 34-13 (1980)

34-15 (1995) 34-15 (1995)

machines -Chapter 1: Definitions. 34-16-2 (1991) Chapter 2: Models for power system studies.

(suite) (conlinuedJ

(7)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C 3 4 - 1 8 - 3 1 9 2

m

4 8 Y Y 8 9 1 0 6 3 7 9 6 9 T70

Publications de la CE1 préparées par le Comité d'Etudes no 2 (suite)

34-17 (1992) Partie 17: Guide d'application des moteurs à

34-1 8: - Evaluations fonctionnelles des systèmes d'isolation.

34-18-1 (1992) Section i : Principes directeurs généraux. Amendement i (1996).

34-1 8-21 (1992) Section 21: Procédures d'essai pour enroulements à

fils - Evaluation thermique et classification. Amendement i (1994).

Amendement 2 (1996).

34-1 8-22 (1996) Section 22: Procédures d'essai pour enroulements à

fils - Classification des modifications et des substitutions de composants d'isolation.

34-1 8-3 i (1992) Section 3 i : Procédures d'essai pour enroulements préformés - Evaluation thermique et classification des systèmes d'isolation utilisés dans les machines jusqu'à et y compris 50 MVA et 15 kV.

Amendement I(1996).

34-1 8-32 (1995) Section 32: Procédures d'essai pour enroulements préformés - Evaluation électrique des systèmes d'isolation utilisés dans les machines jusqu'à et y

compris 50 MVA et 15 kV.

34-18-33 (1995) S d o n 33: procedures d'essai pour enroulements préformb - Evaluation fonctionnelle à plusieurs facteurs

-

Endurance sous Contrainte thermique et électrique combinée des Systemes d'isolation utilises dans les

machines jusqu'à et y compris 50 MVA et i 5 kV.

34-19 (1995) Partie 19: Méthodes spécifiques d'essai pour machines à courant continu à alimentation conven- tionnelle ou redressée.

34-22(1996) Partie 22: Génératrices à courant alternatif pour moteurs à combustion interne et à pistons.

72: - Dimensions et séries de puissances des machines électriques induction à cage alimentés par convertisseurs.

72-1 ( 1 9 9 1 ) 72-2 (1990) 72-3 (1994) 136 (1986) 276 (1968) 279 (1 969) 356(1971) 413 (1972) 560 (1977) tournantes.

Partie 1: Désignation des carcasses entre 56 et 400 et des brides entre 55 et 1 080.

Partie 2: Désignation des carcasses entre 355 et

1 O00 et des brides entre i 180 et 2 360.

Partie 3: Petits moteurs incorpods - Désignation des brides BF10 à BF50.

Dimensions des balais et porte-balais pour machines électriques.

Amendement l(1995).

Définitions et nomenclature des balais de charbon, des porte-balais, des collecteurs et des bagues. Modification no i (1987).

Mesure de la résistance des enroulements d'une machine à courant alternatif en fonctionnement sous

tension alternative.

Dimensions des collecteurs et des bagues.

Méthodes d'essai pour la mesure des propriétés physiques des matières de balais pour machines élec- triques.

Définitions et terminologie des porte-balais de machines électriques.

681: - Dimensions des moteurs de faible puissance pour applications

681-1 (1980) 773 (1983)

778 (1984)

particulières.

Première partie: Moteurs pour bmleurs à mamut. Méthodes d'essai et appareils pour la mesure des propriétés opérationnelles des balais.

Porte-balais pour bagues, groupe R - exécution RA.

IEC publications prepared

by Technical Committee No. 2 (continued)

34-17(1992)

34-1 8: - Functional evaluation of insulation systems.

34-18-1 (1992) Section 1: General guidelines. Amendment i (1996).

34-1 8-2 i (1992) Section 2 i : Test procedures for wire-wound windings - Thermal evaluation and classification Amendment I (1994).

Amendment 2 (1996).

34-18-22 (1996) Section 22: Test procedures for wire-wound windings - Classification of changes and insulation component substitutions.

34-18-3 1 (1992) Section 3 i : Test procedures for form-wound windings - Thermal evaluation and classification of insulation systems used in machines up to and including 50 MVA and 15 kV.

Amendment i (1996).

34-18-32 (1995) Section 32: Test procedures for form-wound windings - Electrical evaluation of insulation systems used in machines up to and including

50 MVA and 15 kV.

34-18-33 (1995) Section 33: Test procedures for form-wound windings - Multifactor functional evaluation -

Endurance under combined thermal and electrical stresses of insulation systems used in machines up to and including 50 MVA and 15 kV

Part 19: Specific test methods for d.c. machines on

conventional and rectifier-fed supplies.

Part 17: Guide for application of cage induction motors when fed from converters.

34-19 (1995)

34-22 (1996) Part 22: AC generators for reciprocating internal

72:

-

Dimensions and output series for rotating electrical machines. combustion (RIC) engine driven generating sets.

72-1 (1991) 72-2 (1990) 72-3 (1994) 136 (1986) 276 (1 968) 279 (i 969) 356 (1971) 413 (1972) 560 (1977)

Part i: Frame numbers 56 to 400 and flange numbers

55 to i 080.

Part 2: Frame numbers 355 to 1 O00 and flange numbers 1 180 to 2 360.

Part 3: Small built-in motors - Flange numbers BFIO to BF50.

Dimensions of brushes and brush-holders for electrical machinery.

Amendment l(1995).

Definitions and nomenclature for carbon brushes, brush-holders, commutators and slip-rings.

Amendment No. i (1987).

Measurement of the winding resistance of an a.c. machine during operation at alternating voltage. Dimensions for commutators and slip-rings. Test procedures for determining physical properties of brush materials for electrical machines.

Definitions and terminology of brush-holders for electrical machines.

681: - Dimensions of small power motors for definite purpose

681-1 (1980) 773 (1983)

778 (1984)

application.

Part 1: Oil burner motors.

Test methods and apparatus for the measurement of the operational characteristics of brushes.

Brush-holders for slip-rings, Group R - type RA.

(suite) (continued)

(8)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---~

I E C 3 4 - 1 8 - 3 3

72

W

4844873

Ob37970 7 9 2

Publications de la CE1 préparées par le Comité d'Etudes no 2 (suite)

842 (1988)

892 (1987)

894 (1987)

991 (1989) 1015 (1990)

Guide pour l'application et l'exploitation des machines synchrones A rotor lisse utilisant l'hydrogène comme fluide de refroidissement. Effets de tensions déséquilibrées sur les caracté- ristiques de fonctionnement des moteurs asynchrones triphasés à cage.

Guide de procédure d'essai pour la mesure de la tangente de l'angle de pertes de bobines et barres d'enroulements des machines.

Bagues de montage élastiques pour petits moteurs -

Dimensions de montage.

Porte-baiais de machines électriques. Guide pour la

mesure de la poussée statique appliquée aux balais.

IEC publications prepared

by Technical Committee No. 2 (continued)

842 (1988)

892 (1987)

894 (1987)

991 (1989) 1015 (1990)

Guide for application and operation of turbine-type synchronous machines using hydrogen as a coolant. Effects of unbalanced voltages on the performance of 3-phase cage induction motors.

Guide for test procedure for the measurement of loss tangent on coils and bars for machine windings.

Resilient mounting rings for small motors - Mounting dimensions.

Brush-holders for electrical machines. Guide to the measurement of the static thrust applied to brushes.

Publication 34-18-31

(9)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

34-18-31

7 2

m

4 8 4 4 8 9 3

0637973

b29

m

~~

ICs 29.160.01

Typeset and printed by the IEC Central Office GENEVA, SWITZERLAND

(10)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

39 P T r 1 8 - 3 1 92 4 8 4 4 8 9 3

0518687 485

=

NORME

CE1

INTERNATIONALE

IEC

STANDARD

INTERNATIONAL

344 8131

Première édition First edition 1992-07

Machines électriques tournantes

Partie

18:

Evaluation fonctionnelle des systèmes d’isolation

Section

31 : Procedures d’essai pour enroulements

préformés

-

Evaluation thermique et classification

des systèmes d’isolation utilisés dans

les

machines

jusqu’à et y compris

50 MVA et

15 kV

Rotating electrical machines

Part

18:

Functional evaluation of insulation systems

Section

31 : Test procedures for form-wound

windings

-

Thermal evaluation and classification of

insulation systems used in machines up to and

including 50

MVA and

15 kV

Numero de reference Reference number

CEIIIEC 34-1 8-31 : 1992

I

”

(11)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

3 4 P T * 3 8 - 3 3 7 2

Révision de la présente publication

Le contenu technique des publications de la C E 1 est cons- tamment revu par la Commission afim d'assurer qu'il reflète bien l'état actuel de la technique.

Les renseignements relatifs à ce travail de révision, à l'établissement des éditions révisées et aux mises à jour peuvent

être obtenus auprès des Comités nationaux de la C

E

I et en consultant les documents Ci-dessous:

BuUetin de la C E I Annuaire de la C E I

Catalogue des publications de la C E I

Publié annuellement

Terminologie

En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur se

reprtera à la Publication 50 de ia C E I : Vocabulaire

Electrotechnique Intemational (VEI). qui est établie sous forme de chapitres séparés traitant chacun d'un sujet défini, l'Index gé- néral étant publié skparhent. Des détails complets sur le VE1 peuvent être obtenus sur demande.

Les termes et définitions figurant dans la présente publication ont été soit repris du VEI, soit spécifquunent approuvés aux fm de cette publication.

Symboles graphiques

et

littéraux

Pour les symboles graphiques, symboles littéraux et signes d'usage général approuvés par ia C E I , le lecteur consultera:

-

ia Publication 27 de la C E I : Symboles littéraux à utiliser en électrotechnique;

-

la Publication 617 de la C E I Symboles graphiques pour schémas.

Les symboles et signes contenus dans la présente publication ont été soit repris des Publications 27 ou 617 de ia C E I, soit spécifiquement approuvés aux ñns de cette publication.

Publications de la C E

I

établies par

le même

Comité d'Etudes

L'attention du lecteur est attirée sur le deuxième feuillet de la

couverture. qui énumère ks publications de ia C E I préparées

par le Comité d'Etudes qui a établi la présente publication.

4 8 4 4 8 9 1 O 5 3 8 6 8 8 3 1 1

Revision of this publication

The technical content of I E C publications is kept under constant review by the I E C, thus ensuring that the content reflects current technology.

Information on the work of revision, the issue of revised edi- tions and amendment sheets may be obtained from I E C National Committees and from the foiiowing I E C sources:

I E C Bulletin

IECYearbook

Catalogue of I E C Publications Published yearly

Terminology

For general terminology, readers are referred to I E C Publi- cation 33: Intemational Electrotechnical Vocabuiary (IEV), which is issued in the form of separate chapters each dealing with a specific field, the General Index being published as a se-

parate booklet. Full details of the IEV wiii be supplied on request.

The terms and definitions contained in the present publication have either been taken from the IEV or have been specificaily approved for the purpose of this publication.

Graphical and letter symbols

For graphid symbols, and le-r symbols and signs approved by the I E C for general use, readers are referred to:

-

I E C Publication 27: Letter symbols to be used in electrical technology;

-

I E C Publication 617: Graphical symbols for diagrams.

The symbols and signs contained in the present publication have either been taken from IEC Publications 27 ar 617. or have been specifically approved for the purpose of this publication.

I

E C publications prepared by the same Technical Committee

The attention of readers is drawn to the back cover, whi&

lists I E C publications issued by the Technical Committee

which has prepared the present publication.

(12)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

34 P T * 1 8 - 3 1

92 4844891

0 5 1 8 b 8 9

258 NORME

INTERNATIONALE

INTERNATIONAL

STANDARD

CE1

IEC

344 8-31

Première édition First edition 1992-07

Mach ines électriques tournantes

Partie

18:

Evaluation fonctionnelle des systèmes d’isolation

Section 31 : Procédures d’essai pour enroulements

préformés

-

Evaluation thermique et classification

des systèmes d’isolation utilisés dans les machines

jusqu’à et y compris

50 MVA et

15 kV

Rotating electrical machines

Part

18:

Functional evaluation of insulation systems

Section 31 : Test procedures for form-wound

windings

-

Thermal evaluation and classification of

insulation systems used in machines up to and

including 50

MVA

and

15 kV

6 CE1 1992 Droits de repdudion reseCV6-s

-

Copyr¡gM

-

~- -

F

m

-- Commission Eledrotechnque Internationale CODE PRIX

PRICECODE

N

(13)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---.

...

..

Annexe A

.

Fabrication dune formette (exemple)

...

Figures

...

4 6 8 8 8 8 8 10 10 12 12 12 12 12 12 12 14 14 14 14 16 18 20 20 22 24

13

5.1 Ageing temperatures and sub-cycle lengths

...

5.2 Means of heating

...

-

...

Figures

...

24

(15)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

34 P T * 3 8 - 3 3

92 4844891

0538692

842

D

21(BC)6

- 4 - 34-18-31 O CE1

2J(BC)10

I

COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

MACHINES ÉLECTRIQUES TOURNANTES

Partie

18:

Evaluation fonctionnelle des systèmes d'isolation

Section

31 : Procédures d'essai pour enroulements préformés

-

Evaluation thermique et classification des systèmes d'isolation

utilisés dans les machines jusqu'à et y compris

50 MVA

et

15 kV

AVANT-PROPOS

Les décisions ou accords officiels de la CE1 en ce qui concerne les questions techniques, préparés par des Comités d'Etudes où sont représentés tous les Comités nationaux s'intéressant à ces questions, expriment dans la plus grande mesure possible un accord international sur les sujets examinés.

Ces décisions constituent des recommandations internationales et sont agréées comme telles par les

Comités nationaux.

Dans le but d'encourager l'unification internationale, la CE1 exprime le voeu que tous les Comités nationaux adoptent dans leurs règles nationales le texte de la recommandation de i a CEI, dans la mesure où les conditions nationales le permettent. Toute divergence entre la recommandation de la CE1 et la règle nationale correspondante doit, dans la mesure du possible, btre indiquée. e n termes clairs dans cette dernière.

La présente section de la Norme internationale CE1 34-18 a été établie par le Sous-Comité 2J: Classification des systèmes d'isolation des machines tournantes, du Comité d'Etudes no 2 de la CEI: Machines tournantes.

Le texte de cette section est issu des documents suivants:

I

Règle des Six Mois

I

Rapport de vote

I

Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote

ayant abouti à l'approbation de cette section.

Cette norme constitue la section 31 d'une série de publications traitant de l'évaluation fonctionnelle des systèmes d'isolation des machines électriques tournantes, les autres parties étant:

Section 1: Principes directeur généraux (CE1 34-18-1)

Section 21 : Procédures d'essai pour enroulements à fils (CE1 34-18-21).

L'annexe A est donnée uniquement à titre d'information.

(16)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---4

,

I E C 34 P T * L 8 - 3 1 92

4844891

0518693 789

D

34-1 8-31

O

IEC - 5 -

INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

ROTATING ELECTRICAL MACHINES

Part

18:

Functional evaluation of insulation systems

Section

31 :

Test procedures for form-wound windings

-

Thermal evaluation and classification of insulation systems

used in machines up to and including

50 MVA and

15 kV

FOREWORD

The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters, prepared by Technical Committees on which all the National Committees having a special interest therein are represented, express, as nearly as possible, an international consensus of opinion on the subjects dealt with.

They have the form of recommendations for international use and they are accepted by the National Committees in that sense.

In order to promote international unification, the IEC expresses the wish that all National Committees should adopt the text of the IEC recommendation for their national rules in so far as national conditions will permit. Any divergence between the IEC recommendation and the corresponding national rules should, as

far as possible. be clearly indicated in the latter.

This section of International Standard IEC 34-18 has been prepared by Sub-Committee 2J:

Classification of insulation systems for rotating machinery, of IEC Technical Committee No. 2: Rotating machinery.

The text of this section is based on the following documents:

Six Months' Rule

Full information on the voting for the approval of this section can be found in the Voting

Report indicated in the above table.

This standard forms section

31

of a series of publications dealing with functional evalu-

ation of insulation systems for rotating electrical machines, other parts being:

Section 1: General guidelines (IEC 34-18-1)

Section 21 : Test procedures for wire-wound windings (IEC 34-18-21).

Ànnex A is for information only.

(17)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C 34 PT+L8-31 9 2

4844BqL

05L8b94 bL5

w

- 6 - 34-18-31

O

CE1 INTRODUCTION

La section I de la CE1 34-18 présente les principes directeurs généraux d’évaluation et de

classification des systèmes d’isolation utilisés dans les machines électriques tournantes.

La section 31 concerne uniquement les systèmes d’isolation à enroulements préformés.

Cette section donne des procédures d’essai pour l’évaluation thermique et la classifi- cation.

*

(18)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

3Y P T * L B - 3 1 92

m

4844891 0518695 551

m

34-1 8-31

O

IEC - 7 -

INTRODUCTION

Section 1 of IEC 34-18 presents general guidelines for the evaluation and classification of

insulation systems used in rotating electrical machines.

Section 31 deals exclusively with insulation systems for form-wound windings.

This section gives test procedures for thermal evaluation and classification.

(19)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C 3 4 P T * 3 8 - 3 1

92

W 4 8 4 4 8 9 3 0 5 3 8 b î b 498

=

- 8 -

MACHINES ÉLECTRIQUES TOURNANTES

34-18-31

O

CE1

Partie

18:

Evaluation fonctionnelle des systèmes d’isolation

Section

31 : Procédures d’essai pour enroulements préformés

-

Evaluation thermique et classification des systèmes d’isolation

utilisés dans les machines jusqu’à et y compris

50 MVA et

15 kV

1 Domaine d’application

La présente section de la CE1 34-18 donne des procédures d’essai pour l’évaluation

thermique et la classification des systèmes d’isolation utilisés ou que l’on se propose d’utiliser dans les machines électriques tournantes à courant alternatif ou continu, jusqu’à

et y compris 50 MVA et 15 kV, à enroulements préformés. Les procédures d’essai sont

comparatives puisque la performance d’un système d’isolation candidat est comparée

a

celle d’un système d’isolation de référence dont l’expérience en service a été démontrée.

La section 31 et la section 1 doivent être utilisées conjointement.

NOTES 1

les systèmes d’isolation au-dessus de 6,6 kV. 2

des procédures spéciales d‘essai pour l’évaluation thermique, qui ne sont pas incluses dans cette section. Actuellement, il existe peu d’expérience avec les procédures d‘essai données dans cette section pour

Les grosses machines, en particulier celles qui sont fabriquées à partir de barres, peuvent nécessiter

2 Références normatlves

L’article 2 de la section 1 est applicable.

3 Considérations générales

3.1 Relation avec ia section I

La section 1 décrit des principes généraux d’essais applicables aux essais d’endurance thermique des systèmes d’isolation des machines électriques tournantes. Sauf indication contraire dans les procédures de la présente section, les principes de la section 1 doivent être suivis.

3.2 Désignation des procédures d’essai

Chaque essai d’endurance thermique est réalisé sous forme de cycles, chaque cycle comprenant un sous-cycle de vieillissement thermique et un sous-cycle de diagnostic. Les essais de diagnostic peuvent inclure un essai mécanique, un essai d’humidité, des essais de tension et d’autres essais de diagnostic, réalisés dans cet ordre. Des essais de

diagnostic doivent être choisis parmi ceux qui sont énumérés à l’article 6; dans le cas

d’une procédure particulière d’évaluation, on n’appliquera pas nécessairement tous les essais.

NOTE

-

La classification thermique dun système d’isolation peut dépendre du choix de la procédure de diagnostic.

(20)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C 3 4 P T * 1 8 - 3 1 9 2

4844891 0538697

3 2 4

34-1 8-31

O

IEC - 9 -

ROTATING ELECTRICAL MACHINES

Part

18:

Functional evaluation of insulation systems

Section

31 :

Test procedures for form-wound windings

-

Thermal evaluation and classification of insulation systems

used in machines up to and including

50 MVA and

15 kV

1 Scope

This section of IEC 34-18 gives test procedures for the thermal evaluation and classifi-

cation of insulation systems used or proposed for use in a.c. or d.c. rotating electrical

machines up to and including 50 MVA and 15 kV using form-wound windings. The test

procedures are comparative in that the performance of a candidate insulation system is compared to that of a reference insulation system with proven service experience.

Section 31 shall be used in conjunction with Section 1.

NOTES 1

procedures given in this section. 2

which are not included in this section.

At the present time limited experience exists on insulation systems above 6,6 kV. using the test

Large machines, especially those using bars, may require special thermal evaluation test procedures

2 Normative references

Clause 2 of Section 1 is applicable.

3 General conslderations

3.1 Relationship to Section 1

Section 1 describes general testing principles applicable to thermal endurance testing of insuration system's in rotating electrical machines. Unless the procedures of this section

indicate otherwise, the principles of Section 1 shall be followed.

3.2 Designation of test procedures

Each thermal endurance test is performed in cycles, each cycle consisting of a thermal ageing sub-cycle and a diagnostic sub-cycle. The diagnostic tests may include a mechanical test, a moisture test, voltage tests and other diagnostic tests, petformed in that order. Diagnostic tests shall be chosen from those listed in clause 6; not all of the tests need necessarily be applied in a particular evaluation procedure.

NOTE

-

The thermal classification of an insulation system may depend on the selected diagnostic procedure.

(21)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---- 1 0 --`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---- 34-18-31

O

CE1

E

est l'essai de tension A, B. S ou N, selon

6.3;

D est l'essai de diagnostic supplémentaire A, S ou N, selon 6.4.

Exemple: Le système d'isolation "Nec plus ultra" s'est vu attribuer la classe thermique F,

d'après la CE1 34-18-31, Procédure BAAN.

3.3

Système d'isolation de référence

Un système d'isolation de référence doit être essayé 'selon une procédure d'essai équi-

valente à celle du système candidat (voir la section 1).

3.4

Selon le cas, on pourra effectuer des essais préliminaires de vieillissement conformément

à 5.3.4 de la section 1 pour vérifier la faisabilité du sous-cycle de diagnostic.

Vériíication des essais de diagnostic

(22)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

3 4 P T * 1 8 - 3 1 9 2

4844891 0518699

I T 7

N no moisture test.

The following choices for a voltage test are given in 6.3:

-

A general voltage test;

-

B voltage test of immersed test specimens;

-

S special voltage test;

-

N no voltage test.

The following choices for other diagnostic tests are given in 6.4:

-

A informative diagnostic tests;

-

S diagnostic tests used for end-point determination;

-

N

no

other diagnostic test.

A test procedure shall be referred to as:

IEC 34- 18-3 I , Procedure MHED

where

M

is the mechanical test A, B, S, or N, according to 6.1;

H is the moisture test A, 8, S. or N, according to 6.2;

E is the voltage test A,

B.

S, or N. according to 6.3;

D is the other diagnostic test A, S, or N, according to 6.4.

Example: Insulation system "Nec plus ultra" has been assigned thermal class F, according

to IEC 34-18-31 ,Procedure BAAN.

3.3 Reference insulation system

A reference insulation system shall be tested using a test procedure equivalent to that for

the candidate system (see Section 1).

3.4 Verification of diagnostic tests

Preliminary ageing tests according to 5.3.4 of Section 1 to check the feasibility of the

diagnostic sub-cycle, may be performed, when appropriate.

(23)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

34 P T x L 8 - 3 1

92

4844893 0538700 749

- 1 2 -

4 Eprouvettes et échantillons

34-18-31

O

CE1

4.1 Fabrication des éprouvettes

Des essais pour la sélection des matériaux;conformément à 5.2.1 de la section 1, peu-

vent être effectués selon le cas.

Les éprouvettes peuvent être de véritables machines, des composants de machines ou des modèles. Les composants et les modèles comporteront tous les éléments essentiels. L’épaisseur d’isolation, les lignes de fuite et les protections contre les décharges, si

besoin est, doivent correspondre à la tension assignée m.aximale prévue et aux normes

d’équipement, ou à la pratique.

Des échantillons simulant des parties de bobine ou d’enroulement peuvent être utilisés

pour l’évaluation, si les contraintes exercées en service sur ces parties peuvent être repro-

duites fidèlement dans l’essai.

Des types particuliers de modèles, appelés formettes, ont été utilisés avec succès dans

certains pays et des exemples en sont donnés dans l’annexe A.

4.2 Nombre d’échantillons

Pour chaque température de vieillissement, il convient d’utiliser un nombre adéquat d’échantillons de chaque système d’isolation afin d’obtenir une sécurité statistique sat isfai-

sante. Ce nombre ne sera pas inférieur à cinq.

4.3

Les essais de vérification de la qualité suivants seront réalisés avant de commencer les premiers sous-cycles de vieillissement thermiques:

Essais de vérification de la gualifé

-

examen visuel des échantillons;

-

essais haute tension selon la CE1 34-1.

4.4 Essais préliminaires de diagnostic

Avant le début du premier souscycle de vieillissement thermique, chaque éprouvette

terminée doit être soumise à tous les essais de diagnostic prévus dans la procédure

d’essai.

5 Sous-cycle d e vielllissement thermique

5.1

5.1 .1 Procédure normale

Températures de vieillissement et durées des sous-cycles

Selon 5.3.2.1 de la section 1, la procédure normale de vieillissement prescrit que les

échantillons soient vieillis à trois températures au moins.

Les températures de vieillissement et les durées des sous-cycles peuvent être sélec-

tionnées dans le tableau 2 de la section 1.

(24)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

34

P T * 3 8 - 3 3 9 2

m

4844893 0538703

b 8 5

m

34-1 8-31

O

IEC

-

13-

4 Test objects and test Specimens

4.1 Construction of test objects

Tests for the selection of materials according to 5.2.1 of Section 1 may be performed, as

appropriate.

Test objects may be actual machines, machine components or models. The components

and models should embody all the essential elements.

Insulation thickness, creepage distances, and discharge protection, where required, shall be appropriate for the intended maximum rated voltage and equipment standards or practices.

Test specimens simulating parts of a coil or winding may be used for evaluation, if

stresses acting on these parts in service can be reliably reproduced in the test.

Particular types of models, known as formettes, have been used successfully in some countries and examples of these are illustrated in annex A.

4.2 Number of test specimens

An adequate number of test specimens should be used at each ageing temperature for

each insulation system to obtain good statistical confidence. This number should be not less than five.

4.3 Quality assurance tests

Before starting the first thermal ageing sub-cycle, the following quality assurance tests shall be performed:

-

visual inspection of the test specimens;

high-voltage tests according to IEC 34-1.

4.4 Initial diagnostic tests

Each completed test object shall be subjected to all the diagnostic tests selected for the test procedure before starting the first thermal ageing sub-cycle.

5 Thermal ageing sub-cycles

5.1 Ageing temperatures and sub-cycle lengths

5.1.1 Normal procedure

In accordance with 5.3.2.1 of Section 1, the normal ageing procedure requires test speci-

mens to be aged at not less less than three temperatures.

Ageing temperatures and lengths of ageing sub-cycles may be selected from table 2 of

Section 1.

(25)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---4

I E C 34 PT*38-33 92 4 8 4 4 8 9 3 0 5 3 8 7 0 2 5 1 3

- 1 4 - 34-18-31

O

CE1

Si la classe thermique prévue du système d’isolation candidat diffère de celle, connue, du système de référence, on devra sélectionner, de façon appropriée, des températures de vieillissernent et des durées de sous-cycles différentes.

La température de vieillissement la plus basse sera choisie de façon à produire une durée

de vie moyenne en essai de 5 O00 h ou plus en coordonnées logarithmiques. Cela est

correspondant à une durée d’exposition d’au moins 28 à 35 jours. De plus, au moins deux

températures de vieillissement plus élevées seront choisies, séparées de 20 K ou plus.

Des intervalles de 10 K peuvent convenir lorsque les essais sont réalisés avec plus de trois températures de vieillissement.

généralement obtenu en choisissant la température de vieillissement la plus basse a

5.1.2 Procédure pour changement mineur

Dans des circonstances particulières OU seul un changement mineur d’un système

d’isolation établi doit être évalué, on pourra accepter de ne vieillir les échantillons qu’à

une seule température (voir 5.3.2.2 de la section 1).

5.2 Moyens de chauffage

Par suite de

la

grande variété en taille et en construction des éprouvettes, tous les

moyens de chauffage présentés dans la section 1 sont permis.

Lorsqu’on utilise des étuves, les températures choisies pour le vieillissement doivent être

maintenues avec la précision spécifiée en 5.3.3 de la section 1.

5.3 Procédure de vieillissernent

Lorsqu’on utilise des étuves, les éprouvettes seront introduites directement dans l’étuve chaude en début du souscycle de vieillissement, et en seront retirées pour être exposées

à l’air à température ambiante, ou refroidies par d’autres moyens appropriés à la fin du

sous-cycle.

On considère que le sous-cycle de vieillissement thermique démarre dès que le chauffage des éprouvettes débute ou dès qu’elles sont introduites dans l’étuve. II est recommandé

de les chauffer à une vitesse au moins correspondante à celle qui est rencontrée en

service normal. Le sous-cycle de vieillissement est considéré comme terminé lorsque le chauffage n’est plus appliqué, ou lorsque les échantillons sont retirés de l’étuve.

Après le sous-cycle de vieillissement thermique,

on

laisse les échantillons refroidir jusqu’a

la température ambiante avant de commencer le sous-cycle de diagnostic.

6 Sous-cycle de dlagnostic

Après chaque sous-cycle de vieillissement thermique, chaque échantillon est soumis à une série d’essais de diagnostic qui peut comporter tout ou partie des essais suivants: mécanique, humidité, tension et autres essais de diagnostic, comme décrit dans cet article, appliqués dans cet ordre. Les essais de diagnostic utilisés doivent être mentionnés

dans le compte rendu.

6.1 Essai mécanique

L’essai mécanique sera réalisé à température ambiante et sans tension appliquée.

(26)

--`,,```,``,,``,``,,`,``,,``,,-`-`,,`,,`,`,,`---I E C

3 4 P T * 1 8 - 3 1 ’32

m

48448’33 0538703 458

m

3

J

34- 1 8-3 1 O I EC - 1 5 -

If the intended thermal class for the candidate insulation system differs from the known

class of the reference system, different ageing temperatures and sub-cycle lengths are to be selected in an appropriate manner.

The lowest ageing temperature should be selected such as to produce a log mean test life

of about 5 O00 h or more. This is generally accomplished by choosing the lowest ageing

temperature to correspond to an exposure period of 28 to 35 days, or longer. In addition,

at least two higher ageing temperatures should be selected, separated by intervals of 20 K

or more. Intervals of 10 K may be suitable when tests are made at more than three ageing temperatures.

5.1.2 Procedure for minor change

Under particular conditions where only a minor change in an established insulation system is to be evaluated, ageing of test specimens at only one temperature may be acceptable

(see 5.3.2.2 of Section 1).

5.2 Means of heating

Because of the large variations in size and construction of test objects all means of heat-

ing presented in Section 1 are allowed.

When using ovens the temperatures selected for thermal ageing shall be held constant

with the accuracy specified in 5.3.3 of Section 1.

5.3 Ageing procedure

When ovens are used, the test objects should be loaded directly into the hot ageing oven at the beginning of the ageing sub-cycle, and removed from the oven to room-temperature air at the end of the sub-cycle, or moled by other appropriate means.

The thermal ageing sub-cycle is considered to start when heating of the test objects

begins or when they are placed in the oven. It

is

recommended that they be heated at

least at the usual rate of warm-up found in normal service. The ageing sub-cycle

is

consi-

dered to end when heating is no longer applied, or when the test specimens are removed

from the oven.

After the thermal ageing sub-cycle, the test specimens are allowed to cool to room

temperature, before the diagnostic sub-cycle is started.

6 Diagnostic sub-cycle

Following each sub-cycle of thermal ageing, each test specimen shall be subjected to a

series of diagnostic tests which may include some or all of the following: mechanical,

moisture, voltage and other diagnostic tests as described in this clause, applied in order. The diagnostic tests used shall be reported.

6.1 Mechanical test

The mechanical test should be made at room temperature and without applied voltage.