IEC 61857-1:1998

Electrical insulation systems - Procedures for thermal evaluation - Part 1: General requirements - Low-voltage

Specifies a general test procedure for the thermal evaluation and qualification of electrical insulation systems (EIS) and establishes a procedure that compares the performance of a candidate EIS to that of a reference EIS. Is applicable to existing or proposed EISs used in electrotechnical products with an input voltage of up to 1 000 V where the thermal factor is the dominating ageing factor.

Systèmes d'isolation électrique - Procédures d'évaluation thermique - Partie 1: Exigences générales - Basse tension

Spécifie une procédure d'essai générale pour une évaluation thermique et une qualification des systèmes d'isolation électriques (SIE), et établit une procédure comparant la qualité de fonctionnement d'un système d'isolation électrique candidat à celle d'une système électrique de référence. S'applique aux systèmes d'isolation électriques existants ou proposés, utilisés dans les produits électrotechniques dont la tension d'entrée monte jusqu'à 1 000 V pour lesquels le facteur thermique est le facteur de vieillissement prépondérant.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 09-Nov-1998
• ICS: 29.080.30 - Insulation systems
• Technical Committee: TC 112 - Evaluation and qualification of electrical insulating materials and systems
• Drafting Committee: WG 6 - TC 112/WG 6
• Current Stage: DELPUB - Deleted Publication
• Start Date: 10-Nov-2004
• Completion Date: 26-Oct-2025

Relations

• Revised: IEC 61857-1:2004 - Electrical insulation systems - Procedures for thermal evaluation - Part 1: General requirements - Low-voltage
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61857-1
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-11
Systèmes d'isolation électrique –
Procédures d'évaluation thermique –
Partie 1:
Exigences générales – Basse tension
Electrical insulation systems –
Procedures for thermal evaluation –
Part 1:
General requirements – Low-voltage

Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61857-1:1998
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publication de base incorporant l’amendement 1, et la incorporating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.

et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept under
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
actuel de la technique. content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de Information relating to the date of the reconfirmation of
reconfirmation de la publication sont disponibles dans the publication is available in the IEC catalogue.
le Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
(Catalogue en ligne)* (On-line catalogue)*
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* et Available both at the IEC web site* and as a
comme périodique imprimé printed periodical
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and

compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61857-1
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-11
Systèmes d'isolation électrique –
Procédures d'évaluation thermique –
Partie 1:
Exigences générales – Basse tension
Electrical insulation systems –
Procedures for thermal evaluation –
Part 1:
General requirements – Low-voltage

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– 2 – 61857-1 © CEI:1998
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION . 6

Articles
1 Domaine d'application. 8

2 Références normatives. 8
3 Définitions. 8
4 Considérations générales. 12
4.1 Vue d’ensemble de la procédure d’essai. 12
4.2 Base de l’évaluation et de la qualification . 14
4.3 Exigences particulières. 14
5 Eprouvettes. 16
5.1 Généralités. 16
5.2 Description. 16
5.3 Nombre d’éprouvettes. 16
6 Procédures d’essai. 16
6.1 Généralités. 16
6.2 Essais de vérification préliminaire . 18
6.3 Vieillissement thermique. 18
6.4 Contraintes mécaniques de prédiagnostic. 22
6.5 Autres exigences pour le prédiagnostic . 22
6.6 Exposition à l’humidité . 22
6.7 Essais de diagnostic diélectrique. 22
6.8 Autres essais de diagnostic. 22
7 Analyse, compte rendu et classification . 24
7.1 Critère de défaillance . 24

7.2 Méthode de détermination de la durée de vie. 24
7.3 Extrapolation des données . 24
7.4 Compte rendu des résultats. 26
Annexe A (informative) Bibliographie . 30

61857-1 © IEC:1998 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5

INTRODUCTION . 7

Clause
1 Scope. 9

2 Normative references. 9
3 Definitions. 9
4 General considerations. 13
4.1 Overview of test procedure. 13
4.2 Basis of evaluation and qualification. 15
4.3 Specific requirements. 15
5 Test objects. 17
5.1 General. 17
5.2 Description. 17
5.3 Number of test objects . 17
6 Test procedures. 17
6.1 General. 17
6.2 Initial screening tests . 19
6.3 Thermal ageing. 19
6.4 Prediagnostic mechanical stress . 23
6.5 Other prediagnostic requirements. 23
6.6 Moisture exposure. 23
6.7 Dielectric diagnostic tests. 23
6.8 Other diagnostic tests . 23
7 Analyzing, reporting, and classification . 25
7.1 Criteria of failure . 25

7.2 Method of determining life . 25
7.3 Extrapolation of data . 25
7.4 Report of results . 27
Annex A (informative) Bibliography . 31

– 4 – 61857-1 © CEI:1998
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

___________
SYSTÈMES D’ISOLATION ÉLECTRIQUE –

PROCÉDURES D’ÉVALUATION THERMIQUE –

Partie 1: Exigences générales – Basse tension

AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques, représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale correspondante doit
être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61857-1 a été établie par le comité d’études 98 de la CEI:
Systèmes d’isolation électriques (SIE).
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
98/68/FDIS 98/73/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
L’annexe A est donnée uniquement à titre d’information.

61857-1 © IEC:1998 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

___________
ELECTRICAL INSULATION SYSTEMS –

PROCEDURES FOR THERMAL EVALUATION –

Part 1: General requirements – Low-voltage

FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61857-1 has been prepared by IEC technical committee 98:
Electrical insulation systems (EIS).
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
98/68/FDIS 98/73/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
Annex A is for information only.

– 6 – 61857-1 © CEI:1998
INTRODUCTION
La présente Norme internationale établit une procédure d’essai normalisée pour évaluer par

comparaison l’espérance de vie des systèmes d’isolation électrique (SIE) conformément à la

CEI 60505.
Un système d’isolation électrique contient plusieurs composants différents choisis pour

supporter des contraintes électriques, mécaniques et thermiques diverses se produisant dans
les différentes parties constitutives de la structure d’un produit électrotechnique. La durée de
vie utile d’un système d’isolation électrique dépend de la disposition de ses composants

individuels, de leurs interactions les uns avec les autres, et de la contribution de chaque

composant à l’intégrité électrique et mécanique du système d’isolation électrique. Par
conséquent, il est impossible de spécifier une éprouvette pour représenter tous les produits
électrotechniques. Il incombe aux comités d’études responsables du matériel de définir les
éprouvettes et l’application de cette procédure d’essai satisfaisant à leurs besoins particuliers.
Il est prévu que ce travail soit effectué conjointement par plusieurs comités d’études de la CEI
responsables du développement d’une série de parties, chacune visant à définir une
éprouvette et/ou une application particulière.
Cette procédure permet uniquement des comparaisons approximatives et ne peut pas être
considérée comme totalement fiable pour déterminer les mérites d’un quelconque système
d’isolation électrique particulier. De telles informations peuvent uniquement être obtenues à
partir d’une longue expérience en service.

61857-1 © IEC:1998 – 7 –
INTRODUCTION
This International Standard establishes a standardised test procedure for estimating by

comparison of the life expectancy of electrical insulation systems (EIS) in accordance with

IEC 60505.
An EIS contains many different components selected to withstand the varying electrical,

mechanical, and thermal stresses occurring in the different parts of the structure of an
electrotechnical product. The useful life of an EIS depends upon the way that its individual
components are arranged, their interactions upon each other, and the contribution of each

component to the electrical and mechanical integrity of the EIS. Therefore, it is impossible to

specify one test object to represent all electrotechnical products. It is incumbent upon the IEC
equipment technical committees to address the test objects and application of this test
procedure that will meet their specific needs. This work is intended to proceed by horizontal
committee activity between this technical committee and other IEC technical committees to
develop a series of parts, each part to address a specific test object and/or application.
This procedure permits approximate comparisons only, and cannot be relied upon to com-
pletely determine the merits of any particular EIS. Such information can be obtained only from
extended service experience.
– 8 – 61857-1 © CEI:1998
SYSTÈMES D’ISOLATION ÉLECTRIQUE –

PROCÉDURES D’ÉVALUATION THERMIQUE –

Partie 1: Exigences générales – Basse tension

1 Domaine d'application
La présente partie de la CEI 61857 spécifie une procédure d’essai générale pour une
évaluation thermique et une qualification des systèmes d’isolation électriques (SIE), et établit
une procédure comparant la qualité de fonctionnement d’un système d’isolation électrique
candidat à celle d’un système d’isolation électrique de référence.
Cette norme internationale s’applique aux systèmes d’isolation électriques existants ou
proposés, utilisés dans les produits électrotechniques dont la tension d’entrée monte jusqu’à
1 000 V pour lesquels le facteur thermique est le facteur de vieillissement prépondérant.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 61857.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne
s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie de
la CEI 61857 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition
du document normatif en référence s’applique. Les membres de l’ISO et de la CEI possèdent
le registre des normes internationales en vigueur.
CEI 60085:1984, Evaluation et classification thermiques de l'isolation électrique
CEI 60216-3 (toutes les parties), Guide pour la détermination des propriétés d’endurance
thermique de matériaux isolants électriques – Partie 3: Instructions pour le calcul des
caractéristiques d’endurance thermique
CEI 60216-4-1:1990, Guide pour la détermination des propriétés d’endurance thermique de
matériaux isolants électriques – Partie 4: Etuves de vieillissement – Section 1: Etuves à une
seule chambre
CEI 60493-1:1974, Guide pour l’analyse statistique de données d’essai de vieillissement –
Première partie: Méthodes basées sur les valeurs moyennes de résultats d’essai normalement
distribués
CEI/TR 60505:1975, Guide pour l’évaluation et l’identification des systèmes d’isolation de
matériel électrique
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de la CEI 61857, les termes et les définitions donnés
dans la CEI 60505 ainsi que les définitions suivantes s’appliquent.

61857-1 © IEC:1998 – 9 –
ELECTRICAL INSULATION SYSTEMS –

PROCEDURES FOR THERMAL EVALUATION –

Part 1: General requirements – Low-voltage

1 Scope
This part of IEC 61857 specifies a general test procedure for the thermal evaluation and
qualification of electrical insulation systems (EIS) and establishes a procedure that compares
the performance of a candidate EIS to that of a reference EIS.
This International Standard is applicable to existing or proposed EISs used in electrotechnical
products with an input voltage of up to 1 000 V where the thermal factor is the dominating
ageing factor.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions that, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 61857. For dated references, subsequent amendments
to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to agreements
based on this part of IEC 61857 are encouraged to investigate the possibility of applying the
most recent editions of the normative documents listed below. For undated references, the
latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
IEC 60085:1984, Thermal evaluation and classification of electrical insulation
IEC 60216-3 (all parts), Guide for the determination of thermal endurance properties of
electrical insulating materials – Part 3: Instructions for calculating thermal endurance
characteristics
IEC 60216-4-1:1990, Guide for the determination of thermal endurance properties of electrical
insulating materials – Part 4: Ageing ovens – Section 1: Single chamber ovens
IEC 60493-1:1974, Guide for the statistical analysis of ageing test data – Part 1: Methods
based on mean values of normally distributed test results

IEC/TR 60505:1975, Guide for the evaluation and identification of insulation systems of
electrical equipment
3 Definitions
For the purposes of this part of IEC 61857, the terms and definitions given in IEC 60505 as
well as the following definitions apply.

– 10 – 61857-1 © CEI:1998
3.1
système d’isolation électrique (SIE)

structure isolante contenant un ou plusieurs matériaux isolants électriques (EIM) en même

temps que les parties conductrices associées utilisées dans un dispositif électrotechnique

[CEI 60505, modifiée]
NOTE – Les matériaux isolants électriques ayant des indices de température différents (TR/RTI conformément à la
CEI 60216-3) peuvent être combinés pour former un système d’isolation électrique ayant une classe thermique
pouvant être plus élevée ou plus basse que celle de n’importe lequel des composants individuels, conformément à

la CEI 60505.
3.2
système d’isolation électrique candidat
système d’isolation électrique en évaluation pour déterminer son aptitude thermique
3.3
système d’isolation électrique de référence
système d’isolation électrique évalué et déterminé soit par l’enregistrement d’une expérience
en service connue soit sur la base d’une évaluation fonctionnelle comparative connue
3.4
classe thermique
température maximale pour laquelle le système d’isolation électrique est adapté. Les classes
thermiques sont les suivantes
Classes thermiques et températures
Classe thermique Température
°C
Y 90
A 105
E 120
B 130
F 155
H 180
200 200
220 220
250 250
NOTE – Il convient que les températures au-delà de 250 °C
augmentent par pas de 25 °C et que les classes soient désignées en
conséquence.
[CEI 60085]
3.5
indice de température d’un système d’isolation électrique
nombre correspondant à la température, en degrés Celsius, déduite de la relation avec
l’endurance thermique, à un instant donné, c’est-à-dire 20 000 h sauf spécification contraire
3.6
indice relatif de température d’un système d’isolation électrique
indice de température d’un système d’isolation électrique candidat obtenu à partir du temps
correspondant à l’indice de température du système d’isolation électrique connu d’un système
d’isolation électrique de référence, lorsque les deux systèmes d’isolation électriques sont
soumis au même processus de vieillissement et de diagnostic, dans un essai comparatif

61857-1 © IEC:1998 – 11 –
3.1
Electrical Insulation System (EIS)

an insulating structure containing one or more electrical insulating materials (EIM) together

with associated conducting parts employed in an electrotechnical device [IEC 60505, modified]

NOTE – EIMs with different temperature indices (TI/RTI according to IEC 60216-3) may be combined to form an

EIS which has a thermal class that may be higher or lower than that of any of the individual components according
to IEC 60505.
3.2
candidate EIS
the EIS under evaluation to determine its thermal capability

3.3
reference EIS
an evaluated and established EIS with either a known service experience record or a known
comparative functional evaluation as a basis
3.4
thermal class
the maximum temperature for which the EIS is appropriate. Thermal classes are defined as
follows:
Thermal classes and temperatures
Thermal class Temperature
°C
Y 90
A 105
E 120
B 130
F 155
H 180
200 200
220 220
250 250
NOTE – Temperatures over 250 °C should increase by 25 °C inter-
vals and classes be designated accordingly.
[IEC 60085]
3.5
EIS Temperature Index
EIS TI
the number corresponding to the temperature in degrees Celsius derived from the thermal
endurance relationship at a given time, i.e. 20 000 h unless otherwise specified
3.6
EIS Relative Temperature Index
EIS RTI
the temperature index of a candidate EIS obtained from the time which corresponds to the
known EIS TI of a reference EIS, when both EIS are subjected to the same ageing and
diagnostic procedures in a comparative test

– 12 – 61857-1 © CEI:1998
3.7
éprouvette
morceau du matériel d’origine, représentation d’un matériel (modèle), composant ou partie

constitutive d’un matériel, y compris le système d’isolation électrique, prévu pour être utilisé

dans un essai fonctionnel
3.8
facteur de vieillissement thermique

contrainte thermique pouvant provoquer des variations irréversibles du système d’isolation
électrique
3.9
traitement de prédiagnostic
contrainte variable ou fixe pouvant être appliquée périodiquement ou en permanence à un
système d’isolation électrique pour augmenter son aptitude à détecter son vieillissement
3.10
essai de diagnostic
application périodique d’un niveau spécifié d’un facteur de diagnostic à une éprouvette pour
déterminer si le critère de fin de vie a été atteint
3.11
critère de fin de vie
valeur choisie pour une propriété ou pour la modification d’une propriété définissant la fin de
vie d’un système d’isolation électrique dans un essai fonctionnel
3.12
fin de vie
fin de la durée de vie d’une éprouvette, mesurée en heures, telle que définie par sa corres-
pondance avec le critère de fin de vie, également nommé fin de vie
4 Considérations générales
4.1 Vue d’ensemble de la procédure d’essai
La procédure d’essai pour le vieillissement thermique est basée sur le fait généralement admis
que le vieillissement thermique des matériaux est accéléré si la température s’élève, et que
souvent le degré d’accélération obéit à la loi d’Arrhénius relative aux taux de réaction
chimique. A partir de cette relation, il est possible d’utiliser une extrapolation acceptable des
résultats d’essai du vieillissement pour déterminer la qualité de fonctionnement thermique
prévisible du système d’isolation électrique candidat. Les essais thermiques accélérés

nécessitent la vérification d’un mécanisme de vieillissement identique ou équivalent comparé
pour des conditions de fonctionnement en service.
Les éprouvettes constituées du système d’isolation électrique candidat sont exposées à des
cycles de vieillissement thermique pour des températures choisies. Chaque cycle est composé
d’une durée d’exposition particulière à température élevée et d’un sous-cycle d’exposition à un
traitement de prédiagnostic et à des essais de diagnostic. Le traitement de prédiagnostic peut
être constitué de contraintes mécaniques, de chocs au froid et d’expositions à l’humidité. Un
essai de diagnostic diélectrique est utilisé pour déterminer la durée de vie d’essai. Un système
d’isolation électrique de référence est essayé en utilisant la même procédure d’essai. Pour
chaque température de vieillissement, la durée de vie d’essai du système d’isolation électrique
est déterminée. A partir des valeurs de cet essai de durée de vie, la classe thermique du
système d’isolation électrique candidat est estimée par rapport à la qualité de fonctionnement
du système d’isolation électrique de référence selon sa classe thermique.

61857-1 © IEC:1998 – 13 –
3.7
test object
a piece of the original equipment, a representation (model) of equipment, a component of, or

part of equipment, including the EIS, intended for use in a functional test

3.8
thermal ageing factor
a thermal stress that causes irreversible changes of the EIS

3.9
prediagnostic treatment
a variable or fixed stress, which can be applied periodically or continuously to an EIS to
enhance the ability to detect the degree of ageing
3.10
diagnostic test
periodic application of a specified level of a diagnostic factor to a test object to determine
whether the end-point criterion has been reached
3.11
end-point criterion
a selected value of either property or change of property that defines end-of EIS life in a
functional test
3.12
end-of-life
the end of a test object’s life measured in hours, as defined by meeting its end-point criterion,
also referred to as end-of-life
4 General considerations
4.1 Overview of test procedure
This thermal ageing test procedure is based on the generally accepted fact that thermal ageing
of materials is accelerated when temperature is raised, and that often the degree of
acceleration obeys the Arrhenius law on chemical reaction rates. Based on this relationship,
acceptable extrapolation of the ageing test results may be used to determine the anticipated
thermal performance of the candidate EIS. Accelerated thermal testing requires the verification
of an identical or equivalent ageing mechanism compared under operating service conditions.
Test objects consisting of the candidate EIS are exposed to thermal ageing cycles at selected
temperatures. Each cycle consists of a specific time exposure at elevated temperature and a
subcycle of exposure to prediagnostic treatments and diagnostic tests. Prediagnostic
treatments may include mechanical stress, cold shock, and moisture exposure. A dielectric
diagnostic test is used to determine test life. A reference EIS is tested using the same test
procedure. At each ageing temperature, the test life of the EIS is determined. Based on these
test life values, the thermal class of the candidate EIS is estimated relative to the performance
of the reference EIS in its thermal class.

– 14 – 61857-1 © CEI:1998
4.2 Base de l’évaluation et de la qualification

L’essai fonctionnel et l’évaluation, en conformité avec cette procédure d’essai, doivent être

réalisés sur la base de comparaisons, en utilisant un système d’isolation électrique attesté en

service, utilisé comme référence et qui est essayé avec le système d’isolation électrique

candidat de manière équivalente. Un système d’isolation électrique est qualifié de système

d’isolation électrique de référence si

a) son bon fonctionnement a été démontré pour toute la durée de vie attendue en service,
avec les conditions de fonctionnement de la classe assignée et de l’application

caractéristique du système d’isolation électrique en question;

b) son expérience en service est basée sur un nombre statistiquement significatif de produits
électrotechniques.
Si les classes thermiques des systèmes d’isolation électriques candidats et de référence
diffèrent, des températures de vieillissement appropriées à chaque système sont alors utilisées
pour chacun d’eux.
4.3 Exigences particulières
Une série de parties sera développée, chacune traitant d’une éprouvette particulière et/ou
*
d’une application ainsi que d’une procédure d’essai .
Les éprouvettes sont uniques pour chaque partie car l’essai de produits électrotechniques
particuliers, ou de parties représentatives de ceux-ci, peut produire des résultats qui ne
s’appliquent pas à d’autres produits électrotechniques.
Des produits électrotechniques différents peuvent également nécessiter d’autres méthodes de
vieillissement thermique et/ou autres essais de diagnostic en raison de considérations de
conception et/ou d’exigences d’utilisation finale.
Chaque partie doit spécifier les points suivants:
– domaine d’application: produits électrotechniques que cette éprouvette représente;
– construction de l’éprouvette (5.2);
– nombre d’éprouvettes nécessaires (5.3);
– procédures d’essai: exigences et moyens d’essai particuliers pour
• un essai de diagnostic diélectrique préliminaire (6.7.1);
• des contraintes mécaniques de prédiagnostic (6.4);
• d’autres exigences de prédiagnostic (6.5);

• une exposition à l’humidité (6.6);
• des essais de diagnostic diélectriques (6.7.2), ou d’autres essais de diagnostic (6.8), et
le critère de fin de vie;
• le vieillissement thermique: les moyens de chauffage, s’il ne s’agit pas d’étuves.
___________
*
Il est prévu de faire effectuer ce travail conjointement par plusieurs comités responsables de matériels de la CEI.

61857-1 © IEC:1998 – 15 –
4.2 Basis of evaluation and qualification

The functional testing and evaluation according to this test procedure shall be made on a

comparative basis, using a service-proven EIS as a reference which is tested with the

candidate EIS in equivalent fashion. An EIS qualifies as a reference EIS if

a) it has shown successful operation over the expected service life at operating conditions of

the ratings (class) and typical application of the EIS of interest;

b) its service experience is based on a statistically significant number of electrotechnical

products.
If the thermal classes for the candidate and reference EIS differ, then appropriate ageing
temperatures are used for each.
4.3 Specific requirements
A series of parts will be developed with each part addressing a specific test object and/or
*
application and test procedure .
Test objects are unique to each part because testing of specific electrotechnical products, or
representations thereof, may yield results that are not applicable to other electrotechnical
products.
Different electrotechnical products may also require alternative methods of thermal ageing
and/or diagnostic tests due to design considerations or end-use requirements.
Each part shall specify the following:
– scope: electrotechnical products this test object represents;
– construction of the test object (5.2);
– number of test objects required (5.3);
– test procedures: specific requirements and means of testing for
• initial dielectric diagnostic test (6.7.1);
• prediagnostic mechanical stress (6.4);
• other prediagnostic requirements (6.5);
• moisture exposure (6.6);
• dielectric diagnostic test (6.7.2), or other diagnostic test (6.8); and the end-point
criterion;
• thermal ageing: the means of heating, if other than ovens.
___________
*
This work is intended to proceed by horizontal committee activity with other IEC technical committees responsible
for equipment.
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5 Eprouvettes
5.1 Généralités
Les éprouvettes peuvent être des produits électrotechniques réels, des composants de ceux-

ci, ou des modèles non fonctionnels représentant les produits. Il convient que les composants

et les représentations non fonctionnelles contiennent tous les éléments essentiels du système

d’isolation électrique utilisé dans le produit électrotechnique. Des éprouvettes identiques
doivent être utilisées comme système d’isolation électrique de référence et comme système
d’isolation électrique candidat.

5.2 Description
*
Les éprouvettes particulières sont à décrire dans chaque partie . Les épaisseurs d’isolant, les
lignes de fuites, et les protections contre les décharges là où elles sont nécessaires doivent
être adaptées à la tension maximale assignée envisagée et aux normes de matériel en usage.
Il est possible de trouver dans la partie correspondante des types particuliers d’éprouvettes
non fonctionnelles et d’autres procédures d’essai pour les produits électrotechniques
particuliers ayant été utilisés avec succès.
Les éprouvettes doivent être soumises au contrôle de la qualité normalement retenu ou
envisagé pour la production.
5.3 Nombre d’éprouvettes
Le nombre d’éprouvettes (représentatif du système d’isolation électrique par groupe), pour
chaque température de vieillissement, ne doit pas être inférieur à cinq.
NOTE – Un nombre minimal de cinq éprouvettes est nécessaire pour obtenir une bonne moyenne statistique pour
l’analyse de la fin de vie du système d’isolation électrique à l’étude.
Le nombre réel d’éprouvettes doit être spécifié dans la partie correspondante.
6 Procédures d’essai
6.1 Généralités
Toutes les éprouvettes doivent être soumises à l’essai de vérification préliminaire, suivi de
cycles d’essai d’endurance thermiques répétés, dans l’ordre suivant:
– un sous-cycle de vieillissement thermique;

– un sous-cycle de contraintes mécaniques de prédiagnostic, d’autres exigences de
prédiagnostic, et d’exposition à l’humidité, dans cet ordre;
– un essai de diagnostic diélectrique, ou d’autres essais de diagnostic.
Il est reconnu que, selon les possibilités d’essai disponibles, le type de matériel utilisé et
d’autres facteurs, de légères variations dans les méthodes d’exposition des éprouvettes
peuvent être nécessaires. Quand deux systèmes d’isolation électriques quelconques sont
comparés, il est très important que les deux éprouvettes soient soumises à des expositions
identiques et de même pour les autres conditions d’essai. Sauf spécification contraire, le
traitement de prédiagnostic et les essais de diagnostic doivent être réalisés à la température et
à l’humidité ambiantes (25 ± 5) °C, et (50 ± 10) % d’humidité relative.
___________
*
Les comités d’études responsables de matériels peuvent utiliser cette procédure d’essai pour l’évaluation de
systèmes d’isolation électriques candidats destinés à des produits électrotechniques particuliers, ou à une
utilisation générale, en utilisant un modèle non fonctionnel approprié.

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5 Test objects
5.1 General
Test objects may be actual electrotechnical products, components thereof, or non-functional

models representing the products. Components and non-functional representations should

embody all the essential elements of the EIS used in the electrotechnical product. Identical test

objects shall be used for the reference and candidate EIS.

5.2 Description
*
Specific test objects are to be described in each part . Insulation thickness, creepage
distances, and discharge protection where required shall be appropriate for the intended
maximum rated voltage and equipment standards in practice.
Particular types of non-functional test objects and alternative test procedures for specific
electrotechnical products that have been used successfully may be found in the applicable part.
Test objects shall be subjected to the quality control of the normal or intended production
process.
5.3 Number of test objects
The number of test objects (representative of the EIS) in a group for each ageing temperature
shall not be less than five.
NOTE – A minimum of five test objects is required to obtain a good statistical average for the end-point analysis of
the EIS under consideration.
The actual number of test objects shall be specified in the applicable part.
6 Test procedures
6.1 General
All test objects shall be subjected to initial screening tests followed by repeated thermal
endurance test cycles in the following order:
– a thermal ageing subcycle;
– a subcycle of prediagnostic mechanical stress, other prediagnostic requirements, and
moisture exposure, in that order;

– a dielectric diagnostic test, or other diagnostic test.
It is recognised that, depending on the test facilities available, the type of equipment employed,
and other factors, slight variations in the methods of exposing the test objects may be
necessary. It is all-important that when any two different EIS are compared, the test objects of
each shall be subjected to identical exposures and other conditions of test. Unless otherwise
specified, prediagnostic treatment and diagnostic tests shall be carried out at room
temperature and humidity (25 ± 5) °C and (50 ± 10)
...