IEC 60099-4:2004/AMD1:2006
(Amendment)Amendment 1 - Surge arresters - Part 4: Metal-oxide surge arresters without gaps for a.c. systems
Amendment 1 - Surge arresters - Part 4: Metal-oxide surge arresters without gaps for a.c. systems
Amendement 1 - Parafoudres - Partie 4: Parafoudres à oxyde métallique sans éclateurs pour réseaux à courant alternatif
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INTERNATIONAL IEC
STANDARD 60099-4
AMENDMENT 1
2006-05
Amendment 1
Surge arresters –
Part 4:
Metal-oxide surge arresters without gaps
for a.c. systems
This English-language version is derived from the original
bilingual publication by leaving out all French-language
pages. Missing page numbers correspond to the French-
language pages.
IEC 2006 Copyright - all rights reserved
No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical,
including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
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60099-4 Amend. 1 IEC:2006 – 3 –
FOREWORD
This amendment has been prepared by IEC technical committee 37: Surge arresters.
The text of this amendment is based on the following documents:
FDIS Report on voting
37/324/FDIS 37/325/RVD
Full information on the voting for the approval of this amendment can be found in the report
on voting indicated in the above table.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
the maintenance result date indicated on the IEC web site under "http://webstore.iec.ch" in
the data related to the specific publication. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
_____________
Page 3
CONTENTS
Replace, on page 7, the title of Annex N by the following new title:
Annex N (normative) Test procedure to determine the lightning impulse discharge capability
Page 9
Add:
Figure 13 – Examples of arrester units
Figure 14 – Short-circuit test setup
Figure 15 – Example of a test circuit for re-applying pre-failing current immediately before
applying the short-circuit test current
Delete the titles of Figures N.1, N.2 and N.3.
60099-4 Amend. 1 IEC:2006 – 5 –
Page 11
Add:
Table 14 – Test requirements
Table 15 – Required currents for short-circuit tests
Delete the titles of Tables N.1, N.2 and N.3.
Page 51
6.11 Short circuit
Replace the text of this subclause by the following:
An arrester for which a short-circuit rating is claimed by the manufacturer shall be subjected
to a short-circuit test according to 8.7 to show that the arrester will not fail in a manner that
causes violent shattering of the housing and that self-extinguishing of open flames (if any)
occurs within a defined period of time.
6.12.1 Disconnector withstand
Add to this subclause the following third dashed item:
– for surge arresters to be installed in overhead lines with system voltages exceeding 52 kV,
test of the lightning impulse discharge capability (see Annex N).
Page 53
Add, after 6.16, the following new subclause:
6.17 Lightning impulse discharge capability
For surge arresters to be installed in overhead lines with system voltages exceeding 52 kV,
the lightning impulse discharge capability shall be demonstrated by the tests and procedures
of Annex N.
Page 57
Table 3 – Arrester type tests
Delete all references to Annex N.
Page 75
Add, after 8.5.2.2, on page 77, the following new subclauses:
60099-4 Amend. 1 IEC:2006 – 7 –
8.5.2.3 Test procedure for resistor elements stressed at or above the reference voltage
If U is close to or above the reference voltage, it may not be possible to perform an
ct
accelerated ageing test at U , due to the extreme voltage dependence for the power losses
ct
and stability of available voltage source. If U ≥ 0,95*U and if it is not possible to perform
ct ref
an accelerated ageing test according to 8.5.2.1, this alternative test procedure shall apply and
replaces 8.5.2.1 and 8.5.2.2.
NOTE To provide an overview and to serve as an aid to understanding the procedure, the steps required are as
follows.
1) Calculate power loss, P , for the highest stressed resistor (at T = 40 °C and U = U ).
ct a c
2) Determine the steady-state temperature, T , for the highest stressed part of the arrester by using one of the
st
three alternative procedures of 8.5.2.3.1.
3) At a voltage U , determine the ratio, k , of power loss at 115 °C to power loss at T for the type of resistor
ct x st
elements used.
4) Perform an accelerated ageing test at constant power loss, k * P .
x ct
5) Interrupt the test for a short time and take measurements of power loss at specified time intervals.
6) If T > 60 °C, increase test temperature or test time.
st
7) Evaluate the power losses of step 5) according to 8.5.2.3.3.
8.5.2.3.1 Determination of test parameters
Calculate the power losses, P , per resistor element at the maximum ambient temperature of
ct
40 °C with the arrester energized at U , for the highest voltage stressed resistor according to
c
Annex L including the effect of the resistive current.
NOTE 1 For dead-front and liquid-immersed arresters, 65 °C and 95 °C, respectively, apply as maximum ambient
temperatures.
Select one of the three following test procedures to determine the steady-state temperature,
T , of the most stressed part of the arrester at maximum ambient temperature.
st
NOTE 2 The test procedures are considered to be conservative in increasing order from 1 to 3.
1. At an ambient temperature of 25 °C ± 10 K, energize the complete arrester at the claimed
until steady-state temperature conditions have been attained. The temperature shall be
U
c
measured on resistor elements, at five points as evenly spaced as possible over the most
highly stressed 20 % portion of the length of each column of the arrester. If this 20 %
portion contains less than five resistor elements, the number of measuring points may be
limited to one point on each resistor element. The average temperature rise above
ambient of the resistor elements shall be added to the maximum ambient temperature to
.
obtain the temperature T
st
2. At the maximum ambient temperature, energize a thermally pro-rated section
representative for the arrester type at a voltage level, which results in the same power
losses per resistor element as determined above. Keep the power losses constant by
adjusting the voltage if necessary. Measure the temperature of the resistors in steady-
state condition and calculate the average steady-state temperature, which is set equal to
T
st.
3. At an ambient temperature of 25 °C ± 10 K, energize a thermally pro-rated section
representative for the arrester type at a voltage level which results in the same power
losses per resistor element as determined above. Keep the power losses constant by
adjusting the voltage if necessary. Measure the temperature of the resistors in steady-
, above
state condition and calculate the average steady-state temperature rise, ΔT
st
ambient. Determine the temperature, T by adding ΔT to the maximum ambient
st , st
temperature.
60099-4 Amend. 1 IEC:2006 – 9 –
The prorated section shall represent the steady-state thermal behaviour of the complete
arrester.
NOTE 3 The section may not necessarily be the same as that used for the operating duty test.
At a voltage U , determine the ratio, k , of power losses at 115 °C to power losses at T for
ct x st
the type of resistor elements used. For this test the voltage source shall fulfil the requirements
according to 8.5.1.
8.5.2.3.2 Test procedure
Three resistor samples shall be subjected to constant power losses equal to k *P (tolerance
x ct
+30
%) for 1 000 h. During the test, the temperature shall be controlled to keep the surface
temperature of the resistor at the required test temperature T ± 4 K. The applied test voltage
t
at the start of the test shall be not less than 0,95*U .
ct
If the temperature, T , is equal to or below 60 °C, T shall be 115 °C. If T is above 60 °C,
st t st
either the test temperature or the testing time shall be increased as follows.
a) Increase of the test temperature
= 115 + (T – T – ΔT )
T
t st a,max n
where
T is the test temperature in °C;
t
T is the steady-state temperature of the resistors in °C;
st
T is the maximum ambient temperature in °C;
a,max
ΔT = 20 K.
n
NOTE 1 For liquid-immersed arresters ΔT = 25 K, which results from the requirement that the operating duty test
n
starting temperature for these arresters (120 °C) is 25 K above the maximum ambient temperature (95 °C), while
for other arresters the difference between the operating duty test starting temperature and the maximum ambient
temperature is 20 K.
b) Increase of the testing time
ΔT/10
t = t * 2,5
where
t is the testing time in h;
t = 1 000 h;
ΔT is the temperature above 60 °C.
NOTE 2 For dead-front and liquid-immersed arresters, t is 2 000 h and 7 000 h, respectively, and ΔT is the
temperature above 85 °C and 120 °C, respectively.
8.5.2.3.3 Determination of elevated rated and continuous operating voltages
The three test samples shall be heated to T ± 4 K and subjected to the constant power losses
t
k *P . One to two hours after the voltage application, the voltage is adjusted to a voltage in
x ct
to U and the power losses, P , are measured. During the test, after
the range 0,95* U
ct ct 1ct
30 %, 50 % and 70 % of the testing time, the measurement of power losses is repeated under
the same conditions with respect to temperature and voltage. The minimum power loss values
at these times are designated as P . At the end of the ageing test, under the same
3ct
conditions with regard to block temperature and at the same voltage, the power losses P
2ct
are determined.
60099-4 Amend. 1 IEC:2006 – 11 –
• If P is equal to or below 1,1 times P , then the test according to 8.5.4 and 8.5.5 shall
2ct 3ct
be performed on new resistors:
– if P is equal to or less than P , U and U are used without any modification;
2ct 1ct sc sr
– if P > P , the ratio P /P is determined for each sample. The highest of these
2ct 1ct 2ct 1ct
ratios is called K . On three new resistors at ambient temperature, the power losses
ct
P and P are measured at U and U , respectively. Thereafter, the voltages are
1c 1r sc sr
increased so that the corresponding power losses P and P fill the relation:
2c 2r
P P
2c 2r
= K ; = K
ct ct
P P
1c 1r
U * and U * are the highest of the three increased voltages obtained. As an alternative,
c r
aged resistors may also be used after agreement between the user and the manufacturer.
• If P is greater than 1,1 times P , and P is greater than or equal to P , then aged
2ct 3ct 2ct 1ct
resistors shall be used for the following test of 8.5.4 and 8.5.5. New resistors with
corrected values U * and U * can be used, but only after agreement between the user and
c r
the manufacturer.
Aged resistors are, by definition, resistors tested according to 8.5.2.3.2.
These cases are summarized in Table 7.
Where aged resistors are used in the operating duty test, it is recommended that the time
delay between the ageing test and the operating duty test be not more than 24 h.
The measuring time should be short enough to avoid increased power loss due to heating.
Page 91
8.7 Short-circuit test procedure
Replace the title and contents of 8.7 by the following new title and text:
8.7 Short-circuit tests
8.7.1 General
Arresters, for which a short-circuit rating is claimed by the manufacturer, shall be tested in
accordance with this subclause. The test shall be performed in order to show that an arrester
failure does not result in a violent shattering of the arrester housing, and that self-
extinguishing of open flames (if any) occurs within a defined period of time. Each arrester
type is tested with four values of short-circuit currents. If the arrester is equipped with some
other arrangement as a substitute for a conventional pressure relief device, this arrangement
shall be included in the test.
The frequency of the short-circuit test current supply shall be between 48 Hz and 62 Hz.
With respect to the short-circuit current performance, it is important to distinguish between
two designs of surge arresters.
60099-4 Amend. 1 IEC:2006 – 13 –
– “Design A” arresters have a design in which a gas channel runs along the entire length of
the arrester unit and fills ≥50 % of the internal volume not occupied by the internal active
parts.
– “Design B” arresters are of a solid design with no enclosed volume of gas or having an
internal gas volume filling <50 % of the internal volume not occupied by the internal active
parts.
NOTE 1 Typically, “Design A” arresters are porcelain-housed arresters, or polymer-housed arresters with a
composite hollow insulator which are equipped either with pressure-relief devices, or with prefabricated weak spots
in the composite housing which burst or flip open at a specified pressure, thereby decreasing the internal pressure.
Typically, “Design B” arresters do not have any pressure relief device and are of a solid type with no enclosed
volume of gas. If the resistors fail electrically, an arc is established within the arrester. This arc causes heavy
evaporation and possibly burning of the housing and/or internal material. These arresters’ short-circuit performance
is determined by their ability to control the cracking or tearing-open of the housing due to the arc effects, thereby
avoiding violent shattering.
NOTE 2 "Active parts" in this context are the non-linear, metal-oxide resistors and any metal spacers directly in
series with them.
Depending on the type of arrester and test voltage, different requirements apply with regard to
the number of test samples, initiation of short-circuit current and amplitude of the first short-
circuit current peak. Table 14 shows a summary of these requirements which are further
explained in the following subclauses.
NOTE 3 After agreement between the manufacturer and the purchaser, the test procedure can be modified to
include, for example, a number of reclosing operations. For such special tests, the procedure and acceptance
criteria should be agreed upon between the manufacturer and the purchaser.
8.7.2 Preparation of the test samples
For the high-current tests, the test samples shall be the lo
...
NORME CEI
INTERNATIONALE 60099-4
AMENDEMENT 1
2006-05
Amendement 1
Parafoudres –
Partie 4:
Parafoudres à oxyde métallique sans éclateurs
pour réseaux à courant alternatif
Cette version française découle de la publication d’origine
bilingue dont les pages anglaises ont été supprimées.
Les numéros de page manquants sont ceux des pages
supprimées.
IEC 2006 Droits de reproduction réservés
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun
procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
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– 2 – 60099-4 Amend. 1 CEI:2006
AVANT-PROPOS
Le présent amendement a été établi par le comité d’études 37 de la CEI: Parafoudres.
Le texte de cet amendement est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
37/324/FDIS 37/325/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cet amendement.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant la date de
maintenance indiquée sur le site web de la CEI sous «http://webstore.iec.ch» dans les
données relatives à la publication recherchée. A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
_____________
Page 2
SOMMAIRE
Remplacer, à la page 6, le titre de l’Annexe N par le nouveau titre suivant:
Annexe N (normative) Procédure d’essai pour déterminer la capacité de décharge
aux chocs de foudre
Page 8
Ajouter:
Figure 13 – Exemples d’unités de parafoudres
Figure 14 – Montage d’un circuit d’essai de court-circuit
Figure 15 – Exemple d’un circuit d’essai impliquant le courant prédégradé
immédiatement avant d’appliquer l’essai de courant de court-circuit
Supprimer les titres des Figures N.1, N.2 et N.3.
– 4 – 60099-4 Amend. 1 CEI:2006
Page 10
Ajouter:
Tableau 14 – Exigences d’essai
Tableau 15 – Courants exigés pour les essais de court-circuit
Supprimer les titres des Tableaux N.1, N.2 et N.3
Page 50
6.11 Court-circuit
Remplacer le texte de ce paragraphe par ce qui suit:
Un parafoudre pour lequel une tension assignée de court-circuit est demandée par le
constructeur doit être soumis à un essai de court-circuit conformément à 8.7 pour montrer que
le parafoudre ne connaîtra pas de défaillance telle qu’elle occasionne de violentes vibrations
de l’enveloppe et que l’auto-extinction de flammes nues (s’il y en a) se produise dans une
période de temps définie.
6.12.1 Tenue du dispositif de déconnexion
Ajouter à ce paragraphe le troisième tiret suivant:
– pour les parafoudres destinés à être installés sur des lignes aériennes dont les tensions
réseau sont supérieures à 52 kV, essai de capacité de décharge aux chocs de foudre (voir
Annexe N).
Page 52
Ajouter, après 6.16, le nouveau paragraphe suivant:
6.17 Capacité de décharge aux chocs de foudre
Pour les parafoudres destinés à être installés sur des lignes aériennes dont les tensions
réseau sont supérieures à 52 kV, la capacité de décharge aux chocs de foudre doit être
démontrée par les essais et les procédures donnés à l’Annexe N.
Page 56
Tableau 3 – Essais de type de parafoudre
Supprimer toutes les références à l’Annexe N.
Page 74
Ajouter, après 8.5.2.2, à la page 76, les nouveaux paragraphes suivants:
– 6 – 60099-4 Amend. 1 CEI:2006
8.5.2.3 Procédure d’essai pour les éléments de résistance soumis à des contraintes
à une valeur supérieure ou égale à la tension de référence
Si la valeur de U est proche de, ou supérieure à celle de la tension de référence, il peut ne
ct
pas être possible d’effectuer un essai de vieillissement accéléré sous U en raison de la
ct
dépendance extrême en tension pour les puissances absorbées et la stabilité de la source de
tension disponible. Si U ≥ 0,95*U et s’il n’est pas possible d’effectuer un essai de
ct ref
vieillissement accéléré selon 8.5.2.1, cette procédure d’essai alternative doit s’appliquer et
elle remplace 8.5.2.1 et 8.5.2.2.
NOTE Pour fournir une vue d’ensemble et aider à la compréhension de la procédure, les étapes nécessaires sont
les suivantes:
1) Calculer la puissance absorbée P pour la résistance subissant la contrainte la plus élevée (à T = 40 °C et
ct a
U = U ).
c
2) Déterminer la température d’état stable T pour la partie du parafoudre soumise à la contrainte la plus élevée
st
en utilisant une des trois procédures alternatives de 8.5.2.3.1.
3) A une tension U , déterminer le rapport k de la puissance absorbée à 115 °C sur la puissance absorbée à T
ct x st
pour le type des éléments de résistance utilisés.
4) Effectuer un essai de vieillissement accéléré à la puissance absorbée constante k * P .
x ct
5) Réaliser des mesures de la puissance absorbée à intervalles de temps spécifiés.
6) Si T > 60 °C, augmenter la température ou la durée de l’essai.
st
7) Evaluer les puissances absorbées de l’étape 5) selon 8.5.2.3.3.
8.5.2.3.1 Détermination des paramètres d’essai
Calculer les puissances absorbées, P , par élément de résistance à la température ambiante
ct
maximale de 40 °C avec le parafoudre sous une tension U , pour la résistance subissant la
c
contrainte de tension la plus élevée selon l’Annexe L y compris l’effet du courant résistif.
NOTE 1 Pour les parafoudres débrochables et immergés, les températures ambiantes maximales applicables sont
respectivement 65 °C et 95 °C.
Choisir une des 3 procédures d’essai suivantes pour déterminer la température d’état stable,
T , de la partie du parafoudre qui subit la contrainte la plus élevée à la température ambiante
st
maximale:
NOTE 2 Les procédures d’essai sont considérées comme conservatrices par ordre croissant de 1 à 3.
1. A une température ambiante de 25 °C ± 10 K, mettre le parafoudre complet sous la
tension U déclarée jusqu’à l’obtention des conditions de température d’état stable. La
c
température doit être mesurée sur les éléments de résistance, en 5 points espacés de la
manière la plus régulière possible sur la portion de 20 % subissant la contrainte la plus
élevée de la longueur de chaque colonne de parafoudre. Si cette portion de 20 % contient
moins de 5 éléments de résistance, le nombre de points de mesure peut être limité à un
point sur chaque élément de résistance. L’augmentation moyenne de la température au-
dessus de la température ambiante des éléments de résistance doit être ajoutée à la
température ambiante maximale pour obtenir la température T .
st
2. A la température ambiante maximale, mettre sous tension une fraction thermiquement
proportionnelle pour le type de parafoudre à un niveau de tension qui donne les mêmes
puissances absorbées par élément de résistance que celles déterminées ci-dessus.
Maintenir les puissances absorbées à une valeur constante en ajustant la tension si
nécessaire. Mesurer la température des résistances dans les conditions stables et
calculer la température d’état stable moyenne, qui est réglée comme étant égale à T
st.
3. A une température ambiante de 25 °C ± 10 K, mettre sous tension une fraction
thermiquement proportionnelle pour le type de parafoudre à un niveau de tension qui
donne les mêmes puissances absorbées par élément de résistance que celles
déterminées ci-dessus. Maintenir les puissances absorbées à une valeur constante en
ajustant la tension si nécessaire. Mesurer la température des résistances dans les
conditions stables et calculer l’augmentation moyenne de la température d’état stable,
ΔT , au-delà de la température ambiante. Déterminer la température T en ajoutant ΔT à
st st st
la température ambiante maximale.
– 8 – 60099-4 Amend. 1 CEI:2006
La fraction distribuée au prorata doit représenter le comportement thermique stable du
parafoudre complet.
NOTE 3 Cette fraction peut ne pas être nécessairement la même que celle utilisée pour l’essai de
fonctionnement.
A une tension U , déterminer le rapport k des puissances absorbées à 115 °C sur la
ct x
puissance absorbée à T pour le type des éléments de résistance utilisés. Pour cet essai, la
st
source de tension doit satisfaire aux exigences de 8.5.1.
8.5.2.3.2 Procédure d’essai
Trois échantillons de résistances doivent être soumis à des puissances absorbées constantes
+30
égales à k *P (tolérances %) pendant 1 000 h. Au cours de l’essai, la température doit
x ct
être contrôlée pour maintenir la température de surface de la résistance à la température
d’essai exigée T ± 4 K. Il faut que la tension d’essai appliquée au début de l’essai ne soit pas
t
inférieure à 0,95*U .
ct
Si la température T est égale ou inférieure à 60 °C, T doit être de 115 °C. Si T est
st t st
supérieure à 60 °C, la température d’essai ou la durée d’essai doivent être augmentées
comme suit:
a) Augmentation de la température d’essai
= 115 + (T – T – ΔT )
T
t st a,max n
où
est la température d’essai en °C ;
T
t
T eat la température d’état stable des résistances en °C ;
st
est la température ambiante maximale en °C ;
T
a,max
ΔT = 20 K .
n
NOTE 1 Pour les parafoudres immergés ΔT = 25 K, compte tenu de l’exigence qui prévoit que la
n
température de départ de l’essai de fonctionnement pour ces parafoudres (120 °C) est supérieure de 25 K à la
température ambiante maximale (95 °C), tandis que pour d’autres parafoudres, la différence entre la
température de départ de l’essai de fonctionnement et la température ambiante maximale est de 20 K.
b) Augmentation de la durée d’essai
ΔT/10
t = t * 2,5
où
t est la durée d’essai en h ;
t = 1 000 h ;
ΔT est la température supérieure à 60 °C.
NOTE 2 Pour les parafoudres débrochables et immergés, t est égal à 2 000 h et 7 000 h respectivement et ΔT
est la température supérieure à 85 °C et 120 °C respectivement.
8.5.2.3.3 Détermination des tensions assignées et de service permanent majorées
Les trois échantillons en essai doivent être portés à la température T ± 4 K et soumis aux
t
puissances absorbées constantes k *P . Une à deux heures après l’application de la tension,
x ct
celle-ci est réglée sur une valeur dans la gamme de 0,95* U à U et les puissances
ct ct
absorbées, P , sont mesurées. Au cours de l’essai, après 30 %, 50 % et 70 % de la durée
1ct
d’essai, la mesure des puissances absorbées est répétée dans les mêmes conditions de
température et de tension. Les valeurs de puissance absorbée minimales à ces moments sont
désignées P . A la fin de l’essai de vieillissement, les puissances absorbées P sont
3ct 2ct
déterminées dans les mêmes conditions de température de bloc et à la même tension.
– 10 – 60099-4 Amend. 1 CEI:2006
• Si P est égale ou inférieure à 1,1 fois P , alors l’essai selon 8.5.4 et 8.5.5 doit être
2ct 3ct
réalisé sur de nouvelles résistances:
– si P est égale ou inférieure à P , U et U sont utilisées sans modification;
2ct 1ct sc sr
– si P > P , le rapport P / P est déterminé pour chaque échantillon. Le plus
2ct 1ct 2ct 1ct
élevé de ces rapports est désigné K . Sur trois nouvelles résistances à température
ct
ambiante, les puissances absorbées P et P sont mesurées à U et U
1c 1r sc sr
respectivement. Ensuite, les tensions sont augmentées de telle sorte que les
puissances absorbées correspondantes P et P remplissent la relation:
2c 2r
P P
2c 2r
= K ; = K
ct ct
P P
1c 1r
U * et U * sont les plus élevées des trois tensions augmentées obtenues. Comme
c r
alternative, les résistances vieillies peuvent également être utilisées après accord entre
l'utilisateur et le fabricant.
• Si P est supérieure à 1,1 fois P , et que P est supérieure ou égale à P alors des
2ct 3ct 2ct 1ct
résistances vieillies doivent être utilisées pour l’essai suivant de 8.5.4 et 8.5.5. De
nouvelles résistances avec des valeurs corrigées U * et U * peuvent être utilisées, mais
c r
uniquement après accord entre l’utilisateur et le constructeur.
Les résistances vieillies sont, par définition, les résistances soumises aux essais selon
8.5.2.3.2.
Ces cas sont résumés au Tableau 7.
Lorsque des résistances vieillies sont utilisées dans l’essai de fonctionnement, il est
recommandé que le laps de temps entre l'essai de vieillissement et l'essai de fonctionnement
ne soit pas supérieur à 24 h.
Il convient que la durée de mesure soit suffisamment courte pour éviter l'augmentation des
puissances absorbées par échauffement.
Page 90
8.7 Procédure d’essais de court-circuit
Remplacer le titre et le texte de 8.7 par le nouveau titre et le nouveau texte suivant:
8.7 Essais de court-circuit
8.7.1 Généralités
Les parafoudres, pour lesquels le constructeur déclare une tenue aux courts-circuits, doivent
être soumis aux essais conformément à ce paragraphe. L’essai doit être réalisé pour montrer
qu’une défaillance du parafoudre ne donne pas lieu à une rupture explosive de l’enveloppe du
parafoudre et que les flammes s’auto-éteignent (le cas échéant) dans un délai défini. Chaque
type de parafoudre est soumis à l’essai avec quatre valeurs de courants de court-circuit. Si le
parafoudre est équipé d’un autre dispositif comme substitut d’un limiteur de pression
conventionnel, ce dispositif doit être inclus dans l’essai.
La fréquence de l’alimentation du courant d’essai de court-circuit doit être comprise entre
48 Hz et 62 Hz.
En ce qui concerne les performances au courant de court-circuit, il est important de distinguer
deux conceptions de parafoudres:
– 12 – 60099-4 Amend. 1 CEI:2006
– Les parafoudres de «conception A» sont tels qu’un canal utilisé par le gaz suit toute la
longueur de l’unité de parafoudre et remplit ≥50 % du volume interne qui n’est pas occupé
par les parties actives internes.
– Les parafoudres de «conception B» sont solides et sans volume interne de gaz ou ont un
volume de gaz interne remplissant <50 % du volume interne qui n’est pas occupé par les
parties actives internes.
NOTE 1 Généralement, les parafoudres de «conception A» sont des parafoudres à enveloppe en porcelaine ou
en polymère avec un isolateur cr
...
NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
60099-4
INTERNATIONAL
STANDARD
AMENDEMENT 1
AMENDMENT 1
2006-05
Amendement 1
Parafoudres –
Partie 4:
Parafoudres à oxyde métallique sans éclateurs
pour réseaux à courant alternatif
Amendment 1
Surge arresters –
Part 4:
Metal-oxide surge arresters without gaps
for a.c. systems
IEC 2006 Droits de reproduction réservés Copyright - all rights reserved
International Electrotechnical Commission, 3, rue de Varembé, PO Box 131, CH-1211 Geneva 20, Switzerland
Telephone: +41 22 919 02 11 Telefax: +41 22 919 03 00 E-mail: inmail@iec.ch Web: www.iec.ch
CODE PRIX
S
Commission Electrotechnique Internationale
PRICE CODE
International Electrotechnical Commission
МеждународнаяЭлектротехническаяКомиссия
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue
– 2 – 60099-4 Amend. 1 CEI:2006
AVANT-PROPOS
Le présent amendement a été établi par le comité d’études 37 de la CEI: Parafoudres.
Le texte de cet amendement est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
37/324/FDIS 37/325/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cet amendement.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant la date de
maintenance indiquée sur le site web de la CEI sous «http://webstore.iec.ch» dans les
données relatives à la publication recherchée. A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
_____________
Page 2
SOMMAIRE
Remplacer, à la page 6, le titre de l’Annexe N par le nouveau titre suivant:
Annexe N (normative) Procédure d’essai pour déterminer la capacité de décharge
aux chocs de foudre
Page 8
Ajouter:
Figure 13 – Exemples d’unités de parafoudres
Figure 14 – Montage d’un circuit d’essai de court-circuit
Figure 15 – Exemple d’un circuit d’essai impliquant le courant prédégradé
immédiatement avant d’appliquer l’essai de courant de court-circuit
Supprimer les titres des Figures N.1, N.2 et N.3.
60099-4 Amend. 1 IEC:2006 – 3 –
FOREWORD
This amendment has been prepared by IEC technical committee 37: Surge arresters.
The text of this amendment is based on the following documents:
FDIS Report on voting
37/324/FDIS 37/325/RVD
Full information on the voting for the approval of this amendment can be found in the report
on voting indicated in the above table.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
the maintenance result date indicated on the IEC web site under "http://webstore.iec.ch" in
the data related to the specific publication. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
_____________
Page 3
CONTENTS
Replace, on page 7, the title of Annex N by the following new title:
Annex N (normative) Test procedure to determine the lightning impulse discharge capability
Page 9
Add:
Figure 13 – Examples of arrester units
Figure 14 – Short-circuit test setup
Figure 15 – Example of a test circuit for re-applying pre-failing current immediately before
applying the short-circuit test current
Delete the titles of Figures N.1, N.2 and N.3.
– 4 – 60099-4 Amend. 1 CEI:2006
Page 10
Ajouter:
Tableau 14 – Exigences d’essai
Tableau 15 – Courants exigés pour les essais de court-circuit
Supprimer les titres des Tableaux N.1, N.2 et N.3
Page 50
6.11 Court-circuit
Remplacer le texte de ce paragraphe par ce qui suit:
Un parafoudre pour lequel une tension assignée de court-circuit est demandée par le
constructeur doit être soumis à un essai de court-circuit conformément à 8.7 pour montrer que
le parafoudre ne connaîtra pas de défaillance telle qu’elle occasionne de violentes vibrations
de l’enveloppe et que l’auto-extinction de flammes nues (s’il y en a) se produise dans une
période de temps définie.
6.12.1 Tenue du dispositif de déconnexion
Ajouter à ce paragraphe le troisième tiret suivant:
– pour les parafoudres destinés à être installés sur des lignes aériennes dont les tensions
réseau sont supérieures à 52 kV, essai de capacité de décharge aux chocs de foudre (voir
Annexe N).
Page 52
Ajouter, après 6.16, le nouveau paragraphe suivant:
6.17 Capacité de décharge aux chocs de foudre
Pour les parafoudres destinés à être installés sur des lignes aériennes dont les tensions
réseau sont supérieures à 52 kV, la capacité de décharge aux chocs de foudre doit être
démontrée par les essais et les procédures donnés à l’Annexe N.
Page 56
Tableau 3 – Essais de type de parafoudre
Supprimer toutes les références à l’Annexe N.
Page 74
Ajouter, après 8.5.2.2, à la page 76, les nouveaux paragraphes suivants:
60099-4 Amend. 1 IEC:2006 – 5 –
Page 11
Add:
Table 14 – Test requirements
Table 15 – Required currents for short-circuit tests
Delete the titles of Tables N.1, N.2 and N.3.
Page 51
6.11 Short circuit
Replace the text of this subclause by the following:
An arrester for which a short-circuit rating is claimed by the manufacturer shall be subjected
to a short-circuit test according to 8.7 to show that the arrester will not fail in a manner that
causes violent shattering of the housing and that self-extinguishing of open flames (if any)
occurs within a defined period of time.
6.12.1 Disconnector withstand
Add to this subclause the following third dashed item:
– for surge arresters to be installed in overhead lines with system voltages exceeding 52 kV,
test of the lightning impulse discharge capability (see Annex N).
Page 53
Add, after 6.16, the following new subclause:
6.17 Lightning impulse discharge capability
For surge arresters to be installed in overhead lines with system voltages exceeding 52 kV,
the lightning impulse discharge capability shall be demonstrated by the tests and procedures
of Annex N.
Page 57
Table 3 – Arrester type tests
Delete all references to Annex N.
Page 75
Add, after 8.5.2.2, on page 77, the following new subclauses:
– 6 – 60099-4 Amend. 1 CEI:2006
8.5.2.3 Procédure d’essai pour les éléments de résistance soumis à des contraintes
à une valeur supérieure ou égale à la tension de référence
Si la valeur de U est proche de, ou supérieure à celle de la tension de référence, il peut ne
ct
pas être possible d’effectuer un essai de vieillissement accéléré sous U en raison de la
ct
dépendance extrême en tension pour les puissances absorbées et la stabilité de la source de
tension disponible. Si U ≥ 0,95*U et s’il n’est pas possible d’effectuer un essai de
ct ref
vieillissement accéléré selon 8.5.2.1, cette procédure d’essai alternative doit s’appliquer et
elle remplace 8.5.2.1 et 8.5.2.2.
NOTE Pour fournir une vue d’ensemble et aider à la compréhension de la procédure, les étapes nécessaires sont
les suivantes:
1) Calculer la puissance absorbée P pour la résistance subissant la contrainte la plus élevée (à T = 40 °C et
ct a
U = U ).
c
2) Déterminer la température d’état stable T pour la partie du parafoudre soumise à la contrainte la plus élevée
st
en utilisant une des trois procédures alternatives de 8.5.2.3.1.
3) A une tension U , déterminer le rapport k de la puissance absorbée à 115 °C sur la puissance absorbée à T
ct x st
pour le type des éléments de résistance utilisés.
4) Effectuer un essai de vieillissement accéléré à la puissance absorbée constante k * P .
x ct
5) Réaliser des mesures de la puissance absorbée à intervalles de temps spécifiés.
6) Si T > 60 °C, augmenter la température ou la durée de l’essai.
st
7) Evaluer les puissances absorbées de l’étape 5) selon 8.5.2.3.3.
8.5.2.3.1 Détermination des paramètres d’essai
Calculer les puissances absorbées, P , par élément de résistance à la température ambiante
ct
maximale de 40 °C avec le parafoudre sous une tension U , pour la résistance subissant la
c
contrainte de tension la plus élevée selon l’Annexe L y compris l’effet du courant résistif.
NOTE 1 Pour les parafoudres débrochables et immergés, les températures ambiantes maximales applicables sont
respectivement 65 °C et 95 °C.
Choisir une des 3 procédures d’essai suivantes pour déterminer la température d’état stable,
T , de la partie du parafoudre qui subit la contrainte la plus élevée à la température ambiante
st
maximale:
NOTE 2 Les procédures d’essai sont considérées comme conservatrices par ordre croissant de 1 à 3.
1. A une température ambiante de 25 °C ± 10 K, mettre le parafoudre complet sous la
tension U déclarée jusqu’à l’obtention des conditions de température d’état stable. La
c
température doit être mesurée sur les éléments de résistance, en 5 points espacés de la
manière la plus régulière possible sur la portion de 20 % subissant la contrainte la plus
élevée de la longueur de chaque colonne de parafoudre. Si cette portion de 20 % contient
moins de 5 éléments de résistance, le nombre de points de mesure peut être limité à un
point sur chaque élément de résistance. L’augmentation moyenne de la température au-
dessus de la température ambiante des éléments de résistance doit être ajoutée à la
température ambiante maximale pour obtenir la température T .
st
2. A la température ambiante maximale, mettre sous tension une fraction thermiquement
proportionnelle pour le type de parafoudre à un niveau de tension qui donne les mêmes
puissances absorbées par élément de résistance que celles déterminées ci-dessus.
Maintenir les puissances absorbées à une valeur constante en ajustant la tension si
nécessaire. Mesurer la température des résistances dans les conditions stables et
calculer la température d’état stable moyenne, qui est réglée comme étant égale à T
st.
3. A une température ambiante de 25 °C ± 10 K, mettre sous tension une fraction
thermiquement proportionnelle pour le type de parafoudre à un niveau de tension qui
donne les mêmes puissances absorbées par élément de résistance que celles
déterminées ci-dessus. Maintenir les puissances absorbées à une valeur constante en
ajustant la tension si nécessaire. Mesurer la température des résistances dans les
conditions stables et calculer l’augmentation moyenne de la température d’état stable,
ΔT , au-delà de la température ambiante. Déterminer la température T en ajoutant ΔT à
st st st
la température ambiante maximale.
60099-4 Amend. 1 IEC:2006 – 7 –
8.5.2.3 Test procedure for resistor elements stressed at or above the reference voltage
If U is close to or above the reference voltage, it may not be possible to perform an
ct
accelerated ageing test at U , due to the extreme voltage dependence for the power losses
ct
and stability of available voltage source. If U ≥ 0,95*U and if it is not possible to perform
ct ref
an accelerated ageing test according to 8.5.2.1, this alternative test procedure shall apply and
replaces 8.5.2.1 and 8.5.2.2.
NOTE To provide an overview and to serve as an aid to understanding the procedure, the steps required are as
follows.
1) Calculate power loss, P , for the highest stressed resistor (at T = 40 °C and U = U ).
ct a c
2) Determine the steady-state temperature, T , for the highest stressed part of the arrester by using one of the
st
three alternative procedures of 8.5.2.3.1.
3) At a voltage U , determine the ratio, k , of power loss at 115 °C to power loss at T for the type of resistor
ct x st
elements used.
4) Perform an accelerated ageing test at constant power loss, k * P .
x ct
5) Interrupt the test for a short time and take measurements of power loss at specified time intervals.
6) If T > 60 °C, increase test temperature or test time.
st
7) Evaluate the power losses of step 5) according to 8.5.2.3.3.
8.5.2.3.1 Determination of test parameters
Calculate the power losses, P , per resistor element at the maximum ambient temperature of
ct
40 °C with the arrester energized at U , for the highest voltage stressed resistor according to
c
Annex L including the effect of the resistive current.
NOTE 1 For dead-front and liquid-immersed arresters, 65 °C and 95 °C, respectively, apply as maximum ambient
temperatures.
Select one of the three following test procedures to determine the steady-state temperature,
T , of the most stressed part of the arrester at maximum ambient temperature.
st
NOTE 2 The test procedures are considered to be conservative in increasing order from 1 to 3.
1. At an ambient temperature of 25 °C ± 10 K, energize the complete arrester at the claimed
until steady-state temperature conditions have been attained. The temperature shall be
U
c
measured on resistor elements, at five points as evenly spaced as possible over the most
highly stressed 20 % portion of the length of each column of the arrester. If this 20 %
portion contains less than five resistor elements, the number of measuring points may be
limited to one point on each resistor element. The average temperature rise above
ambient of the resistor elements shall be added to the maximum ambient temperature to
.
obtain the temperature T
st
2. At the maximum ambient temperature, energize a thermally pro-rated section
representative for the arrester type at a voltage level, which results in the same power
losses per resistor element as determined above. Keep the power losses constant by
adjusting the voltage if necessary. Measure the temperature of the resistors in steady-
state condition and calculate the average steady-state temperature, which is set equal to
T
st.
3. At an ambient temperature of 25 °C ± 10 K, energize a thermally pro-rated section
representative for the arrester type at a voltage level which results in the same power
losses per resistor element as determined above. Keep the power losses constant by
adjusting the voltage if necessary. Measure the temperature of the resistors in steady-
, above
state condition and calculate the average steady-state temperature rise, ΔT
st
ambient. Determine the temperature, T by adding ΔT to the maximum ambient
st , st
temperature.
– 8 – 60099-4 Amend. 1 CEI:2006
La fraction distribuée au prorata doit représenter le comportement thermique stable du
parafoudre complet.
NOTE 3 Cette fraction peut ne pas être nécessairement la même que celle utilisée pour l’essai de
fonctionnement.
A une tension U , déterm
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.