IEC 60143-1:2015

Series capacitors for power systems - Part 1: General

IEC 60143-1:2015 applies both to capacitor units and capacitor banks intended to be used connected in series with an a.c. transmission or distribution line or circuit forming part of an a.c. power system having a frequency of 15 Hz to 60 Hz. The primary focus of this standard is on transmission application. The series capacitor units and banks are usually intended for high-voltage power systems. This standard is applicable to the complete voltage range. This standard does not apply to capacitors of the self-healing metallized dielectric type. The following capacitors, even if connected in series with a circuit, are excluded from this standard:
- capacitors for inductive heat-generating plants (IEC 60110-1);
- capacitors for motor applications and the like (IEC 60252 (all parts));
- capacitors to be used in power electronics circuits (IEC 61071);
- capacitors for discharge lamps (IEC 61048 and IEC 61049). For standard types of accessories such as insulators, switches, instrument transformers, external fuses, etc. see the pertinent IEC standard. The object of this standard is:
- to formulate uniform rules regarding performance, testing and rating;
- to formulate specific safety rules;
- to serve as a guide for installation and operation. This fifth edition cancels and replaces the fourth edition, published in 2004. This edition constitutes a technical revision. The main change with respect to the previous edition is that the endurance test has been replaced by an ageing test because voltage cycling is already performed in the cold duty test. The guide section has been expanded regarding long line correction and altitude correction. In addition the insulation tables and references to other standards have been updated.
Keywords: a.c. transmission or distribution line, capacitor units and banks for high-voltage power systems
The contents of the corrigendum of April 2017 have been included in this copy.

Condensateurs série destinés à être installés sur des réseaux - Partie 1: Généralités

L'IEC 60143-1:2015 s'applique aux condensateurs unitaires et aux batteries de condensateurs destinés à être raccordés en série sur une ligne de transport ou de distribution d'énergie faisant partie d'un réseau alternatif de fréquence comprise entre 15 Hz et 60 Hz. L'objectif principal de cette norme est de traiter des applications sur les réseaux de transport. Les condensateurs série et les batteries de condensateurs série sont habituellement destinés aux réseaux d'énergie à haute tension. La présente norme s'applique à toute la gamme de tensions. La présente norme ne s'applique pas aux condensateurs avec diélectrique métallisé du type autorégénérateur. Même s'ils sont connectés en série avec un circuit, les condensateurs suivants sont exclus de la présente norme:
- condensateurs pour installations de production de chaleur par induction (IEC 60110-1);
- condensateurs pour moteurs et similaires (IEC 60252 - toutes les parties);
- condensateurs destinés à être utilisés dans les circuits électroniques de puissance (IEC 61071);
- condensateurs pour lampes à décharge (IEC 61048 et IEC 61049). Pour les accessoires normalisés tels que les isolateurs, commutateurs, transformateurs de mesure, coupe-circuit externes, etc., se reporter à la norme IEC correspondante. La présente norme a pour objet:
- de formuler des règles uniformes en ce qui concerne la qualité de fonctionnement, les essais et les caractéristiques assignées;
- de formuler des règles spécifiques de sécurité;
- de servir de guide pour l'installation et pour l'exploitation. Cette cinquième édition annule et remplace la quatrième édition parue en 2004. Cette édition constitue une révision technique. La modification majeure par rapport à la précédente édition concerne le fait que l'essai d'endurance a été remplacé par un essai de vieillissement dans la mesure où les cycles de fonctionnement en tension sont déjà réalisés au cours de l'essai de tenue au froid. La section guide a été étendue pour couvrir la correction de longue ligne et la correction d'altitude. De plus, les tableaux relatifs aux niveaux d'isolement et les références à d'autres normes ont été mis à jour.
Mots clés: ligne de transport ou de distribution d'énergie, condensateurs séries destinés aux réseaux d'énergie à haute tension
Le contenu du corrigendum d'avril 2017 a été pris en considération dans cet exemplaire.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 02-Nov-2023
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 31.060.70 - Power capacitors
• Technical Committee: TC 33 - Power capacitors and their applications
• Drafting Committee: MT 13 - TC 33/MT 13
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 31-Jul-2015
• Completion Date: 25-Jun-2015

Relations

• Amended By: IEC 60143-1:2015/AMD1:2023 - Amendment 1 - Series capacitors for power systems - Part 1: General
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Corrected By: IEC 60143-1:2015/COR1:2017 - Corrigendum 1 - Series capacitors for power systems - Part 1: General
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 60143-1:2004 - Series capacitors for power systems - Part 1: General
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 60143-1 ®
Edition 5.0 2015-06
INTERNATIONAL
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NORME
INTERNATIONALE
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Series capacitors for power systems –
Part 1: General
Condensateurs série destinés à être installés sur des réseaux –
Partie 1: Généralités
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Series capacitors for power systems –

Part 1: General
Condensateurs série destinés à être installés sur des réseaux –

Partie 1: Généralités
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 31.060.70 ISBN 978-2-8322-2752-7

– 2 – IEC 60143-1:2015 © IEC 2015
CONTENTS
FOREWORD . 6
1 Scope and object . 8
2 Normative references . 8
3 Terms and definitions. 9
4 Service conditions . 15
4.1 Normal service conditions . 15
4.2 Ambient air temperature categories . 15
4.3 Abnormal service conditions . 16
4.4 Abnormal power system conditions . 16
5 Quality requirements and tests . 16
5.1 Test requirements for capacitor units . 16
5.1.1 General . 16
5.1.2 Test conditions . 16
5.1.3 Voltage limits as established by overvoltage protector . 16
5.1.4 Determination of protective level voltage U and U . 18
pl lim
5.2 Classification of tests . 18
5.2.1 General . 18
5.2.2 Routine tests. 18
5.2.3 Type tests . 19
5.2.4 Special test (ageing test) . 19
5.3 Capacitance measurement (routine test) . 19
5.3.1 Measuring procedure . 19
5.3.2 Capacitance tolerance . 20
5.4 Capacitor loss measurement (routine test) . 20
5.4.1 Measuring procedure . 20
5.4.2 Loss requirements . 20
5.4.3 Losses in external fuses . 21
5.5 Voltage test between terminals (routine test) . 21
5.6 AC voltage test between terminals and container (routine test) . 21
5.7 Test on internal discharge device (routine test) . 21
5.8 Sealing test (routine test) . 21
5.9 Thermal stability test (type test) . 22
5.9.1 Measuring procedure . 22
5.9.2 Capacitor loss measurement . 23
5.10 AC voltage test between terminals and container (type test) . 23
5.11 Lightning impulse voltage test between terminals and container (type test) . 23
5.12 Cold duty test (type test). 24
5.13 Discharge current test (type test) . 25
6 Insulation level . 26
6.1 Insulation voltages . 26
6.1.1 Standard values . 26
6.1.2 Insulation to earth and between phases . 26
6.1.3 Insulation levels for insulators and equipment on the platform . 26
6.2 Creepage distance . 33
6.3 Air clearances . 34
7 Overloads, overvoltages and duty cycles . 38

7.1 Currents . 38
7.2 Transient overvoltages . 38
7.3 Duty cycles . 39
8 Safety requirements . 39
8.1 Discharge device . 39
8.2 Container connection . 39
8.3 Protection of the environment . 40
8.4 Other safety requirements . 40
9 Markings and instruction books . 40
9.1 Markings of the unit . 40
9.1.1 Rating plate . 40
9.1.2 Warning plate . 41
9.2 Markings of the bank . 41
9.2.1 Instruction sheet or rating plate . 41
9.2.2 Warning plate . 41
9.3 Instruction book . 41
10 Guide for selection of ratings, installation and operation . 42
10.1 General . 42
10.2 Reactance per line, rated reactance per bank and number of modules per
bank . 42
10.2.1 Capacitive reactance per line . 42
10.2.2 Number of series capacitor banks in a transmission line . 43
10.2.3 Number of modules in a capacitor bank .
...

IEC 60143-1 ®
Edition 5.1 2023-11
CONSOLIDATED VERSION
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
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Part 1: General
Condensateurs série destinés à être installés sur des réseaux –
Partie 1: Généralités
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REDLINE VERSION
VERSION REDLINE
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Partie 1: Généralités
– 2 – IEC 60143-1:2015+AMD1:2023 CSV
© IEC 2023
CONTENTS
FOREWORD . 6
1 Scope and object . 8
2 Normative references . 8
3 Terms and definitions . 9
4 Service conditions . 14
4.1 Normal service conditions . 14
4.2 Ambient air temperature categories . 15
4.3 Abnormal service conditions . 15
4.4 Abnormal power system conditions . 16
5 Quality requirements and tests . 16
5.1 Test requirements for capacitor units . 16
5.1.1 General . 16
5.1.2 Test conditions . 16
5.1.3 Voltage limits as established by overvoltage protector . 16
5.1.4 Determination of protective level voltage U and U . 18
pl lim
5.2 Classification of tests . 18
5.2.1 General . 18
5.2.2 Routine tests . 18
5.2.3 Type tests . 18
5.2.4 Special test (ageing test) . 19
5.3 Capacitance measurement (routine test) . 19
5.3.1 Measuring procedure . 19
5.3.2 Capacitance tolerance . 20
5.4 Capacitor loss measurement (routine test) . 20
5.4.1 Measuring procedure . 20
5.4.2 Loss requirements . 20
5.4.3 Losses in external fuses . 21
5.5 Voltage test between terminals (routine test) . 21
5.6 AC voltage test between terminals and container (routine test) . 21
5.7 Test on internal discharge device (routine test) . 21
5.8 Sealing test (routine test) . 21
5.9 Thermal stability test (type test) . 21
5.9.1 Measuring procedure . 21
5.9.2 Capacitor loss measurement . 23
5.10 AC voltage test between terminals and container (type test) . 23
5.11 Lightning impulse voltage test between terminals and container (type test) . 23
5.12 Cold duty test (type test) . 24
5.13 Discharge current test (type test) . 25
6 Insulation level . 26
6.1 Insulation voltages . 26
6.1.1 Standard values . 26
6.1.2 Insulation to earth and between phases . 26
6.1.3 Insulation levels for insulators and equipment on the platform . 26
6.2 Creepage distance . 33
6.3 Air clearances . 34
7 Overloads, overvoltages and duty cycles . 38

© IEC 2023
7.1 Currents . 38
7.2 Transient overvoltages . 38
7.3 Duty cycles . 39
8 Safety requirements . 39
8.1 Discharge device . 39
8.2 Container connection . 39
8.3 Protection of the environment . 40
8.4 Other safety requirements . 40
9 Markings and instruction books. 40
9.1 Markings of the unit . 40
9.1.1 Rating plate . 40
9.1.2 Warning plate . 41
9.2 Markings of the bank . 41
9.2.1 Instruction sheet or rating plate . 41
9.2.2 Warning plate . 41
9.3 Instruction book . 41
10 Guide for selection of ratings, installation and operation . 42
10.1 General . 42
10.2 Reactance per line, rated reactance per bank and number of modules per
bank . 42
10.2.1 Capacitive reactance per line . 42
10.2.2 Number of series capacitor banks in a transmission line . 43
10.2.3 Number of modules in a capacitor bank . 43
10.2.4 Future requirements for series capacitors . 44
10.3 Current ratings for the bank . 44
10.3.1 General . 44
10.3.2 Typical bank overload and swing current cap
...