IEC 60664-4:2005

Insulation coordination for equipment within low-voltage systems - Part 4: Consideration of high-frequency voltage stress

IEC 60664-4:2005 Deals with basic, supplementary and reinforced insulation subjected to high-frequency voltage stress within low-voltage equipment. The dimensioning values directly apply for basic insulation; for reinforced insulation additional requirements apply according to Part 1. It is applicable for the dimensioning of clearances, creepage distances and solid insulation stressed by any type of periodic voltages with a fundamental frequency above 30 kHz and up to 10 MHz. This part of IEC 60664 can only be used together with IEC 60664-1 or with IEC 60664-5 (in this standard called Part 1 or Part 5). By using Part 1 or Part 5 together with this part the frequency limit of Part 1 or Part 5 is extended to frequencies higher than 30 kHz. This part also applies to Part 3 for frequencies greater than 30 kHz and protection of type 1. For type 2 protection this question is under consideration. Applies to equipment for use up to 2 000 m above sea level having a rated voltage up to a.c. 1 000 V. Specifies the requirements for clearances, creepage distances and solid insulation for equipment based upon their performance criteria. lt includes methods of electric testing with respect to insulation coordination. The minimum clearances specified in this part do not apply where ionized gases occur. Special requirements for such situations may be specified at the discretion of the relevant technical committee. This part does not deal with distances
- through liquid insulation,
- through gases other than air,
- through compressed air.
The object of this standard is to guide technical committees responsible for different equipment in order to rationalise their requirements so that insulation coordination is achieved when specifying clearances in air, creepage distances and solid insulation for equipment. The major changes made during the revision of IEC 60664-4 were the following:
- inclusion of more recent information about the withstand characteristics of insulation at high-frequency voltage stress (see Annexes A, B and C);
- inclusion of requirements for the dimensioning of clearances at high-frequency voltage stress (see Clause 4);
- inclusion of requirements for the dimensioning of creepage distances at high-frequency voltage stress (see Clause 5);
- inclusion of requirements for the dimensioning of solid insulation at high-frequency voltage stress (see Clause 6);
- inclusion of diagrams to provide guidance on dimensioning with respect to high-frequency voltage stress (see Annex F);
specification of tests with respect to high-frequency voltage stress (see Clause 7);
- inclusion of test circuits for high-frequency voltage withstand testing and partial discharge testing (see Annex D.1 and D.2.1);
- inclusion of design criteria for partial discharge test circuits at high-frequency voltage (see Annex D.2.2);
- inclusion of criteria for dealing with non sinusoidal voltage stress (see Clause 8 and Annex E).

Coordination de l'isolement des matériels dans les systèmes (réseaux) à basse tension - Partie 4: Considérations sur les contraintes de tension à haute fréquence

IEC 60664-4:2005 Traite de l'isolation principale, de l'isolation supplémentaire et de l'isolation renforcée soumises à des contraintes de tension à haute fréquence dans les matériels à basse tension. Les valeurs de dimensionnement s'appliquent directement à l'isolation principale; pour l'isolation renforcée, des exigences supplémentaires s'appliquent, conformément à la Partie 1. Elle est applicable pour le dimensionnement des distances d'isolement, des lignes de fuite et de l'isolation solide subissant des contraintes par tout type de tensions périodiques avec une fréquence fondamentale supérieure à 30 kHz et pouvant atteindre 10 MHz. La présente partie de la CEI 60664 ne peut être utilisée que conjointement à la CEI 60664-1 ou à la CEI 60664-5 (intitulées Partie 1 ou Partie 5 dans la présente norme). En utilisant la Partie 1 ou la Partie 5 conjointement à la présente partie, la limite de fréquence de la Partie 1 ou de la Partie 5 est étendue à des fréquences supérieures à 30 kHz. La présente partie s'applique également à la Partie 3 pour les fréquences supérieures à 30 kHz et la protection de type 1. Pour la protection de type 2, cette question est à l'étude. S'applique aux matériels utilisés jusqu'à 2 000 m au-dessus du niveau de la mer, ayant une tension assignée ne dépassant pas 1 000 V en courant alternatif. Définit les exigences pour des distances d'isolement, des lignes de fuite et de l'isolation solide des matériels, basées sur leurs critères de performance. Elle comprend les méthodes d'essais diélectriques en tenant compte de la coordination de l'isolement. Les distances d'isolement minimales spécifiées dans la présente partie ne s'appliquent pas en présence de gaz ionisés. Les exigences particulières dans de telles conditions peuvent être spécifiées par les comités d'études appropriés, comme ils l'entendent. La présente partie ne traite pas des distances
- à travers l'isolation liquide,
- à travers les gaz autres que l'air,
- à travers l'air comprimé.
L'objet de la présente norme est de guider les comités d'études responsables de matériels différents, de manière à rationaliser leurs spécifications, afin de réaliser la coordination de l'isolement lorsque les distances d'isolement dans l'air, les lignes de fuite et l'isolation solide des matériels sont spécifiées. Les modifications majeures effectuées au cours de la révision de la CEI 60664-4 ont été les suivantes:
- inclusion d'informations plus récentes concernant les caractéristiques de tenue de l'isolation à des contraintes de tension à haute fréquence (voir Annexes A, B et C);
- inclusion d'exigences pour le dimensionnement des distances d'isolement à des contraintes de tension à haute fréquence (voir Article 4);
- inclusion d'exigences pour le dimensionnement des lignes de fuite à des contraintes de tension à haute fréquence (voir Article 5);
- inclusion d'exigences pour le dimensionnement de l'isolation solide à des contraintes de tension à haute fréquence (voir Article 6);
- inclusion de schémas pour fournir des lignes directrices sur le dimensionnement en tenant compte des contraintes de tension à haute fréquence (voir Annexe F);
- spécification d'essais en tenant compte des contraintes de tension à haute fréquence (voir Article 7);
- inclusion de circuits d'essai pour les essais de tension de tenue à haute fréquence et les essais de décharges partielles (voir Annexes D.1 et D.2.1);
- inclusion de critères de conception pour les circuits d'essai de décharges partielles sous des tensions à haute fréquence (voir Annexe D.2.2);
- inclusion de critères pour couvrir les contraintes de tension non sinusoïdale (voir Article 8 et Annexe E).

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 14-Sep-2005
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 29.080.30 - Insulation systems
• Technical Committee: TC 109 - Insulation co-ordination for low-voltage equipment
• Drafting Committee: MT 3 - TC 109/MT 3
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 30-Nov-2005
• Completion Date: 15-Sep-2005

Standards Content (Sample)

NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
60664-4
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2005-09
PUBLICATION FONDAMENTALE DE SÉCURITÉ
BASIC SAFETY PUBLICATION
Coordination de l'isolement des matériels
dans les systèmes (réseaux) à basse tension –
Partie 4:
Considérations sur les contraintes
de tension à haute fréquence
Insulation coordination for equipment
within low-voltage systems –
Part 4:
Consideration of high-frequency voltage stress
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60664-4:2005
Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Editions consolidées Consolidated editions
Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its
CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
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sur les publications de la CEI
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sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
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comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
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ligne sont également disponibles sur les nouvelles issued publications, withdrawn and replaced
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PUBLICATION FONDAMENTALE DE SÉCURITÉ
BASIC SAFETY PUBLICATION
Coordination de l'isolement des matériels
dans les systèmes (réseaux) à basse tension –
Partie 4:
Considérations sur les contraintes
de tension à haute fréquence
Insulation coordination for equipment
within low-voltage systems –
Part 4:
Consideration of high-frequency voltage stress
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– 2 – 60664-4  CEI:2005
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.8
INTRODUCTION.12

1 Domaine d’application et objet.14
2 Références normatives.16
3 Termes et définitions .16
4 Distances d’isolement.18
4.1 Conditions générales.18
4.2 Informations de base.18
4.3 Champs homogène et approximativement homogène .18
4.4 Champs non homogènes .20
5 Lignes de fuite.26
5.1 Valeurs expérimentales .26
5.2 Dimensionnement des lignes de fuite .26
6 Isolation solide .32
6.1 Considération générale .32
6.2 Facteurs d’influence .32
6.3 Dimensionnement de l’isolation solide .34
7 Essais à haute fréquence .36
7.1 Exigences fondamentales.36
7.2 Source de tension d’essai .38
7.3 Conditionnement .38
7.4 Essai de claquage à haute fréquence .38
7.5 Essai de décharges partielles à haute fréquence.38
7.6 Exemples des résultats d’essai .44
8 Tensions non sinusoïdales .44
8.1 Considérations générales.44
8.2 Tension de chocs périodique.46
8.3 Analyse harmonique.46
8.4 Procédure de dimensionnement et essais .46

Annexe A (informative) Caractéristiques d’isolement des distances d’isolement sous
des tensions à haute fréquence .50
Annexe B (informative) Caractéristiques d’isolement des lignes de fuite sous des

tensions à haute fréquence.64
Annexe C (informative) Caractéristiques d’isolement de l’isolation solide sous des
tensions à haute fréquence.70
Annexe D (normative) Essais de l’isolation sous des tensions à haute fréquence .90
Annexe E (informative) Isolation subissant des contraintes avec des tensions à haute
fréquence non sinusoïdales .118
Annexe F (informative) Schémas de dimensionnement .128

Bibliographie.132

60664-4  IEC:2005 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.9
INTRODUCTION.13
1 Scope and object.15
2 Normative references .17
3 Terms and definitions .17
4 Clearances .19
4.1 General conditions .19
4.2 Basic information.19
4.3 Homogeneous and approximately homogeneous fields.19
4.4 Inhomogeneous fields .21
5 Creepage distances.27
5.1 Experimental data .27
5.2 Dimensioning of creepage distances .27
6 Solid insulation.33
6.1 General consideration .33
6.2 Influencing factors .33
6.3 Dimensioning of solid insulation .35
7 High-frequency testing.37
7.1 Basic requirements.37
7.2 Test voltage source .39
7.3 Conditioning .39
7.4 High-frequency breakdown test .39
7.5 High-frequency partial discharge test .39
7.6 Examples of test results .45
8 Non sinusoidal voltages.45
8.1 General considerations.45
8.2 Periodic impulse voltage.47
8.3 Harmonic analysis .47
8.4 Dimensioning procedure and testing.47

Annex A (informative) Insulation characteristics of clearances at high-frequency
voltages.51
Annex B (informative) Insulation characteristics of creepage distances at high-
frequency voltages.65
Annex C (informative) Insulation characteristics of
...