IEC 60076-4:2002

• Abstract:

  Gives guidance and explanatory comments on the existing procedures for lightning and switching impulse testing of power transformers to supplement the requirements of IEC 60076-3. Also generally applicable to the testing of reactors (see IEC 60289), modifications to power transformer procedures being indicated where required. Information is given on waveshapes, test circuits including test connections, earthing practices, failure detection methods, test procedures, measuring techniques and interpretation of results.

• Status: Published
• Publication Date: 05-Jun-2002
• ICS: 29.180 - Transformers. Reactors
• Technical Committee: TC 14 - Power transformers
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 06-Jun-2002
• Completion Date: 31-Jul-2002

• Revised: IEC 60076-4:2026 - Power transformers - Part 4: Lightning impulse and switching impulse tests of power transformers and reactors
• Effective Date: 05-Sep-2023

Overview

IEC 60076-4:2002 - "Power transformers ­- Part 4: Guide to the lightning impulse and switching impulse testing - Power transformers and reactors" is an IEC guidance standard that supplements the test requirements of IEC 60076-3. Published in 2002, it provides explanatory comments and practical guidance on established procedures for lightning impulse testing and switching impulse testing of power transformers and, with indicated modifications, reactors (see IEC 60289).

The guide focuses on practical test practice rather than specifying new performance limits. It is primarily based on the use of conventional impulse generators and cross-references measurement and recording requirements in IEC high-voltage test techniques.

Key Topics

The standard covers the full test process and interpretation, including:

• Waveshapes
  Guidance on the specified impulse waveshapes used for lightning and switching tests and methods for their determination (as referenced in IEC 60076-3 and IEC 60060-1).

• Test circuits and terminal connections
  Layout and considerations for the main impulse circuit, voltage measuring circuits and chopping circuits; recommended terminal connections for transformers and reactors.

• Calibration and measuring techniques
  Recommended approaches to calibration of measuring equipment and instruments used for high-voltage impulse tests (referencing IEC 60060-2, IEC 61083 parts).

• Failure detection and earthing practices
  Methods of detecting dielectric failures, appropriate earthing and grounding arrangements and how these influence test results.

• Test procedures and recording
  Practical sequences for applying lightning and switching impulses, recording methods (oscillograms and digital recordings), and capture of relevant parameters.

• Interpretation and digital processing
  How to read oscillograms, use digital recordings, perform transfer function analysis, and interpret failure signatures. Annexes include principles of waveshape control and typical oscillogram examples.

• Reporting
  Recommended content of impulse test reports to ensure traceability and reproducibility.

Applications

IEC 60076-4 is intended for:

• Test engineers and high-voltage laboratory personnel conducting impulse dielectric tests
• Transformer and reactor manufacturers preparing factory and type tests
• Utilities and asset owners overseeing acceptance and on-site testing
• Design and quality assurance teams interpreting impulse test results

Use cases include routine type testing, factory acceptance, diagnostic testing after transport or repair, and failure analysis.

Related Standards

Normative and related documents referenced include:

• IEC 60076-3 - Insulation levels, dielectric tests and external clearances
• IEC 60060-1 / IEC 60060-2 - High-voltage test techniques
• IEC 60289 - Reactors
• IEC 61083-1 / IEC 61083-2 - Instruments and digital recorders for impulse tests

Keywords: IEC 60076-4, lightning impulse testing, switching impulse testing, power transformers, reactors, impulse waveshapes, test circuits, measuring techniques, failure detection, impulse test reports.

INTERNATIONAL IEC
STANDARD
60076-4
First edition
2002-06
Power transformers –
Part 4:
Guide to the lightning impulse and
switching impulse testing –
Power transformers and reactors
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.
Reference number
Publication numbering
As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the
60000 series. For example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Consolidated editions
The IEC is now publishing consolidated versions of its publications. For example,
edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base publication, the base
publication incorporating amendment 1 and the base publication incorporating
amendments 1 and 2.
Further information on IEC publications
The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC,
thus ensuring that the content reflects current technology. Information relating to this
publication, including its validity, is available in the IEC Catalogue of publications
(see below) in addition to new editions, amendments and corrigenda. Information on
the subjects under consideration and work in progress undertaken by the technical
committee which has prepared this publication, as well as the list of publications
issued, is also available from the following:
• IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue of IEC publications
The on-line catalogue on the IEC web site (www.iec.ch/searchpub) enables you to
search by a variety of criteria including text searches, technical committees and
date of publication. On-line information is also available on recently issued
publications, withdrawn and replaced publications, as well as corrigenda.
• IEC Just Published
This summary of recently issued publications (www.iec.ch/online_news/ justpub) is
also available by email. Please contact the Customer Service Centre (see below)
for further information.
• Customer Service Centre
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INTERNATIONAL IEC
STANDARD
60076-4
First edition
2002-06
Power transformers –
Part 4:
Guide to the lightning impulse and
switching impulse testing –
Power transformers and reactors
 IEC 2002 Copyright - all rights reserved
No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical,
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60076-4  IEC:2002 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.7
1 Scope.11
2 Normative references .11
3 General .13
4 Specified waveshapes .13
5 Test circuit .13
6 Calibration.17
7 Lightning impulse tests .17
7.1 Waveshapes.17
7.2 Impulses chopped on the tail .19
7.3 Terminal connections and applicable methods of failure detection.21
7.4 Test procedures .23
7.5 Recording of tests .25
8 Switching impulse tests .31
8.1 Special requirements.31
8.2 Transformers.31
8.3 Reactors.39
9 Interpretation of oscillograms or digital recordings.43
9.1 Lightning impulse .43
9.2 Switching impulse.47
10 Digital processing, including transfer function analysis .49
11 Impulse test reports.53
Annex A (informative) Principles of waveshape control .63
Annex B (informative) Typical oscillograms and digital recordings.77
Figure 1 – Typical impulse test circuit .55
Figure 2 – Lightning impulse test terminal connections and applicable methods
of failure detection .57
Figure 3 – Transformer and reactor switching impulse waveshapes .59
Figure 4 – Switching impulse test terminal connections and methods
of failure detection .61
Figure A.1 – Waveshape control for high-impedance windings .63
Figure A.2 – Wavetail control for low impedance windings .67
Figure A.3 – Damped oscillation .69
Figure A.4 – Effects due to short length of wavetail.73
Figure A.5 – Winding earthed through a resistor .75
Figure A.6 – Resistance earthing of low-impedance windings .75
Figure B.1 – Lightning impulse, full-wave failure – Line-to-neutral breakdown
across high-voltage winding of 400 kV generator transformer .81
Figure B.2 – Lightning impulse, full-wave failure – Breakdown between discs
at entrance to high-voltage winding of 115 kV transformer .83

60076-4  IEC:2002 – 5 –
Figure B.3 – Lightning impulse, interlayer breakdown in coarse-step tapping winding
of a 400/220 kV transformer.85
Figure B.4 – Lightning impulse, full-wave failure – Breakdown between leads
of two 1,1 % sections of outside tapping winding of 400 kV generator transformer .87
Figure B.5 – Lightning impulse, full-wave failure – Breakdown short-circuiting
one section of the fine-step tapping winding of a 220 kV transformer .89
Figure B.6 – Lightning impulse, full-wave failure – Breakdown between parallel
conductors in a multi-conductor main high-voltage winding of a 220/110 kV transformer.91
Figure B.7 – Lightning impulse, full-wave failure – Breakdown between foils of 66 kV
bushing on tested winding.93
Figure B.8 – Lightning impulse, chopped-wave failure – Breakdown between turns
in the main high-voltage winding of a 115 kV transformer .95
Figure B.9 – Lightning impulse, chopped-wave failure – Breakdown between turns
in a fine-step tapping winding of a 220 kV transformer .97
Figure B.10 – Chopped lightning impulse – Impulses at different voltage levels
with identical times to chopping when testing a 115 kV transformer .99
Figure B.11 – Chopped lightning impulse – Effects of differences in times to chopping
when testing a 220 kV transformer.101
Figure B.12 – Full lightning impulse – Effect of non-linear resistors embodied
in neutral end on-load tap-changer of a transformer with separate windings.103
Figure B.13 – Full lightning impulse – Effect of generator firing differences
at different voltage levels when testing a 400 kV transformer.105
Figure B.14 – Switching impulse – Satisfactory test on a 400 kV three-phase
generator transformer .107
Figure B.15 – Switching impulse – Breakdown by axial flashover of the main high-
voltage winding of a 525 kV single-phase, generator transformer.109
Figure B.16 – Switching impulse – Satisfactory test on a 33 Mvar, 525 kV
single-phase shunt reactor.111
Figure B.17 – Lightning impulse – Comparison of the transfer function
of a full wave and a chopped wave .113
Figure B.18 – Full lightning impulse – Evaluation of a non-standard waveshape –
Influence of in-built smoothing algorithms in digitizers .115
Figure B.19 – Full lightning impulse – Non-standard waveshape,
superimposed oscillations with >50 % amplitude and frequency <0,5 MHz .115
Figure B.20 – Chopped lightning impulse – Non-standard chopped wave
on a layer type winding .117
Figure B.21 – Full lightning impulse – Non-standard waveshape, comparison
of non-standard waveshapes by digitizers of different make from the same recording .119
Figure B.22 – Full lightning impulse – Test-circuit problem caused by a sparkover
to earth from a measuring cable.121
Figure B.23 – Full lightning impulse – Failure digital recordings of a flashover between
tap leads of a tap changer and of a flashover between coarse and fine tapping winding.123
Table B.1 – Summary of examples illustrated in oscillograms and digital recordings .77

60076-4  IEC:2002 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
POWER TRANSFORMERS –
Part 4: Guide to the lightning impulse and switching impulse testing –
Power transformers and reactors
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 specifications, 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 60076-4 has been prepared by IEC technical committee 14: Power
transformers.
This International Standard cancels and replaces IEC 60722 published in 1982 and
constitutes a technical revision of that document.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
14/413/FDIS 14/446/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.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
Annexes A and B are for information only.

60076-4  IEC:2002 – 9 –
IEC 60076 consists of the following parts, under the general title Power transformers:
Part 1: General
Part 2: Temperature rise
Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air
Part 4: Guide to lightning impulse and switching impulse testing – Power transformers and
reactors
Part 5: Ability to withstand short-circuit
Part 8: Application guide
Part 10: Determination of sound levels
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until 2007.
At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
60076-4  IEC:2002 – 11 –
POWER TRANSFORMERS –
Part 4: Guide to the lightning impulse and switching impulse testing –
Power transformers and reactors
1 Scope
This part of IEC 60076 gives guidance and explanatory comments on the existing procedures for
lightning and switching impulse testing of power transformers to supplement the requirements of
IEC 60076-3. It is also generally applicable to the testing of reactors (see IEC 60289),
modifications to power transformer procedures being indicated where required.
Information is given on waveshapes, test circuits including test connections, earthing
practices, failure detection methods, test procedures, measuring techniques and interpretation
of results.
Where applicable, the test techniques are as recommended in IEC 60060-1 and IEC 60060-2.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60060-1, High-voltage test techniques – Part 1: General definitions and test requirements
IEC 60060-2, High-voltage test techniques – Part 2: Measuring systems
IEC 60076-3, Power transformers – Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external
clearances in air
IEC 60289, Reactors
IEC 61083-1, Instruments and software used for measurement in high-voltage impulse tests –
Part 1: Requirements for instruments
IEC 61083-2, Digital recorders for measurements in high-voltage impulse tests – Part 2:
Evaluation of software used for the determination of the parameters of impulse waveforms

60076-4  IEC:2002 – 13 –
3 General
This standard is primarily based on the use of conventional impulse generators for both
lightning and switching impulse testing of transformers and reactors. The practice of switching
impulse generation with discharge of a separate capacitor into an intermediate or low-voltage
winding is also applicable. However, the method which employs an additional inductance in
series with the capacitor to provide slightly damped oscillations transferred into the high-
voltage winding is not applicable.
Alternative means of switching impulse generation or simulation such as d.c. current
interruption on an intermediate or low-voltage winding or the application of a part-period of
power frequency voltage are not discussed since these methods are not as generally
applicable.
Different considerations in the choice of test circuits (terminal connections) for lightning and
switching impulse tests apply for transformers and reactors. On transformers, all terminals
and windings can be lightning impulse tested to specific and independent levels. In switching
impulse testing, however, because of the magnetically transferred voltage, a specified test
level may only be obtained on one winding (see IEC 60076-3).
Whilst, on reactors, lightning impulse testing is similar to that on transformers, i.e., all
terminals can be tested separately, different considerations apply and different problems arise
in switching impulse testing. Hence, in this standard, lightning impulse testing is covered by a
common text for both transformers and reactors whilst switching impulse testing is dealt with
separately for the two types of equipment.
4 Specified waveshapes
The voltage waveshapes to be used normally during lightning and switching impulse testing of
transformers and reactors are given in IEC 60076-3 and the methods for their determination
are given in IEC 60060-1.
5 Test circuit
The physical arrangement of test equipment, test object and measuring circuits can be divided
into three major circuits:
– the main circuit including the impulse generator, additional waveshaping components and
the test object;
– the voltage measuring circuit;
– the chopping circuit where applicable.
This basic arrangement is shown in figure 1.

60076-4  IEC:2002 – 15 –
The following parameters influence the impulse waveshape;
a) the effective capacitance C , and inductance of the test object, L ; C is constant for any
t t t
given design and any given waveshape, L is also a constant for any given design.
t
The effective L , however, may be influenced by the terminal treatment. It varies between
t
the leakage inductance L for short-circuited terminals and L for open-circuited terminals.
s o
More details in this respect are given in 7.1 and 7.3 and in annex A;
b) the generator capacitance C ;
g
c) waveshaping components, both internal and external to the generator, R , R , R , C
si se p L
(plus, where applicable, the impedance of a voltage divider Z );
d) the stray inductance and capacitance of the generator and the complete test circuit;
e) chopping equipment, where applicable.
The front time T is determined mainly by combination of the effective surge capacitance of
the test object, including C , and the generator internal and external series resistances.
L
The time to half-value T is, for lightning impulses, primarily determined by the generator
capacitance, the inductance of the test object and the generator discharge resistance or any
other parallel resistance. However, there are cases, for example, windings of extremely low
inductance, where the series resistance will have a significant effect also on the wavetail.
For switching impulses, other parameters apply; these are dealt with in clause 8.
The test equipment used in lightning and switching impulse applications is basically the same.
Differences are in details only, such as values of resistors and capacitors (and the terminal
connections of the test object).
To meet the different requirements of the waveshape for lightning and switching impulses,
due consideration has to be given to the selection of the impulse generator parameters, such
as capacitance and series and discharge (parallel) resistances. For switching impulses, large
values of series resistors and/or load capacitors may be necessary, which will result in
significant reduction of the efficiency.
While the output voltage of the impulse generator is determined by the test levels of the
windings with respect to their highest voltage for equipment U for the test object, the
m
required energy storage capability is essentially dependent on the inherent impedances of
the test object.
A brief explanation of the principles of waveshape control is given in annex A.
The arrangement of the test plant, test object and the interconnecting cables, earthing strips,
and other equipment is limited by the space in the test room and, particularly, the proximity
effect of any structures. During impulse testing, zero potential cannot be assumed throughout
the earthing systems due to the high values and rates of change of impulse currents and
voltages and the finite impedances involved. Therefore, the selection of a proper reference
earth is important.
60076-4  IEC:2002 – 17 –
The current return path between the test object and the impulse generator should be of low
impedance. It is good practice to firmly connect this current return path to the general earth
system of the test room, preferably close to the test object. This point of connection should be
used as reference earth and to attain good earthing of the test object it should be connected
to the reference earth by one or several conductors of low impedance (see IEC 60060-2).
The voltage measuring circuit, which is a separate loop of the test object carrying only the
measuring current and not any major portion of the impulse current flowing through the
windings under test, should also be effectively connected to the same reference earth.
In switching impulse testing, since the rates of change of the impulse voltages and currents
are much reduced compared with those in a lightning impulse test and no chopping circuit is
involved, the problems of potential gradients around the test circuit and with respect to the
reference earth are less critical. Nevertheless, it is suggested that, as a precaution, the same
earthing practices should be followed as used for lightning impulse testing.
6 Calibration
It is not the intention of this standard to give any recommendation on measuring systems or
their calibration but, of course, the apparatus which is used should be approved in
accordance with IEC 60060. Before a test, an overall check of the test circuit and the
measuring system may be performed at a voltage lower than the reduced voltage level. In this
check, voltage may be determined by means of a sphere gap or by comparative measurement
with another approved device. When using a sphere gap, it should be recognized that this is
only a check and does not replace the periodically performed calibration of the approved
measuring system. After any check has been made, it is essential that neither the measuring
nor the test circuit is altered except for the removal of any devices for checking.
Information on types of voltage dividers, their applications, accuracy, calibration and checking
is given in IEC 60060-2.
7 Lightning impulse tests
7.1 Waveshapes
The values of waveshape specified may not always be obtainable. In the impulse testing of
large power transformers and reactors, of low winding inductance and/or high surge
capacitance, wider tolerances may have to be accepted.
The surge capacitance of the transformer under test being constant, the series resistance
may have to be reduced in an attempt to obtain the correct front time T or rate of rise, but the
reduction should not be to the extent that oscillations on the crest of the voltage wave become
excessive. If it is considered desirable to have a short front time (preferably within the
specified limits) then oscillations and/or overshoots greater than ±5 % of the peak voltage,
allowed in IEC 60060-1, may have to be accepted. In such an event, a compromise between
the extent of allowable oscillations and the obtainable front time is necessary. In general,
oscillations not greater than ±10 % should be aimed at, even with extensions to the front time
as necessary and as agreed between manufacturer and purchaser. The value of the test
voltage is determined according to the principles of IEC 60060-1.

60076-4  IEC:2002 – 19 –
For large power transformers and particularly the intermediate and low-voltage windings
thereof, the virtual time to half-value T may not be achievable within the value set by the
tolerance. The inductance of such windings may be so low that the resulting waveshape is
oscillatory. This problem may be solved to some extent by the use of large capacitance within
the generator, by parallel stage operation, by adjustment of the series resistor or by specific
test connections of the terminals of windings not under test or, in addition, of the non-tested
terminals of windings under test.
Impedance earthing, rather than direct earthing, of the non-tested winding terminals results in
a significant increase in the effective inductance. For directly earthed terminals, only the
leakage inductance (determined by the short-circuit impedance) is involved. For impedance
earthed terminals, the main inductance becomes predominant. This can make the effective
inductance 100 to 200 times greater than with direct earthing.
When impedance earthing of any non-tested terminal is employed, it is necessary to ensure
that the voltage to earth appearing on any non-tested terminal does not exceed
– 75 % of the rated lightning withstand voltage of that terminal for star-connected windings;
– 50 % of the rated lightning withstand voltage of that terminal for delta-connected windings
(because of opposite polarity voltages to earth on the delta terminals – see also 7.4).
When the waveshape is oscillatory due to extremely low inductance and/or small impulse
generator capacitance, the amplitude of the opposite polarity should not exceed 50 % of the
peak value of the first amplitude. With this limitation, guidance for selecting impulse generator
capacitance and adjusting waveshapes is given in annex A.
7.2 Impulses chopped on the tail
7.2.1 Time to chopping
Different times to chopping T (as defined in IEC 60060-2), will result in different stresses
c
(voltage and duration) in different parts of the winding(s) depending on the winding
construction and arrangement employed. Hence, it is not possible to state a time to chopping
which is the most onerous either in general or for any particular transformer or reactor.
The time to chopping is therefore not regarded as a test parameter provided that it is within
the limits of 2 μs and 6 μs as required by IEC 60076-3.
Oscillograms or digital recordings of chopped waves, however, are only comparable for
almost identical times to chopping.
7.2.2 Rate of collapse and amplitude of reversed polarity of the chopped impulse
The characteristic events during chopping are largely dependent on the geometrical
arrangement of the chopping circuit involved and on the impedance of the chopping circuit
and of the test object, all of which determine both the rate of collapse and the amplitude of the
opposite polarity peak.
In IEC 60076-3, the amount of overswing to opposite polarity has been limited to 30 % of the
amplitude of the chopped impulse. This, in fact, represents a guideline for the arrangement of
in this circuit
the chopping circuit and may entail the introduction of additional impedance Z
c
to meet the limit (see figure 1).

60076-4  IEC:2002 – 21 –
The chopping loop, however, should be as small as possible to obtain the highest rate of collapse,
but the overswing to opposite polarity should be limited to less than, or equal to 30 %. On multiple
layer windings, the layer impedance may damp the collapse normally to the extent that it does not
oscillate around zero (see figure B.20).
The recommendation in IEC 60076-3 to use a triggered-type chopping gap is made because
of its advantage in obtaining consistency of the time to chopping, thereby facilitating the
comparison of oscillographic or digital recordings not only before but also after chopping.
The latter part will only be comparable for reasonably identical times to chopping.
7.3 Terminal connections and applicable methods of failure detection
7.3.1 Terminal connections
It is essential that the terminal connections of the test object and the earthing practices
employed relate to the method of failure detection adopted.
Connections for impulse testing are detailed in IEC 60076-3 for transformers and in
IEC 60289 for reactors. Normally the non-tested terminals of the phase winding under test are
earthed and the non-tested phase windings are shorted and earthed. However, in order to
improve the wavetail T , resistance earthing of the non-tested windings may be advantageous
(see clause 5 and 7.1) and, in addition, the non-tested line terminals of the winding under test
may also be resistance earthed.
In addition to the methods of waveshape adjustment in 7.1, the following factors have to be
considered:
a) if a terminal has been specified to be directly earthed or connected to a low-impedance
cable in service, then that terminal should be directly earthed during the test or earthed
through a resistor with an ohmic value not in excess of the surge impedance of the cable;
b) earthing through a low-impedance shunt for the purpose of impulse response current
measurements may be considered the equivalent of direct earthing.
When non-linear elements or surge diverters – built into the transformer or external – are
installed for the limitation of transferred overvoltage transients, the impulse test procedure
should be discussed in advance for each particular case. Refer also to IEC 60076-3.
7.3.2 Applicable methods of failure detection
Failure detection is normally accomplished by examination of the oscillographic or raw data
digital records of the applied test voltage and the impulse response current.
Different transients can be recorded and used separately or in combination, as shown in
figure 2. These are listed a) to e) below. It is essential, in acceptance testing, to record at
least one of these transients in addition to the applied test voltage:
a) the neutral current (for star and zigzag connected windings of which the neutral may be
earthed during the test);
60076-4  IEC:2002 – 23 –
b) the winding current (for all other windings and star and zigzag connected windings of
which the neutral may not be earthed during the test);
c) the current transferred to an adjacent shorted and non-tested winding, sometimes referred
to as capacitively transferred current;
d) the tank current;
e) the voltage transferred to a non-tested winding.
The sum of items a), c) and d) or of items b), c) and d), is sometimes referred to as line
current.
When testing reactors, both of the shunt and series types, items c) and e) are inapplicable;
item d) may be applied but only as an additional means of transient recording since it is likely
to be less sensitive than when used in transformer testing.
7.4 Test procedures
The relevant test sequences for full-wave tests or for full- and chopped-wave tests are given
in IEC 60076-3.
The preferred method of test is that of direct application although in special cases where the
intermediate or low-voltage winding cannot, in service, be subjected to lightning overvoltages
from the system connected to it, the "transferred surge" method may alternatively be
employed. The impulse test of the low-voltage winding is then carried out simultaneously with
the test of the associated high-voltage winding. In these conditions, the waveform of the
transferred voltage does not conform with that specified in IEC 60076-3. It is more important
to try to obtain the required voltage level by means of termination resistors of sufficiently high
value. However, this may not always be possible even with the highest values of resistors. In
this test, high inter-phase voltages may occur on delta-connected windings and the danger of
overstressing inter-phase insulation, internal or external, may limit the voltage that can be
applied to the low-voltage winding. The appropriate limits may be established by transient
analysis with a low-voltage recurrent surge generator.
By their very nature, non-linear protection devices connected across the windings may cause
differences between the reduced full-wave and the full-wave impulse oscillograms or digital
recordings. Proof that these differences are indeed caused by operation of these devices
should be demonstrated by making two or more reduced full-wave impulse tests at different
voltage levels to show the trend in their operation. To show the reversibility of any non-linear
effects, the same reduced full-wave impulses should follow up the full-wave test voltage in a
reversed way.
Example: 60 %, 80 %, 100 %, 80 %, 60 %.
Test methods for transformer neutrals are given in IEC 60076-3. When the indirect method is
used, i.e. by an impulse transmitted to the neutral from one or more line terminals, the
waveshape cannot be specified since it is controlled basically by the transformer parameters.
The direct method, involving an impulse voltage applied to the neutral with all line terminals
earthed, permits a longer duration of wavefront, up to 13 μs. In this case, the inductive
loading of the generator is significantly increased and it may be difficult to achieve times to
half-value set by the tolerances. Impedance earthing of the non-tested terminals of the
winding under test may then be applied.

60076-4  IEC:2002 – 25 –
7.5 Recording of tests
7.5.1 General
Either analogue or digital recording systems may be used for the recording of lightning
impulse voltage and current response waveshapes.
7.5.2 Analogue and digital recording systems
The requirements for analogue oscilloscopes and digital recorders are given in IEC 61083-1.
Digital recording offers the potential for mathematical interpretation of the results and allows
additional mathematical processing to be used, for example, for fault analysis in recordings.
These techniques show promise but interpretation of the results is not yet proven nor
unambiguous.
It should be emphasized that for the purpose of presenting results for acceptance by
comparison of traces, the waveforms obtained by digital measurements should be produced
from the raw data and not subjected to any mathematical processing, filtering, smoothing, etc.
It is equally important to use the raw data for non-standard waveshape evaluation.
(Figures B.18, B.19 and B.21 show significant differences in amplitude and front time T and
time to half value T evaluations.)
When digital recorders are used as straight-forward measuring instruments for recording of
voltage and current waveshapes, without the purpose of mathematical processing (see clause 10)
of the recorded data, they are to be regarded as technically advanced analogue instruments.
IEC 60076-3 requires simultaneously the measurement of
a) the applied voltage;
b) at least one of the transients listed in 7.3.2;
hence, at least two independent recording channels are necessary.
While the applied voltage is uniquely defined, the choice of the other characteristic to be
recorded is dependent on the selection of the method of failure detection.
7.5.3 Analogue recording of waveshapes
To facilitate the assessment of the test results, which is primarily based on the comparison
of recordings taken at reduced and full levels, it is advantageous to provide for recordings of
equal amplitude by the use of appropriate attenuators at the oscilloscopes.

60076-4  IEC:2002 – 27 –
7.5.3.1 Analogue recording of the impulse voltage waveshape
a) Determination of the impulse voltage waveshape
The preferred sweep time for records taken for waveshape determination during
preliminary adjustment of the test circuit parameters is ≤10 µs for the wavefront record
(longer sweep times may be necessary when testing transformer neutrals). The wavetail
record should permit the evaluation of the time to half-value and, on occasions, the
amplitude of reversed polarity.
b) Applied impulse test voltage wave recording
In order to determine the amplitude of the test wave and to permit detection of any fault
which may be present:
– for full waves, the sweep time should not be less than 100 μs;
– for chopped waves, a sweep time of 10 μs to 25 μs is usually found sufficient.
For the test report (see clause 11) one pertinent recording is normally sufficient for
acceptance tests; for diagnostic testing, however, several records with different sweep times
may be required.
7.5.3.2 Analogue recording of the impulse response current
Impulse current is normally the most sensitive parameter in failure detection. Therefore,
the recorded current waves are the main criteria of the test result.
Depending on the form of the current trace and on the use of linear or exponential sweeps,
it may be necessary to use more than one record with different sweep times. The resolution
achieved should ensure that
a) as clear a representation as possible is obtained from the oscillograms, including the
higher frequency components near the front of the wave;
b) the current record is of sufficient duration to permit detection of any discrepancies
occurring late in time. It is difficult to lay down preferred rules for sweep speeds and what
is meant by late in time as the response of every transformer is different and the speed is
to some extent dependent on the type of winding employed. When recording neutral or
winding current, recording should continue at least until the inductive peak has been
reached, thus permitting examination of the wave to determine if there has been any
change in inductance caused by short-circuiting of turns as a result of insulation failure.
7.5.4 Digital recording of waveshapes
The principle of digital recording is the measurement of voltage or current waveshapes by
taking samples during the test at regular time intervals. These samples should be presented
directly as raw data for evaluating waveshape parameters (see 7.5.3.1) and also for the
assessment of test results based on the comparison of recordings taken at reduced and full
impulse voltage levels (see 7.5.3.2). Additionally, the recorded data may also be processed
by wave analysing algorithms, for example, for fault analysis in recordings (see clause 10).

60076-4  IEC:2002 – 29 –
During impulse tests, high electromagnetic fields are produced in the vicinity of the test set-
up. Protection of the sensitive electronic devices in the digital recording system, the entire
processing equipment and its power supply against these fields is required.
The digitizer screens should have a resolution of ≥768 × 1 024 pixels and the printers should
have ≥ 300 dots per inch.
7.5.4.1 Digital recording of the impulse voltage waveshape
a) Determination of the impulse voltage waveshape
The preferred period for the presentation of data for the records taken for waveshape
determination during preliminary adjustment of test-circuit parameters is ≤10 μs for the
wavefront record (longer presentation times may be necessary when testing transformer
neutrals). The wavetail record should permit the evaluation of the time to half-value and,
on occasions, the amplitude of reversed polarity.
IEC 61083-1 specifies a 9-bit, 60 MHz digitizer as the minimum resolution of the digitizer
for the registration of impulse voltage and current waveshapes. When zooming in on 10 μs
time-periods or less for the evaluation of the wavefront or for the evaluation of chopped
impulses, the use of a 10-bit digitizer and 100 MHz sampling frequency should be
considered.
Historically, waveshape evaluation is based on oscilloscopic records, engineering rules and
eye evaluation of waveshape parameters. With the application of digital recorders in high-
voltage testing of power transformers, a warning with respect to amplitude and time
parameters should be given with respect to the evaluation of non-standard waveshapes.
In particular, when testing high-power-rated low-voltage windings with resulting unipolar
overshoots with frequencies less than 0,5 MHz, IEC 61083-2 is not applicable for the
amplitude evaluation of such non-standard waveshapes. Errors in excess of 10 % have been
observed due to the built-in curve smoothing algorithms in the digitizers (see figures B.18,
B.19 and B.21).
In such cases, careful evaluation of the raw data plots using engineering judgement is
required. A parallel measurement of the peak voltage by a peak voltmeter according to
IEC 61083-1 is highly recommended.
b) Applied impulse test voltage wave recording
In order to determine the amplitude of the test wave and to permit detection of any fault
which may be present
– for full waves, the period for the presentation of sampled data should not be less than
100 μs;
– for chopped waves, a period for presentation of 10 μs to 25 μs is usually found
sufficient.
Sampling frequencies of 10 MHz to 20 MHz per channel of the digitizer normally suffice
because the maximum frequencies of part winding resonance normally do not exceed
1 MHz to 2 MHz. If high frequencies are observed in the voltage or current traces these
are due to parasitic resonance in the measuring circuit or noise in the earthing system.
It is therefore recommended that higher sampling frequencies (as mentioned before) be
used to discriminate noise in the measuring circuit from the actual behaviour of the test
object.
For wave analysis, it is important to take samples over the complete waveshape until the
wave is completely damped, using the maximum available memory of the digitizer. It is
important to programme the digitizer in such a way that a sufficient number of samples is
present to determine the virtual starting-point of the wave.

60076-4  IEC:2002 – 31 –
It is, furthermore, important to use the maximum available resolution of the input amplifiers
of the digitizer. For that reason, a number of 50 % pre-shots may be needed to determine
the optimum range for the amplitude of the voltage wave and/or the offset for each
channel.
Special attention should be given to the amount of overswing to opposite polarity of
lightning impulses. When measuring such overswing, clipping of the recorded waveshape
may occur by saturation of the input amplifier in the digitizer in the chosen range.
One pertinent recording (see clause 11) is normally sufficient for acceptance tests.
For diagnostic purposes, however, t
...

NORME CEI
INTERNATIONALE
60076-4
Première édition
2002-06
Transformateurs de puissance –
Partie 4:
Guide pour les essais au choc de foudre
et au choc de manoeuvre –
Transformateurs de puissance
et bobines d'inductance
Cette version française découle de la publication d’origine
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Les numéros de page manquants sont ceux des pages
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Numéro de référence
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Numérotation des publications
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI sont numérotées à partir de
60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1.
Editions consolidées
Les versions consolidées de certaines publications de la CEI incorporant les
amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2
indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant
l’amendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2
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ments et corrigenda. Des informations sur les sujets à l’étude et l’avancement des
travaux entrepris par le comité d’études qui a élaboré cette publication, ainsi que la
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NORME CEI
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60076-4
Première édition
2002-06
Transformateurs de puissance –
Partie 4:
Guide pour les essais au choc de foudre
et au choc de manoeuvre –
Transformateurs de puissance
et bobines d'inductance
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– 2 – 60076-4  CEI:2002
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS .6
1 Domaine d'application.10
2 Références normatives .10
3 Généralités.12
4 Formes d'onde spécifiées .12
5 Circuit d'essai .12
6 Etalonnage .16
7 Essais d'impulsion de choc de foudre.16
7.1 Formes d'onde.16
7.2 Impulsions hachées sur la traîne.18
7.3 Raccordements aux bornes et méthodes applicables de détection
de défaillances .20
7.4 Méthodes d'essai.22
7.5 Enregistrement des essais.24
8 Essais d'impulsion de choc de manœuvre .30
8.1 Prescriptions particulières.30
8.2 Transformateurs .30
8.3 Bobines d'inductance.38
9 Interprétation des oscillogrammes ou des enregistrements numériques.42
9.1 Impulsion de choc de foudre .42
9.2 Impulsion de choc de manœuvre .46
10 Traitement numérique, comprenant l'analyse de fonction de transfert .48
11 Rapports d'essai de l'impulsion de choc .52
Annexe A (informative) Principes de contrôle de la forme d'onde.62
Annexe B (informative) Oscillogrammes et enregistrements numériques typiques.76
Figure 1 – Circuit d'essai d'impulsion de choc typique.54
Figure 2 – Raccordements aux bornes pour l'essai d'impulsion de choc de foudre
et méthodes applicables de détection de défaillances .56
Figure 3 – Formes d'onde de l'impulsion de choc de manœuvre de transformateur
et de bobine d'inductance.58
Figure 4 – Raccordements aux bornes pour l'essai d'impulsion de choc de manœuvre
et méthodes de détection de défaillances .60
Figure A.1 – Contrôle de la forme d'onde pour des enroulements d'impédance élevée .62
Figure A.2 – Contrôle de la queue d'onde pour des enroulements d'impédance faible .66
Figure A.3 – Oscillation amortie.68
Figure A.4 – Effets dus à la courte longueur de la queue d'onde .72
Figure A.5 – Enroulement mis à la terre par une résistance .74
Figure A.6 – Mise à la terre par résistance des enroulements à basse d'impédance.74
Figure B.1 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage ligne
au neutre à travers l'enroulement haute tension du transformateur rotatif 400 kV.80
Figure B.2 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage entre
disques à l'entrée de l'enroulement haute tension du transformateur 115 kV .82

– 4 – 60076-4  CEI:2002
Figure B.3 – Impulsion de choc de foudre, claquage entre couches, dans l'enroulement
à prises à pas grossier d'un transformateur 400/220 kV.84
Figure B.4 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage entre
les fils de deux sections 1,1 % de l'enroulement à prises extérieur du transformateur
rotatif 400 kV .86
Figure B.5 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage court-
circuitant une section de l'enroulement à prises à pas fin d'un transformateur 220 kV .88
Figure B.6 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage entre
les conducteurs parallèles dans un enroulement principal à haute tension d'un
transformateur 220/110 kV .90
Figure B.7 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage entre
clinquants de bague 66 kV sur l'enroulement essayé .92
Figure B.8 – Impulsion de choc de foudre, défaillance onde hachée – Claquage entre
spires dans l'enroulement principal à haute tension d'un transformateur 115 kV.94
Figure B.9 – Impulsion de choc de foudre, défaillance onde hachée – Claquage entre
spires dans un enroulement à prises à pas fin d'un transformateur 220 kV.96
Figure B.10 – Impulsion hachée de choc de foudre – Impulsions à différents niveaux de
tension avec des temps de hachage identiques, lors des essais d'un transformateur 115 kV.98
Figure B.11 – Impulsion hachée de choc de foudre – Effets des différences dans
les temps de hachage lors des essais d'un transformateur 220 kV. 100
Figure B.12 – Pleine impulsion de choc de foudre – Effet des résistances non linéaires
incorporées dans la sortie du neutre du changeur de prises en charge,
d'un transformateur avec des enroulements séparés . 102
Figure B.13 – Pleine impulsion de choc de foudre – Effet des différences de démarrage
des étages du générateur à différents niveaux de tension, lors des essais d'un
transformateur 400 kV. 104
Figure B.14 – Impulsion de choc de manœuvre –
Essai satisfaisant sur un transformateur rotatif triphasé 400 kV . 106
Figure B.15 – Impulsion de choc de manœuvre – Claquage par amorçage axial de
l'enroulement principal à haute tension d'un transformateur rotatif monophasé 525 kV. 108
Figure B.16 – Impulsion de choc de manœuvre – Essai satisfaisant sur une bobine
d'inductance monophasée 525 kV, 33 Mvar . 110
Figure B.17 – Impulsion de choc de manœuvre – Comparaison de la fonction
de transfert d'une pleine onde et d'une onde hachée . 112
Figure B.18 – Pleine impulsion de choc de foudre – Evaluation d'une forme d'onde
non normalisée – Influence des algorithmes de lissage intégrés dans les numériseurs. 114
Figure B.19 – Pleine impulsion de choc de foudre – Forme d'onde non normalisée,
oscillations superposées avec amplitude >50 % et fréquence <0,5 MHz. 114
Figure B.20 – Impulsion hachée de choc de foudre – Onde hachée non normalisée
sur un enroulement de type couche . 116
Figure B.21 – Pleine impulsion de choc de foudre – Forme d'onde non normalisée,
comparaison de formes d'onde non normalisées avec des numériseurs de différentes
fabrications à partir du même enregistrement . 118
Figure B.22 – Pleine impulsion de choc de foudre – Problème de circuit d'essai
provoqué par un amorçage à la terre d'un câble de mesure . 120
Figure B.23 – Pleine impulsion de choc de foudre – Oscillogramme de défaillance
montrant un amorçage de fil de changeur de prises entre prises et un amorçage
entre enroulement des pas grossier et fin . 122
Tableau B.1 – Sommaire des exemples illustrés par les oscillogrammes
et les enregistrements numériques .76

– 6 – 60076-4  CEI:2002
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
Partie 4: Guide pour les essais au choc de foudre
et au choc de manœuvre –
Transformateurs de puissance et bobines d’inductance
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, spécifications techniques, 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 ou régionale
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 60076-4 a été établie par le comité d'études 14 de la CEI:
Transformateurs de puissance.
Cette norme internationale annule et remplace la CEI 60722 publiée en 1982 dont elle
constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
14/413/FDIS 14/446/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.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les annexes A et B sont données uniquement à titre d'information.

– 8 – 60076-4  CEI:2002
La CEI 60076 se compose des parties suivantes, sous le titre général Transformateurs de
puissance:
Partie 1: Généralités
Partie 2: Echauffement
Partie 3: Niveaux d'isolement, essais diélectriques et distances d'isolement dans l'air
Partie 4: Guide pour les essais au choc de foudre et au choc de manœuvre –
Transformateurs de puissance et bobines d’inductance
Partie 5: Tenue au court-circuit
Partie 8: Guide d’application
Partie 10: Détermination des niveaux de bruit (disponible en anglais seulement)
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2007. A cette
date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
– 10 – 60076-4  CEI:2002
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
Partie 4: Guide pour les essais au choc de foudre
et au choc de manœuvre –
Transformateurs de puissance et bobines d’inductance
1 Domaine d'application
La présente partie de la CEI 60076 donne des directives et des commentaires explicatifs sur
les méthodes d'essais d'impulsions de choc de foudre et de manœuvre existantes pour les
transformateurs de puissance, afin de compléter les prescriptions de la CEI 60076-3. Il est
également généralement applicable aux essais des bobines d'inductance (voir la CEI 60289):
Les modifications aux méthodes des transformateurs de puissance sont indiquées, si
nécessaire.
Des informations sont données sur les formes d'onde, les circuits d'essai comprenant les
connexions d'essai, les pratiques de mise à la terre, les méthodes de détection de défaillance,
les méthodes d'essai, les techniques de mesurage et l'interprétation des résultats.
Partout où elles sont applicables, les techniques d'essai sont celles qui sont recommandées
par la CEI 60060-1 et la CEI 60060-2.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non
datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60060-1, Techniques des essais à haute tension – Partie 1: Définitions et prescriptions
générales relatives aux essais
CEI 60060-2, Techniques des essais à haute tension – Partie 2: Systèmes de mesure
CEI 60076-3, Transformateurs de puissance – Partie 3: Niveaux d'isolement, essais
diélectriques et distances d'isolement dans l'air
CEI 60289, Bobines d'inductance
CEI 61083-1, Appareils et logiciels utilisés pour les mesures pendant les essais de choc à
haute tension – Partie 1: Prescriptions pour les appareils
CEI 61083-2, Enregistreurs numériques pour les mesures pendant les essais de choc à haute
tension – Partie 2: Evaluation du logiciel utilisé pour obtenir les paramètres des formes d'onde
de choc
– 12 – 60076-4  CEI:2002
3 Généralités
La présente norme est principalement basée sur l'utilisation des générateurs conventionnels
d'impulsion de choc d'essais de foudre et de manœuvre des transformateurs et des bobines
d'inductance. La pratique de la génération d'impulsion de choc de manœuvre avec la décharge
d'un condensateur séparé dans un enroulement de tension intermédiaire ou de basse tension
est également applicable. Toutefois la méthode qui met en oeuvre une inductance additionnelle
en série avec le condensateur, pour donner des oscillations légèrement amorties transférées
dans l'enroulement haute tension, n'est pas applicable.
Les moyens alternatifs de génération d'impulsion de choc de manœuvre ou de simulation, tels
que l'interruption de courant continu dans un enroulement de tension intermédiaire ou de
basse tension ou l'application d'une partie de période de la tension à la fréquence du réseau,
ne sont pas traités, car ces méthodes ne sont pas applicables d'une manière aussi générale.
Les différentes considérations dans le choix des circuits d'essai (connexions des raccorde-
ments) pour la foudre et des essais de choc de manœuvre s'appliquent pour des
transformateurs et des bobines d'inductance. Sur des transformateurs, tous les raccordements
et les enroulements peuvent être essayés en impulsion de choc de foudre à des niveaux
spécifiques et indépendants. Cependant, en essais d'impulsion de choc de manœuvre,
en raison de la tension transférée par magnétisme, un niveau d'essai spécifié ne peut être
obtenu que sur un seul enroulement (voir la CEI 60076-3).
Alors que, sur les bobines d'inductance, l'essai d'impulsion de choc de foudre est semblable à
celui effectué sur des transformateurs, c'est-à-dire que toutes les bornes peuvent être
essayées séparément, d'autres facteurs interviennent et différents problèmes apparaissent
pour les essais d'impulsion de choc de manœuvre. Par conséquent, dans cette norme, les
essais d'impulsion de choc de foudre sont couverts par un texte commun, à la fois pour les
transformateurs et les bobines d'inductance, alors que les essais d'impulsion de choc de
manœuvre sont traités séparément pour les deux types d'appareils.
4 Formes d'onde spécifiées
Les formes d'onde de tension à utiliser normalement pendant les essais d'impulsion de choc
de foudre et de manœuvre sur les transformateurs et les bobines d'inductance sont donnés
dans la CEI 60076-3 et les méthodes pour leur détermination figurent dans la CEI 60060-1.
5 Circuit d'essai
L'aménagement physique des équipements d'essai, de l'objet en essai et des circuits de
mesure peut être divisé en trois circuits principaux:
– le circuit principal comprenant le générateur d'impulsion, les composants additionnels de
mise en forme de l'onde et l'objet en essai;
– le circuit de mesure de tension;
– éventuellement le circuit de hachage.
Cet aménagement de base est donné à la figure 1.

– 14 – 60076-4  CEI:2002
Les paramètres suivants influencent la forme d'onde de l'impulsion:
a) la capacité effective C , et l'inductance de l'objet en essai, L ; C est constante pour une
t t t
conception donnée et pour une forme d'onde donnée, L est également une constante pour
t
une conception donnée. Cependant, L effective peut être influencée par le traitement du
t
raccordement. Elle varie entre l'inductance de fuite, L , pour les bornes court-circuitées et
s
L pour les bornes en circuit ouvert. Plus de détails à cet égard sont donnés en 7.1 et 7.3
o
et à l'annexe A;
b) la capacité du générateur C
g;
c) les composants de mise en forme de l'onde, internes et externes au générateur, R , R ,
si se
R , C (plus éventuellement, l'impédance d'un diviseur de tension Z );
p L 1
d) l'inductance et la capacité parasite du générateur et le circuit d'essai complet;
e) éventuellement les équipements de hachage.
Le temps d'attaque T est déterminé principalement par la combinaison de la capacité effective
en surtension de l'objet en essai, y compris C , et des résistances série internes et externes du
L
générateur.
Le temps à demi-valeur T des impulsions de choc de foudre, est principalement déterminé par
la capacité du générateur, l'inductance de l'objet en essai et la résistance de décharge du
générateur ou de toute autre résistance parallèle. Cependant, il y a des cas où la résistance
série aura également un effet significatif sur la queue d'onde, par exemple des enroulements
d'inductance extrêmement faible. Pour les impulsions de choc de manœuvre, d'autres
paramètres interviennent; ceux-ci sont traités à l'article 8.
Les équipements d'essai utilisés pour les applications d'impulsion de choc de foudre et de
manœuvre sont fondamentalement identiques. Les différences portent uniquement sur des
détails, comme les valeurs de résistances et de condensateurs (et les connexions bornes de
l'objet en essai).
Pour satisfaire aux différentes prescriptions de forme d'onde pour les impulsions de choc de
foudre et de manœuvre, une attention particulière doit être accordée au choix des paramètres
du générateur d'impulsion, tels que capacité et résistances (parallèles) série et de décharge.
Pour les impulsions de choc de manœuvre, de valeurs élevées des résistances série et/ou des
condensateurs de charge peuvent être nécessaires, dont la conséquence sera une réduction
significative de l'efficacité.
Alors que la tension de sortie du générateur d'impulsion est déterminée par les niveaux d'essai
des enroulements en rapport avec leur plus haute tension U donnée par les équipements
m
pour l'objet en essai, le volume de stockage d'énergie requis dépend essentiellement des
impédances inhérentes à l'objet en essai.
Une brève explication des principes du contrôle de la forme d'onde est donnée en annexe A.
L'aménagement de l'installation d'essai, de l'objet en essai et des câbles d'interconnexion, des
brides de mise à la terre et autres équipements, est limité par l'espace disponible dans la salle
d'essai et, en particulier, par l'effet de proximité de toutes les structures. Pendant les essais
d'impulsion, le potentiel ne peut pas être supposé nul partout dans les systèmes de mise à la
terre du fait des valeurs élevées et des taux importants de variation des courants et des
tensions d'impulsion et des impédances finies mises en jeu. Par conséquent, le choix d'une
terre de référence appropriée est important.

– 16 – 60076-4  CEI:2002
Il convient que le chemin de retour du courant entre l'objet en essai et le générateur d'impulsion
soit à basse impédance. Il est de bonne pratique de relier correctement ce chemin de retour du
courant au système général de mise à la terre de la salle d'essai, de préférence près de l'objet en
essai. Il convient que ce point de connexion soit utilisé comme la terre de référence, et pour
obtenir une bonne mise à la terre de l'objet en essai, il convient de le relier à la terre de référence
par un ou plusieurs conducteurs à basse impédance (voir la CEI 60060-2).
Il convient que le circuit de mesure de tension, qui est une boucle séparée de l'objet en essai
véhiculant uniquement le courant de mesure et non pas une partie importante du courant
d'impulsion traversant les enroulements en essai, soit également relié efficacement à la même
terre de référence.
Dans l'essai d'impulsion de choc de manœuvre, puisque les taux de variation des tensions et
des courants d'impulsion sont réduits de manière importante par rapport à ceux d'un essai
d'impulsion de choc de foudre et qu'aucun circuit de hachage n'est impliqué, les problèmes des
gradients de potentiels autour du circuit d'essai et qui concernent la terre de référence sont
moins critiques. Néanmoins, nous suggérons qu'à titre de précaution, les mêmes pratiques en
matière de mise à la terre que celles utilisées pour l'essai d'impulsion de choc de foudre soient
suivies.
6 Etalonnage
Cette norme n’est pas destinée à donner des recommandations pour les systèmes de mesure
ou leur étalonnage mais, bien entendu, il convient que l'appareillage utilisé soit approuvé selon
la CEI 60060. Avant un essai, une vérification globale du circuit d'essai et du système de
mesure peut être exécutée à une tension plus faible que le niveau de tension réduite. Pour
cette vérification, la tension peut être déterminée au moyen d'un éclateur à sphères ou par une
mesure comparative avec un autre dispositif approuvé. Lors de l'utilisation d'un éclateur à
sphères, il convient d'admettre que cela est seulement une vérification et ne remplace pas
l'étalonnage du système de mesure approuvé, exécuté périodiquement. Après toute
vérification, il est important que, ni le circuit de mesure, ni le circuit d'essai ne soit modifié,
excepté pour le démontage d'un appareil pour vérification.
Des informations sur des types de diviseurs de tension, leurs applications, précision,
étalonnage et vérification sont données dans la CEI 60060-2.
7 Essais d'impulsion de choc de foudre
7.1 Formes d'onde
Il est quelquefois impossible d'obtenir les valeurs de forme d'onde spécifiées. Lors de l'essai
d'impulsion de choc sur de gros transformateurs de puissance et sur des bobines d'inductance
de faible inductance d'enroulement et/ou de forte capacité en surtension, des tolérances plus
larges peuvent devoir être acceptées.
La capacité en surtension du transformateur en essai étant constante, la résistance série peut
devoir être réduite afin d'essayer d'obtenir le temps d'attaque correct T ou la vitesse de
montée correcte, mais il convient que la réduction ne soit pas de nature à entraîner des
oscillations sur la crête de l'onde de tension qui deviendraient excessives. Si on considère qu'il
est souhaitable d'avoir un temps d'attaque court (de préférence dans les limites spécifiées),
alors les oscillations et/ou les dépassements supérieurs à ±5 % de la tension de crête,
autorisés par la CEI 60060-1, peuvent devoir être acceptés. Dans un tel cas, un compromis
entre l'importance des oscillations autorisées et le temps d'attaque qui peut être obtenu, est
nécessaire. En général, il convient de viser des oscillations inférieures ou égales à ±10 %,
même avec des allongements du temps d'attaque, au besoin et comme convenu entre le
constructeur et l'acheteur. La valeur de la tension d'essai est déterminée en accord avec les
principes de la CEI 60060-1.
– 18 – 60076-4  CEI:2002
Pour de gros transformateurs de puissance et en particulier pour leurs enroulements
intermédiaires et basse tension, le temps virtuel de demi-valeur T peut ne pas être réalisable
dans la valeur fixée par la tolérance. L'inductance de tels enroulements peut être si faible que
la forme d'onde résultante sera oscillatoire. Ce problème peut être résolu dans une certaine
mesure par l'utilisation d'une forte capacité dans le générateur, par le fonctionnement d'étages
en parallèle, par l'ajustement de la résistance série ou par des raccordements d'essai
spécifiques des bornes des enroulements non en essai ou, en plus, des bornes non essayées
des enroulements en essai.
La mise à la terre avec une impédance, plutôt que la mise à la terre directe, des bornes
d'enroulement non essayées a comme conséquence une augmentation significative de l'induc-
tance effective. Pour les bornes directement mises à la terre, seule l'inductance de fuite
(déterminée par l'impédance de court-circuit) est impliquée. Pour les bornes mises à la terre
avec une impédance, l'inductance principale devient prépondérante. Cela peut rendre
l'inductance effective 100 à 200 fois plus grande qu'avec la mise à la terre directe.
Lorsque la mise à la terre avec une impédance d'une borne non essayée est utilisée, il est
nécessaire de s'assurer que la tension par rapport à la terre apparaissant sur une borne non
essayée n'excède pas:
– 75 % de la tension de tenue de foudre nominale de cette borne pour des enroulements
connectés en étoile;
– 50 % de la tension de tenue de foudre nominale de cette borne pour des enroulements
connectés en triangle (en raison des tensions de polarité opposée par rapport à la terre sur
les bornes du triangle, voir également 7.4).
Lorsque la forme d'onde est oscillatoire du fait de l'inductance extrêmement basse et/ou de la
faible capacité du générateur d'impulsion, il convient que l'amplitude de la polarité opposée ne
dépasse pas 50 % de la valeur maximale de la première amplitude. Avec cette limitation, des
directives sont donnés à l'annexe A, pour choisir la capacité du générateur d'impulsion et
ajuster les formes d'onde.
7.2 Impulsions hachées sur la traîne
7.2.1 Temps de hachage
Les différents temps de hachage T (comme défini par la CEI 60060-2), auront comme
c
conséquence différentes contraintes (tension et durée) dans différentes parties du ou des
enroulements, en fonction de la construction de ces derniers et de leur arrangement. Par
conséquent, il n'est pas possible de fixer un temps de hachage, qui serait le plus contraignant,
soit en général, soit pour un transformateur particulier ou une bobine d'inductance particulière.
Le temps de hachage n'est donc pas considéré comme un paramètre d'essai, à condition qu'il
soit dans les limites de 2 μs et 6 μs, selon les exigences de la CEI 60076-3.
Toutefois, les oscillogrammes ou les enregistrements numériques des ondes hachées, sont
uniquement comparables pour des temps de hachage presque identiques.
7.2.2 Vitesse de chute et amplitude de polarité inverse de l'impulsion hachée
Les événements caractéristiques pendant le hachage dépendent en grande partie de l'amé-
nagement géométrique du circuit de hachage impliqué, de l'impédance du circuit de hachage
et de l'objet en essai, qui déterminent tous, à la fois la vitesse de chute et l'amplitude de
la crête de polarité opposée.
Dans la CEI 60076-3, la valeur de l'amplitude du dépassement à la polarité opposée a été
limitée à 30 % de l'amplitude de l'impulsion hachée. Cela, en fait, représente des directives
pour l'aménagement du circuit de hachage et peut nécessiter l'introduction d'une impédance
additionnelle Z dans ce circuit pour satisfaire la limite (voir la figure 1).
c
– 20 – 60076-4  CEI:2002
Cependant, il convient que la boucle de hachage soit aussi petite que possible pour obtenir la
vitesse de chute la plus élevée, mais il convient aussi que l'amplitude du dépassement de
polarité opposée soit limitée à une valeur inférieure ou égale à 30 %. Sur des enroulements
multicouches, l'impédance de couche peut atténuer naturellement la chute dans la mesure où
elle n'oscille pas autour de zéro (voir la figure B.20).
La recommandation de la CEI 60076-3, d'utiliser un éclateur de hachage de type à
déclencheur, a pour avantage d'obtenir la cohérence du temps de hachage, facilitant de ce fait
la comparaison des enregistrements oscillographiques ou numériques, non seulement avant,
mais également après le hachage. La dernière partie sera comparable seulement pour des
temps de hachage sensiblement identiques.
7.3 Raccordements aux bornes et méthodes applicables de détection de défaillances
7.3.1 Raccordements aux bornes
Il est important que les raccordements aux bornes de l'objet en essai et les pratiques en
matière de mise à la terre utilisés soient rattachés à la méthode de détection de défaillances
adoptée.
Les raccordements pour l'essai de l'impulsion choc sont détaillés dans la CEI 60076-3 en ce
qui concerne les transformateurs et dans la CEI 60289 en ce qui concerne les bobines
d'inductance. Normalement les bornes non essayées de l'enroulement de la phase en essai
sont mises à la terre et les enroulements de la phase non essayés sont court-circuités et mis à
la terre. Cependant, afin d'améliorer la queue d'onde T , la mise à la terre par une résistance
des enroulements non essayés peut être avantageuse (voir l'article 5 et 7.1) et, en plus, les
bornes de ligne non essayées de l'enroulement à l'essai peuvent également être mises à la
terre avec une résistance.
En plus des méthodes d'ajustement de la forme d'onde de 7.1, les facteurs suivants doivent
être pris en compte:
a) si une borne a été spécifiée pour être directement mise à la terre ou reliée à un câble à
basse impédance, en service, alors il convient que cette borne soit directement mise à la
terre pendant l'essai ou soit mise à la terre par une résistance avec une valeur ohmique
n'excédant pas l'impédance caractéristique du câble;
b) la mise à la terre par un shunt à basse impédance pour des raisons de mesures de
courants de réponse à l'impulsion de choc peut être considérée comme équivalente à la
mise à la terre directe.
Lorsque des éléments non linéaires ou des dispositifs antisurtension – intégrés au trans-
formateur ou externes – sont installés pour la limitation des transitoires de surtension
transférées, il convient que la méthode d'essai d'impulsion de choc soit débattue à l'avance,
pour chaque cas particulier. Se référer également à la CEI 60076-3.
7.3.2 Méthodes applicables de détection de défaillances
La détection des défaillances est normalement réalisée par l'examen des données
oscillographiques ou brutes des enregistrements numériques de la tension d'essai et du
courant de réponse d'impulsion.
Différentes transitoires peuvent être enregistrées et utilisées séparément ou en association,
comme cela est représenté à la figure 2 et indiqué ci-dessous aux points a) à e). Il est
important, dans l'essai de recette, d'enregistrer au moins une des transitoires énumérées, en
plus de la tension d'essai appliquée:
a) le courant de neutre (pour les enroulements connectés en étoile et en zigzag pour lesquels
le neutre peut être mis à la terre pendant l'essai);

– 22 – 60076-4  CEI:2002
b) le courant d'enroulement (pour tous les autres enroulements et les enroulements
connectés en étoile et en zigzag, pour lesquels le neutre ne peut pas être mis à la terre
pendant l'essai);
c) le courant transféré à un enroulement adjacent court-circuité et non essayé, parfois
désigné sous le nom de courant transféré par capacité;
d) le courant de cuve;
e) la tension transférée à un enroulement non essayé.
La somme des points a), c) et d) ou des points b), c) et d) ci-dessus, est parfois désignée sous
le nom de courant de ligne.
Lors de l'essai des bobines d'inductance, les deux types shunt et série, les points c) et e) sont
inapplicables; le point d) peut être appliqué mais uniquement comme un moyen supplémentaire
d'enregistrement de transitoires, car il est probablement moins sensible que lorsqu'il est utilisé
dans l'essai de transformateur.
7.4 Méthodes d'essai
Les séquences d'essais appropriées pour les essais en pleine onde ou pour les essais en
pleine onde et en onde hachée, sont données dans la CEI 60076-3.
La méthode d'essai préférée est celle de l'application directe bien que, dans des cas
particuliers où l'enroulement intermédiaire ou basse tension ne peut pas, en service, être
soumis aux surtensions de foudre à partir du système qui lui est connecté, la méthode de
surtension transférée puisse être utilisée comme alternative. L'essai d'impulsion de choc de
l'enroulement basse tension est alors effectué simultanément avec l'essai de l'enroulement
haute tension associé. Dans ces conditions, la forme d'onde de la tension transférée n'est pas
conforme à celle spécifiée dans la CEI 60076-3. Il est plus important d'essayer et d'obtenir le
niveau de tension requis à l'aide des résistances d'extrémité de valeur suffisamment élevée.
Cependant, cela peut quelquefois être impossible, même avec les valeurs de résistance les
plus élevées. Dans cet essai, de fortes tensions interphases peuvent se produire sur les
enroulements connectés en triangle et le risque de trop contraindre l'isolement interphase,
interne ou externe, peut limiter la tension qui peut être appliquée à l'enroulement basse
tension. Des limites appropriées peuvent être établies par l'analyse des transitoires avec un
générateur de surtension récurrent de basse tension.
De par leur nature même, les dispositifs de protection non linéaires connectés entre les
enroulements peuvent provoquer des différences entre les oscillogrammes des impulsions
pleine onde et pleine onde réduite ou les enregistrements numériques. Pour prouver que ces
différences sont bien provoquées par le fonctionnement de ces dispositifs, il convient de le
démontrer en faisant deux essais ou plus, en impulsion pleine onde réduite, à différents
niveaux de tension, pour mettre en évidence la tendance de leur fonctionnement. Pour montrer
la réversibilité des effets non linéaires, il convient que les mêmes impulsions pleine onde
réduite fassent suite à la tension d'essai pleine onde, d'une manière inversée.
Exemple: 60 %, 80 %, 100 %, 80 %, 60 %.
Les méthodes d'essai pour les neutres de transformateur sont données par la CEI 60076-3.
Quand la méthode indirecte est utilisée, c'est-à-dire par une impulsion transmise au neutre à
partir d'une ou plusieurs bornes de ligne, la forme d'onde ne peut pas être spécifiée puisqu'elle
est fondamentalement contrôlée par les paramètres du transformateur. La méthode directe,
supposant une tension d'impulsion appliquée au neutre avec toutes les bornes de ligne mises à
la terre, permet une plus longue durée du front d'onde, jusqu'à 13 μs. Dans ce cas, la charge
inductive du générateur est sensiblement augmentée et il peut être difficile de réaliser les
temps à demi-valeur édictés par les tolérances. La mise à la terre par une impédance des
bornes non essayées de l'enroulement à l'essai peut alors être appliquée.

– 24 – 60076-4  CEI:2002
7.5 Enregistrement des essais
7.5.1 Généralités
Des systèmes d'enregistrement analogiques ou numériques peuvent être utilisés pour
l'enregistrement de la tension d'impulsion de choc de foudre et des formes d'onde de réponse
en courant.
7.5.2 Systèmes d'enregistrement analogiques et numériques
Les prescriptions pour les oscilloscopes analogiques et les enregistreurs numériques sont
données dans la CEI 61083-1.
L'enregistrement numérique offre des possibilités d'interprétation mathématique des résultats
et permet d'utiliser des traitements mathématiques supplémentaires, par exemple pour
l'analyse de panne dans des enregistrements. Ces techniques sont prometteuses mais
l'interprétation des résultats n'est pas encore établie, ni débarrassée de toute les ambiguës.
Il convient de souligner que, dans un but de présentation des résultats pour la recette, par
comparaison des tracés, il est recommandé que les formes d'onde obtenues par des mesures
numériques soient produites à partir des données brutes et ne soient pas soumises à un
traitement mathématique, un filtrage, un lissage, etc.
Il est également important d'utiliser les données brutes pour l'évaluation des formes d'onde
non normalisées.
(Les figures B.18, B.19 et B.21 montrent des différences significatives d'amplitudes et les
évaluations du temps d'attaque T et du temps à demi-valeur T .)
1 2
Lorsque les enregistreurs numériques sont utilisés comme simples instruments de mesure
d'enregistrement des formes d'onde de tension et de courant, sans traitement mathématique
des données enregistrées (voir l'article 10), ils doivent être considérés comme des instruments
analogiques perfectionnés.
La CEI 60076-3 prescrit simultanément la mesure de
a) la tension appliquée;
b) au moins une des transitoires indiquées en 7.3.2;
par conséquent, au moins deux canaux d'enregistrement indépendants sont nécessaires.
Alors que la tension appliquée est définie de manière unique, le choix de l'autre caractéristique
à enregistrer dépend du choix de la méthode de détection de défaillances.
7.5.3 Enregistrement analogique des formes d'onde
Pour faciliter l'évaluation des résultats d'essai, qui sont principalement basés sur la comparaison
d'enregistrements à des niveaux réduits et maximaux, il est intéressant de prévoir des
enregistrements d'amplitude égale par l'utilisation d'atténuateurs appropriés sur les oscilloscopes.

– 26 – 60076-4  CEI:2002
7.5.3.1 Enregistrement analogique de la forme d'onde de la tension d'impulsion de choc
a) Détermination de la forme d'onde de la tension d'impulsion de choc
Le temps de balayage préférentiel pour les enregistrements faits pour déterminer la forme
d'onde pendant le réglage préliminaire des paramètres du circuit d'essai est ≤10 µs pour
l'enregistrement du front d'onde (des temps de balayage plus longs peuvent être
nécessaires lors de l'essai des neutres du transformateur). Il convient que l'enregistrement
d'une queue d'onde permette l'évaluation du temps à demi-valeur et occasionnellement
l'amplitude de polarité inverse.
b) Enregistrement de l'onde de tension de l'essai de choc appliqué
Afin de déterminer l'amplitude de l'onde d'essai et de permettre la détection de tout défaut
qui peut être présent:
– pour les ondes pleines, il convient que le temps de balayage ne soit pas inférieur à
100 μs;
– pour les ondes hachées, un temps de balayage de 10 μs à 25 μs est habituellement
considéré comme suffisant.
Pour le rapport d'essais (voir l'article 11) un enregistrement convenable est normalement
suffisant pour l'essai de recette; toutefois, pour l'essai de diagnostic plusieurs enregistrements
avec différents temps de balayage peuvent être requis.
7.5.3.2 Enregistrement analogique du courant de réponse à l'impulsion
Le courant d'impulsion est normalement le paramètre le plus sensible dans la détection de
défaillances. Par conséquent, les ondes de courant enregistré
...

NORME CEI
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60076-4
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2002-06
Transformateurs de puissance –
Partie 4:
Guide pour les essais au choc de foudre
et au choc de manoeuvre –
Transformateurs de puissance
et bobines d'inductance
Power transformers –
Part 4:
Guide to the lightning impulse and
switching impulse testing –
Power transformers and reactors
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respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
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– 2 – 60076-4  CEI:2002
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS .6
1 Domaine d'application.10
2 Références normatives .10
3 Généralités.12
4 Formes d'onde spécifiées .12
5 Circuit d'essai .12
6 Etalonnage .16
7 Essais d'impulsion de choc de foudre.16
7.1 Formes d'onde.16
7.2 Impulsions hachées sur la traîne.18
7.3 Raccordements aux bornes et méthodes applicables de détection
de défaillances .20
7.4 Méthodes d'essai.22
7.5 Enregistrement des essais.24
8 Essais d'impulsion de choc de manœuvre .30
8.1 Prescriptions particulières.30
8.2 Transformateurs .30
8.3 Bobines d'inductance.38
9 Interprétation des oscillogrammes ou des enregistrements numériques.42
9.1 Impulsion de choc de foudre .42
9.2 Impulsion de choc de manœuvre .46
10 Traitement numérique, comprenant l'analyse de fonction de transfert .48
11 Rapports d'essai de l'impulsion de choc .52
Annexe A (informative) Principes de contrôle de la forme d'onde.62
Annexe B (informative) Oscillogrammes et enregistrements numériques typiques.76
Figure 1 – Circuit d'essai d'impulsion de choc typique.54
Figure 2 – Raccordements aux bornes pour l'essai d'impulsion de choc de foudre
et méthodes applicables de détection de défaillances .56
Figure 3 – Formes d'onde de l'impulsion de choc de manœuvre de transformateur
et de bobine d'inductance.58
Figure 4 – Raccordements aux bornes pour l'essai d'impulsion de choc de manœuvre
et méthodes de détection de défaillances .60
Figure A.1 – Contrôle de la forme d'onde pour des enroulements d'impédance élevée .62
Figure A.2 – Contrôle de la queue d'onde pour des enroulements d'impédance faible .66
Figure A.3 – Oscillation amortie.68
Figure A.4 – Effets dus à la courte longueur de la queue d'onde .72
Figure A.5 – Enroulement mis à la terre par une résistance .74
Figure A.6 – Mise à la terre par résistance des enroulements à basse d'impédance.74
Figure B.1 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage ligne
au neutre à travers l'enroulement haute tension du transformateur rotatif 400 kV.80
Figure B.2 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage entre
disques à l'entrée de l'enroulement haute tension du transformateur 115 kV .82

60076-4  IEC:2002 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.7
1 Scope.11
2 Normative references .11
3 General .13
4 Specified waveshapes .13
5 Test circuit .13
6 Calibration.17
7 Lightning impulse tests .17
7.1 Waveshapes.17
7.2 Impulses chopped on the tail .19
7.3 Terminal connections and applicable methods of failure detection.21
7.4 Test procedures .23
7.5 Recording of tests .25
8 Switching impulse tests .31
8.1 Special requirements.31
8.2 Transformers.31
8.3 Reactors.39
9 Interpretation of oscillograms or digital recordings.43
9.1 Lightning impulse .43
9.2 Switching impulse.47
10 Digital processing, including transfer function analysis .49
11 Impulse test reports.53
Annex A (informative) Principles of waveshape control .63
Annex B (informative) Typical oscillograms and digital recordings.77
Figure 1 – Typical impulse test circuit .55
Figure 2 – Lightning impulse test terminal connections and applicable methods
of failure detection .57
Figure 3 – Transformer and reactor switching impulse waveshapes .59
Figure 4 – Switching impulse test terminal connections and methods
of failure detection .61
Figure A.1 – Waveshape control for high-impedance windings .63
Figure A.2 – Wavetail control for low impedance windings .67
Figure A.3 – Damped oscillation .69
Figure A.4 – Effects due to short length of wavetail.73
Figure A.5 – Winding earthed through a resistor .75
Figure A.6 – Resistance earthing of low-impedance windings .75
Figure B.1 – Lightning impulse, full-wave failure – Line-to-neutral breakdown
across high-voltage winding of 400 kV generator transformer .81
Figure B.2 – Lightning impulse, full-wave failure – Breakdown between discs
at entrance to high-voltage winding of 115 kV transformer .83

– 4 – 60076-4  CEI:2002
Figure B.3 – Impulsion de choc de foudre, claquage entre couches, dans l'enroulement
à prises à pas grossier d'un transformateur 400/220 kV.84
Figure B.4 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage entre
les fils de deux sections 1,1 % de l'enroulement à prises extérieur du transformateur
rotatif 400 kV .86
Figure B.5 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage court-
circuitant une section de l'enroulement à prises à pas fin d'un transformateur 220 kV .88
Figure B.6 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage entre
les conducteurs parallèles dans un enroulement principal à haute tension d'un
transformateur 220/110 kV .90
Figure B.7 – Impulsion de choc de foudre, défaillance pleine onde – Claquage entre
clinquants de bague 66 kV sur l'enroulement essayé .92
Figure B.8 – Impulsion de choc de foudre, défaillance onde hachée – Claquage entre
spires dans l'enroulement principal à haute tension d'un transformateur 115 kV.94
Figure B.9 – Impulsion de choc de foudre, défaillance onde hachée – Claquage entre
spires dans un enroulement à prises à pas fin d'un transformateur 220 kV.96
Figure B.10 – Impulsion hachée de choc de foudre – Impulsions à différents niveaux de
tension avec des temps de hachage identiques, lors des essais d'un transformateur 115 kV.98
Figure B.11 – Impulsion hachée de choc de foudre – Effets des différences dans
les temps de hachage lors des essais d'un transformateur 220 kV. 100
Figure B.12 – Pleine impulsion de choc de foudre – Effet des résistances non linéaires
incorporées dans la sortie du neutre du changeur de prises en charge,
d'un transformateur avec des enroulements séparés . 102
Figure B.13 – Pleine impulsion de choc de foudre – Effet des différences de démarrage
des étages du générateur à différents niveaux de tension, lors des essais d'un
transformateur 400 kV. 104
Figure B.14 – Impulsion de choc de manœuvre –
Essai satisfaisant sur un transformateur rotatif triphasé 400 kV . 106
Figure B.15 – Impulsion de choc de manœuvre – Claquage par amorçage axial de
l'enroulement principal à haute tension d'un transformateur rotatif monophasé 525 kV. 108
Figure B.16 – Impulsion de choc de manœuvre – Essai satisfaisant sur une bobine
d'inductance monophasée 525 kV, 33 Mvar . 110
Figure B.17 – Impulsion de choc de manœuvre – Comparaison de la fonction
de transfert d'une pleine onde et d'une onde hachée . 112
Figure B.18 – Pleine impulsion de choc de foudre – Evaluation d'une forme d'onde
non normalisée – Influence des algorithmes de lissage intégrés dans les numériseurs. 114
Figure B.19 – Pleine impulsion de choc de foudre – Forme d'onde non normalisée,
oscillations superposées avec amplitude >50 % et fréquence <0,5 MHz. 114
Figure B.20 – Impulsion hachée de choc de foudre – Onde hachée non normalisée
sur un enroulement de type couche . 116
Figure B.21 – Pleine impulsion de choc de foudre – Forme d'onde non normalisée,
comparaison de formes d'onde non normalisées avec des numériseurs de différentes
fabrications à partir du même enregistrement . 118
Figure B.22 – Pleine impulsion de choc de foudre – Problème de circuit d'essai
provoqué par un amorçage à la terre d'un câble de mesure . 120
Figure B.23 – Pleine impulsion de choc de foudre – Oscillogramme de défaillance
montrant un amorçage de fil de changeur de prises entre prises et un amorçage
entre enroulement des pas grossier et fin . 122
Tableau B.1 – Sommaire des exemples illustrés par les oscillogrammes
et les enregistrements numériques .76

60076-4  IEC:2002 – 5 –
Figure B.3 – Lightning impulse, interlayer breakdown in coarse-step tapping winding
of a 400/220 kV transformer.85
Figure B.4 – Lightning impulse, full-wave failure – Breakdown between leads
of two 1,1 % sections of outside tapping winding of 400 kV generator transformer .87
Figure B.5 – Lightning impulse, full-wave failure – Breakdown short-circuiting
one section of the fine-step tapping winding of a 220 kV transformer .89
Figure B.6 – Lightning impulse, full-wave failure – Breakdown between parallel
conductors in a multi-conductor main high-voltage winding of a 220/110 kV transformer.91
Figure B.7 – Lightning impulse, full-wave failure – Breakdown between foils of 66 kV
bushing on tested winding.93
Figure B.8 – Lightning impulse, chopped-wave failure – Breakdown between turns
in the main high-voltage winding of a 115 kV transformer .95
Figure B.9 – Lightning impulse, chopped-wave failure – Breakdown between turns
in a fine-step tapping winding of a 220 kV transformer .97
Figure B.10 – Chopped lightning impulse – Impulses at different voltage levels
with identical times to chopping when testing a 115 kV transformer .99
Figure B.11 – Chopped lightning impulse – Effects of differences in times to chopping
when testing a 220 kV transformer.101
Figure B.12 – Full lightning impulse – Effect of non-linear resistors embodied
in neutral end on-load tap-changer of a transformer with separate windings.103
Figure B.13 – Full lightning impulse – Effect of generator firing differences
at different voltage levels when testing a 400 kV transformer.105
Figure B.14 – Switching impulse – Satisfactory test on a 400 kV three-phase
generator transformer .107
Figure B.15 – Switching impulse – Breakdown by axial flashover of the main high-
voltage winding of a 525 kV single-phase, generator transformer.109
Figure B.16 – Switching impulse – Satisfactory test on a 33 Mvar, 525 kV
single-phase shunt reactor.111
Figure B.17 – Lightning impulse – Comparison of the transfer function
of a full wave and a chopped wave .113
Figure B.18 – Full lightning impulse – Evaluation of a non-standard waveshape –
Influence of in-built smoothing algorithms in digitizers .115
Figure B.19 – Full lightning impulse – Non-standard waveshape,
superimposed oscillations with >50 % amplitude and frequency <0,5 MHz .115
Figure B.20 – Chopped lightning impulse – Non-standard chopped wave
on a layer type winding .117
Figure B.21 – Full lightning impulse – Non-standard waveshape, comparison
of non-standard waveshapes by digitizers of different make from the same recording .119
Figure B.22 – Full lightning impulse – Test-circuit problem caused by a sparkover
to earth from a measuring cable.121
Figure B.23 – Full lightning impulse – Failure digital recordings of a flashover between
tap leads of a tap changer and of a flashover between coarse and fine tapping winding.123
Table B.1 – Summary of examples illustrated in oscillograms and digital recordings .77

– 6 – 60076-4  CEI:2002
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
Partie 4: Guide pour les essais au choc de foudre
et au choc de manœuvre –
Transformateurs de puissance et bobines d’inductance
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, spécifications techniques, 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 ou régionale
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 60076-4 a été établie par le comité d'études 14 de la CEI:
Transformateurs de puissance.
Cette norme internationale annule et remplace la CEI 60722 publiée en 1982 dont elle
constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
14/413/FDIS 14/446/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.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les annexes A et B sont données uniquement à titre d'information.

60076-4  IEC:2002 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
POWER TRANSFORMERS –
Part 4: Guide to the lightning impulse and switching impulse testing –
Power transformers and reactors
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 specifications, 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 60076-4 has been prepared by IEC technical committee 14: Power
transformers.
This International Standard cancels and replaces IEC 60722 published in 1982 and
constitutes a technical revision of that document.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
14/413/FDIS 14/446/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.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
Annexes A and B are for information only.

– 8 – 60076-4  CEI:2002
La CEI 60076 se compose des parties suivantes, sous le titre général Transformateurs de
puissance:
Partie 1: Généralités
Partie 2: Echauffement
Partie 3: Niveaux d'isolement, essais diélectriques et distances d'isolement dans l'air
Partie 4: Guide pour les essais au choc de foudre et au choc de manœuvre –
Transformateurs de puissance et bobines d’inductance
Partie 5: Tenue au court-circuit
Partie 8: Guide d’application
Partie 10: Détermination des niveaux de bruit (disponible en anglais seulement)
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2007. A cette
date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
60076-4  IEC:2002 – 9 –
IEC 60076 consists of the following parts, under the general title Power transformers:
Part 1: General
Part 2: Temperature rise
Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air
Part 4: Guide to lightning impulse and switching impulse testing – Power transformers and
reactors
Part 5: Ability to withstand short-circuit
Part 8: Application guide
Part 10: Determination of sound levels
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until 2007.
At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 10 – 60076-4  CEI:2002
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
Partie 4: Guide pour les essais au choc de foudre
et au choc de manœuvre –
Transformateurs de puissance et bobines d’inductance
1 Domaine d'application
La présente partie de la CEI 60076 donne des directives et des commentaires explicatifs sur
les méthodes d'essais d'impulsions de choc de foudre et de manœuvre existantes pour les
transformateurs de puissance, afin de compléter les prescriptions de la CEI 60076-3. Il est
également généralement applicable aux essais des bobines d'inductance (voir la CEI 60289):
Les modifications aux méthodes des transformateurs de puissance sont indiquées, si
nécessaire.
Des informations sont données sur les formes d'onde, les circuits d'essai comprenant les
connexions d'essai, les pratiques de mise à la terre, les méthodes de détection de défaillance,
les méthodes d'essai, les techniques de mesurage et l'interprétation des résultats.
Partout où elles sont applicables, les techniques d'essai sont celles qui sont recommandées
par la CEI 60060-1 et la CEI 60060-2.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non
datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60060-1, Techniques des essais à haute tension – Partie 1: Définitions et prescriptions
générales relatives aux essais
CEI 60060-2, Techniques des essais à haute tension – Partie 2: Systèmes de mesure
CEI 60076-3, Transformateurs de puissance – Partie 3: Niveaux d'isolement, essais
diélectriques et distances d'isolement dans l'air
CEI 60289, Bobines d'inductance
CEI 61083-1, Appareils et logiciels utilisés pour les mesures pendant les essais de choc à
haute tension – Partie 1: Prescriptions pour les appareils
CEI 61083-2, Enregistreurs numériques pour les mesures pendant les essais de choc à haute
tension – Partie 2: Evaluation du logiciel utilisé pour obtenir les paramètres des formes d'onde
de choc
60076-4  IEC:2002 – 11 –
POWER TRANSFORMERS –
Part 4: Guide to the lightning impulse and switching impulse testing –
Power transformers and reactors
1 Scope
This part of IEC 60076 gives guidance and explanatory comments on the existing procedures for
lightning and switching impulse testing of power transformers to supplement the requirements of
IEC 60076-3. It is also generally applicable to the testing of reactors (see IEC 60289),
modifications to power transformer procedures being indicated where required.
Information is given on waveshapes, test circuits including test connections, earthing
practices, failure detection methods, test procedures, measuring techniques and interpretation
of results.
Where applicable, the test techniques are as recommended in IEC 60060-1 and IEC 60060-2.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60060-1, High-voltage test techniques – Part 1: General definitions and test requirements
IEC 60060-2, High-voltage test techniques – Part 2: Measuring systems
IEC 60076-3, Power transformers – Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external
clearances in air
IEC 60289, Reactors
IEC 61083-1, Instruments and software used for measurement in high-voltage impulse tests –
Part 1: Requirements for instruments
IEC 61083-2, Digital recorders for measurements in high-voltage impulse tests – Part 2:
Evaluation of software used for the determination of the parameters of impulse waveforms

– 12 – 60076-4  CEI:2002
3 Généralités
La présente norme est principalement basée sur l'utilisation des générateurs conventionnels
d'impulsion de choc d'essais de foudre et de manœuvre des transformateurs et des bobines
d'inductance. La pratique de la génération d'impulsion de choc de manœuvre avec la décharge
d'un condensateur séparé dans un enroulement de tension intermédiaire ou de basse tension
est également applicable. Toutefois la méthode qui met en oeuvre une inductance additionnelle
en série avec le condensateur, pour donner des oscillations légèrement amorties transférées
dans l'enroulement haute tension, n'est pas applicable.
Les moyens alternatifs de génération d'impulsion de choc de manœuvre ou de simulation, tels
que l'interruption de courant continu dans un enroulement de tension intermédiaire ou de
basse tension ou l'application d'une partie de période de la tension à la fréquence du réseau,
ne sont pas traités, car ces méthodes ne sont pas applicables d'une manière aussi générale.
Les différentes considérations dans le choix des circuits d'essai (connexions des raccorde-
ments) pour la foudre et des essais de choc de manœuvre s'appliquent pour des
transformateurs et des bobines d'inductance. Sur des transformateurs, tous les raccordements
et les enroulements peuvent être essayés en impulsion de choc de foudre à des niveaux
spécifiques et indépendants. Cependant, en essais d'impulsion de choc de manœuvre,
en raison de la tension transférée par magnétisme, un niveau d'essai spécifié ne peut être
obtenu que sur un seul enroulement (voir la CEI 60076-3).
Alors que, sur les bobines d'inductance, l'essai d'impulsion de choc de foudre est semblable à
celui effectué sur des transformateurs, c'est-à-dire que toutes les bornes peuvent être
essayées séparément, d'autres facteurs interviennent et différents problèmes apparaissent
pour les essais d'impulsion de choc de manœuvre. Par conséquent, dans cette norme, les
essais d'impulsion de choc de foudre sont couverts par un texte commun, à la fois pour les
transformateurs et les bobines d'inductance, alors que les essais d'impulsion de choc de
manœuvre sont traités séparément pour les deux types d'appareils.
4 Formes d'onde spécifiées
Les formes d'onde de tension à utiliser normalement pendant les essais d'impulsion de choc
de foudre et de manœuvre sur les transformateurs et les bobines d'inductance sont donnés
dans la CEI 60076-3 et les méthodes pour leur détermination figurent dans la CEI 60060-1.
5 Circuit d'essai
L'aménagement physique des équipements d'essai, de l'objet en essai et des circuits de
mesure peut être divisé en trois circuits principaux:
– le circuit principal comprenant le générateur d'impulsion, les composants additionnels de
mise en forme de l'onde et l'objet en essai;
– le circuit de mesure de tension;
– éventuellement le circuit de hachage.
Cet aménagement de base est donné à la figure 1.

60076-4  IEC:2002 – 13 –
3 General
This standard is primarily based on the use of conventional impulse generators for both
lightning and switching impulse testing of transformers and reactors. The practice of switching
impulse generation with discharge of a separate capacitor into an intermediate or low-voltage
winding is also applicable. However, the method which employs an additional inductance in
series with the capacitor to provide slightly damped oscillations transferred into the high-
voltage winding is not applicable.
Alternative means of switching impulse generation or simulation such as d.c. current
interruption on an intermediate or low-voltage winding or the application of a part-period of
power frequency voltage are not discussed since these methods are not as generally
applicable.
Different considerations in the choice of test circuits (terminal connections) for lightning and
switching impulse tests apply for transformers and reactors. On transformers, all terminals
and windings can be lightning impulse tested to specific and independent levels. In switching
impulse testing, however, because of the magnetically transferred voltage, a specified test
level may only be obtained on one winding (see IEC 60076-3).
Whilst, on reactors, lightning impulse testing is similar to that on transformers, i.e., all
terminals can be tested separately, different considerations apply and different problems arise
in switching impulse testing. Hence, in this standard, lightning impulse testing is covered by a
common text for both transformers and reactors whilst switching impulse testing is dealt with
separately for the two types of equipment.
4 Specified waveshapes
The voltage waveshapes to be used normally during lightning and switching impulse testing of
transformers and reactors are given in IEC 60076-3 and the methods for their determination
are given in IEC 60060-1.
5 Test circuit
The physical arrangement of test equipment, test object and measuring circuits can be divided
into three major circuits:
– the main circuit including the impulse generator, additional waveshaping components and
the test object;
– the voltage measuring circuit;
– the chopping circuit where applicable.
This basic arrangement is shown in figure 1.

– 14 – 60076-4  CEI:2002
Les paramètres suivants influencent la forme d'onde de l'impulsion:
a) la capacité effective C , et l'inductance de l'objet en essai, L ; C est constante pour une
t t t
conception donnée et pour une forme d'onde donnée, L est également une constante pour
t
une conception donnée. Cependant, L effective peut être influencée par le traitement du
t
raccordement. Elle varie entre l'inductance de fuite, L , pour les bornes court-circuitées et
s
L pour les bornes en circuit ouvert. Plus de détails à cet égard sont donnés en 7.1 et 7.3
o
et à l'annexe A;
b) la capacité du générateur C
g;
c) les composants de mise en forme de l'onde, internes et externes au générateur, R , R ,
si se
R , C (plus éventuellement, l'impédance d'un diviseur de tension Z );
p L 1
d) l'inductance et la capacité parasite du générateur et le circuit d'essai complet;
e) éventuellement les équipements de hachage.
Le temps d'attaque T est déterminé principalement par la combinaison de la capacité effective
en surtension de l'objet en essai, y compris C , et des résistances série internes et externes du
L
générateur.
Le temps à demi-valeur T des impulsions de choc de foudre, est principalement déterminé par
la capacité du générateur, l'inductance de l'objet en essai et la résistance de décharge du
générateur ou de toute autre résistance parallèle. Cependant, il y a des cas où la résistance
série aura également un effet significatif sur la queue d'onde, par exemple des enroulements
d'inductance extrêmement faible. Pour les impulsions de choc de manœuvre, d'autres
paramètres interviennent; ceux-ci sont traités à l'article 8.
Les équipements d'essai utilisés pour les applications d'impulsion de choc de foudre et de
manœuvre sont fondamentalement identiques. Les différences portent uniquement sur des
détails, comme les valeurs de résistances et de condensateurs (et les connexions bornes de
l'objet en essai).
Pour satisfaire aux différentes prescriptions de forme d'onde pour les impulsions de choc de
foudre et de manœuvre, une attention particulière doit être accordée au choix des paramètres
du générateur d'impulsion, tels que capacité et résistances (parallèles) série et de décharge.
Pour les impulsions de choc de manœuvre, de valeurs élevées des résistances série et/ou des
condensateurs de charge peuvent être nécessaires, dont la conséquence sera une réduction
significative de l'efficacité.
Alors que la tension de sortie du générateur d'impulsion est déterminée par les niveaux d'essai
des enroulements en rapport avec leur plus haute tension U donnée par les équipements
m
pour l'objet en essai, le volume de stockage d'énergie requis dépend essentiellement des
impédances inhérentes à l'objet en essai.
Une brève explication des principes du contrôle de la forme d'onde est donnée en annexe A.
L'aménagement de l'installation d'essai, de l'objet en essai et des câbles d'interconnexion, des
brides de mise à la terre et autres équipements, est limité par l'espace disponible dans la salle
d'essai et, en particulier, par l'effet de proximité de toutes les structures. Pendant les essais
d'impulsion, le potentiel ne peut pas être supposé nul partout dans les systèmes de mise à la
terre du fait des valeurs élevées et des taux importants de variation des courants et des
tensions d'impulsion et des impédances finies mises en jeu. Par conséquent, le choix d'une
terre de référence appropriée est important.

60076-4  IEC:2002 – 15 –
The following parameters influence the impulse waveshape;
a) the effective capacitance C , and inductance of the test object, L ; C is constant for any
t t t
given design and any given waveshape, L is also
...