IEC 60071-11:2022
(Main)Insulation co-ordination - Part 11：Definitions, principles and rules for HVDC system
Insulation co-ordination - Part 11：Definitions, principles and rules for HVDC system
IEC 60071-11:2022 applies to high-voltage direct current (HVDC) systems. It specifies the principles on the procedures for the determination of the specified withstand voltages, creepage distance and air clearances for the equipment and the installations of these systems.
This document gives the insulation co-ordination principles related to line commutated converter (LCC) and voltage sourced converters (VSC) HVDC systems. The main principles of this document also apply to other special converter configurations of LCC, such as the capacitor commutated converter (CCC) as well as the controlled series compensated converter (CSCC), etc.
This document applies to insulation co-ordination of equipment connected between the converter AC bus (including the AC harmonic filters, the converter transformer, the circuit breakers) and the DC line side. The line and cable terminations in so far as they influence the insulation co-ordination of converter station equipment are also covered.
This document applies only for HVDC applications in power systems and not for industrial conversion equipment. Principles and guidance given are for insulation co-ordination purposes only. The requirements for human safety are not covered by this document.
This international standard replaces, in conjunction with IEC 60071-12, IEC 60071-5 published in 2014.
This edition includes the following significant technical changes with respect to IEC 60071‑5:2014:
This standard applies to both LCC and VSC HVDC systems whereas IEC 60071-5 only dealt with LCC HVDC system;
Annex C (normative) gives the recommended specified withstand voltage (LI and SI);
Annex C (normative) gives the minimum air clearances;
Annex E shows the correlation of clauses between this standard and IEC 60071-5:2014.
The contents of the corrigendum of November 2023 have been included in this copy.
Coordination de l'isolement - Partie 11: Définitions, principes et règles relatifs au réseau CCHT
L'IEC 60071-11:2022 s'applique aux réseaux à courant continu à haute tension (CCHT). Elle spécifie les principes relatifs aux procédures de détermination des tensions de tenue spécifiées, de la ligne de fuite et des distances d'isolement dans l'air pour l'équipement et l'installation de ces réseaux.
Le présent document donne les principes de coordination de l'isolement relatifs aux réseaux CCHT qui comportent des convertisseurs commutés par le réseau (LCC) et des convertisseurs à source de tension (VSC). Les principes fondamentaux du présent document s'appliquent également à d'autres configurations spécifiques de LCC, comme le convertisseur à condensateur commuté (CCC), le convertisseur à condensateurs en série contrôlés (CCSC), etc.
Le présent document s'applique à la coordination de l'isolement du matériel raccordé entre la barre à courant alternatif du convertisseur (y compris les filtres d'harmoniques côté courant alternatif, le transformateur convertisseur, les disjoncteurs) et le côté courant continu. Il traite également des terminaisons de lignes et de câbles, en raison de leur incidence sur la coordination de l'isolement du matériel des postes de conversion.
Le présent document ne s'applique qu'aux applications CCHT dans les réseaux d'alimentation, et non au matériel de conversion à usage industriel. Les principes et les recommandations ne sont fournis que dans le cadre de la coordination de l'isolement. Les exigences relatives à la sécurité des personnes ne sont pas traitées dans le présent document.
Cette Norme internationale remplace, conjointement avec l'IEC 60071-12, l'IEC 60071-5 parue en 2014.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l'IEC 60071‑5:2014:
la présente norme s'applique aux réseaux CCHT LCC et VSC, tandis que l'IEC 60071-5 concernait uniquement le réseau CCHT LCC;
l'Annexe C (normative) fournit la tension de tenue spécifiée recommandée (LI et SI);
l'Annexe C (normative) fournit les distances minimales d'isolement dans l'air;
l'Annexe E indique la correspondance entre les articles/paragraphes de la présente norme et ceux de l'IEC 60071-5:2014.
Le contenu du corrigendum de novembre 2023 a été pris en considération dans cet exemplaire.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
IEC 60071-11 ®
Edition 1.0 2022-11
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Insulation co-ordination –
Part 11: Definitions, principles and rules for HVDC system
Coordination de l'isolement –
Partie 11: Définitions, principes et règles relatifs au réseau CCHT
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Edition 1.0 2022-11
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Insulation co-ordination –
Part 11: Definitions, principles and rules for HVDC system
Coordination de l'isolement –
Partie 11: Définitions, principes et règles relatifs au réseau CCHT
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 29.080.30 ISBN 978-2-8322-6026-5
– 2 – IEC 60071-11:2022 © IEC 2022
CONTENTS
FOREWORD . 4
INTRODUCTION . 6
1 Scope . 7
2 Normative references . 7
3 Terms and definitions . 8
4 Symbols and abbreviations . 13
4.1 General . 13
4.2 Subscripts . 14
4.3 Letter symbols . 14
4.4 Abbreviations . 15
5 Principles of insulation co-ordination . 15
5.1 General . 15
5.2 Essential differences between AC and DC systems . 15
5.3 Insulation co-ordination procedure . 16
5.4 Differences of withstand voltage selection in AC and DC systems . 16
6 Design procedure of insulation co-ordination . 18
6.1 General . 18
6.2 Arrester characteristics . 18
6.3 Insulation characteristics . 18
6.4 Determination of the representative overvoltages (U ) . 18
rp
6.5 Determination of the co-ordination withstand voltages (U ) . 19
cw
6.6 Determination of the required withstand voltages (U ) . 19
rw
6.7 Determination of the specified withstand voltage (U ) . 21
w
7 Requirements for withstand voltage tests. 21
8 Creepage distances . 21
8.1 General . 21
8.2 Base voltage for creepage distance . 22
8.3 Creepage distance for outdoor insulation under DC voltage . 22
8.4 Creepage distance for indoor insulation under DC or mixed voltage . 22
8.5 Creepage distance of AC insulators . 22
9 Clearances in air . 23
Annex A (informative) Typical HVDC converter station schemes . 24
Annex B (informative) Example of air clearances calculation . 28
B.1 Introductory remarks . 28
B.2 Calculated minimum air clearance for switching impulse stress . 28
B.2.1 General . 28
B.2.2 Example calculation . 29
B.3 Calculated minimum air clearance for lightning impulse stress . 29
B.3.1 General . 29
B.3.2 Example calculation . 30
Annex C (normative) Example of typical DC voltages with possible insulation levels
and corresponding air clearances . 31
C.1 Introductory remarks . 31
C.2 List of typical DC voltagesand possible insulation levels . 31
C.3 Example of presumed switching impulse insulation levels and minimum air
clearances . 31
C.4 Example of presumed lightning impulse insulation levels and minimum air
clearances . 33
C.5 Possible/Presumed specified DC withstand voltages . 33
C.5.1 General . 33
C.5.2 Specified DC withstand voltages . 34
C.5.3 List of specified power frequency withstand voltages . 34
Annex D (informative) Typical arrester characteristics . 35
Annex E (informative) The Correlation of clauses between IEC 60071-11 and
IEC 60071-5:2014 . 36
Bibliography . 37
Figure 1 – Comparison of the selection between withstand voltages for AC equipment
and for HVDC converter station equipment . 17
Figure A.1 – Possible arrester locations in one pole of bipole LCC converter station
with 12-pulse converters in series . 25
Figure A.2 – Possible arrester locations in one pole of bipolar of VSC converter
stations . 26
Figure A.3 – Possible arrester locations in symmetrical monopole VSC converter
stations . 26
Figure D.1 – Typical arrester V-I characteristics . 35
Table 1 – Classes and shapes of overvoltages, standard voltage shapes and standard
withstand voltage tests . 9
Table 2 – Comparison of the insulation co-ordination procedure of AC and DC systems . 16
Table 3 – Indicative values of ratios of required impulse withstand voltage to impulse
protective level . 20
Table A.1 – Symbol description . 27
Table C.1 – Typical DC voltages and switching/lightning impulse withstand voltage . 32
Table C.2 – Correlation between presumed rated switching impulse withstand voltages
and minimum phase-to-earth air clearances . 33
Table C.3 – Correlation between presumed rated lightning impulse withstand voltages
and minimum phase-to-earth air clearances . 34
– 4 – IEC 60071-11:2022 © IEC 2022
INTERNATIONAL ELECTROTECHN
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.