IEC TS 61463:1996
(Main)Bushings - Seismic qualification
Bushings - Seismic qualification
Is applicable to alternating current and direct current bushings for rated voltages above 52 kV, mounted on transformers, other apparatus of buildings. It is accepted that for bushings for rated voltages less than or equal to 52 kV, due to their characteristics (resonance frequency greater than 25 Hz) seismic qualification is not required. Has the status of a technical report type 2.
Traversées - Qualification sismique
S'applique aux traversées à courant continu et à courant alternatif pour des tensions nominales supérieures à 52 kV, montées sur des transformateurs, sur d'autres matériels ou sur des bâtiments. Il est admis qu'en raison de leurs caractéristiques (fréquence de résonance supérieure à 25 Hz), les traversées dont la tension nominale est inférieure ou égale à 52 kV n'ont pas besoin de faire l'objet d'une qualification sismique. A le statut d'un rapport technique de type 2.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SPÉCIFICATION CEI
TECHNIQUE IEC
TS 61463
TECHNICAL
Edition 1.1
SPECIFICATION
2000-04
Edition 1:1996 consolidée par l'amendement 1:2000
Edition 1:1996 consolidated with amendment 1:2000
Traversées – Qualification sismique
Bushings – Seismic qualification
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC TS 61463:1996+A1:2000
Numéros des publications Numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.
Publications consolidées Consolidated publications
Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,
Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et la porating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. the content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de reconfir- Information relating to the date of the reconfirmation
mation de la publication sont disponibles dans le of the publication is available in the IEC catalogue.
Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour Published yearly with regular updates
régulièrement (On-line catalogue)*
(Catalogue en ligne)*
• Bulletin de la CEI
• IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI*
Available both at the IEC web site* and
et comme périodique imprimé
as a printed periodical
Terminologie, symboles graphiques
Terminology, graphical and letter
et littéraux
symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur
For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro-
IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI).
(IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux
For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le
approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles
be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et
symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617:
compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas.
Graphical symbols for diagrams.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre.
* See web site address on title page.
SPÉCIFICATION CEI
TECHNIQUE IEC
TS 61463
TECHNICAL
Edition 1.1
SPECIFICATION
2000-04
Edition 1:1996 consolidée par l'amendement 1:2000
Edition 1:1996 consolidated with amendment 1:2000
Traversées – Qualification sismique
Bushings – Seismic qualification
IEC 2000 Droits de reproduction réservés Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, any form or by any means, electronic or mechanical,
électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les including photocopying and microfilm, without permission in
microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher.
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CM
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– 2 – TS 61463 CEI:1996+A1:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 6
INTRODUCTION . 10
Articles
1 Domaine d’application . 12
2 Références normatives. 12
3 Définitions. 14
4 Symboles et abréviations. 14
5 Méthodes de qualification sismique . 14
6 Sévérités. 16
6.1 Au niveau du sol . 16
6.2 Au niveau de la bride de la traversée. 18
7 Qualification par calcul statique . 20
8 Qualification par analyse dynamique. 24
8.1 Analyse modale utilisant la méthode par accélérogrammes. 24
8.2 Analyse modale utilisant le spectre de réponse spécifié (SRS). 24
9 Qualification par essai de vibrations . 26
9.1 Généralités . 26
9.2 Essai sur le matériel complet. 28
9.3 Essai sur la traversée montée sur une structure factice . 28
9.4 Essai sur la traversée seule . 30
10 Evaluation de la qualification sismique. 30
10.1 Combinaison de contraintes . 30
10.2 Essai de flexion. 30
10.3 Critères d'acceptation . 32
11 Nécessité d’un échange d’informations. 32
11.1 Informations fournies par le constructeur du matériel. 32
11.2 Informations fournies par le constructeur de la traversée . 32
Annexe A (informative) Diagramme de qualification sismique . 44
Annexe B (informative) Essai d'oscillation libre . 46
Annexe C (informative) Méthode de calcul statique – Considérations supplémentaires . 50
Annexe D (informative) Qualification par calcul statique – Exemple sur une traversée de
transformateur. 58
Figure 1 – SRS pour matériel monté au sol – Niveau de qualification: AG5: APN = 5 m/s
(0,5 g) . 36
Figure 2 – Facteur de réponse R. 38
Figure 3 – Essai avec structure factice conformément à 9.3 . 40
Figure 4 – Détermination de la sévérité. 42
TS 61463 © IEC:1996+A1:2000 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 7
INTRODUCTION . 11
Clause
1 Scope . 13
2 Normative references . 13
3 Definitions. 15
4 Symbols and abbreviations. 15
5 Methods of seismic qualification . 15
6 Severities. 17
6.1 At the ground . 17
6.2 At the bushing flange . 19
7 Qualification by static calculation. 21
8 Qualification by dynamic analysis . 25
8.1 Modal analysis using the time-history method . 25
8.2 Modal analysis using the RRS . 25
9 Qualification by vibration test. 27
9.1 General. 27
9.2 Test on complete apparatus . 29
9.3 Test on the bushing mounted on a simulating support. 29
9.4 Test on the bushing alone . 31
10 Evaluation of the seismic qualification . 31
10.1 Combination of stresses. 31
10.2 Cantilever test. 31
10.3 Acceptance criteria . 33
11 Necessary exchange of information . 33
11.1 Information supplied by the apparatus manufacturer . 33
11.2 Information supplied by the bushing manufacturer . 33
Annex A (informative) Flow chart for seismic qualification . 45
Annex B (informative) Free oscillation test . 47
Annex C (informative) Static calculation method – Additional considerations . 51
Annex D (informative) Qualification by static calculation – Example on transformer bushing . 59
Figure 1 – RRS for ground mounted equipment – Qualification level: AG5:
ZPA = 5 m/s (0,5 g). 37
Figure 2 – Response factor R . 39
Figure 3 – Test with simulating support according to 9.3 . 41
Figure 4 – Determination of the severity. 43
– 4 – TS 61463 CEI:1996+A1:2000
Pages
Figure A.1 – Diagramme de qualification sismique . 44
Figure B.1 – Cas typique d'oscillations libres. 46
Figure B.2 – Cas d'oscillations libres avec battements . 46
Figure C.1 – Système à un degré de liberté. 52
Figure D.1 – Partie critique de la traversée . 58
Figure D.2 – Efforts affectant la traversée. 60
Figure D.3 – Diamètres de la porcelaine . 62
Tableau 1 – Niveaux d'accélération au sol . 18
Tableau 2 – Paramètres dynamiques obtenus à partir de l’expérience acquise sur les
traversées à isolateurs en porcelaine. 22
Tableau 3 – Paramètres dynamiques obtenus à partir de l'expérience acquise sur les
traversées à isolateurs composites . 22
Tableau C.1 – Exemples de réponses sismiques typiques. 56
TS 61463 © IEC:1996+A1:2000 – 5 –
Page
Figure A.1 – Flow chart for seismic qualification. 45
Figure B.1 – Typical case of free oscillations. 47
Figure B.2 – Case of free oscillations with beats . 47
Figure C.1 – Single degree of freedom system . 53
Figure D.1 – Critical part of the bushing . 59
Figure D.2 – Forces affecting the bushing . 61
Figure D.3 – Porcelain diameters . 63
Table 1 – Ground acceleration levels . 19
Table 2 – Dynamic parameters obtained from experience on bushings
with porcelain insulators .23
Table 3 – Dynamic parameters obtained from experience on bushings with composite
insulators . . 23
Table C.1 – Examples of typical seismic responses . 57
– 6 – TS 61463 © CEI:1996+A1:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
TRAVERSÉES – QUALIFICATION SISMIQUE
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique 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 spécification technique 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 tâche principale des comités d’études de la CEI est l’élaboration des Normes
internationales. Exceptionnellement, un comité d’études peut proposer la publication d’une
spécification technique
• lorsqu’en dépit de maints efforts, l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de la
publication d’une Norme internationale, ou
• lorsque le sujet en question est encore en cours de développement technique ou quand,
pour une raison quelconque, la possibilité d’un accord pour la publication d’une Norme
internationale peut être envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat.
Les spécifications techniques font l’objet d’un nouvel examen trois ans au plus tard après leur
publication afin de décider éventuellement de leur transformation en Normes internationales.
La CEI 61463, qui est une spécification technique, a été établie par le sous-comité 36A:
Traversées isolées, du comité d’études 36 de la CEI: Isolateurs.
La présente version consolidée de la CEI TS 61463 comprend la première édition (1996)
[documents 36A/48/CDV et 36A/56/RVC] et son amendement 1 (2000) [documents
36A/75/CDV et 36A/77/RVC].
Le contenu technique de cette version consolidée est donc identique à celui de l'édition de
base et à son amendement; cette version a été préparée par commodité pour l'utilisateur.
Elle porte le numéro d'édition 1.1.
Une ligne verticale dans la marge indique où la publication de base a été modifiée par
l'amendement 1.
TS 61463 © IEC:1996+A1:2000 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
___________
BUSHINGS – SEISMIC QUALIFICATION
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 technical specification may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
The main task of IEC technical committees is to prepare International Standards. In
exceptional circumstances, a technical committee may propose the publication of a technical
specification when
• the required support cannot be obtained for the publication of an International Standard,
despite repeated efforts, or
• The subject is still under technical development or where, for any other reason, there is the
future but no immediate possibility of an agreement on an International Standard.
Technical specifications are subject to review within three years of publication to decide
whether they can be transformed into International Standards.
IEC 61463, which is a technical specification, has been prepared by subcommittee 36A:
Insulated bushings, of IEC technical committee 36: Insulators.
This consolidated version of IEC TS 61463 consists of the first edition (1996) [documents
36A/48/CDV and 36A/56/RVC] and its amendment 1 (2000) [documents 36A/75/CDV and
36A/77/RVC].
The technical content is therefore identical to the base edition and its amendment and has
been prepared for user convenience.
It bears the edition number 1.1.
A vertical line in the margin shows where the base publication has been modified by
amendment 1.
– 8 – TS 61463 CEI:1996+A1:2000
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2005-06.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
Les annexes A, B, C et D sont données uniquement à titre d'information.
TS 61463 © IEC:1996+A1:2000 – 9 –
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2005-06. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
Annexes A, B, C and D are for information only.
– 10 – TS 61463 CEI:1996+A1:2000
INTRODUCTION
Sachant qu'il n'est pas toujours possible de définir avec précision la sévérité sismique au
niveau des brides des traversées, la présente spécification technique propose trois méthodes
différentes de qualification. Ces trois méthodes sont également acceptables. Si l'on ne connaît
pas le spectre de réponse spécifié (SRS) au niveau de la bride de la traversée, on peut utiliser
une sévérité (exprimée en accélération) basée sur des spectres de réponse normalisés au
niveau du sol pour réaliser la qualification selon l’une des trois méthodes décrites ci-après.
En l'absence d'informations suffisantes sur les caractéristiques de l'environnement, la
qualification peut être fondée sur le calcul statique. En revanche, lorsqu'un matériel à haut
niveau de fiabilité est nécessaire pour un environnement particulier, l'utilisation de données
précises s'impose et il est alors recommandé de faire reposer la qualification sur une analyse
dynamique ou sur un essai de vibrations. Le choix entre l'analyse dynamique et l'essai est
essentiellement guidé, d'une part, par les performances des moyens d'essai par rapport à la
masse et au volume du spécimen et, d'autre part, par la possibilité de rencontrer ou non des
non-linéarités.
Lorsqu'on prévoit une qualification par analyse dynamique, il est recommandé d'ajuster le
modèle numérique en utilisant des données relatives aux vibrations (voir article 5).
Cette spécification technique a été préparée dans l'intention d'être applicable aux traversées,
indépendamment de leur matériau constitutif. Toutefois, l'information contenue ci-après
s'adresse plus spécifiquement aux traversées en porcelaine. On peut appliquer cette
spécification technique aux traversées composites après ajustement adéquat des paramètres
et des critères.
TS 61463 © IEC:1996+A1:2000 – 11 –
INTRODUCTION
As it is not always possible to define accurately the seismic severity at the bushing flange level,
this technical specification presents three alternative methods of qualification. The three
methods are equally acceptable. If the Required Response Spectrum (RRS) at the bushing
flange is not known, a severity (in terms of acceleration values) based on standard response
spectra at the ground level may be used to carry out qualification through one of the three
methods described in the present technical specification.
When the environmental characteristics are not sufficiently known, qualification by static
calculation is acceptable. Where high safety reliability of equipment is required for a specific
environment, the use of precise data is necessary, therefore qualification by dynamic analysis
or vibration test is recommended. The choice between vibration testing and dynamic analysis
depends mainly on the capacity of the test facility for the mass and volume of the specimen,
and, also if non-linearities are expected.
When qualification by dynamic analysis is foreseen, it is recommended that the numerical
model be adjusted by using vibration data (see clause 5).
This technical specification was prepared with the intention of being applicable to bushings
whatever their construction material. However, the information contained hereafter is more
specifically directed to porcelain bushings. The application of this technical specification to
composite bushings can be done after appropriate adjustment of parameters and criteria.
– 12 – TS 61463 CEI:1996+A1:2000
TRAVERSÉES – QUALIFICATION SISMIQUE
1 Domaine d’application
La présente spécification technique s'applique aux traversées à courant alternatif et à courant
continu pour des tensions assignées supérieures à 52 kV, montées sur des transformateurs,
sur d'autres matériels ou sur des bâtiments. Il est admis qu'en raison de leur caractéristiques
(fréquence de résonance supérieure à 25 Hz), les traversées dont la tension assignée est
inférieure ou égale à 52 kV n'ont pas besoin de faire l'objet d'une qualification sismique.
Cette spécification technique présente des méthodes de qualification sismique acceptables et
des prescriptions pour démontrer qu'une traversée peut conserver ses propriétés mécaniques,
isoler et conduire le courant pendant et après un séisme.
La qualification sismique d'une traversée n'est effectuée que sur demande.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente spécification technique.
Au moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Tout document normatif
est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente spécification
technique sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des
documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent le
registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60068-2-6:1995, Essais d’environnement – Partie 2: Essais – Essai Fc: Vibrations
(sinusoïdales)
CEI 60068-2-47:1982, Essais fondamentaux climatiques et de robustesse mécanique –
Partie 2: Essais – Fixation de composants, matériels et autres articles pour essais dynamiques
tels que chocs (Ea), secousses (Eb), vibrations (Fc et Fd) et accélération constante (Ga)
et guide
CEI 60068-2-57:1989, Essais d’environnement – Partie 2: Méthodes d’essai – Essai Ff: Vibrations
– Méthode par accélérogrammes
CEI 60068-2-59:1990, Essais d’environnement – Partie 2: Méthodes d’essai – Essai Fe:
Vibrations – Méthode par sinusoïdes modulées
CEI 60068-3-3:1991, Essais d’environnement – Partie 3: Guide – Méthodes d’essais sismiques
applicables aux matériels
CEI 60137:1995, Traversées isolées pour tensions alternatives supérieures à 1 000 V
CEI 60721-2-6:1990, Classification des conditions d’environnement – Partie 2: Conditions
d’environnement présentes dans la nature – Vibrations et chocs sismiques
CEI 61166:1993, Disjoncteurs à courant alternatif à haute tension – Guide pour la qualification
sismique des disjoncteurs à courant alternatif à haute tension
CEI 61264:1994, Enveloppes isolantes sous pression, en matière céramique, pour l’appa-
reillage à haute tension
ISO 2041:1990, Vibrations et chocs – Vocabulaire
TS 61463 © IEC:1996+A1:2000 – 13 –
BUSHINGS – SEISMIC QUALIFICATION
1 Scope
This technical specification is applicable to alternating current and direct current bushings for
rated voltages above 52 kV, mounted on transformers, other apparatus or buildings. It is
accepted that for bushings for rated voltages less than or equal to 52 kV, due to their
characteristics (resonance frequency greater than 25 Hz) seismic qualification is not required.
This technical specification presents acceptable seismic qualification methods and require-
ments to demonstrate that a bushing can maintain its mechanical properties, insulate and carry
current during and after an earthquake.
The seismic qualification of a bushing is only performed upon request.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text
constitute provisions of this technical specification. At the time of publication, the editions
indicated were valid. All normative documents are subject to revision, and parties to
agreements based on this technical specification are encouraged to investigate the possibility
of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. Members of
IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60068-2-6:1995, Environmental testing – Part 2: Tests – Test Fc: Vibration (sinusoidal)
IEC 60068-2-47:1982, Basic environmental testing procedures – Part 2: Tests – Mounting of
components, equipment and other articles for dynamic tests including shock (Ea), bump (Eb),
vibration (Fc and Fd) and steady-state acceleration (Ga) and guidance
IEC 60068-2-57:1989, Environmental testing – Part 2: Test methods – Test Ff: Vibration –
Time-history method
IEC 60068-2-59:1990, Environmental testing – Part 2: Test methods – Test Fe: Vibration – Sine-
beat method
IEC 60068-3-3:1991, Environmental testing – Part 3: Guidance – Seismic test methods for
equipments
IEC 60137:1995, Insulated bushings for alternating voltages above 1 000 V
IEC 60721-2-6:1990, Classification of environmental conditions – Part 2: Environmental
conditions appearing in nature – Earthquake vibration and shock
IEC 61166:1993, High-voltage alternating current circuit-breakers – Guide for seismic
qualification of high-voltage alternating current circuit-breakers
IEC 61264:1994, Ceramic pressurized hollow insulators for high-voltage switchgear and
controlgear
ISO 2041:1990, Vibration and shock – Vocabulary
– 14 – TS 61463 CEI:1996+A1:2000
3 Définitions
Pour les besoins de la présente spécification technique, les définitions données dans la
CEI 60068-3-3 et l’ISO 2041, ainsi que les définitions suivantes s'appliquent:
3.1
section critique
section de la traversée qui est la plus susceptible de connaître une défaillance lors d'un séisme
3.2
spectre de réponse
courbe de la réponse maximale d'une famille d'oscillateurs à un degré de liberté, pour un taux
d'amortissement spécifié et pour un mouvement d'entrée donné (ISO 2041, modifié)
3.3
matériel rigide
matériel dont la fréquence naturelle est supérieure à 25 Hz et qui est considéré comme rigide
pour les besoins de la présente spécification technique
4 Symboles et abréviations
a Accélération maximale équivalente au centre de gravité de la traversée due à un
bg
séisme
a Accélération maximale de la bride de la traversée
f
a Accélération maximale du sol consécutive à un mouvement sismique donné
g
a
NOTE – est égal à l'accélération à période nulle (APN) de la figure 1.
g
d Distance entre le centre de gravité de la partie de la traversée considérée et la section
p
critique
f Première fréquence naturelle de la traversée assemblée
K Facteur d'amplification entre le sol et la bride de la traversée: facteur rendant compte
de la modification de l'accélération entre le sol et la bride en raison de l’amplification
apportée par les bâtiments et les structures
m Masse de la partie de la traversée considérée
p
M Moment fléchissant au niveau de la section critique de la partie de la traversée
s
considérée, consécutif à un séisme
R Facteur de réponse dérivé du spectre de réponse spécifié (SRS), correspondant au
rapport entre la réponse en accélération et l’APN (voir figure 2)
SRS Spectre de réponse spécifié: spectre de réponse spécifié par l'utilisateur
S Coefficient établi pour prendre en compte les incidences de l'excitation multifréquences
c
et de la réponse multimode
APN Accélération à période nulle (voir a )
g
5 Méthodes de qualification sismique
La qualification sismique est censée démontrer la capacité de la traversée à supporter les
contraintes sismiques et à conserver ses fonctions requises sans défaillance, pendant et après
un séisme d'une sévérité spécifiée (article 6).
TS 61463 © IEC:1996+A1:2000 – 15 –
3 Definitions
For the purpose of this technical specification the definitions of IEC 60068-3-3 and ISO 2041,
and the following definitions apply:
3.1
critical cross-section
section of the bushing that is most likely to fail during an earthquake
3.2
response spectrum
plot of the maximum response to a defined input motion of a family of single-degree-of-
freedom bodies at a specified damping ratio (ISO 2041, modified)
3.3
rigid equipment
equipment whose natural frequency is greater than 25 Hz is considered rigid for the purpose of
this technical specification
4 Symbols and abbreviations
a Equivalent maximum acceleration to the centre of gravity of the bushing during the
bg
seismic event
a Maximum acceleration of the bushing flange
f
a Maximum acceleration of the ground resulting from the motion of a given earthquake
g
NOTE – a is equal to the Zero Period Acceleration (ZPA) of figure 1.
g
d Distance between the centre of gravity of the part of the bushing which is under
p
consideration and the critical cross-section
f First natural frequency of the mounted bushing
K Superelevation factor between ground and bushing flange: factor accounting for the
change in the acceleration from the ground to the flange due to the amplification by
buildings and structures
m Mass of the part of the bushing which is under consideration
p
M Bending moment at the critical cross-section of the part of the bushing considered, due
s
to an earthquake
R Response factor derived from the Required Response Spectrum (RRS) as the ratio
between the response acceleration and the ZPA (see figure 2)
RRS Required Response Spectrum: response spectrum specified by the user
S Coefficient established to take into account the effects of both multifrequency excitation
c
and multimode response
ZPA Zero Period Acceleration (see a )
g
5 Methods of seismic qualification
Seismic qualification should demonstrate the ability of a bushing to withstand seismic stresses
and to maintain its required function without failure, during and after an earthquake of a
specified severity (clause 6).
– 16 – TS 61463 CEI:1996+A1:2000
Les traversées étant montées sur des matériels ou des bâtiments, la qualification sismique de
la traversée doit tenir compte du comportement de ces matériels ou bâtiments. Dans la
qualification sismique d’une traversée, il convient d’inclure toutes les parties qui contribuent
aux contraintes dans les sections critiques pendant un événement sismique, par exemple le
conducteur et la pièce de centrage intérieure des traversées à isolation gazeuse.
La présente spécification technique décrit trois méthodes ainsi que leurs combinaisons:
– qualification par calcul statique (article 7);
– qualification par analyse dynamique (article 8);
– qualification par essai de vibrations (article 9).
Il est admis d'utiliser une combinaison de ces méthodes:
– pour qualifier une traversée qui ne peut pas être qualifiée par des essais seuls (par
exemple en raison des dimensions et/ou de la complexité du matériel considéré);
– pour qualifier une traversée déjà essayée dans des conditions sismiques différentes;
– pour qualifier une traversée de même type qu'une traversée déjà essayée, mais dont
certains éléments ont été modifiés et influent sur le comportement dynamique (par exemple
modification de la longueur des isolateurs ou de la masse).
Les données vibratoires destinées à l'analyse (amortissement, fréquences critiques,
contraintes dans les éléments critiques en fonction de l'accélération appliquée) peuvent être
obtenues par:
a) un essai dynamique sur une traversée de même type;
b) un essai dynamique à amplitude réduite;
c) la détermination des fréquences naturelles et de l'amortissement par d'autres essais, tels que
des essais d'oscillation libre (voir annexe B) ou d'excitation à faible niveau (voir article A.1 de
CEI 61166).
Ces méthodes permettent d'obtenir la valeur de M qui est déterminée pour chaque partie
s
située de part et d'autre de la bride de la traversée. Il convient que la contrainte résultant de ce
moment soit combinée avec les autres contraintes qui s'exercent sur la traversée. Il convient
également de démontrer que la traversée supporterait les contraintes combinées (article 10).
Les différentes méthodes de qualification sismique sont illustrées par le diagramme de
l'annexe A.
6 Sévérités
6.1 Au niveau du sol
L'accélération au niveau du sol dépend des conditions sismiques du site sur lequel le matériel
doit être implanté. Lorsque cette accélération est connue, il convient de la prescrire dans la
norme particulière. Dans les autres cas, il convient de choisir le niveau de sévérité parmi les
valeurs indiquées dans le tableau 1.
TS 61463 © IEC:1996+A1:2000 – 17 –
As bushings are mounted on apparatus or buildings, the seismic qualification of the bushing
must consider the behaviour of the apparatus or building. In the seismic qualification of a
bushing all parts should be included, which contribute to the stresses in the critical cross-
sections during a seismic event, e.g. the conductor and inner spacer in gas insulated bushings.
Three methods and combinations thereof are described in this technical specification:
– qualification by static calculation (clause 7);
– qualification by dynamic analysis (clause 8);
– qualification by vibration test (clause 9).
A combination of the methods may be used:
– to qualify a bushing which cannot be qualified by testing alone (e.g. because of size and/or
complexity of the apparatus);
– to qualify a bushing already tested under different seismic conditions;
– to qualify a bushing similar to a bushing already tested but which includes modifications
influencing the dynamic behaviour (e.g. change in the length of insulators or in the mass).
Vibrational data (damping, critical frequencies, stresses of critical elements as a function of
input acceleration) for analysis can be obtained by:
a) a dynamic test on a similar bushing;
b) a dynamic test at reduced test level;
c) determination of natural frequencies and damping by other tests such as free oscillation
tests (see annex B) or low level excitation (see clause A.1 of IEC 61166).
The methods result in the value of M which is determined for each part of the bushing on
s
either side of the flange. The stress due to this moment should be combined with the other
stresses acting in the bushing and it should be demonstrated that the bushing withstands the
combined stress (clause 10).
The different methods of seismic qualification are illustrated in the flow chart given in annex A.
6 Severities
6.1 At the ground
The ground acceleration depends upon the seismic conditions of the site where the apparatus
is to be located. When it is known, it should be prescribed by the relevant specification.
Otherwise the severity level should be selected from table 1.
– 18 – TS 61463 CEI:1996+A1:2000
Tableau 1 – Niveaux d'accélération au sol
Caractéristiques du séisme
Référence de
l'accélération
a Magnitude sur Zone Intensité MSK SRS
g
Généralités 2)
au sol
2 1)
m/s l'échelle de Richter UBC
3)
AG2 Séismes d'intensité 2 <5,5 1-2
faible à moyenne
3)
AG3 Séismes d'intensité 3 5,5 à 7,0 3 VIII à IX figure 1
moyenne à forte
AG5 Séismes d'intensité 5 >7,0 4 >IX figure 1
forte à très forte
1)
Valeur approximative indiquée dans le Uniform Building Code (Conférence internationale sur les édifices
publics).
2)
MSK (Medvedev-Sponheuer-Karnik) correspond à l'échelle Mercalli modifiée.
3)
Les valeurs indiquées pour AG2 et AG3 sont obtenues en multipliant les résultats de la figure 1 par 2/5 et 3/5
respectivement.
Il convient que le niveau de qualification choisi corresponde aux séismes escomptés pour les
mouvements maximaux du sol sur le site considéré. Ce niveau correspond à des séismes de
niveau S (voir 3.24 de la CEI 60068-3-3).
Il convient de fonder la qualification sur les hypothèses suivantes:
– les mouvements horizontaux décrits dans le tableau 1 agissent dans n'importe quelle
direction;
– les sévérités des accélérations verticales sont égales à 50 % de celles des accélérations
horizontales;
– les valeurs maximales peuvent être atteintes simultanément dans les deux directions.
Le mouvement du sol peut être décrit par des accélérogrammes nature
...
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