IEC 60034-18-42:2017
(Main)Rotating electrical machines - Part 18-42: Partial discharge resistant electrical insulation systems (Type II) used in rotating electrical machines fed from voltage converters - Qualification tests
Rotating electrical machines - Part 18-42: Partial discharge resistant electrical insulation systems (Type II) used in rotating electrical machines fed from voltage converters - Qualification tests
IEC 60034-18-42:2017 defines criteria for assessing the insulation system of stator/rotor windings of single or polyphase AC machines which are subjected to repetitive impulse voltages, such as those generated by pulse width modulation (PWM) converters, and are expected to experience and withstand partial discharge activity during service. It specifies electrical qualification tests on representative specimens to verify fitness for operation with voltage-source converters. It also describes an additional classification system which defines the limits of reliable performance under converter-fed conditions.
Machines électriques tournantes - Partie 18-42: Systèmes d'isolation électrique résistants aux décharges partielles (Type II) utilisés dans des machines électriques tournantes alimentées par convertisseurs de tension - Essais de qualification
L’IEC 60034-18-42:2017 définit les critères d’évaluation du système d’isolation des enroulements statoriques et rotoriques des machines à courant alternatif monophasées ou polyphasées qui sont soumises à des tensions de choc répétitives telles que celles générées par les convertisseurs à modulation de largeur d’impulsion (MLI), et qui sont susceptibles de subir et de supporter des décharges partielles pendant leur fonctionnement. Elle spécifie des essais de qualification électrique réalisés sur des éprouvettes représentatives, pour vérifier leur adéquation à un fonctionnement avec des convertisseurs de source de tension. Elle décrit également un système de classification supplémentaire qui définit les limites de performances fiables dans des conditions d’alimentation par des convertisseurs.
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IEC 60034-18-42 ®
Edition 1.0 2017-02
INTERNATIONAL
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Rotating electrical machines –
Part 18-42: Partial discharge resistant electrical insulation systems (Type II)
used in rotating electrical machines fed from voltage converters – Qualification
tests
Machines électriques tournantes –
Partie 18-42: Systèmes d’isolation électrique résistants aux décharges partielles
(Type II) utilisés dans des machines électriques tournantes alimentées par
convertisseurs de tension – Essais de qualification
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(Type II) utilisés dans des machines électriques tournantes alimentées par
convertisseurs de tension – Essais de qualification
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 29.160.01 ISBN 978-2-8322-3822-6
– 2 – IEC 60034-18-42:2017 © IEC 2017
CONTENTS
FOREWORD . 5
INTRODUCTION . 7
1 Scope . 8
2 Normative references . 8
3 Terms and definitions . 9
4 Machine terminal voltages arising from converter operation . 12
5 Electrical stresses in the insulation system of machine windings . 15
5.1 General . 15
5.2 Voltages stressing the phase to phase insulation . 16
5.3 Voltages stressing the phase to ground insulation . 16
5.4 Voltages stressing the turn to turn insulation . 16
5.4.1 General . 16
5.4.2 Random-wound windings . 16
5.4.3 Form-wound windings . 17
6 Voltage rating for Type II insulation systems . 17
7 Stress factors for converter-fed Type II insulation systems . 18
8 Qualification tests . 19
8.1 General . 19
8.2 Qualification tests . 19
9 Qualification of mainwall insulation system . 20
9.1 General . 20
9.2 Test methods . 20
9.3 Use of 50 Hz or 60 Hz life data to predict the service life with a converter
drive . 22
10 Qualification of turn insulation . 23
10.1 General . 23
10.2 Test methods . 24
11 Qualification of the stress control system . 25
11.1 General . 25
11.2 Test methods . 26
12 Preparation of test objects . 27
12.1 General . 27
12.2 Mainwall specimens . 27
12.3 Turn to turn specimens . 27
12.4 Stress control specimens . 27
13 Qualification test procedures . 27
13.1 General . 27
13.2 Mainwall insulation . 27
13.3 Turn to turn insulation . 28
13.4 Stress control system . 28
14 Qualification test pass criteria . 29
14.1 Mainwall insulation . 29
14.2 Turn to turn insulation . 29
14.3 Stress control system . 29
15 Routine test . 29
16 Optional screening tests . 30
17 Analysis, reporting and classification . 30
Annex A (informative) Contributions to ageing of the mainwall insulation . 31
A.1 Life time consumption of the mainwall insulation . 31
A.2 Calculation of the contributions to ageing from a 3-level converter drive . 31
A.3 Calculation to derive an equivalent voltage amplitude and frequency . 32
Annex B (informative) Examples of circuits for impulse testing . 34
B.1 Impulse test circuit using a semiconducting switch . 34
B.2 Typical waveform generated from the impulse generator . 34
B.3 Alternative impulse test circuit using a semiconducting switch . 35
Annex C (informative) Derivation of the short term endurance test voltage . 37
Annex D (informative) Derivation of the impulse voltage insulation class for the
machine insulation . 38
Annex E (normative) Derivation of an IVIC in the absence of a manufacturer’s
reference life line . 40
E.1 Derivation of an IVIC from endurance tests . 40
E.1.1 Mainwall insulation . 40
E.1.2 Turn insulation . 41
E.1.3 Stre
...
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CONSOLIDATED VERSION
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used in rotating electrical machines fed from voltage converters – Qualification
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– 2 – IEC 60034-18-42:2017+AMD1:2020 CSV
© IEC 2020
CONTENTS
FOREWORD . 5
INTRODUCTION . 7
1 Scope . 8
2 Normative references . 8
3 Terms and definitions . 9
4 Machine terminal voltages arising from converter operation . 12
5 Electrical stresses in the insulation system of machine windings . 16
5.1 General . 16
5.2 Voltages stressing the phase to phase insulation . 17
5.3 Voltages stressing the phase to ground insulation . 17
5.4 Voltages stressing the turn to turn insulation . 17
5.4.1 General . 17
5.4.2 Random-wound windings . 18
5.4.3 Form-wound windings . 18
6 Voltage rating for Type II insulation systems . 18
7 Stress factors for converter-fed Type II insulation systems . 19
8 Qualification tests . 21
8.1 General . 21
8.2 Qualification tests . 21
9 Qualification of mainwall insulation system . 22
9.1 General . 22
9.2 Test methods . 22
9.3 Use of 50 Hz or 60 Hz life data to predict the service life with a converter
drive . 23
10 Qualification of turn insulation . 24
10.1 General . 24
10.2 Test methods . 25
11 Qualification of the stress control system . 26
11.1 General . 26
11.2 Test methods . 27
12 Preparation of test objects . 28
12.1 General . 28
12.2 Mainwall specimens . 28
12.3 Turn to turn specimens . 28
12.4 Stress control specimens . 28
13 Qualification test procedures . 28
13.1 General . 28
13.2 Mainwall insulation . 29
13.3 Turn to turn insulation . 29
13.4 Stress control system . 29
14 Qualification test pass criteria . 30
14.1 Mainwall insulation . 30
14.2 Turn to turn insulation . 30
14.3 Stress control system . 30
15 Routine test . 31
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16 Optional screening tests . 31
17 Analysis, reporting and classification . 31
Annex A (informative) Contributions to ageing of the mainwall insulation . 32
A.1 Life time consumption of the mainwall insulation . 32
A.2 Calculation of the contributions to ageing from a 3-level converter drive . 32
A.3 Calculation to derive an equivalent voltage amplitude and frequency . 33
Annex B (informative) Examples of circuits for impulse testing . 35
B.1 Impulse test circuit using a semiconducting switch . 35
B.2 Typical waveform generated from the impulse generator . 35
B.3 Alternative impulse test circuit using a semiconducting switch . 36
Annex C (informative) Derivation of the short term endurance test voltage . 38
Annex D (informative) Derivation of the impulse voltage insulation class for the
machine insulation . 39
Annex E (normative) Derivation of an IVIC in the absence of a manufacturer’s
reference life line . 43
E.1 Derivation of an IVIC from endurance tests . 43
E.1.1 Mainwall insulation .
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Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.