IEC 62271-101:2021

High-voltage switchgear and controlgear - Part 101: Synthetic testing

IEC 62271-101:2021 mainly applies to AC circuit-breakers within the scope of IEC 62271-100. It provides the general rules for testing AC circuit-breakers, for making and breaking capacities over the range of test duties described in 7.102 to 7.111 of IEC 62271-100:2021, by synthetic methods.
It has been proven that synthetic testing is an economical and technically correct way to test high-voltage AC circuit-breakers according to the requirements of IEC 62271-100 and that it is equivalent to direct testing.
The methods and techniques described are those in general use. The purpose of this document is to establish criteria for synthetic testing and for the proper evaluation of results. Such criteria will establish the validity of the test method without imposing restraints on innovation of test circuitry.
This third edition cancels and replaces the second edition published in 2012 and Amendment 1:2017. This edition constitutes a technical revision.
This edition includes the following significant technical changes with respect to the second edition:
a) alignment with the third edition of IEC 62271-100:2021;
b) update this document with the last methods and techniques used for synthetic tests.
The contents of the corrigendum of October 2021 have been included in this copy.

Appareillage à haute tension - Partie 101: Essais synthétiques

L’IEC 62271-101:2021 s’applique principalement aux disjoncteurs à courant alternatif définis dans le domaine d’application de l’IEC 62271-100. Elle donne les règles générales d’essais de ces disjoncteurs, pour les pouvoirs de fermeture et de coupure dans la plage des séquences d’essais décrites de 7.102 à 7.111 de l’IEC 62271-100:2021, à l'aide de méthodes d'essais synthétiques.
Il a été démontré que l'essai synthétique est un moyen économique et techniquement valable pour soumettre à l’essai les disjoncteurs à courant alternatif à haute tension selon les exigences de l’IEC 62271-100, et qu’il est équivalent à un essai direct.
Les méthodes et techniques décrites sont celles d’usage courant. L’objet du présent document est d'établir des critères pour les essais synthétiques et pour l'évaluation correcte des résultats. Ces critères établissent la validité de la méthode d'essai sans limiter l'invention de nouveaux circuits d'essais.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition parue en 2012 et l’Amendement 1:2017. Cette édition constitue une révision technique.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à la deuxième édition:
a) alignement sur la troisième édition de l’IEC 62271-100:2021;
b) mise à jour du présent document avec les méthodes et techniques récentes utilisées pour les essais synthétiques.
Le contenu du corrigendum d’octobre 2021 a été pris en considération dans cet exemplaire.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 26-Jul-2021
• ICS: 29.130.10 - High voltage switchgear and controlgear
• Technical Committee: SC 17A - Switching devices
• Drafting Committee: MT 28 - TC 17/SC 17A/MT 28
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 20-Aug-2021
• Completion Date: 27-Jul-2021

Relations

• Corrected By: IEC 62271-101:2021/COR1:2021 - Corrigendum 1 - High-voltage switchgear and controlgear - Part 101: Synthetic testing
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 62271-101:2012 - High-voltage switchgear and controlgear - Part 101: Synthetic testing
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 62271-101:2012/AMD1:2017/COR1:2018 - Corrigendum 1 - Amendment 1 - High-voltage switchgear and controlgear - Part 101: Synthetic testing
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 62271-101:2012/AMD1:2017 - Amendment 1 - High-voltage switchgear and controlgear - Part 101: Synthetic testing
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 62271-101 ®
Edition 3.0 2021-07
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
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inside
High-voltage switchgear and controlgear –
Part 101: Synthetic testing
Appareillage à haute tension –
Partie 101: Essais synthétiques

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Appareillage à haute tension –

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INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 29.130.10 ISBN 978-2-8322-1004-6

– 2 – IEC 62271-101:2021 © IEC 2021
CONTENTS
FOREWORD . 9
1 Scope . 11
2 Normative references. 11
3 Terms and definitions . 11
4 Synthetic testing techniques and methods for short-circuit breaking tests . 13
4.1 Basic principles and general requirements for synthetic breaking test
methods . 13
4.1.1 General . 13
4.1.2 High-current interval . 14
4.1.3 Interaction interval . 15
4.1.4 High-voltage interval . 15
4.2 Synthetic test circuits and related specific requirements for breaking tests . 18
4.2.1 Current injection methods . 18
4.2.2 Voltage injection method . 19
4.2.3 Duplicate circuit method (transformer or Skeats circuit) . 20
4.2.4 Other synthetic test methods . 20
4.3 Three-phase synthetic test methods . 20
5 Synthetic testing techniques and methods for short-circuit making tests . 24
5.1 Basic principles and general requirements for synthetic making test methods . 24
5.1.1 General . 24
5.1.2 High-voltage interval . 27
5.1.3 Pre-arcing interval . 27
5.1.4 Latching interval and fully closed position . 27
5.2 Synthetic test circuit and related specific requirements for making tests . 27
5.2.1 General . 27
5.2.2 Test circuit and test requirements . 27
5.2.3 Alternative test method with reduced voltage . 32
7 Type tests . 33
7.102 General . 33
7.104 Demonstration of arcing times . 34
7.107 Terminal fault tests . 45
7.109 Short-line fault tests . 49
7.110 Out-of-phase making and breaking tests . 50
7.111 Capacitive current tests . 50
Annex A (normative) Correction of di/dt and TRV for test duty T100a . 53
A.1 General . 53
A.2 Reduction in di/dt . 53
A.3 Corrected TRV for the first-pole-to-clear with required asymmetry . 53
A.4 Correction of the di/dt and TRV of the first-pole-to-clear for tests with
intermediate asymmetry . 60
A.5 Correction of the di/dt and TRV of the second- or last-pole-to-clear with
major extended loop with required asymmetry during three-phase tests . 61
A.6 Correction of the di/dt and TRV during tests with a subsequent minor loop . 61
A.7 Calculation of the di/dt and TRV of the first-pole-to-clear . 61
A.7.1 General . 61
A.7.2 Calculation of di/dt . 61

A.7.3 Calculation of TRV . 62
A.7.4 Examples of calculation of di/dt and TRV . 64
Annex B (normative) Tolerances on test quantities for type tests . 66
Annex C (normative) Information to be given and results to be recorded for synthetic
tests . 69
C.1 General . 69
C.2 Auxiliary circuit-breaker . 69
C.3 Test conditions . 69
C.4 Quantities to be recorded . 69
C.4.1 General . 69
C.4.2 Voltages . 69
C.4.3 Currents . 69
Annex D (normative) Test procedure using a three-phase current circuit and one
voltage circuit . 70
D.1 Test circuit . 70
D.2 Test method . 71
D.2.1 General . 71
D.2.2 Test duty T100s(b) . 71
D.2.3 Test duty T100a . 80
D.2.4 Combination of first-pole-to-clear factors 1,3 and 1,5 . 89
Annex E (normative) Splitting of test duties in test series taking into account the
associated TRV for each pole-to-clear . 92
E.1 General . 92
E.2 Test-duties T10, T30, T60, T100s(b), OP1 and OP2(b). 92
E.2.1 Test procedure for first-pole-to-clear factors 1,5 and 2,5 . 92
E.2.2 Test procedure for first-pole-to-clear factors 1,3 and 2,0 . 93
E.2.3 Test procedure for first-pole-to-clear factor 1,2 . 94
E.3 Test duty T100a . 95
E.3.1 General . 95
E.3.2 Test procedure for first-pole-to-clear factor 1,5 . 96
E.3.3 Test procedure for first-pole-to-clear factor 1,3 . 97
E.3.4 Test procedure for first-pole-to-clear factor 1,2 . 99
E.4 Combination of first-pole-to-clear factors .
...