IEC 60076-3:2013

Power transformers - Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air

IEC 60076-3:2013 specifies the insulation requirements and the corresponding insulation tests with reference to specific windings and their terminals. This International Standard applies to power transformers as defined by IEC 60076-1. It also recommends external clearances in air. It gives details of the applicable dielectric tests and minimum dielectric test levels. Recommended minimum external clearances in air between live parts and between live parts and earth are given for use when these clearances are not specified by the purchaser. For categories of power transformers and reactors which have their own IEC standards, this standard is applicable only to the extent in which it is specifically called up by cross reference in the other standards. This third edition of IEC 60076-3 cancels and replaces the second edition published in 2000, and constitutes a technical revision. The main changes from the previous edition are as follows:
- Three categories of transformer are clearly identified together with the relevant test requirements, these are summarised in Table 1.
- Switching impulse levels are defined for values of Um > 72,5 kV.
- The procedure for Induced voltage tests with PD has been revised to ensure adequate phase to phase test voltages.
- The AC withstand test has been redefined (LTAC instead of ACSD).
- Induced voltage tests are now based on Ur rather than Um. - New requirements for impulse waveshape (k factor) have been introduced.
- Tables of test levels have been merged and aligned with IEC 60071-1:2010.
- Additional test levels have been introduced for Um > 800 kV.
- A new Annex E has been introduced, which sets out the principles used in assigning the tests, test levels and clearances in air.

Transformateurs de puissance - Partie 3: Niveaux d'isolement, essais diélectriques et distances d'isolement dans l'air

La CEI 60076-3:2013 spécifie les exigences d'isolement et d'essais diélectriques correspondants en faisant référence aux enroulements spécifiques et à leurs bornes. La présente Norme internationale s'applique aux transformateurs de puissance définis dans le domaine d'application de la CEI 60076-1. Elle recommande également les distances d'isolement dans l'air. Elle fournit les détails des essais diélectriques et des niveaux d'essai diélectriques minimum applicables. Des distances d'isolement dans l'air minimales recommandées entre les parties sous tension et entre ces dernières et la terre sont précisées pour être utilisées lorsque ces distances dans l'air ne sont pas spécifiées par l'acheteur. Pour les catégories de transformateurs de puissance et de bobines d'inductance qui disposent d'une norme CEI qui leur est propre, la présente norme est applicable uniquement dans la mesure où il y est fait explicitement référence dans les autres normes. Cette troisième édition de la CEI 60076-3 annule et remplace la deuxième édition parue en 2000, dont elle constitue une révision technique. Les modifications principales par rapport à l'édition antérieure sont les suivantes:
- Trois catégories de transformateurs sont clairement identifiées ainsi que les exigences d'essais correspondantes, elles sont résumées dans le Tableau 1.
- Les niveaux de tenue au choc de manoeuvre sont définis pour toutes les valeurs de Um > 72,5 kV.
- La procédure d'essais de tension induite avec PD a été révisée pour garantir des tensions d'essais entre phase adéquates.
- L'essai de tenue en tension alternative a été redéfini (LTAC à la place de ACSD).
- Les niveaux d'essais de tenue en tension induite sont à présent fondés sur Ur plutôt que sur Um.
- De nouvelles exigences relatives à la forme de l'onde de choc (facteur k) ont été introduites.
- Les tableaux des niveaux d'essai ont été fusionnés et leurs valeurs alignés sur celles de la CEI 60071-1:2010.
- Des niveaux d'essai supplémentaires ont été introduits pour Um > 800 kV.
- Une nouvelle Annexe E a été introduite, qui fixe certains des principes utilisés pour le choix des essais, des niveaux d'essai et des distances d'isolement dans l'air.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 30-Jul-2013
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 29.180 - Transformers. Reactors
• Technical Committee: TC 14 - Power transformers
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 30-Jun-2013
• Completion Date: 31-Jul-2013

Relations

• Amended By: IEC 60076-3:2013/AMD1:2018 - Amendment 1 - Power transformers - Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 60076-3:2000 - Power transformers - Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 60076-3:2000/COR1:2000 - Corrigendum 1 - Power transformers - Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 60076-3 ®
Edition 3.0 2013-07
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Power transformers –
Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air

Transformateurs de puissance –
Partie 3: Niveaux d'isolement, essais diélectriques et distances d'isolement
dans l'air
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IEC 60076-3 ®
Edition 3.0 2013-07
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Power transformers –
Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air

Transformateurs de puissance –

Partie 3: Niveaux d'isolement, essais diélectriques et distances d'isolement

dans l'air
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
PRICE CODE
INTERNATIONALE
CODE PRIX XA
ICS 29.180 ISBN 978-2-83220-830-4

– 2 – 60076-3 © IEC:2013
CONTENTS
FOREWORD . 4
INTRODUCTION . 6
1 Scope . 7
2 Normative references . 7
3 Terms and definitions . 7
4 General . 8
5 Highest voltage for equipment and rated insulation level . 10
6 Transformers with re-connectable windings . 11
7 Dielectric tests . 12
7.1 Overview . 12
7.2 Test requirements . 13
7.2.1 General . 13
7.2.2 Test voltage levels . 14
7.2.3 Test sequence . 17
7.3 Test requirements for specific transformers . 17
7.3.1 Tests for transformers with U ≤ 72,5 kV . 17
m
7.3.2 Tests on transformers with 72,5 kV < U ≤ 170 kV . 18
m
7.3.3 Tests on Transformers with U > 170 kV . 19
m
7.4 Assigning U and test voltages to the neutral terminal of a winding . 20
m
7.4.1 Transformers with U ≤ 72,5 kV . 20
m
7.4.2 Transformers with U > 72,5 kV . 20
m
8 Dielectric tests on transformers that have been in service . 20
9 Insulation of auxiliary wiring (AuxW) . 21
10 Applied voltage test (AV) . 21
11 Induced voltage tests (IVW and IVPD) . 22
11.1 General . 22
11.2 Induced voltage withstand test (IVW) . 22
11.3 Induced voltage test with partial discharge measurement (IVPD) . 23
11.3.1 General . 23
11.3.2 Test duration and frequency . 23
11.3.3 Test sequence . 23
11.3.4 Partial discharge (PD) measurement . 24
11.3.5 Test acceptance criteria . 25
12 Line terminal AC withstand test (LTAC) . 25
13 Lightning impulse tests (LI, LIC, LIN, LIMT) . 26
13.1 Requirements for all lightning impulse tests . 26
13.1.1 General . 26
13.1.2 Tap positions . 26
13.1.3 Records of tests . 26
13.1.4 Test connections. 27
13.2 Full wave lightning impulse test (LI) . 28
13.2.1 Wave shape, determination of test voltage value and tolerances . 28
13.2.2 Tests on transformers without non-linear elements . 29
13.2.3 Tests on transformers with non-linear elements . 30
13.3 Chopped wave lightning impulse test (LIC) . 31

60076-3 © IEC:2013 – 3 –
13.3.1 Wave shape. 31
13.3.2 Tests on transformers without non-linear elements . 31
13.3.3 Tests on transformers with non-linear elements . 32
13.4 Lightning impulse test on a neutral terminal (LIN) . 33
13.4.1 General . 33
13.4.2 Waveshape. 33
13.4.3 Test sequence . 34
13.4.4 Test criteria . 34
14 Switching impulse test (SI) . 34
14.1 General . 34
14.2 Test connections . 34
14.3 Waveshape . 35
14.4 Test sequence . 35
14.5 Test criteria . 35
15 Action following test failure . 36
16 External clearances in air . 36
16.1 General . 36
16.2 Clearance requirements . 37
Annex A (informative) Application guide for partial discharge measurements on

transformers . 40
Annex B (informative) Overvoltage transferred from the high-voltage winding to a low-
voltage winding . 45
Annex C (informative) Information on transformer insulation and dielectric tests to be
supplied with an enquiry and with an order . 47
Annex D (informative) Neutral insulation voltage level calculation . 50
Annex E (informative) Basis for dielectric tests, insulation levels and clearances . 53
Bibliography . 56

Figure 1 – Time sequence for the application of test voltage for induced voltage test with
partial discharge measurement (IVPD) . 24
Figure A.1 – Calibration circuit for partial discharge measurement using the test tap of
condenser type bushing. 41
Figure A.2 – Circuit for partial discharge measurement using a high-voltage coupling
capacitor . 42
Figure B.1 – Equ
...

IEC 60076-3 ®
Edition 3.1 2018-03
CONSOLIDATED VERSION
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Power transformers –
Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air

Transformateurs de puissance –
Partie 3: Niveaux d'isolement, essais diélectriques et distances d'isolement
dans l'air
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Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air

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dans l'air
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ELECTROTECHNICAL
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ELECTROTECHNIQUE
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IEC 60076-3 ®
Edition 3.1 2018-03
CONSOLIDATED VERSION
REDLINE VERSION
VERSION REDLINE
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Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air

Transformateurs de puissance –
Partie 3: Niveaux d'isolement, essais diélectriques et distances d'isolement
dans l'air
– 2 – IEC 60076-3:2013+AMD1:2018 CSV
© IEC 2018
CONTENTS
FOREWORD . 4
INTRODUCTION . 6
1 Scope . 7
2 Normative references . 7
3 Terms and definitions . 7
4 General . 8
5 Highest voltage for equipment and rated insulation level . 10
6 Transformers with re-connectable windings . 11
7 Dielectric tests . 12
7.1 Overview . 12
7.2 Test requirements . 13
7.2.1 General . 13
7.2.2 Test voltage levels . 14
7.2.3 Test sequence . 17
7.3 Test requirements for specific transformers . 17
7.3.1 Tests for transformers with U ≤ 72,5 kV . 17
m
7.3.2 Tests on transformers with 72,5 kV < U ≤ 170 kV . 18
m
7.3.3 Tests on Transformers with U > 170 kV . 19
m
7.4 Assigning U and test voltages to the neutral terminal of a winding . 20
m
7.4.1 Transformers with U ≤ 72,5 kV . 20
m
7.4.2 Transformers with U > 72,5 kV . 20
m
8 Dielectric tests on transformers that have been in service . 20
9 Insulation of auxiliary wiring (AuxW) . 21
10 Applied voltage test (AV) . 21
11 Induced voltage tests (IVW and IVPD) . 22
11.1 General . 22
11.2 Induced voltage withstand test (IVW) . 22
11.3 Induced voltage test with partial discharge measurement (IVPD) . 23
11.3.1 General . 23
11.3.2 Test duration and frequency . 23
11.3.3 Test sequence . 23
11.3.4 Partial discharge (PD) measurement . 24
11.3.5 Test acceptance criteria . 25
12 Line terminal AC withstand test (LTAC) . 25
13 Lightning impulse tests (LI, LIC, LIN, LIMT) . 26
13.1 Requirements for all lightning impulse tests . 26
13.1.1 General . 26
13.1.2 Tap positions . 26
13.1.3 Records of tests . 26
13.1.4 Test connections. 27
13.2 Full wave lightning impulse test (LI) . 28
13.2.1 Wave shape, determination of test voltage value and tolerances . 28
13.2.2 Tests on transformers without non-linear elements . 29
13.2.3 Tests on transformers with non-linear elements . 30
13.3 Chopped wave lightning impulse test (LIC) . 31

© IEC 2018
13.3.1 Wave shape. 31
13.3.2 Tests on transformers without non-linear elements . 31
13.3.3 Tests on transformers with non-linear elements . 32
13.4 Lightning impulse test on a neutral terminal (LIN) . 33
13.4.1 General . 33
13.4.2 Waveshape. 33
13.4.3 Test sequence . 34
13.4.4 Test criteria . 34
14 Switching impulse test (SI) . 34
14.1 General . 34
14.2 Test connections . 34
14.3 Waveshape . 35
14.4 Test sequence . 35
14.5 Test criteria . 35
15 Action following test failure . 36
16 External clearances in air . 36
16.1 General . 36
16.2 Clearance requirements . 37
Annex A (informative) App
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