IEC 60076-3:2000
(Main)Power transformers - Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air
Power transformers - Part 3: Insulation levels, dielectric tests and external clearances in air
Gives insulation requirements for power transformers and the corresponding insulation tests for specific windings. Applies to single-phase and three-phase oil-immersed power transformers as defined in the IEC 60076-1. It Includes appendices on: partial discharge measurements during induced a.c. withstand voltage test on transformers; overvoltage transferred from a high-voltage winding to a low-voltage winding; information to be supplied with enquiries and orders. The contents of the corrigendum of December 2000 have been included in this copy.
Transformateurs de puissance - Partie 3: Niveaux d'isolement, essais diélectriques et distances d'isolement dans l'air
Fournit les règles d'isolation pour les transformateurs de puissance et les tests d'isolation correspondants pour des enroulements spécifiques. S'applique aux transformateurs de puissance immergés dans l'huile triphasés et monophasés tel que définit dans la CEI 60076-1. Inclut les annexes suivantes: Mesures des décharges partielles sur un transformateur lors d'un essai par tension induite; Surtension transmise de l'enroulement haute tension à l'enroulement basse tension; renseignements à fournir avec les appels d'offres et les commandes. Le contenu du corrigendum de décembre 2000 a été pris en considération dans cet exemplaire.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL IEC
STANDARD
60076-3
Second edition
2000-03
Power transformers –
Part 3:
Insulation levels, dielectric tests and
external clearances in air
This English-language version is derived from the original
bilingual publication by leaving out all French-language
pages. Missing page numbers correspond to the French-
language pages.
Reference number
Publication numbering
As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the
60000 series. For example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Consolidated editions
The IEC is now publishing consolidated versions of its publications. For example,
edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base publication, the base
publication incorporating amendment 1 and the base publication incorporating
amendments 1 and 2.
Further information on IEC publications
The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC,
thus ensuring that the content reflects current technology. Information relating to this
publication, including its validity, is available in the IEC Catalogue of publications
(see below) in addition to new editions, amendments and corrigenda. Information on
the subjects under consideration and work in progress undertaken by the technical
committee which has prepared this publication, as well as the list of publications
issued, is also available from the following:
• IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue of IEC publications
The on-line catalogue on the IEC web site (www.iec.ch/searchpub) enables you to
search by a variety of criteria including text searches, technical committees and
date of publication. On-line information is also available on recently issued
publications, withdrawn and replaced publications, as well as corrigenda.
• IEC Just Published
This summary of recently issued publications (www.iec.ch/online_news/ justpub) is
also available by email. Please contact the Customer Service Centre (see below)
for further information.
• Customer Service Centre
If you have any questions regarding this publication or need further assistance,
please contact the Customer Service Centre:
Email: custserv@iec.ch
Tel: +41 22 919 02 11
Fax: +41 22 919 03 00
INTERNATIONAL IEC
STANDARD
60076-3
Second edition
2000-03
Power transformers –
Part 3:
Insulation levels, dielectric tests and
external clearances in air
IEC 2000 Copyright - all rights reserved
No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical,
including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Electrotechnical Commission, 3, rue de Varembé, PO Box 131, CH-1211 Geneva 20, Switzerland
Telephone: +41 22 919 02 11 Telefax: +41 22 919 03 00 E-mail: inmail@iec.ch Web: www.iec.ch
PRICE CODE
XA
Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
Международная Электротехническая Комиссия
For price, see current catalogue
60076-3 © IEC:2000 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 7
INTRODUCTION . 11
Clause
1 Scope . 13
2 Normative references . 13
3 Definitions. 15
4 General. 15
5 Highest voltage for equipment and insulation level. 17
6 Rules for some particular transformers . 21
7 Insulation requirements and dielectric tests – Basic rules. 23
7.1 General. 23
7.2 Insulation requirements . 25
7.3 Dielectric tests . 29
7.4 Insulation requirements and tests for the neutral terminal of a winding. 33
8 Tests on a transformer having a tapped winding . 35
9 Repeated dielectric tests . 37
10 Insulation of auxiliary wiring. 37
11 Separate source AC withstand voltage test . 37
12 Induced AC voltage tests (ACSD, ACLD) . 39
12.1 General. 39
12.2 Short-duration induced AC withstand voltage test (ACSD) for transformers
with uniformly insulated high-voltage windings . 39
12.3 Short-duration AC withstand voltage test (ACSD) for transformers with
non-uniformly insulated high-voltage windings . 45
12.4 Long-duration induced AC voltage test (ACLD) with non-uniformly and/or
uniformly insulated high-voltage windings, according to table 1 . 49
13 Lightning impulse (LI) test . 55
13.1 General. 55
13.2 Test sequence . 57
13.3 Test connections. 57
13.4 Records of test. 61
13.5 Test criteria. 61
14 Test with lightning impulse chopped on the tail (LIC). 61
14.1 General. 61
14.2 Chopping gap and characteristics of the chopping . 63
14.3 Test sequence and test criteria. 63
60076-3 © IEC:2000 – 5 –
Clause Page
15 Switching impulse test (SI) . 63
15.1 General. 63
15.2 Test sequence and records . 65
15.3 Test connections. 65
15.4 Test criteria. 67
16 External clearances in air . 67
16.1 General. 67
16.2 Bushing clearance requirements as determined by transformer insulation
withstand voltages. 69
Annex A (Informative) Application guide for partial discharge measurements during
induced a.c. withstand voltage test on transformers according to 12.2, 12.3 and 12.4 . 85
Annex B (informative) Overvoltage transferred from the high-voltage winding to
a low-voltage winding. . 99
Annex C (informative) Information on transformer insulation and dielectric tests
to be supplied with an enquiry and with an order . 103
Annex D (normative) ACSD . 105
60076-3 © IEC:2000 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
POWER TRANSFORMERS –
Part 3: Insulation levels, dielectric tests and
external clearances in air
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 International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60076-3 has been prepared by IEC technical committee 14: Power
transformers.
This second edition cancels and replaces the first edition published in 1980, amendment 1
(1981) and IEC 60076-3-1 (1987).
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
14/347/FDIS 14/355/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
60076-3 © IEC:2000 – 9 –
Annexes A, B and C are for information only.
Annex D forms an integral part of this standard.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged
until 2008. At this date, the publication will be
reconfirmed;
withdrawn;
replaced by a revised edition, or
amended.
The contents of the corrigendum of December 2000 have been included in this copy.
60076-3 © IEC:2000 – 11 –
INTRODUCTION
This part of IEC 60076 specifies the insulation requirements and the corresponding insulation
tests with reference to specific windings and their terminals. It also recommends clearances in
air between live parts of bushings on oil-immersed power transformers and to objects at earth
potential (clause 16). Guidance can be obtained from IEC 60071.
The insulation levels and dielectric tests which are specified in clauses 4, 5, 6 and 7 in this
standard apply to the internal insulation only. Whilst it is reasonable that the rated withstand
voltage values which are specified for the internal insulation of the transformer should also be
taken as a reference for its external insulation, this may not be true in all cases. A failure of the
non-self-restoring internal insulation is catastrophic and normally leads to the transformer
being out of service for a long period, while an external flashover may involve only a short
interruption of service without causing lasting damage. Therefore, it may be that, for increased
safety, higher test voltages are specified by the purchaser for the internal insulation of the
transformer than for the external insulation of other components in the system. When such a
distinction is made, the external clearances must be adjusted to fully cover the internal
insulation test requirements.
60076-3 © IEC:2000 – 13 –
POWER TRANSFORMERS –
Part 3: Insulation levels, dielectric tests and
external clearances in air
1 Scope
This International Standard applies to single-phase and three-phase oil-immersed power
transformers (including auto-transformers), with the exception of certain small and special
transformers, as defined in the scope of IEC 60076-1. It identifies transformer windings to their
U associated with their corresponding rated insulation levels
highest voltage for equipment
m
and details the relevant applicable dielectric tests and minimum external clearances in air
between live parts of bushings and to objects at earth potential.
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.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 60076. For dated references, subsequent amendments
to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to agreements
based on this part of IEC 60076 are encouraged to investigate the possibility of applying the
most recent editions of the normative documents indicated below. For undated references, the
latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
IEC 60050(421), International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 421: Power
transformers and reactors
IEC 60060-1, High-voltage test techniques – Part 1: General definitions and test requirements
IEC 60060-2, High-voltage test techniques – Part 2: Measuring systems
IEC 60071-1:1993, Insulation coordination – Part 1: Definitions, principles and rules
IEC 60071-2:1976, Insulation coordination – Part 2: Application guide
IEC 60076-1, Power transformers – Part 1: General
IEC 60137:1995, Bushings for alternating voltages above 1 000 V
IEC 60270, Partial discharge measurements
IEC 60722, Guide to the lightning impulse and switching impulse testing of power transformers
and reactors
60076-3 © IEC:2000 – 15 –
IEC 60790, Oscilloscopes and peak voltmeters for impulse tests
IEC 61083-1, Digital recorders for measurements in high-voltage impulse tests – Part 1:
Requirements for digital recorders
IEC 61083-2, Digital recorders for measurements in high-voltage impulse tests – Part 2:
Evaluation of software used for the determination of the parameters of impulse waveforms
CISPR 16-1:1993, Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and
methods – Part 1: Radio disturbance and immunity measuring apparatus
3 Definitions
For the purpose of this part of IEC 60076, the following definitions apply. Other terms used
have the meanings ascribed to them in IEC 60076-1 or in IEC 60050(421).
3.1
highest voltage for equipment U applicable to a transformer winding
m
the highest r.m.s. phase-to-phase voltage in a three-phase system for which a transformer
winding is designed in respect of its insulation
3.2
rated insulation level
a set of standard withstand voltages which characterize the dielectric strength of the insulation
3.3
standard insulation level
a rated insulation level, the standard withstand voltages of which are associated to U as
m
recommended in tables 2 and 3 of IEC 60071-1
3.4
uniform insulation of a transformer winding
the insulation of a transformer winding when all its ends connected to terminals have the same
rated insulation level
3.5
non-uniform insulation of a transformer winding
the insulation of a transformer winding when it has a neutral terminal end for direct or indirect
connection to earth, and is designed with a lower insulation level than assigned for the line
terminal
4 General
The insulation requirements for power transformers and the corresponding insulation tests are
given with reference to specific windings and their terminals.
For oil-immersed transformers, the requirements apply to the internal insulation only. Any
additional requirements or tests regarding external insulation which are deemed necessary
shall be subject to agreement between supplier and purchaser, including type tests on a
suitable model of the configuration.
60076-3 © IEC:2000 – 17 –
If the purchaser intends to make the connections to the transformer in a way which may reduce
the clearances provided by the transformer alone, this should be indicated in the enquiry.
When an oil-immersed transformer is specified for operation at an altitude higher than 1 000 m,
clearances shall be designed accordingly. It may then be necessary to select bushings
designed for higher insulation levels than those specified for the internal insulation of the
transformer windings, see clause 16 of this standard and 4.2 of IEC 60137.
Bushings are subject to separate type and routine tests according to IEC 60137, which verify
their phase-to-earth insulation, external as well as internal.
It is presupposed that bushings and tap-changers are specified, designed and tested in
accordance with relevant IEC standards. The insulation tests on the complete transformer,
however, constitute a check on the correct application and installation of these components.
The insulation test shall generally be made at the supplier's works with the transformer
approximately at ambient temperature, but at least at 10 °C.
The transformer shall be completely assembled as in service including supervisory equipment.
It is not necessary, however, to fit elements which do not influence the dielectric strength of the
internal insulation, for example, the external cooling equipment.
If a transformer fails to meet its test requirements and the fault is in a bushing, it is permissible
to replace this bushing temporarily with another bushing and continue the test on the
transformer to completion without delay. A particular case arises for tests with partial discharge
measurements, where certain types of commonly used high-voltage bushings create difficulties
because of their relatively high level of partial discharge in the dielectric. When such bushings
are specified by the purchaser, it is permitted to exchange them for bushings of a partial
discharge free type during the testing of the transformer, see annex A.
Transformers for cable box connection or direct connection to metal-enclosed SF installations
should be designed so that temporary connections can be made for insulation tests, using
temporary bushings, if necessary. By agreement, oil/SF bushings may for that reason be
replaced by appropriate oil/air bushings.
When the supplier intends to use non-linear elements or surge arresters, built into the
transformer or externally fitted, for the limitation of transferred overvoltage transients, this shall
be brought to the purchaser's attention at the tender and order stage and it is recommended
that it be indicated on the transformer rating plate circuit diagram.
5 Highest voltage for equipment and insulation level
To each winding of a transformer, both for the line and neutral side, is assigned a value of
highest voltage for equipment U , see 3.1.
m
The rules for coordination of transformer insulation with respect to transient overvoltages are
formulated differently depending on the value of U .
m
60076-3 © IEC:2000 – 19 –
When rules about related tests for different windings in a transformer are in conflict, the rule for
the winding with the highest U value shall apply for the whole transformer.
m
Rules for a number of special classes of transformers are given in clause 6.
Standardized values of U are listed in tables 2 to 4. The value to be used for a transformer
m
winding is the one equal to, or nearest above, the rated value of the winding.
NOTE 1 Single-phase transformers intended for connection in star to form a three-phase bank are designated by
phase-to-earth rated voltage, for example 400/ 3 kV. The phase-to-phase value determines the choice of U in this
m
case, consequently, U = 420 kV.
m
NOTE 2 It may happen that certain tapping voltages are chosen slightly higher than a standardized value of U ,
m
but that the system to which the winding will be connected has a system highest voltage which stays within the
standard value. The insulation requirements are to be coordinated with actual conditions, and therefore this
U
standard value should be accepted as for the transformer, and not the nearest higher value.
m
NOTE 3 In certain applications with very special conditions the specification of other combinations of withstand
voltages may be justified. In such cases, general guidance should be obtained from IEC 60071-1.
NOTE 4 In certain applications, delta-connected windings are earthed through one of the external terminals. In
those applications, a higher withstand voltage with respect to the highest voltage for equipment U may be required
m
for this winding and should be agreed between supplier and purchaser.
The highest voltage for equipment U and its assigned withstand voltages, that is, their
m
insulation level, determine the dielectric characteristics of a transformer. They are verified by a
set of dielectric tests depending on U , see clause 7.
m
The value of U and the insulation level which are assigned to each winding of a transformer
m
are part of the information to be supplied with an enquiry and with an order. If there is a
winding with non-uniform insulation, the assigned U and the insulation level of the neutral
m
terminal shall also be specified by the purchaser, see 7.4.3.
The rated withstand voltages for all windings shall appear on the rating plate. The principles of
the standard abbreviated notation are shown in some examples below.
The classifications on the insulation design shall independently of the test procedure be
derived from the values in table 2, 3 and 4 or from IEC 60071-1. Since in most cases the long-
duration induced AC tests are quality control tests in respect to service conditions and not
design proving tests, the insulation level shall be characterized as follows:
U is the highest voltage for equipment
m
SI/LI/AC,
where applicable –/LI/AC.
The abbreviations here and in the examples below have the following meaning:
SI is the switching impulse withstand voltage for the line terminals of the winding with the
highest U ;
m
LI is the lightning impulse withstand voltage for the line and neutral terminals of each
individual winding;
AC is the short duration induced and separate source AC withstand voltage for the line and
neutral terminals of each individual winding;
h.v. high voltage;
l.v. low voltage;
m.v. medium voltage.
60076-3 © IEC:2000 – 21 –
Example 1:
U (h.v.) = 72,5 kV and U (l.v.) = 12 kV, both uniformly insulated, Y connected
m m
Insulation levels: h.v. line terminal and neutral LI/AC 325/140 kV
l.v. line terminal and neutral LI/AC 60/28 kV
Example 2:
U (h.v.) line = 245 kV, Y connected;
m
U (h.v.) neutral = 52 kV;
m
U (m.v.) line = 72,5 kV, uniform insulation, Y connected;
m
U (l.v.) line = 24 kV, D connected.
m
Insulation levels: h.v. line terminal SI/LI 650/850 kV
h.v. neutral LI/AC 250/95 kV
m.v. line terminal and neutral LI/AC 325/140 kV
l.v. line terminal LI/AC 125/50 kV
Example 3:
Auto-transformer with U = 420 kV and 145 kV with an assigned U = 17,5 kV for the neutral
m m
for direct earth connection, Y connected. U (l.v.) line terminal = 24 kV, D connected.
m
Insulation levels: h.v. line terminal SI/LI 1 050/1 300 kV
m.v. line terminal LI/AC 550/230 kV
h.v./m.v.-neutral LI/AC –/38 kV
l.v. line terminal LI/AC 125/50 kV
or if additionally a short-duration induced test is required:
Insulation levels: h.v. line terminal SI/LI/AC 1 050/1 300/570 kV
m.v. line terminal LI/AC 550/230 kV
h.v./m.v. neutral LI/AC –/38 kV
l.v. line terminal LI/AC 125/50 kV
6 Rules for some particular transformers
In transformers where uniformly insulated windings having different U values are connected
m
together within the transformer (usually auto-transformers), the separate source AC withstand
test voltages shall be determined by the insulation of the common neutral and its assigned U
.
m
In transformers which have one or more non-uniformly insulated windings, the test voltages for
the induced withstand voltage test, and for the switching impulse test if used, are determined
by the winding with the highest U value, and the windings with lower U values may not
m m
receive their appropriate test voltages. This discrepancy should normally be accepted. If the
ratio between the windings is variable by tappings, this should be used to bring the test voltage
for the winding with lower U voltage as close as possible to the appropriate value.
m
60076-3 © IEC:2000 – 23 –
During switching impulse tests, the voltages developed across different windings are
approximately proportional to the ratio of numbers of turns. Rated switching impulse withstand
voltages shall only be assigned to the winding with the highest U . Test stresses in other
m
windings are also proportional to the ratio of numbers of turns and are adjusted by selecting
appropriate tappings to come as close as possible to the assigned value in table 4. The
switching impulse test stresses in other windings shall be limited to approximately 80 % of the
assigned lightning impulse withstand voltages at these terminals.
Series windings in booster regulating transformers, phase shifting transformers, etc. where the
rated voltage of the winding is only a small fraction of the voltage of the system, shall have a
value of U corresponding to the system voltage. It is often impracticable to test such trans-
m
formers in formal compliance with this standard, and it should be agreed between the supplier
and the purchaser as to which tests have to be omitted or modified.
For single-phase transformers intended to be connected between phases, as in the case of
railway traction system supplies, higher test values than indicated in this standard may be
necessary.
Special considerations with respect to test connections and number of tests to be performed on
multiple re-connectable transformers shall be agreed at the time of placing the order.
7 Insulation requirements and dielectric tests – Basic rules
Transformer windings are identified by their highest voltage for equipment U associated to
m
their corresponding insulation levels. This clause details the relevant insulation requirements
and applicable dielectric tests. For categories of power transformers and reactors which have
their own IEC standards, the requirements are applicable only to the extent in which they are
specifically called up by cross reference in the other standards.
7.1 General
The basic rules for insulation requirements and dielectric tests are summarized in table 1.
Levels of standard withstand voltages, identified by the highest voltage for equipment U of a
m
winding are given in tables 2, 3 and 4. The choice between the different levels of standard
withstand voltages in these tables depends on the severity of overvoltage conditions to be
expected in the system and on the importance of the particular installation. Guidance may be
obtained from IEC 60071-1.
NOTE 1 Distribution transformers for suburban or rural installation are, in some countries, severely exposed to
overvoltages. In such cases, higher test voltages, lightning impulse tests and other tests on individual units may be
agreed between supplier and purchaser. They should be clearly stated in the enquiry document.
NOTE 2 Other combinations of U may exist in some countries.
m
Information about the selected transformer insulation requirements and dielectric tests shall be
supplied with an enquiry and with an order, see annex C.
The insulation requirements are specified in 7.2. The verification of the withstand voltages by
dielectric tests is given in 7.3. The insulation requirements and tests for the neutral terminal of
a winding are given in 7.4.
60076-3 © IEC:2000 – 25 –
The extension of the lightning impulse test to include impulses chopped on the tail as a special
test is recommended in cases where the transformer is directly connected to GIS by means of
oil/SF bushings or when the transformer is protected by rod gaps. The peak value of the
chopped impulse shall be 10 % higher than for the full impulse.
For transformers with a high-voltage winding having U > 72,5 kV, lightning impulse tests are
m
routine tests for all windings of the transformer.
Table 1 – Requirements and tests for different categories of windings
Tests
Category of Highest voltage for Lightning Switching Long Short Separate
winding equipment U impulse impulse duration AC duration source
m
(LI) (SI) (ACLD) AC (ACSD) AC
kV (see clause (see (see 12.4) (see 12.2 (see
13 and 14) clause 15) or 12.3) clause 11)
Uniform U ≤ 72,5 Type Not Not Routine Routine
m
insulation (note 1) applicable applicable
(note 1)
Routine Not Special Routine Routine
72,5 < U ≤ 170
m
applicable
Uniform and
non-uniform 170 < U < 300 Routine Routine Routine Special Routine
m
insulation
(note 2) (note 2)
U ≥ 300 Routine Routine Routine Special Routine
m
NOTE 1 In some countries, for transformers with U ≤ 72,5 kV, LI tests are required as routine tests, and ACLD
m
tests are required as routine or type tests.
NOTE 2 If the ACSD test is specified, the SI test is not required. This should be clearly stated in the enquiry
document.
7.2 Insulation requirements
The standard dielectric requirements are:
– if applicable in table 1, a standard switching impulse withstand voltage (SI) for the line
terminals according to table 4;
– a standard lightning impulse withstand voltage (LI) for the line terminals according to
table 2, 3 or 4;
– if specified, a standard impulse withstand voltage (LI) for the neutral terminal; for uniform
insulation, the peak value of the impulse voltage being the same as for the line terminals;
for non-uniform insulation, the peak value of the impulse voltage as specified in 7.4.3;
– a standard separate source AC withstand voltage according to table 2, 3 or 4;
– if applicable in table 1, a standard short-duration AC induced withstand voltage (ACSD) for
the line terminals according to table 2, 3 or 4 and 12.2 or 12.3;
– if applicable in table 1, a long-duration induced AC voltage (ACLD) with partial discharge
measurement according to 12.4.
60076-3 © IEC:2000 – 27 –
Table 2 – Rated withstand voltages for transformer windings with
highest voltage for equipment U ≤ 170 kV –
m
Series I based on European practice
Highest voltage for Rated lightning Rated short duration
equipment U impulse withstand induced or separate source
m
voltage AC withstand voltage
kV r.m.s.
kV r.m.s.
kV peak
3,6 10
7,2 20
12 28
17,5 38
24 50
36 70
52 250 95
60 280 115
72,5 325 140
380 150
450 185
550 230
650 275
750 325
NOTE Dotted lines may require additional phase-to-phase withstand tests to prove
that the required phase-to-phase withstand voltages are met.
Low-voltage windings with U ≤ 1,1 kV shall be tested with 3 kV separate source AC withstand
m
voltage.
60076-3 © IEC:2000 – 29 –
7.3 Dielectric tests
The standard dielectric requirements are verified by dielectric tests. They shall, where
applicable and not otherwise agreed upon, be performed in the sequence as given below.
– Switching impulse test (SI) for the line terminal, see clause 15
The test is intended to verify the switching impulse withstand strength of the line terminals
and its connected winding(s) to earth and other windings, the withstand strength between
phases and along the winding(s) under test.
The test is an essential requirement for transformers subjected to a long-duration induced
AC withstand voltage (ACLD) test.
– Lightning impulse test (LI) for the line terminals, see clause 13
The test is intended to verify the impulse withstand strength of the transformer under test,
when the impulse is applied to its line terminals. If the lightning impulse test includes
impulses chopped on the tail (LIC), the impulse test is modified according to clause 14.
– Lightning impulse test (LI) for the neutral terminal, see 13.3.2
The test is intended to verify the impulse withstand voltage of the neutral terminal and its
connected winding(s) to earth and other windings, and along the winding(s) under test.
This test is required if a standard impulse withstand voltage for the neutral is specified.
– Separate source AC withstand voltage test (applied potential test), see clause 11
The test is intended to verify the AC withstand strength of the line and neutral terminals and
their connected windings to earth and other windings.
– Short-duration induced AC withstand voltage test (ACSD), see 12.2 and 12.3
The test is intended to verify the AC withstand strength of each line terminal and its
connected winding(s) to earth and other windings, the withstand strength between phases
and along the winding(s) under test.
The test shall be performed in accordance with 12.2 for uniform insulation and 12.3 for non-
uniform insulation.
For U > 72,5 kV, the test is normally performed with partial discharge measurements to
m
verify partial discharge free operation of the transformer under operating conditions. By
agreement between supplier and purchaser, the partial discharge measurements may also
be performed for U ≤ 72,5 kV.
m
– Long-duration induced AC voltage test (ACLD), see 12.4
This test is not a design proving test, but a quality control test, and is intended to cover
temporary overvoltages and continuous service stress. It verifies partial discharge-free
operation of the transformer under operating conditions.
60076-3 © IEC:2000 – 31 –
Table 3 – Rated withstand voltages for transformer windings
with highest voltage for equipment U ≤ 169 kV –
m
Series II based on North American practice
Highest voltage Rated lightning impulse Rated short-duration induced or
for withstand voltage separate source AC
equipment U withstand voltage
m
kV peak kV r.m.s.
kV r.m.s.
(note 1)
Distribution Class II Distribution and Class II
and class I transformers class I transformers
(note 3)
transformers transformers
(note 2)
15 95 110 34 34
125 – 40 –
26,4 150 150 50 50
36,5 200 200 70 70
48,3 250 250 95 95
72,5 350 350 140 140
121 350 140
145 550 230
650 275
169 750 325
NOTE 1 Distribution transformers transfer electrical energy from a primary distribution circuit to a secondary
distribution circuit.
NOTE 2 Class I power transformers include high-voltage windings of U ≤ 72,5 kV.
m
NOTE 3 Class II power transformers include high-voltage windings of U ≥ 121 kV.
m
60076-3 © IEC:2000 – 33 –
Table 4 – Rated withstand voltages for transformer windings
with U > 170 kV
m
Highest voltage for Rated switching impulse Rated lightning impulse Rated short-duration
equipment U withstand voltage withstand voltage induced or separate
m
phase-to-earth source AC withstand
voltage
kV r.m.s kV peak kV peak kV r.m.s
.
550 325
650 360
245 850
750 395
300 950
850 460
362 1050
850 460
950 510
420 1300
1050 570
550 1425
1175 630
1300 680
1300 note 3
800 1425 note 3
1550 note 3
NOTE 1 Dotted lines are not in line with IEC 60071-1 but are current practice in some countries.
NOTE 2 For uniformly insulated transformers with extremely low values of rated AC insulation levels, special
measures may have to be taken to perform the short-duration AC induced test, see 12.2.
NOTE 3 Not applicable, unless otherwise agreed.
NOTE 4 For voltages given in the last column, higher test voltages may be required to prove that the required
phase-to-phase withstand voltages are met. This is valid for the lower insulation levels assigned to the
different U in the table.
m
7.4 Insulation requirements and tests for the neutral terminal of a winding
7.4.1 General
The necessary insulation level depends on whether or not the neutral terminal is intended to be
directly earthed, left open or earthed via an impedance. When the neutral terminal is not
directly earthed, an overvoltage protective device should be installed between the neutral
terminal and earth in order to limit transient voltages.
NOTE The recommendations below deal with the determination of the necessary minimum withstand voltage for
the neutral terminal. An increase of the value may sometimes easily be arranged and can improve the
interchangeability of the transformer in the system. For non-uniform insulation it may be necessary to design the
winding with higher neutral insulation level because of the test connection to be used for the AC withstand test of
the transformer, see 12.3.
60076-3 © IEC:2000 – 35 –
7.4.2 Directly earthed neutral terminal
The neutral terminal shall be permanently connected to earth, directly or through a current
transformer, but without any intentionally added impedance in the connection.
In this case, the separate source AC withstand voltage shall be at least either 38 kV (European
practice) or 34 kV (North American practice).
No impulse test on the neutral terminal is recommended. During impulse tests on a line
terminal, the neutral shall be connected directly to earth.
7.4.3 Neutral terminal not directly earthed
The neutral terminal is not to be permanently in direct connection to earth. It may be connected
to earth through a considerable impedance (for example arc-suppression coil earthing).
Separate phase-winding neutral terminals may be connected to a regulating transformer.
It is the responsibility of the purchaser to select the overvoltage protective device, to determine
its impulse protection level, and to specify the corresponding impulse withstand voltage for the
neutral terminal of the transformer. A suitable U shall be assigned for the neutral and shall be
m
selected from table 2, 3 or 4, and the corresponding rated separate source AC withstand
voltage from the table shall apply. The AC withstand voltage should be greater than the
maximum overvoltage arising under system fault conditions.
The rated impulse withstand voltage of the neutral terminal shall be verified by either of the two
tests described in 13.3.2. A chopped wave impulse test on the neutral is not applicable. For
transformers having a tapped winding near the neutral end of the winding, the tapping
connection with the maximum turns ratio shall be chosen for the impulse test, if not otherwise
agreed between purchaser and supplier.
8 Tests on a transformer having a tapped winding
If the tapping range is ±5 % or less, the dielectric tests shall be done with the transformer
connected on the principal tapping.
If the tapping range is larger than ±5 %, the choice of tapping cannot be prescribed universally
and the following applies.
Testing conditions determine the choice of tapping required for the induced AC test and for the
switching impulse test (SI), see clause 6.
Under lightning impulse test (LI) the dielectric stresses are distributed differently depending on
the tapping connection and the general design of the transformer. Unless impulse testing on a
particular tapping has been agreed, the two extreme tappings and the principal tapping shall be
used, one tapping for each of the three individual phases of a three-phase transformer or the
three single-phase transformers designed to form a three-phase bank. For an impulse test on
the neutral terminal, see 7.4.3.
60076-3 © IEC:2000 – 37 –
9 Repeated dielectric tests
For transformers which have already been in service and have been refurbished or serviced,
dielectric tests according to 7.2, 7.3 and 7.4 shall be repeated at test levels of 80 % of the
original values, unless otherwise agreed upon, and provided that the internal insulation has not
been modified. Long-duration AC induced tests (ACLD) according to 12.4 shall always be
repeated at 100 % test level.
NOTE The partial discharge criteria should be discussed between the purchaser and supplier depending on the
extent of the repair.
Repetition of tests required to prove that new transformers, having been factory tested to 7.2,
7.3 and 7.4, continue to meet the requirements of this standard is always performed at 100 %
of test level.
10 Insulation of auxiliary wiring
The wiring for auxiliary power and control circuitry shall be subjected to a 1 min AC separate
source test of 2 kV r.m.s. to earth, unless otherwise specified. Motors and other apparatus for
auxiliary equipment shall fulfil insulation requirements according to the relevant IEC standard
(which are generally lower than the value specified for the wiring alone, and which may
sometimes make it necessary to disconnect them in order to test the circuits).
NOTE Auxiliary equipment for large transformers is usually dismantled for shipment. After completion of erection
on site, a 1 000 V megaohm meter test is recommended. Any electronic equipment with a withstand voltage less
than 1 000 V should be removed prior to this test.
11 Separate source AC withstand voltage test
The separate source AC voltage test shall be made with single-phase alternating voltage as
nearly as possible on sine-wave form and not less than 80 % of the rated frequency.
The peak value of voltage shall be measured. The peak value divided by 2 shall be equal to
the test value.
The test shall commence at a voltage not greater than one-third of the specified test value, and
the voltage shall be increased to the test value as rapidly as is consistent with measurement.
At the end of the test, the voltage shall be reduced rapidly to less than
...
NORME CEI
INTERNATIONALE
60076-3
Deuxième édition
2000-03
Transformateurs de puissance –
Partie 3:
Niveaux d’isolement, essais diélectriques
et distances d’isolement dans l’air
Cette version française découle de la publication d’origine
bilingue dont les pages anglaises ont été supprimées.
Les numéros de page manquants sont ceux des pages
supprimées.
Numéro de référence
CEI 60076-3:2000(F)
Numérotation des publications
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI sont numérotées à partir de
60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1.
Editions consolidées
Les versions consolidées de certaines publications de la CEI incorporant les
amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2
indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant
l’amendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2
Informations supplémentaires sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est constamment revu par la CEI
afin qu'il reflète l'état actuel de la technique. Des renseignements relatifs à cette
publication, y compris sa validité, sont disponibles dans le Catalogue des
publications de la CEI (voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, amende-
ments et corrigenda. Des informations sur les sujets à l’étude et l’avancement des
travaux entrepris par le comité d’études qui a élaboré cette publication, ainsi que la
liste des publications parues, sont également disponibles par l’intermédiaire de:
• Site web de la CEI (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI
Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI (www.iec.ch/searchpub) vous permet
de faire des recherches en utilisant de nombreux critères, comprenant des
recherches textuelles, par comité d’études ou date de publication. Des informations
en ligne sont également disponibles sur les nouvelles publications, les publications
remplacées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published
Ce résumé des dernières publications parues (www.iec.ch/online_news/justpub)
est aussi disponible par courrier électronique. Veuillez prendre contact avec le
Service client (voir ci-dessous) pour plus d’informations.
• Service clients
Si vous avez des questions au sujet de cette publication ou avez besoin de
renseignements supplémentaires, prenez contact avec le Service clients:
Email: custserv@iec.ch
Tél: +41 22 919 02 11
Fax: +41 22 919 03 00
NORME CEI
INTERNATIONALE
60076-3
Deuxième édition
2000-03
Transformateurs de puissance –
Partie 3:
Niveaux d’isolement, essais diélectriques
et distances d’isolement dans l’air
IEC 2000 Droits de reproduction réservés
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun
procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
International Electrotechnical Commission, 3, rue de Varembé, PO Box 131, CH-1211 Geneva 20, Switzerland
Telephone: +41 22 919 02 11 Telefax: +41 22 919 03 00 E-mail: inmail@iec.ch Web: www.iec.ch
CODE PRIX
XA
Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
Международная Электротехническая Комиссия
Pour prix, voir catalogue en vigueur
– 2 – 60076-3 © CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 6
INTRODUCTION . 10
Articles
1 Domaine d’application . 12
2 Références normatives. 12
3 Définitions. 14
4 Généralités .14
5 Tension la plus élevée pour le matériel et niveau d’isolement . 16
6 Règles pour certains types particuliers de transformateurs . 20
7 Prescriptions pour l’isolement et les essais diélectriques – Règles de base. 22
7.1 Généralités . 22
7.2 Exigences concernant l’isolement. 24
7.3 Essais diélectriques . 28
7.4 Exigences d’isolement et d’essais pour la borne neutre d’un enroulement. 32
8 Essais sur un transformateur comportant un enroulement à prises. 34
9 Renouvellement des essais diélectriques. 36
10 Isolement des circuits auxiliaires . 36
11 Essai par tension appliquée à fréquence industrielle par source séparée . 36
12 Essai par tension induite en FI (FI CD, FI LD). 38
12.1 Généralités . 38
12.2 Essai de tenue par tension induite en FI de courte durée (FI CD) pour
transformateurs avec enroulements haute tension à isolation uniforme . 38
12.3 Essai de tenue de tension induite en FI de courte durée phase-terre (FI CD)
avec enroulements haute tension à isolation non uniforme. 44
12.4 Essai de tension induite en FI de longue durée avec enroulement haute tension à
isolation non uniforme et/ou à isolation uniforme (FI LD), conformément au tableau 1 . 48
13 Essai au choc de foudre (CF) . 54
13.1 Généralités . 54
13.2 Séquence d’essai. 56
13.3 Connexions d’essais . 56
13.4 Enregistrements de l’essai . 60
13.5 Sanction de l’essai . 60
14 Essai au choc de foudre coupé sur la queue (CFC) . 60
14.1 Généralités . 60
14.2 Eclateur de coupure et caractéristiques de la coupure . 62
14.3 Conduite et sanction de l’essai . 62
– 4 – 60076-3 © CEI:2000
Articles Pages
15 Essai au choc de manœuvre (CM). 62
15.1 Généralités . 62
15.2 Séquence d’essais et enregistrements . 64
15.3 Connexions d’essai . 64
15.4 Sanction de l’essai . 66
16 Distances d’isolement dans l’air. 66
16.1 Généralités . 66
16.2 Distances d’isolement dans l’air des traversées spécifiées à partir des tensions
de tenue de l’isolation du transformateur . 68
Annexe A (informative) Guide d’application pour la mesure des décharges partielles
sur un transformateur lors d’un essai par tension induite suivant 12.2, 12.3 et 12.4 .84
Annexe B (informative) Surtension transmise de l’enroulement haute tension à
un enroulement basse tension .98
Annexe C (informative) Renseignements concernant l’isolation du transformateur
et les essais diélectriques à fournir avec un appel d’offre et avec une commande .102
Annexe D (normative) FI CD.104
– 6 – 60076-3 © CEI:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
Partie 3: Niveaux d’isolement, essais diélectriques
et distances d’isolement dans l’air
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 Norme internationale 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 Norme internationale CEI 60076-3 a été établie par le comité d'études 14 de la CEI:
Transformateurs de puissance.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition parue en 1980, l’amendement 1
(1981) et la CEI 60076-3-1 (1987).
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
14/347/FDIS 14/355/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
– 8 – 60076-3 © CEI:2000
Les annexes A, B et C sont données uniquement à titre d’information.
L'annexe D fait partie intégrante de cette norme.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2008.
A cette date, la publication sera
reconduite;
supprimée;
remplacée par une édition révisée, ou
amendée.
Le contenu du corrigendum de décembre 2000 a été pris en considération dans cet exemplaire.
– 10 – 60076-3 © CEI:2000
INTRODUCTION
La présente partie de la CEI 60076 prescrit les exigences d’isolement et d’essais diélectriques
correspondants en faisant référence aux enroulements spécifiques et à leurs bornes. Elle
recommande aussi les distances d’isolement dans l’air, entre parties sous tension des
traversées des transformateurs de puissance immergés dans l’huile, et par rapport aux objets
au potentiel de la terre (article 16). On trouve des indications dans la CEI 60071.
Les niveaux d’isolement et les essais diélectriques qui sont spécifiés dans les articles 4, 5, 6
et 7 de la présente norme s’appliquent seulement à l’isolation interne. Il est raisonnable que les
valeurs de tension de tenue assignées prescrites pour l’isolation interne du transformateur
soient aussi choisies comme référence pour son isolation externe, mais ceci peut ne pas être
vrai dans tous les cas. Un défaut de l’isolation interne non autorégénératrice est catas-
trophique et conduit normalement à une mise hors service du transformateur pour une longue
période, tandis qu’un claquage externe peut entraîner seulement une courte interruption de
service sans causer de dommage durable. Voilà pourquoi il se peut que pour accroître la
sûreté de fonctionnement, des tensions de tenue plus élevées soient spécifiées par l’acheteur
pour l’isolation interne, sans que cela le soit pour l’isolation externe des autres composants du
réseau. Quand une telle précaution est prise, il faut que les distances d’isolement extérieures
soient ajustées en conséquence, pour satisfaire pleinement aux prescriptions d’essai de
l’isolation interne.
– 12 – 60076-3 © CEI:2000
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
Partie 3: Niveaux d’isolement, essais diélectriques
et distances d’isolement dans l’air
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale s’applique aux transformateurs de puissance immergés
dans l’huile triphasés et monophasés (comprenant les autotransformateurs), à l’exception de
certaines catégories de petits transformateurs et de transformateurs spéciaux telles que
définies par le domaine d’application de la CEI 60076-1. La présente norme identifie les enrou-
lements des transformateurs suivant leur tension la plus élevée pour le matériel U associée à
m
leurs niveaux d’isolement assignés correspondants et présente en détail les essais
diélectriques appropriés applicables et les distances minimales d’isolement dans l’air entre
parties sous tension des traversées et les objets au potentiel de la terre.
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 l’autre norme.
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 partie de la CEI 60076.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne
s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie de
la CEI 60076 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition
du document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent
le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60050(421), Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) – Chapitre 421: Transforma-
teurs de puissance et bobines d'inductance
CEI 60060-1, Techniques des essais à haute tension – Première partie: Définitions et
prescriptions générales relatives aux essais
CEI 60060-2, Techniques des essais à haute tension – Partie 2: Systèmes de mesure
CEI 60071-1:1993, Coordination de l’isolement – Partie 1: Définitions, principes et règles
CEI 60071-2:1976, Coordination de l’isolement – Partie 2: Guide d’application
CEI 60076-1, Transformateurs de puissance – Partie 1: Généralités
CEI 60137:1995, Traversées isolées pour tensions alternatives supérieures à 1 000 V
CEI 60270, Mesure des décharges partielles
CEI 60722, Guide pour les essais au choc de foudre et au choc de manœuvre des transfor-
mateurs de puissance et bobines d’inductance
– 14 – 60076-3 © CEI:2000
CEI 60790, Oscillographes et voltmètres de crête pour essais de choc
CEI 61083-1, Enregistreurs numériques pour les mesures pendant les essais de choc à haute
tension – Partie 1: Prescriptions pour des enregistreurs numériques
CEI 61083-2, Enregistreurs numériques pour les mesures pendant les essais de choc à haute
tension – Partie 2: Evaluation du logiciel utilisé pour obtenir les paramètres des formes à onde
de choc
CISPR 16-1:1993, Spécifications des méthodes et des appareils de mesure des perturbations
radioélectriques et de l’immunité aux perturbations radioélectriques – Partie 1: Appareils de
mesure des perturbations radioélectriques et de l’immunité aux perturbations radioélectriques
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de la CEI 60076, les définitions suivantes s'appliquent.
Les autres termes employés ont la signification qui leur est attribuée dans la CEI 60076-1 ou
dans la CEI 60050(421).
3.1
tension la plus élevée pour le matériel U applicable à un enroulement
m
de transformateur
tension efficace la plus élevée entre phases, dans un réseau triphasé, pour laquelle est conçue
l’isolation de l’enroulement du transformateur
3.2
niveau d’isolement assigné
un ensemble de tensions de tenue normalisées qui caractérisent la rigidité diélectrique de
l’isolation
3.3
niveau d’isolement normalisé
un niveau d’isolement assigné dont les tensions de tenue normalisées sont associées à U
m
comme recommandé dans les tableaux 2 et 3 de la CEI 60071-1
3.4
isolation uniforme d’un enroulement de transformateur
isolation d’un enroulement de transformateur dont toutes les extrémités reliées aux bornes ont
le même niveau d’isolement assigné
3.5
Isolation non uniforme d’un enroulement de transformateur
isolation d’un transformateur dont l’extrémité neutre est prévue pour être connectée
directement ou indirectement à la terre, et qui est conçue avec un niveau d’isolement inférieur
à celui affecté à l’extrémité ligne
4 Généralités
Les prescriptions concernant l’isolement des transformateurs de puissance et les essais corres-
pondants de l’isolation sont indiqués en référence à chaque enroulement et à ses bornes.
Pour les transformateurs immergés dans l’huile, les prescriptions s’appliquent seulement à
l’isolation interne. Toutes prescriptions additionnelles ou essais concernant l’isolation externe
qui sont jugés nécessaires doivent faire l’objet d’un accord entre le fournisseur et l’acheteur,
comportant des essais de type sur un modèle approprié de la configuration.
– 16 – 60076-3 © CEI:2000
Si l’acheteur a l’intention de réaliser le branchement du transformateur d’une manière qui peut
réduire les distances d’isolement dans l’air du transformateur seul, il convient que cela soit
indiqué dans l’appel d’offre.
Lorsqu’un transformateur immergé dans l’huile est spécifié pour être mis en service à une
altitude supérieure à 1 000 m, les distances d’isolement dans l’air doivent être conçues en
conséquence. Il peut être alors nécessaire de choisir des traversées conçues pour des niveaux
d’isolement plus élevés que ceux spécifiés pour l’isolation interne des enroulements du
transformateur, voir article 16 de cette norme et 4.2 de la CEI 60137.
Les traversées sont soumises à des essais de type et à des essais individuels selon la
CEI 60137, qui sont destinés à vérifier leur isolation phase-terre, tant externe qu’interne.
Il est préalablement admis que les traversées et les changeurs de prises en charge sont
spécifiés, conçus et essayés conformément aux normes CEI qui leur sont applicables. Les
essais d’isolement sur le transformateur complet, constituent cependant une vérification que le
choix et l’installation de ces composants sont corrects.
Les essais d’isolement doivent généralement être effectués dans les ateliers du fournisseur
avec le transformateur approximativement à température ambiante, mais au moins à 10 °C.
Les transformateurs doivent être complètement équipés comme dans les conditions de service
avec les équipements de supervision. Cependant, il n’est pas nécessaire de monter les
éléments qui n’ont aucune influence sur la rigidité diélectrique de l’isolation interne, comme par
exemple l’équipement externe de réfrigération.
Si un transformateur ne satisfait pas à ces exigences d’essais et si le défaut est situé dans une
traversée, il est admis de remplacer temporairement la traversée défectueuse par une autre
traversée similaire et de poursuivre, sans retard, les essais sur le transformateur jusqu’à leur
terme. Un cas particulier est celui des essais avec mesure des décharges partielles, qui, pour
certains types de traversées à haute tension communément utilisées, peuvent créer des
difficultés à cause du niveau relativement élevé des décharges partielles qui se reproduisent
dans leur milieu diélectrique. Lorsque de telles traversées sont prescrites par l’acheteur, il est
permis de les remplacer par des traversées d’un type exempt de décharges partielles pendant
les essais du transformateur (voir annexe A).
Il convient de concevoir les transformateurs raccordés par boîtes à câbles ou par connexion
de telle sorte que des connexions temporaires puissent
directe à des installations blindées SF
être utilisées pour les essais d'isolation. Sous réserve d’un accord, les traversées huile/SF
peuvent, pour cette raison, être remplacées par des traversées huile/air appropriées.
Lorsque le fournisseur a l’intention d’utiliser des éléments non linéaires ou des parafoudres
disposés intérieurement ou extérieurement – en vue de limiter les surtensions transitoires
transmises – cela doit être porté à la connaissance de l’acheteur au moment de l’appel d’offre
et de la commande, et il est recommandé que cela soit indiqué sur le schéma de couplage de
la plaque signalétique du transformateur.
5 Tension la plus élevée pour le matériel et niveau d’isolement
A chaque enroulement d’un transformateur, pour le côté ligne et le côté neutre, une valeur de
la tension la plus élevée pour le matériel U est attribuée, voir 3.1.
m
Les règles de coordination de l’isolement du transformateur au regard des surtensions
transitoires sont formulées différemment en fonction de la valeur de U .
m
– 18 – 60076-3 © CEI:2000
Lorsque les règles concernant les essais pour les différents enroulements d’un transformateur
sont en contradiction, les règles relatives à l’enroulement disposant de la valeur de U la plus
m
élevée doivent s’appliquer pour tout le transformateur.
Les règles relatives à un certain nombre de cas particuliers sont données à l’article 6.
Les valeurs normalisées de U sont indiquées dans les tableaux 2 à 4. La valeur à utiliser pour
m
un enroulement de transformateur est celle qui est égale, ou immédiatement supérieure, à la
valeur assignée de l’enroulement.
NOTE 1 Les transformateurs monophasés destinés au couplage étoile pour former un banc triphasé sont conçus
pour leur tension assignée phase-terre, par exemple 400/ 3 kV. La valeur de la tension entre phases déterminera
le choix de U dans ce cas, en conséquence U = 420 kV.
m m
NOTE 2 Il peut arriver que certaines tensions de prise soient choisies légèrement supérieures à une valeur
U
normalisée de mais que le réseau auquel l’enroulement sera connecté a une tension la plus élevée qui reste au
m
voisinage de la valeur normalisée. Il faut coordonner les prescriptions d’isolement avec les conditions réelles, et il
convient, en conséquence, d'accepter cette valeur normalisée comme valeur de U pour le transformateur et non
m
pas la valeur immédiatement supérieure.
NOTE 3 Pour certaines applications avec des conditions très spéciales, la spécification d’autres combinaisons de
tensions de tenue peut être justifiée. Pour de tels cas, il convient de suivre les indications de la CEI 60071-1.
NOTE 4 Dans certaines applications, les enroulements à couplage triangle sont mis à la terre sur une de leurs
traversées extérieures. Dans ces applications, une tension de tenue plus élevée respectant la tension la plus
élevée pour le matériel U peut être requise pour cet enroulement, et il convient qu'elle fasse l’objet d’un accord
m
entre fournisseur et acheteur.
La tension la plus élevée pour le matériel U et ses tensions de tenue assignées, soit leur
m
niveau d’isolement, déterminent les caractéristiques diélectriques du transformateur. Elles sont
vérifiées par un ensemble d’essais diélectriques fonction de U , voir article 7.
m
Les valeurs de U et les niveaux d’isolement qui sont assignés à chaque enroulement du trans-
m
formateur font partie des informations qui doivent être fournies avec un appel d’offre et avec
une commande. S’il existe un enroulement à isolation non uniforme, la valeur de U et le niveau
m
d’isolement pour l’extrémité neutre doivent aussi être spécifiés par l’acheteur, voir 7.4.3.
Les tensions de tenue assignées pour tous les enroulements doivent apparaître sur la plaque
signalétique. Les principes des notations abrégées normalisées sont indiqués dans les
exemples ci-dessous.
Les classifications et la conception de l’isolement doivent, indépendamment de la méthode
d’essais, être tirées des valeurs des tableaux 2, 3 et 4 ou de la CEI 60071-1. Comme dans
la plupart des cas, les essais induits en FI de longue durée sont des essais de contrôle de la
qualité au regard des conditions de service, et non des essais destinés à éprouver la concep-
tion, les niveaux d’isolement doivent être caractérisés comme ci-dessous.
U : tension la plus élevée pour le matériel
m
CM/CF/FI,
ou si applicable –/CF/FI.
Les abréviations ci-dessus et dans les exemples ci-dessous ont les significations suivantes:
CM est la tension de tenue au choc de manœuvre pour les bornes de ligne de l’enroulement
avec la valeur de U la plus élevée;
m
CF est la tension de tenue au choc de foudre pour les bornes de ligne et de neutre de
chacun des enroulements individuels;
FI est la tension de tenue à fréquence industrielle induite de courte durée et en tension
appliquée (source séparée) pour les traversées ligne et neutre de chacun des
enroulements individuels;
h.t. haute tension;
b.t. basse tension;
m.t. moyenne tension.
– 20 – 60076-3 © CEI:2000
Exemple 1:
U (h.t.) = 72,5 kV et U (b.t.) = 12 kV, tous les deux à isolation uniforme et à couplage Y
m m
(étoile)
Niveaux d’isolement: borne de ligne h.t. et borne de neutre CF/FI 325/140 kV
borne de ligne b.t. et borne de neutre CF/FI 60/28 kV
Exemple 2:
U (h.t.) ligne = 245 kV, couplage Y (étoile);
m
U (h.t.) neutre = 52 kV
m
U (m.t. ligne = 72,5 kV, isolement uniforme couplage Y (étoile);
m
U (b.t.) ligne = 24 kV couplage Δ (triangle)
m
Niveaux d’isolement: borne de ligne h.t. CM/CF 650/850 kV
borne neutre h.t. CF/FI 250/95 kV
borne de ligne m.t. et neutre CF/FI 325/140 kV
borne de ligne b.t. CF/FI 125/50 kV
Exemple 3:
Autotransformateur avec U = 420 kV et 145 kV avec U = 17,5 kV attribué pour le neutre
m m
pour connexion directe à la terre couplage Y (étoile). U (b.t.) borne = 24 kV à couplage Δ
m
(triangle).
Niveaux d’isolement: borne de ligne h.t. CM/CF 1 050/1 300 kV
borne de ligne m.t. CF/FI 550/230 kV
borne de neutre h.t./m.t. CF/FI –/38 kV
borne de ligne b.t. CF/FI 125/50 kV
ou si un essai induit de courte durée est imposé:
Niveaux d’isolement: borne de ligne h.t. CM/CF/FI 1 050/1 300/570 kV
borne de ligne m.t. CF/FI 550/230 kV
borne de neutre h.t./m.t. CF/FI –/38 kV
borne de ligne b.t. CF/FI 125/50 kV
6 Règles pour certains types particuliers de transformateurs
Dans les transformateurs où des enroulements à isolation uniforme dont les valeurs de U
m
sont différentes sont reliés ensemble à l’intérieur du transformateur (habituellement des auto-
transformateurs), les tensions de l’essai de tenue par tension appliquée en FI doivent être
déterminées par l’isolement du neutre commun et sa valeur U attribuée.
m
Dans les transformateurs ayant un ou plusieurs enroulements à isolation non uniforme, les
tensions d’essai pour l’essai de tenue de tension induite, et pour l’essai au choc de manœuvre
lorsqu’il est utilisé, sont déterminées par l’enroulement dont la valeur de U est la plus élevée,
m
et il est possible que les enroulements dont les valeurs de U sont les plus basses ne soient
m
pas soumis à leurs tensions d’essais appropriées. Il convient normalement d'accepter cet
écart. Si le rapport de transformation est modifiable à l’aide de prises, il convient de mettre à
profit cette possibilité pour porter la tension d’essai de l’enroulement à plus faible valeur de U
m
à une valeur aussi proche que possible de la valeur appropriée.
– 22 – 60076-3 © CEI:2000
Pendant les essais au choc de manœuvre, les tensions développées le long des différents
enroulements sont approximativement proportionnelles au rapport des nombres des spires.
Les tensions de tenue assignées au choc de manœuvre doivent seulement être attribuées à
l’enroulement disposant de la plus forte valeur de U . Les contraintes d’essai dans les autres
m
enroulements sont aussi proportionnelles au rapport des nombres des spires et sont ajustées
par sélection de prises appropriées pour parvenir aussi près que possible de la valeur attribuée
par le tableau 4. Les contraintes d’essai au choc de manœuvre dans les autres enroulements
doivent être limitées à approximativement 80 % des valeurs attribuées des tensions d’essai au
choc de foudre pour ces bornes.
Les enroulements série des transformateurs survolteurs-dévolteurs de réglage, des transfor-
mateurs déphaseurs, etc., dans lesquels la tension assignée de l’enroulement n’est qu’une
petite fraction de la tension du réseau, doivent avoir une valeur de U correspondant à la
m
tension du réseau. Il est souvent irréalisable d’essayer de tels transformateurs en stricte
conformité avec la présente norme, et il convient que le fournisseur et l’acheteur se mettent
d’accord sur les essais à omettre ou à modifier.
Pour les transformateurs monophasés destinés à être connectés entre phases, comme dans le
cas des réseaux d’alimentation des systèmes ferroviaires de traction, des valeurs d’essais plus
importantes que celles indiquées dans cette norme peuvent être nécessaires.
Des considérations spéciales au regard des connexions d’essais et du nombre des essais à
réaliser sur les transformateurs embrochables/débrochables doivent faire l’objet d’un accord au
moment de la commande.
7 Prescriptions pour l’isolement et les essais diélectriques – Règles de base
Les enroulements des transformateurs sont identifiés chacun par leur tension la plus élevée
pour le matériel U associée à leurs niveaux d’isolement respectifs. Cet article traite des
m
exigences d’isolement en rapport et des essais diélectriques applicables. Pour les catégories
de transformateurs et de bobines d’inductance qui disposent de leur propre norme CEI, les
exigences qui sont applicables sont celles auxquelles il est fait directement référence dans
l’autre norme.
7.1 Généralités
Les règles de base qui définissent les exigences relatives à l’isolement et les essais
diélectriques sont résumées dans le tableau 1.
Les niveaux des tensions de tenue normalisées, identifiées par la tension la plus élevée pour le
matériel U d’un enroulement sont donnés dans les tableaux 2, 3 et 4. Le choix entre les
m
différents niveaux de tensions de tenue normalisées dans ces tableaux dépend de la sévérité
des conditions de surtension prévisibles dans le réseau et de l’importance de l’installation
particulière. On trouve des indications dans la CEI 60071-1.
NOTE 1 Les transformateurs de distribution pour installation suburbaine ou rurale sont, dans certains pays,
sévèrement exposés aux surtensions. Dans de tels cas, des tensions d’essais plus élevées, des essais de choc de
foudre et d’autres essais sur des unités individuelles peuvent faire l’objet d’un accord entre fournisseur et acheteur.
Il convient qu'ils soient clairement prescrits dans l’appel d’offre.
NOTE 2 D'autres combinaisons de U peuvent exister dans certains pays.
m
Les informations concernant les exigences choisies d’isolement du transformateur et d’essais
diélectriques doivent être fournies avec l’appel d’offre et avec la commande, voir annexe C.
Les exigences d’isolement sont définies en 7.2. La vérification des tensions de tenue par des
essais diélectriques est donnée en 7.3. Les exigences d’isolement et d’essais pour la borne de
neutre d’un enroulement sont données en 7.4.
– 24 – 60076-3 © CEI:2000
Lorsque l’essai au choc de foudre comprend un essai au choc de foudre coupé sur la queue,
c’est un essai spécial recommandé pour les cas où le transformateur est directement connecté
à un poste blindé SF par l’intermédiaire de traversées huile/SF ou quand le transformateur
6 6
est protégé par des éclateurs. La valeur de crête de l’onde coupée doit être de 10 % supé-
rieure à celle de l’onde pleine.
Pour les transformateurs avec un enroulement haute tension avec U > 72,5 kV, les essais au
m
choc de foudre sont des essais individuels pour tous les enroulements du transformateur.
Tableau 1 – Exigences et essais pour différentes catégories d’enroulements
Essais
Catégorie Tension la plus Choc de Choc de Longue Courte Tension
d’enroulement élevée pour le foudre manœuvre durée FI durée FI appliquée
matériel U (CF) (CM) (FI LD) (FI CD) FI
m
kV (voir articles (voir (voir 12.4) (voir 12.2 (voir
13 et 14) article 15) ou 12.3) article 11)
Isolation U Type Non Non Série Série
≤ 72,5
m
uniforme (note 1) applicable applicable
(note 1)
Série Non Spécial Série Série
72,5 < U ≤ 170
m
applicable
Isolation
uniforme et
170 < U < 300 Série Série Série Spécial Série
m
non uniforme
(note 2) (note 2)
U ≥ 300 Série Série Série Spécial Série
m
NOTE 1 Dans certains pays, pour les transformateurs dont U ≤ 72,5 kV, les essais CF sont prescrits comme
des essais de série et les essais FI LD sont prescrits comme des essais de série ou des essais de type.
NOTE 2 Si l’essai FI CD est spécifié, l’essai au CM n’est pas nécessaire. Il convient que ceci soit clairement
notifié dans le document de l’appel d’offre.
7.2 Exigences concernant l’isolement
Les exigences diélectriques normalisées sont:
– si applicable selon le tableau 1, une tension d’essai de tenue au choc de manœuvre
normalisée (CM) pour la borne de ligne selon le tableau 4;
– une tension d’essai de tenue au choc de foudre normalisée (CF) pour les bornes de ligne
selon les tableaux 2, 3 ou 4;
– si spécifié, une tension de tenue au choc de foudre normalisée (CF) pour la borne de
neutre; pour l’isolation uniforme, la valeur de crête de la tension de choc étant la même que
celle des bornes de ligne; pour l’isolation non uniforme, la valeur crête de la tension de
choc comme étant spécifié en 7.4.3;
– une tension de tenue normalisée en FI appliquée par source séparée selon les tableaux 2,
3 ou 4;
– si applicable selon le tableau 1, une tension de tenue normalisée induite en FI de courte
durée (FI CD) pour les bornes de ligne selon les tableaux 2, 3 ou 4, ainsi que 12.2 ou 12.3;
– si applicable selon le tableau 1, une tension de tenue induite en FI de longue durée (FI LD)
avec mesure du niveau des décharges partielles selon 12.4.
– 26 – 60076-3 © CEI:2000
Tableau 2 – Tensions de tenue normalisées pour les enroulements des transformateurs
avec tension la plus élevée pour le matériel U ≤ 170 kV –
m
Série I fondée sur la pratique européenne
Tension la plus Tension de tenue Tension de tenue assignée
élevée pour le assignée au choc de courte durée
matériel U de foudre induite ou par tension
m
appliquée en FI
kV efficaces kV crête
kV efficaces
3,6 10
7,2 20
12 28
17,5 38
24 50
36 70
52 250 95
60 280 115
72,5 325 140
380 150
450 185
550 230
650 275
750 325
NOTE Les lignes en pointillés peuvent nécessiter des essais supplémentaires entre
phases pour prouver que les tensions de tenue entre phases sont bien satisfaites.
Les enroulements à basse tension avec U ≤ 1,1 kV doivent être essayés avec une tension de
m
tenue en FI par source séparée de 3 kV.
– 28 – 60076-3 © CEI:2000
7.3 Essais diélectriques
Les exigences diélectriques normalisées sont vérifiées par des essais diélectriques. Ils
doivent, lorsqu’ils sont applicables et lorsqu’aucune autre disposition n’a fait l’objet d’un
accord, être exécutés dans l’ordre donné ci-dessous.
– Choc de manœuvre (CM) pour la borne de ligne, voir article 15
L’essai est destiné à vérifier la tenue au choc de manœuvre des bornes de ligne et du ou
des enroulements qui y sont connectés par rapport à la terre et aux autres enroulements,
ainsi que la tenue entre phases et le long des enroulements en essai.
L’essai représente une exigence essentielle pour les transformateurs sujets à un essai de
tension de tenue induite en FI de longue durée (FI LD).
– Essai de choc de foudre (CF) pour les bornes de ligne, voir article 13
L’essai est destiné à vérifier la tenue au choc de foudre du transformateur en essai, quand
l’onde est appliquée sur ses bornes de ligne. Lorsque l’essai au choc de foudre comporte
des ondes de choc coupées sur la queue (CFC), la procédure d’essai de choc est modifiée
conformément à l’article 14.
– Essai de choc de foudre (CF) pour la borne neutre, voir 13.3.2
L’essai est destiné à vérifier la tenue au choc de la borne neutre et des enroulements qui y
sont connectés par rapport à la terre et aux autres enroulements et le long du ou des
enroulements soumis à l’essai.
Cet essai est exigé si une tension de tenue normalisée au choc de foudre pour le neutre
est spécifiée.
– Essai de tension de tenue par source séparée en FI (essai par tension appliquée),
voir article 11
L’essai est destiné à vérifier la tenue en tension appliquée en FI des bornes de ligne et de
neutre et des enroulements qui y sont connectés par rapport à la terre et aux autres
enroulements.
– Essai de tension de tenue de courte durée par tension induite en FI (FI CD),
voir 12.2 et 12.3
L’essai est destiné à vérifier la tenue en FI de chaque borne de ligne et des enroulements
qui y sont connectés par rapport à la terre et aux autres enroulements et la tenue entre
phases et le long des enroulements soumis à l’essai.
L’essai doit être conduit selon 12.2 pour l’isolation uniforme et selon 12.3 pour l’isolation
non uniforme.
Pour U > 72,5 kV, l’essai est normalement conduit avec des mesures du niveau des
m
décharges partielles pour vérifier l’absence de décharges partielles dans les conditions du
transformateur en service.
Par accord entre fournisseur et acheteur, les mesures du niveau des décharges partielles
peuvent aussi être exécutées pour U ≤ 72,5 kV.
m
– Essai de tenue de tension induite en FI de longue durée (FI LD), voir 12.4
Cet essai n’est pas un essai destiné à éprouver la conception mais un essai de contrôle de
la qualité pour couvrir les surtensions temporaires et les contraintes pouvant apparaître en
service. Il est destiné à vérifier l’absence de décharges partielles dans le transformateur
dans les conditions de service.
– 30 – 60076-3 © CEI:2000
Tableau 3 – Tensions de tenue normalisées pour les enroulements de transformateur
avec tension la plus élevée pour le matériel U ≤ 169 kV –
m
Série II fondée sur la pratique nord-américaine
Tension la plus Tension de tenue Tension de tenue assignée
élevée pour le assignée au choc de courte durée
matériel U de foudre induite ou par tension
m
appliquée en FI
kV efficaces kV crête
kV efficaces
Transformateurs de Transformateurs Transformateurs Transformateurs
distribution (note 1) de classe II de distribution de classe II
(note 3)
et transformateurs et de classe I
de classe I
(note 2)
15 95 110 34 34
125 –40–
26,4 150 150 50 50
36,5 200 200 70 70
48,3 250 250 95 95
72,5 350 350 140 140
121 350 140
450 185
145 550 230
650 275
169 750 325
NOTE 1 Les transformateurs de distribution transmettent l’énergie électrique à partir d’un circuit primaire de distribution
à un circuit secondaire de distribution.
NOTE 2 Les transformateurs de puissance de la classe I sont tels que U ≤ 72,5 kV.
m
NOTE 3 Les transformateurs de puissance de la classe II sont tels que U ≥ 121 kV.
m
– 32 – 60076-3 © CEI:2000
Tableau 4 – Tensions de tenue normalisées pour les enroulements
de transformateur avec U > 170 kV
m
Tension la plus élevée Tension de tenue Tension de tenue Tension de tenue
pour le matériel U assignée au choc de assignée au choc de assignée de courte
m
manoevre phase-terre foudre durée induite ou par
source séparée en FI
kV efficaces kV crête kV crête kV efficaces
550 325
650 360
245 850
750 395
300 950
850 460
362 1050
950 510
850 460
950 510
420 1300
1050 570
550 1425
1175 630
1300 680
note 3
800 1425 note 3
1550 note 3
NOTE 1 Les lignes en pointillés ne sont pas conformes à la CEI 60071-1 mais sont de pratique courante
dans certains pays.
NOTE 2 Pour les transformateurs à isolation uniforme avec des valeurs très basses pour les niveaux
d’isolement assignés en FI, des mesures spéciales peuvent devoir être prises pour l’exécution de l’essai réduit
en FI de courte durée, voir 12.2.
NOTE 3 Non applicable, sauf convention contraire entre les parties prenantes.
NOTE 4 Pour les tensions indiquées dans la dernière colonne, on peut exiger, pour démontrer que l’on
obtient bien les tensions phase-à-phase exigées, des tensions d’essai plus élevées. Ceci s’applique aux plus
bas niveaux d’isolement affectés aux différentes valeurs de U dans le tableau.
m
7.4 Exigences d’isolement et d’essais pour la borne neutre d’un enroulement
7.4.1 Généralités
Le niveau d’isolement nécessaire dépend du fait que la borne neutre est mise ou non
directement à la terre en service, laissée ouverte ou reliée à la terre via une impédance.
Lorsque la borne de neutre n’est pas directement reliée à la terre, il convient d'installer un
dispositif de protection contre les surtensions entre la borne neutre et la terre pour limiter les
surtensions transitoires.
NOTE Les recommandations qui suivent traitent de la détermination de la tension de tenue minimum nécessaire
pour la borne neutre. Une augmentation de la valeur peut souvent être envisagée et peut améliorer l’inter-
changeabilité du transformateur dans le réseau. Pour l’isolation non uniforme, il peut être nécessaire de concevoir
l’enroulement avec un niveau d’isolement élevé du neutre, par suite des connexions d’essais mises en œuvre lors
de l’essai de tension de tenue en FI du transformateur, voir 12.3.
– 34 – 60076-3 © CEI:2000
7.4.2 Borne neutre directement mise à la terre
La borne neutre doit être conn
...
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60076-3
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2000-03
Transformateurs de puissance –
Partie 3:
Niveaux d’isolement, essais diélectriques
et distances d’isolement dans l’air
Power transformers –
Part 3:
Insulation levels, dielectric tests and
external clearances in air
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60076-3:2000
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)*
• IEC Bulletin
• Bulletin de la CEI Available both at the IEC web site* and
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* as a printed periodical
et comme périodique imprimé
Terminology, graphical and letter
Terminologie, symboles graphiques
symbols
et littéraux
For general terminology, readers are referred to
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- (IEV).
technique International (VEI).
For graphical symbols, and letter symbols and signs
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux approved by the IEC for general use, readers are
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles symbols for use on equipment. Index, survey and
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et compilation of the single sheets and IEC 60617:
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: Graphical symbols for diagrams.
Symboles graphiques pour schémas.
* See web site address on title page.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60076-3
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2000-03
Transformateurs de puissance –
Partie 3:
Niveaux d’isolement, essais diélectriques
et distances d’isolement dans l’air
Power transformers –
Part 3:
Insulation levels, dielectric tests and
external clearances in air
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.
International Electrotechnical Commission 3, rue de Varembé Geneva, Switzerland
Telefax: +41 22 919 0300 e-mail: inmail@iec.ch IEC web site http://www.iec.ch
CODE PRIX
Commission Electrotechnique Internationale
XA
PRICE CODE
International Electrotechnical Commission
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue
– 2 – 60076-3 © CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 6
INTRODUCTION . 10
Articles
1 Domaine d’application . 12
2 Références normatives. 12
3 Définitions. 14
4 Généralités .14
5 Tension la plus élevée pour le matériel et niveau d’isolement . 16
6 Règles pour certains types particuliers de transformateurs . 20
7 Prescriptions pour l’isolement et les essais diélectriques – Règles de base. 22
7.1 Généralités . 22
7.2 Exigences concernant l’isolement. 24
7.3 Essais diélectriques . 28
7.4 Exigences d’isolement et d’essais pour la borne neutre d’un enroulement. 32
8 Essais sur un transformateur comportant un enroulement à prises. 34
9 Renouvellement des essais diélectriques. 36
10 Isolement des circuits auxiliaires . 36
11 Essai par tension appliquée à fréquence industrielle par source séparée . 36
12 Essai par tension induite en FI (FI CD, FI LD). 38
12.1 Généralités . 38
12.2 Essai de tenue par tension induite en FI de courte durée (FI CD) pour
transformateurs avec enroulements haute tension à isolation uniforme . 38
12.3 Essai de tenue de tension induite en FI de courte durée phase-terre (FI CD)
avec enroulements haute tension à isolation non uniforme. 44
12.4 Essai de tension induite en FI de longue durée avec enroulement haute tension à
isolation non uniforme et/ou à isolation uniforme (FI LD), conformément au tableau 1 . 48
13 Essai au choc de foudre (CF) . 54
13.1 Généralités . 54
13.2 Séquence d’essai. 56
13.3 Connexions d’essais . 56
13.4 Enregistrements de l’essai . 60
13.5 Sanction de l’essai . 60
14 Essai au choc de foudre coupé sur la queue (CFC) . 60
14.1 Généralités . 60
14.2 Eclateur de coupure et caractéristiques de la coupure . 62
14.3 Conduite et sanction de l’essai . 62
60076-3 © IEC:2000 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 7
INTRODUCTION . 11
Clause
1 Scope . 13
2 Normative references . 13
3 Definitions. 15
4 General. 15
5 Highest voltage for equipment and insulation level. 17
6 Rules for some particular transformers . 21
7 Insulation requirements and dielectric tests – Basic rules. 23
7.1 General. 23
7.2 Insulation requirements . 25
7.3 Dielectric tests . 29
7.4 Insulation requirements and tests for the neutral terminal of a winding. 33
8 Tests on a transformer having a tapped winding . 35
9 Repeated dielectric tests . 37
10 Insulation of auxiliary wiring. 37
11 Separate source AC withstand voltage test . 37
12 Induced AC voltage tests (ACSD, ACLD) . 39
12.1 General. 39
12.2 Short-duration induced AC withstand voltage test (ACSD) for transformers
with uniformly insulated high-voltage windings . 39
12.3 Short-duration AC withstand voltage test (ACSD) for transformers with
non-uniformly insulated high-voltage windings . 45
12.4 Long-duration induced AC voltage test (ACLD) with non-uniformly and/or
uniformly insulated high-voltage windings, according to table 1 . 49
13 Lightning impulse (LI) test . 55
13.1 General. 55
13.2 Test sequence . 57
13.3 Test connections. 57
13.4 Records of test. 61
13.5 Test criteria. 61
14 Test with lightning impulse chopped on the tail (LIC). 61
14.1 General. 61
14.2 Chopping gap and characteristics of the chopping . 63
14.3 Test sequence and test criteria. 63
– 4 – 60076-3 © CEI:2000
Articles Pages
15 Essai au choc de manœuvre (CM). 62
15.1 Généralités . 62
15.2 Séquence d’essais et enregistrements . 64
15.3 Connexions d’essai . 64
15.4 Sanction de l’essai . 66
16 Distances d’isolement dans l’air. 66
16.1 Généralités . 66
16.2 Distances d’isolement dans l’air des traversées spécifiées à partir des tensions
de tenue de l’isolation du transformateur . 68
Annexe A (informative) Guide d’application pour la mesure des décharges partielles
sur un transformateur lors d’un essai par tension induite suivant 12.2, 12.3 et 12.4 .84
Annexe B (informative) Surtension transmise de l’enroulement haute tension à
un enroulement basse tension .98
Annexe C (informative) Renseignements concernant l’isolation du transformateur
et les essais diélectriques à fournir avec un appel d’offre et avec une commande .102
Annexe D (normative) FI CD.104
60076-3 © IEC:2000 – 5 –
Clause Page
15 Switching impulse test (SI) . 63
15.1 General. 63
15.2 Test sequence and records . 65
15.3 Test connections. 65
15.4 Test criteria. 67
16 External clearances in air . 67
16.1 General. 67
16.2 Bushing clearance requirements as determined by transformer insulation
withstand voltages. 69
Annex A (Informative) Application guide for partial discharge measurements during
induced a.c. withstand voltage test on transformers according to 12.2, 12.3 and 12.4 . 85
Annex B (informative) Overvoltage transferred from the high-voltage winding to
a low-voltage winding. . 99
Annex C (informative) Information on transformer insulation and dielectric tests
to be supplied with an enquiry and with an order . 103
Annex D (normative) ACSD . 105
– 6 – 60076-3 © CEI:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
Partie 3: Niveaux d’isolement, essais diélectriques
et distances d’isolement dans l’air
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 Norme internationale 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 Norme internationale CEI 60076-3 a été établie par le comité d'études 14 de la CEI:
Transformateurs de puissance.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition parue en 1980, l’amendement 1
(1981) et la CEI 60076-3-1 (1987).
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
14/347/FDIS 14/355/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
60076-3 © IEC:2000 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
POWER TRANSFORMERS –
Part 3: Insulation levels, dielectric tests and
external clearances in air
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 International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60076-3 has been prepared by IEC technical committee 14: Power
transformers.
This second edition cancels and replaces the first edition published in 1980, amendment 1
(1981) and IEC 60076-3-1 (1987).
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
14/347/FDIS 14/355/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
– 8 – 60076-3 © CEI:2000
Les annexes A, B et C sont données uniquement à titre d’information.
L'annexe D fait partie intégrante de cette norme.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2008.
A cette date, la publication sera
reconduite;
supprimée;
remplacée par une édition révisée, ou
amendée.
Le contenu du corrigendum de décembre 2000 a été pris en considération dans cet exemplaire.
60076-3 © IEC:2000 – 9 –
Annexes A, B and C are for information only.
Annex D forms an integral part of this standard.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged
until 2008. At this date, the publication will be
reconfirmed;
withdrawn;
replaced by a revised edition, or
amended.
The contents of the corrigendum of December 2000 have been included in this copy.
– 10 – 60076-3 © CEI:2000
INTRODUCTION
La présente partie de la CEI 60076 prescrit les exigences d’isolement et d’essais diélectriques
correspondants en faisant référence aux enroulements spécifiques et à leurs bornes. Elle
recommande aussi les distances d’isolement dans l’air, entre parties sous tension des
traversées des transformateurs de puissance immergés dans l’huile, et par rapport aux objets
au potentiel de la terre (article 16). On trouve des indications dans la CEI 60071.
Les niveaux d’isolement et les essais diélectriques qui sont spécifiés dans les articles 4, 5, 6
et 7 de la présente norme s’appliquent seulement à l’isolation interne. Il est raisonnable que les
valeurs de tension de tenue assignées prescrites pour l’isolation interne du transformateur
soient aussi choisies comme référence pour son isolation externe, mais ceci peut ne pas être
vrai dans tous les cas. Un défaut de l’isolation interne non autorégénératrice est catas-
trophique et conduit normalement à une mise hors service du transformateur pour une longue
période, tandis qu’un claquage externe peut entraîner seulement une courte interruption de
service sans causer de dommage durable. Voilà pourquoi il se peut que pour accroître la
sûreté de fonctionnement, des tensions de tenue plus élevées soient spécifiées par l’acheteur
pour l’isolation interne, sans que cela le soit pour l’isolation externe des autres composants du
réseau. Quand une telle précaution est prise, il faut que les distances d’isolement extérieures
soient ajustées en conséquence, pour satisfaire pleinement aux prescriptions d’essai de
l’isolation interne.
60076-3 © IEC:2000 – 11 –
INTRODUCTION
This part of IEC 60076 specifies the insulation requirements and the corresponding insulation
tests with reference to specific windings and their terminals. It also recommends clearances in
air between live parts of bushings on oil-immersed power transformers and to objects at earth
potential (clause 16). Guidance can be obtained from IEC 60071.
The insulation levels and dielectric tests which are specified in clauses 4, 5, 6 and 7 in this
standard apply to the internal insulation only. Whilst it is reasonable that the rated withstand
voltage values which are specified for the internal insulation of the transformer should also be
taken as a reference for its external insulation, this may not be true in all cases. A failure of the
non-self-restoring internal insulation is catastrophic and normally leads to the transformer
being out of service for a long period, while an external flashover may involve only a short
interruption of service without causing lasting damage. Therefore, it may be that, for increased
safety, higher test voltages are specified by the purchaser for the internal insulation of the
transformer than for the external insulation of other components in the system. When such a
distinction is made, the external clearances must be adjusted to fully cover the internal
insulation test requirements.
– 12 – 60076-3 © CEI:2000
TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE –
Partie 3: Niveaux d’isolement, essais diélectriques
et distances d’isolement dans l’air
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale s’applique aux transformateurs de puissance immergés
dans l’huile triphasés et monophasés (comprenant les autotransformateurs), à l’exception de
certaines catégories de petits transformateurs et de transformateurs spéciaux telles que
définies par le domaine d’application de la CEI 60076-1. La présente norme identifie les enrou-
lements des transformateurs suivant leur tension la plus élevée pour le matériel U associée à
m
leurs niveaux d’isolement assignés correspondants et présente en détail les essais
diélectriques appropriés applicables et les distances minimales d’isolement dans l’air entre
parties sous tension des traversées et les objets au potentiel de la terre.
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 l’autre norme.
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 partie de la CEI 60076.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne
s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie de
la CEI 60076 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition
du document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de l'ISO possèdent
le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60050(421), Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) – Chapitre 421: Transforma-
teurs de puissance et bobines d'inductance
CEI 60060-1, Techniques des essais à haute tension – Première partie: Définitions et
prescriptions générales relatives aux essais
CEI 60060-2, Techniques des essais à haute tension – Partie 2: Systèmes de mesure
CEI 60071-1:1993, Coordination de l’isolement – Partie 1: Définitions, principes et règles
CEI 60071-2:1976, Coordination de l’isolement – Partie 2: Guide d’application
CEI 60076-1, Transformateurs de puissance – Partie 1: Généralités
CEI 60137:1995, Traversées isolées pour tensions alternatives supérieures à 1 000 V
CEI 60270, Mesure des décharges partielles
CEI 60722, Guide pour les essais au choc de foudre et au choc de manœuvre des transfor-
mateurs de puissance et bobines d’inductance
60076-3 © IEC:2000 – 13 –
POWER TRANSFORMERS –
Part 3: Insulation levels, dielectric tests and
external clearances in air
1 Scope
This International Standard applies to single-phase and three-phase oil-immersed power
transformers (including auto-transformers), with the exception of certain small and special
transformers, as defined in the scope of IEC 60076-1. It identifies transformer windings to their
U associated with their corresponding rated insulation levels
highest voltage for equipment
m
and details the relevant applicable dielectric tests and minimum external clearances in air
between live parts of bushings and to objects at earth potential.
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.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 60076. For dated references, subsequent amendments
to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to agreements
based on this part of IEC 60076 are encouraged to investigate the possibility of applying the
most recent editions of the normative documents indicated below. For undated references, the
latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
IEC 60050(421), International Electrotechnical Vocabulary (IEV) – Chapter 421: Power
transformers and reactors
IEC 60060-1, High-voltage test techniques – Part 1: General definitions and test requirements
IEC 60060-2, High-voltage test techniques – Part 2: Measuring systems
IEC 60071-1:1993, Insulation coordination – Part 1: Definitions, principles and rules
IEC 60071-2:1976, Insulation coordination – Part 2: Application guide
IEC 60076-1, Power transformers – Part 1: General
IEC 60137:1995, Bushings for alternating voltages above 1 000 V
IEC 60270, Partial discharge measurements
IEC 60722, Guide to the lightning impulse and switching impulse testing of power transformers
and reactors
– 14 – 60076-3 © CEI:2000
CEI 60790, Oscillographes et voltmètres de crête pour essais de choc
CEI 61083-1, Enregistreurs numériques pour les mesures pendant les essais de choc à haute
tension – Partie 1: Prescriptions pour des enregistreurs numériques
CEI 61083-2, Enregistreurs numériques pour les mesures pendant les essais de choc à haute
tension – Partie 2: Evaluation du logiciel utilisé pour obtenir les paramètres des formes à onde
de choc
CISPR 16-1:1993, Spécifications des méthodes et des appareils de mesure des perturbations
radioélectriques et de l’immunité aux perturbations radioélectriques – Partie 1: Appareils de
mesure des perturbations radioélectriques et de l’immunité aux perturbations radioélectriques
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de la CEI 60076, les définitions suivantes s'appliquent.
Les autres termes employés ont la signification qui leur est attribuée dans la CEI 60076-1 ou
dans la CEI 60050(421).
3.1
tension la plus élevée pour le matériel U applicable à un enroulement
m
de transformateur
tension efficace la plus élevée entre phases, dans un réseau triphasé, pour laquelle est conçue
l’isolation de l’enroulement du transformateur
3.2
niveau d’isolement assigné
un ensemble de tensions de tenue normalisées qui caractérisent la rigidité diélectrique de
l’isolation
3.3
niveau d’isolement normalisé
un niveau d’isolement assigné dont les tensions de tenue normalisées sont associées à U
m
comme recommandé dans les tableaux 2 et 3 de la CEI 60071-1
3.4
isolation uniforme d’un enroulement de transformateur
isolation d’un enroulement de transformateur dont toutes les extrémités reliées aux bornes ont
le même niveau d’isolement assigné
3.5
Isolation non uniforme d’un enroulement de transformateur
isolation d’un transformateur dont l’extrémité neutre est prévue pour être connectée
directement ou indirectement à la terre, et qui est conçue avec un niveau d’isolement inférieur
à celui affecté à l’extrémité ligne
4 Généralités
Les prescriptions concernant l’isolement des transformateurs de puissance et les essais corres-
pondants de l’isolation sont indiqués en référence à chaque enroulement et à ses bornes.
Pour les transformateurs immergés dans l’huile, les prescriptions s’appliquent seulement à
l’isolation interne. Toutes prescriptions additionnelles ou essais concernant l’isolation externe
qui sont jugés nécessaires doivent faire l’objet d’un accord entre le fournisseur et l’acheteur,
comportant des essais de type sur un modèle approprié de la configuration.
60076-3 © IEC:2000 – 15 –
IEC 60790, Oscilloscopes and peak voltmeters for impulse tests
IEC 61083-1, Digital recorders for measurements in high-voltage impulse tests – Part 1:
Requirements for digital recorders
IEC 61083-2, Digital recorders for measurements in high-voltage impulse tests – Part 2:
Evaluation of software used for the determination of the parameters of impulse waveforms
CISPR 16-1:1993, Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and
methods – Part 1: Radio disturbance and immunity measuring apparatus
3 Definitions
For the purpose of this part of IEC 60076, the following definitions apply. Other terms used
have the meanings ascribed to them in IEC 60076-1 or in IEC 60050(421).
3.1
highest voltage for equipment U applicable to a transformer winding
m
the highest r.m.s. phase-to-phase voltage in a three-phase system for which a transformer
winding is designed in respect of its insulation
3.2
rated insulation level
a set of standard withstand voltages which characterize the dielectric strength of the insulation
3.3
standard insulation level
a rated insulation level, the standard withstand voltages of which are associated to U as
m
recommended in tables 2 and 3 of IEC 60071-1
3.4
uniform insulation of a transformer winding
the insulation of a transformer winding when all its ends connected to terminals have the same
rated insulation level
3.5
non-uniform insulation of a transformer winding
the insulation of a transformer winding when it has a neutral terminal end for direct or indirect
connection to earth, and is designed with a lower insulation level than assigned for the line
terminal
4 General
The insulation requirements for power transformers and the corresponding insulation tests are
given with reference to specific windings and their terminals.
For oil-immersed transformers, the requirements apply to the internal insulation only. Any
additional requirements or tests regarding external insulation which are deemed necessary
shall be subject to agreement between supplier and purchaser, including type tests on a
suitable model of the configuration.
– 16 – 60076-3 © CEI:2000
Si l’acheteur a l’intention de réaliser le branchement du transformateur d’une manière qui peut
réduire les distances d’isolement dans l’air du transformateur seul, il convient que cela soit
indiqué dans l’appel d’offre.
Lorsqu’un transformateur immergé dans l’huile est spécifié pour être mis en service à une
altitude supérieure à 1 000 m, les distances d’isolement dans l’air doivent être conçues en
conséquence. Il peut être alors nécessaire de choisir des traversées conçues pour des niveaux
d’isolement plus élevés que ceux spécifiés pour l’isolation interne des enroulements du
transformateur, voir article 16 de cette norme et 4.2 de la CEI 60137.
Les traversées sont soumises à des essais de type et à des essais individuels selon la
CEI 60137, qui sont destinés à vérifier leur isolation phase-terre, tant externe qu’interne.
Il est préalablement admis que les traversées et les changeurs de prises en charge sont
spécifiés, conçus et essayés conformément aux normes CEI qui leur sont applicables. Les
essais d’isolement sur le transformateur complet, constituent cependant une vérification que le
choix et l’installation de ces composants sont corrects.
Les essais d’isolement doivent généralement être effectués dans les ateliers du fournisseur
avec le transformateur approximativement à température ambiante, mais au moins à 10 °C.
Les transformateurs doivent être complètement équipés comme dans les conditions de service
avec les équipements de supervision. Cependant, il n’est pas nécessaire de monter les
éléments qui n’ont aucune influence sur la rigidité diélectrique de l’isolation interne, comme par
exemple l’équipement externe de réfrigération.
Si un transformateur ne satisfait pas à ces exigences d’essais et si le défaut est situé dans une
traversée, il est admis de remplacer temporairement la traversée défectueuse par une autre
traversée similaire et de poursuivre, sans retard, les essais sur le transformateur jusqu’à leur
terme. Un cas particulier est celui des essais avec mesure des décharges partielles, qui, pour
certains types de traversées à haute tension communément utilisées, peuvent créer des
difficultés à cause du niveau relativement élevé des décharges partielles qui se reproduisent
dans leur milieu diélectrique. Lorsque de telles traversées sont prescrites par l’acheteur, il est
permis de les remplacer par des traversées d’un type exempt de décharges partielles pendant
les essais du transformateur (voir annexe A).
Il convient de concevoir les transformateurs raccordés par boîtes à câbles ou par connexion
de telle sorte que des connexions temporaires puissent
directe à des installations blindées SF
être utilisées pour les essais d'isolation. Sous réserve d’un accord, les traversées huile/SF
peuvent, pour cette raison, être remplacées par des traversées huile/air appropriées.
Lorsque le fournisseur a l’intention d’utiliser des éléments non linéaires ou des parafoudres
disposés intérieurement ou extérieurement – en vue de limiter les surtensions transitoires
transmises – cela doit être porté à la connaissance de l’acheteur au moment de l’appel d’offre
et de la commande, et il est recommandé que cela soit indiqué sur le schéma de couplage de
la plaque signalétique du transformateur.
5 Tension la plus élevée pour le matériel et niveau d’isolement
A chaque enroulement d’un transformateur, pour le côté ligne et le côté neutre, une valeur de
la tension la plus élevée pour le matériel U est attribuée, voir 3.1.
m
Les règles de coordination de l’isolement du transformateur au regard des surtensions
transitoires sont formulées différemment en fonction de la valeur de U .
m
60076-3 © IEC:2000 – 17 –
If the purchaser intends to make the connections to the transformer in a way which may reduce
the clearances provided by the transformer alone, this should be indicated in the enquiry.
When an oil-immersed transformer is specified for operation at an altitude higher than 1 000 m,
clearances shall be designed accordingly. It may then be necessary to select bushings
designed for higher insulation levels than those specified for the internal insulation of the
transformer windings, see clause 16 of this standard and 4.2 of IEC 60137.
Bushings are subject to separate type and routine tests according to IEC 60137, which verify
their phase-to-earth insulation, external as well as internal.
It is presupposed that bushings and tap-changers are specified, designed and tested in
accordance with relevant IEC standards. The insulation tests on the complete transformer,
however, constitute a check on the correct application and installation of these components.
The insulation test shall generally be made at the supplier's works with the transformer
approximately at ambient temperature, but at least at 10 °C.
The transformer shall be completely assembled as in service including supervisory equipment.
It is not necessary, however, to fit elements which do not influence the dielectric strength of the
internal insulation, for example, the external cooling equipment.
If a transformer fails to meet its test requirements and the fault is in a bushing, it is permissible
to replace this bushing temporarily with another bushing and continue the test on the
transformer to completion without delay. A particular case arises for tests with partial discharge
measurements, where certain types of commonly used high-voltage bushings create difficulties
because of their relatively high level of partial discharge in the dielectric. When such bushings
are specified by the purchaser, it is permitted to exchange them for bushings of a partial
discharge free type during the testing of the transformer, see annex A.
Transformers for cable box connection or direct connection to metal-enclosed SF installations
should be designed so that temporary connections can be made for insulation tests, using
temporary bushings, if necessary. By agreement, oil/SF bushings may for that reason be
replaced by appropriate oil/air bushings.
When the supplier intends to use non-linear elements or surge arresters, built into the
transformer or externally fitted, for the limitation of transferred overvoltage transients, this shall
be brought to the purchaser's attention at the tender and order stage and it is recommended
that it be indicated on the transformer rating plate circuit diagram.
5 Highest voltage for equipment and insulation level
To each winding of a transformer, both for the line and neutral side, is assigned a value of
highest voltage for equipment U , see 3.1.
m
The rules for coordination of transformer insulation with respect to transient overvoltages are
formulated differently depending on the value of U .
m
– 18 – 60076-3 © CEI:2000
Lorsque les règles concernant les essais pour les différents enroulements d’un transformateur
sont en contradiction, les règles relatives à l’enroulement disposant de la valeur de U la plus
m
élevée doivent s’appliquer pour tout le transformateur.
Les règles relatives à un certain nombre de cas particuliers sont données à l’article 6.
Les valeurs normalisées de U sont indiquées dans les tableaux 2 à 4. La valeur à utiliser pour
m
un enroulement de transformateur est celle
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.
Loading comments...