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NORME INTERNATIONALE INTERNATIONAL STANDARD CEI IEC 1109 Première édition First edition Isolateurs composites destinés aux lignes aériennes à courant alternatif de tension nominale supérieure à
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NORME INTERNATIONALE INTERNATIONAL STANDARD CEI IEC 1109 Première édition First edition Isolateurs composites destinés aux lignes aériennes à courant alternatif de tension nominale supérieure à V - Définitions, méthodes d'essai et critères d'acceptation Composite insulators for a.c. overhead lines with a nominal voltage greater than V - Definitions, test methods and acceptance criteria CEI 1992 Droits de reproduction réservés Copyright all rights reserved 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. 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 permiss ion in writing from the publisher. Bureau Central de la Commission Electrotechnique Internationale 3. rue de Varembé Genève, Suisse IEC Commission Electrotechnique Internationale CODE PRIX International Electrotechnical Commission PRICE CODE MeacuyHapoAHaa 3neKrporexumvecnaa HoMHCCNa Pour prix, voir catalogue en vigueur For price, see current catalogue CEI SOMMAIRE Pages AVANT-PROPOS 4 INTRODUCTION Articles 1 Domaine d'application et objet 10 2 Références normatives 10 3 Définitions 12 4 Classification des essais 16 5 Essai de conception 18 6 Essais de type 28 7 Essais sur prélèvements 32 8 Essais individuels 36 Figures 38 ANNEXES A Principe des essais de traction mécanique en fonction du temps pour les isolateurs composites 42 B Exemple de deux dispositifs possibles pour le relâchement brutal de la charge 54 C Essai de vieillissement climatique sous la tension de service 58 D Résumé des essais 62 1109 IEC 3 CONTENTS Page FOREWORD 5 INTRODUCTION 7 Clause 1 Scope and object 11 2 Normative references 11 3 Definitions 13 4 Classification of tests 17 5 Design tests 19 6 Type tests 29 7 Sampling tests 33 8 Routine tests 37 Figures 38 ANNEXES A Principales of the mechanical tensile load-time tests for composite insulators 43 B Example of two possible devices for sudden release of load 55 C Ageing test under operating voltage simulating weather conditions 59 D Summary of tests 63 CEI COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE ISOLATEURS COMPOSITES DESTINÉS AUX LIGNES AÉRIENNES À COURANT ALTERNATIF DE TENSION NOMINALE SUPÉRIEURE À V - DÉFINITIONS, MÉTHODES D'ESSAI ET CRITÈRES D'ACCEPTATION AVANT- PROPOS 1) Les décisions ou accords officiels de la CEI en ce qui concerne les questions techniques, préparés par des Comités d'etudes où sont représentés tous les Comités nationaux s'intéressant à ces questions, expriment dans la plus grande mesure possible un accord international sur les sujets examinés. 2) Ces décisions constituent des recommandations internationales et sont agréées comme telles par les Comités nationaux. 3) Dans le but d'encourager l'unification internationale, la CEI exprime le voeu que tous les Comités nationaux adoptent dans leurs règles nationales le texte de la recommandation de la CEI, dans la mesure où les conditions nationales le permettent. Toute divergence entre la recommandation de la CEI et la règle nationale correspondante doit, dans la mesure du possible, être indiquée en termes clairs dans cette dernière. La présente Norme internationale a été établie par le Comité d'etudes n 36 de la CEI: Isolateurs. Le texte de cette norme est issu des documents suivants: DIS Rapport de vote Amendement au DIS Rapport de vote 36(BC)71 36(BC)76 36(BC)77 36(BC)78 Les rapports de vote indiqués dans le tableau ci-dessus donnent toute information sur le vote ayant abouti à l'approbation de cette norme. Les annexes A, B, C et D ont simplement un caractère informatif. 1109 IEC INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION COMPOSITE INSULATORS FOR A.C. OVERHEAD LINES WITH A NOMINAL VOLTAGE GREATER THAN V - DEFINITIONS, TEST METHODS AND ACCEPTANCE CRITERIA FOREWORD 1) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters, prepared by Technical Committees on which all the National Committees having a special interest therein are represented, express, as nearly as possible, an international consensus of opinion on the subjects dealt with. 2) They have the form of recommendations for international use and they are accepted by the National Committees in that sense. 3) In order to promote international unification, the IEC expresses the wish that all National Committees should adopt the text of the IEC recommendation for their national rules in so far as national conditions will permit. Any divergence between the IEC recommendation and the corresponding national rules should, as far as possible, be clearly indicated in the latter. This International Standard has been prepared by IEC Technical Committee No. 36: Insulators. The text of this standard is based on the following documents: DIS Report on Voting Amendment to DIS Report on Voting 36(CO)71 36(CO)76 36(CO)77 36(00)78 Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the Voting Reports indicated in the above table. Annexes A, B, C and D are for information. only. 1109 CEI INTRODUCTION Les isolateurs composites consistent en un noyau isolant, supportant la charge mécanique, protégé par un revêtement en polymère, la charge étant transmise au noyau par des armatures métalliques. Malgré ces traits communs, les matériaux et les détails constructifs utilisés par les différents fabricants peuvent être très différents. Un certain nombre d'essais ont été groupés sous la dénomination «Essais de conception» et sont à effectuer une seule fois sur des isolateurs satisfaisant aux mêmes conditions de conception. Autant que possible, on a pris en compte l'influence du temps sur les propriétés électriques et mécaniques des composants (matériel du noyau, revêtement, interfaces, etc.) et des isolateurs composites complets pour spécifier les essais de conception, en vue d'assurer une durée de vie satisfaisante dans les conditions de charge normalement connues pour les lignes de transport. Les essais de pollution d'après la CEI 507 ne sont pas inclus dans cette norme. Même si la tenue électrique dans les conditions de pollution décroît au cours du temps, les tensions de tenue et de contournement seront encore suffisamment élevées dans la plupart des cas pour les nécessités du service, avec une longueur de chaîne correcte. Cependant, les effets de vieillissement dû aux décharges par suite de pollution sur la surface des isolateurs composites sont couverts par un essai de longue durée (essai de cheminement et d'érosion). Mise à part la pollution, d'autre facteurs comme un fort rayonnement solaire et des inversions thermiques fréquentes avec condensation peuvent influencer le vieillissement du revêtement de l'isolateur. Il n'a pas été jugé utile de spécifier un essai d'arc de puissance ayant force de directive. Les paramètres d'essai sont multiples et peuvent prendre des valeurs très différentes suivant la configuration du réseau et la conception des dispositifs de protection contre les arcs. De plus, les essais aux arcs de puissance réalisés sur plusieurs isolateurs composites n'ont montré aucune réduction de la résistance mécanique du noyau. Il n'y a non plus aucune modification permanente dans les propriétés des matériaux utilisés pour le revêtement. La conception des armatures métalliques doit prendre en compte les effets d'échauffement des arcs de puissance. Tout dommage possible aux armatures métalliques, résultant de l'intensité et de la durée du courant de court-circuit, peut être évité par une conception appropriée des dispositifs de protection contre les arcs. Cette norme n'exclut cependant pas la possibilité d'essais aux arcs de puissance par accord entre l'utilisateur et le fabricant. Une procédure d'essai normalisée pour les arcs de puissance est à l'étude au sein du Sous-Comité 36 B: Isolateurs pour lignes aériennes. Quelques types d'armatures métalliques sont sujettes à un certain glissement entre les parties métalliques et le noyau quand elles sont soumises à une charge de traction. Un essai approprié pour contrôler le glissement et ses conséquences possibles, comme craquelures ou séparations entre l'armature métallique et le revêtement, est à l'étude. Un essai d'inflammabilité convenable n'est pas encore arrivé au stade de spécification et on ne peut donc pas s'y référer dans cette norme. Le mécanisme de la rupture fragile, observé jusqu'à présent sur un nombre limité d'isolateurs de conception particulière, fait encore l'objet de recherches par la CIGRE*, de sorte que, dans l'état actuel des choses aucune procédure d'essai ne peut être spécifiée. * Conférence Internationale des Grands Réseaux Electriques à Haute Tension. 1109 IEC INTRODUCTION Composite insulators consist of an insulating core, bearing the mechanical load protected by a polymeric housing, the load being transmitted to the core by metal fittings. Despite these common features, the materials used and the construction details employed by different manufacturers may be quite different. Some tests have been grouped together as Design tests , to be performed only once on insulators which satisfy the same design conditions. As far as practical, the influence of time on the electrical and mechanical properties of the components (core material, housing, interfaces etc.) and of the complete composite insulators has been considered in specifying the design tests to ensure a satisfactory life-time under normally known stress conditions of transmission lines. The pollution tests, according to IEC 507, are not included in this Standard as being generally not applicable. Even if the electric strength under pollution conditions decreases during the life-time, the withstand and flashover voltages will still be, in most cases, high enough for service operation at the correct string length. However, the ageing effects of pollution discharges on the surface of the composite insulator have been covered by a long duration test (tracking and erosion test). Besides pollution, other factors such as intense solar radiation and frequent temperature inversions with condensation can influence the ageing of the housing of the insulator. It has not been considered useful to specify a power arc test as a mandatory test. The test parameters are manifold and can have very different values depending on the configurations of the network and the design of arc-protection devices. Moreover, power arc tests on several composite insulators have shown no reduction of the mechanical strength of the core. Also, there is no permanent change in the properties of the housing materials used. In the design of metal fittings the heating effect of power arcs should be considered. Any possible damage to the metal fittings, resulting from the magnitude and duration of the short circuit-current should be avoided by properly designed arc-protection devices. This standard, however, does not exclude the possibility of a power arc test by agreement between the user and manufacturer. A standard power arc test procedure is at present being considered by Sub-Committee 36 B: Insulators for overhead lines. Some types of metal fittings are prone to reveal a certain slip between the metal part and the core when submitted to a tensile load. A suitable test to control the slip and its possible effects such as cracks or separation between the metal fitting and the housing is still under study. A suitable flammability test has not yet reached specification stage and cannot, therefore, be considered in this standard. The mechanism of brittle fracture, experienced so far on a limited number of insulators of particular design, is still under investigation by the CIGRÉ`, so that no test procedure can be specified at the present stage. * International Conference on Large High Voltage Electric Systems. CEI La présente norme n'inclut pas d'essais de perturbations radioélectriques. A titre d'information on peut se référer à la CEI 437. Dans certains cas - pollution ou effet couronne - des dispositifs de réduction du gradient de champ peuvent être envisagés pour les isolateurs composites. Des essais de tenue à la torsion pour des isolateurs dont les assemblages ne permettent pas une rotation totale libre ne font pas encore partie de la présente norme. Un essai sur prélèvement d'interface (par exemple un essai sous onde de choc à front raide) a été envisagé. Aucun essai fiable n'a pu être trouvé jusqu'à présent. Les problèmes mentionnés ci-dessus font l'objet d'études ultérieures par le Comité d'etudes N 36: Isolateurs. Les principes qui sont à la base des essais de traction mécanique en fonction du temps pour les isolateurs composites sont présentés dans l'annexe A. 1109 IEC -9- This standard does not include radio interference tests. For information only, reference may be made to IEC 437. In some cases - pollution or corona - field grading devices may have to be considered for composite insulators. Torsion withstand tests for insulators whose couplings do not give total rotational freedom are not yet included in this standard. The possibility of an interlace test as a sampling test (for instance a steep front impulse test) has been considered. A reliable test has not been found so far. The above mentioned problems are the object of further consideration by Technical Committee No. 36: Insulators. Principles of mechanical tensile load-time tests for selection of composite insulators are presented in annex A. CEI ISOLATEURS COMPOSITES DESTINÉS AUX LIGNES AÉRIENNES A COURANT ALTERNATIF DE TENSION NOMINALE SUPÉRIEURE À V - DÉFINITIONS, MÉTHODES D'ESSAI ET CRITÈRES D'ACCEPTATION 1 Domaine d'application et objet La présente Norme internationale est applicable aux isolateurs composites utilisés pour la suspension ou l'ancrage des lignes, mais il faut noter que ces isolateurs peuvent parfois être sollicités en compression ou en flexion, comme par exemple les écarteurs de phases. Les isolateurs composites conçus pour des efforts de flexion, comme par exemple les isolateurs rigides à socle, ne font pas partie du domaine d'application de cette norme. La présente norme traite des isolateurs composites incluant un «noyau» et un «revêtement». Le noyau est habituellement composé de fibres de verre imprégnées de résine. Le revêtement peut être fabriqué à partir de matériaux variés, y compris des élastomères (par exemple: silicone, éthylène-propylène), des résines (par exemple: époxy cyclo-aliphatique) ou des fluoro-carbones (par exemple: polytétrafluoréthylène). La présente norme a pour objet: de définir les termes employés; de fixer les méthodes d'essais; de fixer les conditions d'acceptation d'une fourniture. La présente norme ne contient pas de prescriptions relatives au choix des isolateurs en fonction des conditions spécifiques de service. 2 Références normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres de la CEI et de L'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur. CEI 60-1: 1989, Techniques des essais à haute tension - Première partie: Définitions et prescriptions générales relatives aux essais. CEI 120: 1984, Dimensions des assemblages à rotule et logement de rotule des éléments de chaînes d'isolateurs. CEI 383: 1983, Essais des isolateurs en matière céramique ou en verre destinés aux lignes aériennes de tension nominale supérieure à V. CEI 437: 1973, Essai de perturbations radioélectriques des isolateurs pour haute tension. CEI 507: 1991, Essais sous pollution artificielle des isolateurs pour haute tension destinés aux réseaux à courant alternatif. 1109 IEC COMPOSITE INSULATORS FOR A.C. OVERHEAD LINES WITH A NOMINAL VOLTAGE GREATER THAN V - DEFINITIONS, TEST METHODS AND ACCEPTANCE CRITERIA 1 Scope and object This International Standard is applicable to composite insulators for use as suspension/tension line insulators, but it is to be noted that these insulators can occasionally be subjected to compression or bending, for example when used as phase-spacers. Composite insulators designed primarily to resist bending loads, e.g. line post insulators, are not included in the scope of this Standard. This standard deals with those composite insulators which include a core and a housing . The core is usually made of resin-impregnated glass fibres. The housing can be manufactured from a variety of materials including elastomers (e.g. silicone, ethylene-propylene); resins (e.g. cycloaliphatic epoxy); or fluorocarbons (e.g. polytetrafluoroethylene). The object of this Standard is to: - define the terms used; - prescribe test methods; prescribe acceptance criteria. This standard does not include requirements dealing with the choice of insulators for specific operating conditions. Normative references The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this International Standard. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to revision, and parties to agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility of applying the most recent editions of the standards listed below. Members of IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards. IEC 60-1: 1989, High-voltage test techniques - Part 1: General definitions and test requirements. IEC 120: 1984, Dimensions of ball and socket couplings of string insulator units. IEC 383: 1983, Test on insulators of ceramic material or glass for overhead lines with a nominal voltage greater than V. IEC 437: 1973, Radio interference test on high-voltage insulators. IEC 507: 1991, Artificial pollution tests on high-voltage insulators to be used on an a. c. system. CEI CEI 815: 1986, Guide pour le choix des isolateurs sous pollution. 1109 IEC -13- IEC 815: 1986, Guide for the selection of insulators in respect of polluted conditions.
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