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1、 SPCIFICATION TECHNIQUE CEI IEC TECHNICAL SPECIFICATION TS 60034-18-41 Premire dition First edition 2006-10 Machines lectriques tournantes Partie 18-41: Qualification et essais de type des systmes disolation de type I utiliss dans des machines alimentes par convertisseurs de tension Rotating electri
2、cal machines Part 18-41: Qualification and type tests for Type I electrical insulation systems used in rotating electrical machines fed from voltage converters Numro de rfrence Reference number CEI/IEC/TS 60034-18-41:2006 Numrotation des publications Depuis le 1er janvier 1997, les publications de l
3、a CEI sont numrotes partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1. Editions consolides Les versions consolides de certaines publications de la CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par exemple, les numros ddition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent respectivement la publication de bas
4、e, la publication de base incorporant lamendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2. Informations supplmentaires sur les publications de la CEI Le contenu technique des publications de la CEI est constamment revu par la CEI afin quil reflte ltat actuel de la technique.
5、Des renseignements relatifs cette publication, y compris sa validit, sont dispo- nibles dans le Catalogue des publications de la CEI (voir ci-dessous) en plus des nouvelles ditions, amendements et corrigenda. Des informations sur les sujets ltude et lavancement des travaux entrepris par le comit dtu
6、des qui a labor cette publication, ainsi que la liste des publications parues, sont galement disponibles par lintermdiaire 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 recherch
7、es en utilisant de nombreux critres, comprenant des recherches textuelles, par comit dtudes ou date de publication. Des informations en ligne sont galement disponibles sur les nouvelles publications, les publications remplaces ou retires, ainsi que sur les corrigenda. IEC Just Published Ce rsum des
8、dernires publications parues (www.iec.ch/online_news/justpub) est aussi dispo- nible par courrier lectronique. Veuillez prendre contact avec le Service client (voir ci-dessous) pour plus dinformations. Service clients Si vous avez des questions au sujet de cette publication ou avez besoin de renseig
9、nements supplmentaires, prenez contact avec le Service clients: Email: custserviec.ch Tl: +41 22 919 02 11 Fax: +41 22 919 03 00 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-
10、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
11、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 bel
12、ow) 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 (
13、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, wit
14、hdrawn 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 an
15、y questions regarding this publication or need further assistance, please contact the Customer Service Centre: Email: custserviec.ch Tel: +41 22 919 02 11 Fax: +41 22 919 03 00 . SPCIFICATION TECHNIQUE CEI IEC TECHNICAL SPECIFICATION TS 60034-18-41 Premire dition First edition 2006-10 Machines lectr
16、iques tournantes Partie 18-41: Qualification et essais de type des systmes disolation de type I utiliss dans des machines alimentes par convertisseurs de tension Rotating electrical machines Part 18-41: Qualification and type tests for Type I electrical insulation systems used in rotating electrical
17、 machines fed from voltage converters Pour prix, voir catalogue en vigueur For price, see current catalogue IEC 2006 Droits de reproduction rservs Copyright - all rights reserved Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, l
18、ectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. 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. In
19、ternational Electrotechnical Commission, 3, rue de Varemb, PO Box 131, CH-1211 Geneva 20, Switzerland Telephone: +41 22 919 02 11 Telefax: +41 22 919 03 00 E-mail: inmailiec.ch Web: www.iec.ch CODE PRIX PRICE CODE V Commission Electrotechnique Internationale International Electrotechnical Commission
20、 -,-,- 2 TS 60034-18-41 CEI:2006 SOMMAIRE AVANT-PROPOS6 INTRODUCTION.10 1 Domaine dapplication 14 2 Rfrences normatives.14 3 Termes et dfinitions16 4 Effets associs lutilisation de convertisseurs 20 5 Contraintes lectriques pour les systmes disolation des bobinages de machines.28 5.1 Gnralits28 5.2
21、Tension contraignant lisolation entre phases 30 5.3 Tension contraignant lisolation par rapport la terre 30 5.4 Tension contraignant lisolation entre spires30 5.5 Mcanismes de dtrioration des isolants .32 6 Les diffrents types disolation des machines .34 7 Catgories de contraintes pour des isolation
22、s de type I utiliss dans des machines alimentes par convertisseur34 8 Tests de qualification et test de type I pour les systmes disolation.38 8.1 Gnralits38 8.2 Tests de qualification 38 8.3 Essai de type 38 9 Equipements dessais.38 9.1 Mesure des DP aux frquences industrielles .38 9.2 Mesure des DP
23、 durant les impulsions de tension.38 9.3 Gnrateurs de tensions impulsionnelles 40 9.4 Sensibilit .40 9.5 Mesure des PDIV et des RPDIV 40 10 Qualification des systmes disolation de type I42 10.1 Gnralits42 10.2 Approche.42 10.3 Prparation des objets sous test .44 10.4 Mthode de qualification46 10.5 C
24、ritre de qualification: test pass avec succs 48 11 Essais de type pour des systmes disolation de type I.48 11.1 Gnralits48 11.2 Mthode utilise pour lessai de type.48 11.3 Critre de russite pour lessai de type50 12 Analyse, rapport et classement.50 Annexe A (informative) Tensions aux bornes dune mach
25、ine alimente par convertisseur 52 Annexe B (normative) Calcul des niveaux de tension pour des systmes disolation de type I 60 Bibliographie.68 -,-,- TS 60034-18-41 IEC:2006 3 CONTENTS FOREWORD.7 INTRODUCTION.11 1 Scope.15 2 Normative references .15 3 Terms and definitions .17 4 Effects arising from
26、converter operation .21 5 Electrical stresses in the insulation system of machine windings 29 5.1 General.29 5.2 Voltages stressing the phase/phase insulation 31 5.3 Voltages stressing the phase/ground insulation.31 5.4 Voltages stressing the turn and strand insulation.31 5.5 Mechanisms of insulatio
27、n degradation.33 6 Types of machine insulation .35 7 Stress categories for Type I insulation systems used in converter fed machines.35 8 Qualification and type tests for Type I insulation systems.39 8.1 Overview.39 8.2 Qualification test .39 8.3 Type test.39 9 Test equipment.39 9.1 PD measurement at
28、 power frequency39 9.2 PD measurement during voltage impulses.39 9.3 Voltage impulse generators.41 9.4 Sensitivity .41 9.5 PDIV and RPDIV measurement .41 10 Qualification of Type I insulation systems.43 10.1 General.43 10.2 Approach.43 10.3 Preparation of test objects.45 10.4 Qualification test meth
29、ods .47 10.5 Qualification test pass criteria .49 11 Type test for Type I insulation systems.49 11.1 General.49 11.2 Type test method.49 11.3 Type test pass criteria .51 12 Analysis, reporting and classification51 Annex A (informative) Voltages at the terminals of the converter fed machine53 Annex B
30、 (normative) Derivation of test voltage values for Type I insulation systems 61 Bibliography69 -,-,- 4 TS 60034-18-41 CEI:2006 Figure 1 Paramtres de limpulsion de tension.20 Figure 2 Tension sinusodale c.a. 24 Figure 3 Tension aux bornes d une machine alimente par un onduleur 2 niveaux 24 Figure 4 T
31、ension aux bornes dune machine alimente par un onduleur 3 niveaux.24 Figure 5 Image type loscilloscope dune impulsion de tension temps de monte rapide mesure entre phase et terre aux bornes de la machine (1 s/div)24 Figure 6 Augmentation de la tension aux bornes du moteur en fonction de la longueur
32、du cble pour diffrents temps de monte28 Figure 7 Exemple de conception des bobinages alatoires 30 Figure 8 Exemple de conception des bobinages forms.30 Figure 9 Valeurs maximales des tensions appliques lisolation entre spires dans diffrents types de stator bobins mcaniquement en fonction du temps de
33、 monte de limpulsion 32 Figure A.1 Schma simplifi de lassociation convertisseur/machine52 Figure A.2 Enveloppe des tensions dimpulsions Vpk autorises aux bornes dune machine en fonction de la dure de limpulsion tr58 Figure B.1 Comparaison des tensions entre phases et phase/terre pour un convertisseu
34、r 2 niveaux; reprsentation schmatique, non lchelle, des tensions entre phases et phase/terre 62 Tableau 1 Limites gnrales des caractristiques des tensions aux bornes de machines alimentes par convertisseurs.22 Tableau 2 Dfinitions des abrviations.22 Tableau 3 Influence des caractristiques de la tens
35、ion aux bornes de la machine sur les composants de systmes disolation de type I .36 Tableau 4 Catgories de contraintes gnres par un convertisseur 2 niveaux pour des systmes disolation de type I 36 Tableau 5 Formes dondes autorises pour tester les composantes des systmes disolation .42 Tableau A.1 Ex
36、emples de tensions maximales contraignant lisolation de lenroulement statorique diffrents endroits dune machine couple en toile de faon alatoire sous diverses conditions dalimentation (1 tage, convertisseur 2 niveaux) .54 Tableau A.2 Exemples de valeur de tension crte56 Tableau B.1 Catgories de cont
37、raintes 60 Tableau B.2 Valeurs crte crte lies Udc pour un convertisseur 2 niveaux (multiplies par un facteur de scurit de 1,3) 64 Tableau B.3 PDIV des isolations entre spires pour des bobinages spciaux ou des paires torsades .66 Tableau B.4 Exemple de tensions dessai pour une machine 480 Veff alimen
38、te par un convertisseur 2 niveaux en supposant un temps de monte de limpulsion de 0,3 s et un facteur de 0,7 de la Figure 9 66 -,-,- TS 60034-18-41 IEC:2006 5 Figure 1 Voltage impulse waveshape parameters 21 Figure 2 Sine wave a.c. voltage .25 Figure 3 Voltage at the terminals of a motor fed by a 2-
39、level converter 25 Figure 4 Voltage at the terminals of a motor fed by a 3-level converter 25 Figure 5 Typical oscilloscope image of a fast rise time impulse as measured phase to ground at the motor terminals (1 s/div)25 Figure 6 The voltage enhancement at the motor terminals as a function of cable
40、length for various impulse rise times.29 Figure 7 Example of a random wound design.31 Figure 8 Example of a form wound design31 Figure 9 Worst case voltage stressing the turn/turn insulation in a variety of random wound stators as a function of the impulse rise time .33 Figure A.1 Circuit diagram fo
41、r a converter/motor system53 Figure A.2 Limiting curves of impulse voltage Vpk, allowed between two motor phase terminals, as a function of the impulse rise time tr59 Figure B.1 Comparison of phase/phase and phase/ground voltages (2-level converter) (schematic representation not scaled for phase/pha
42、se and phase/ground voltages).63 Table 1 Common ranges of characteristics of the terminal voltages of converter fed machines 23 Table 2 Definition of abbreviations.23 Table 3 Influence of features of the machine terminal voltage on components of Type I insulation systems37 Table 4 Stress categories
43、for Type I insulation systems based on a 2-level converter37 Table 5 Allowable voltage waveforms for testing system components 43 Table A.1 Examples of maximum voltages stressing the insulation of the stator winding at different locations for a random wound star connected machine under different sup
44、ply conditions (1 stage, 2 level converter)55 Table A.2 Examples of maximum peak voltages.57 Table B.1 Summary of stress categories61 Table B.2 Peak/peak test levels related to Udc for 2-level converter ( 1,3 safety factor).65 Table B.3 Turn/turn PDIV test levels for special windings and twisted pai
45、rs .67 Table B.4 Example of type test voltages for a 480 Vrms rated stator winding fed from a 2-level inverter, assuming a 0,3 s impulse rise time and a 0,7 worst case factor from Figure 9 67 -,-,- 6 TS 60034-18-41 CEI:2006 COMMISSION LECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE _ MACHINES LECTRIQUES TOURNANTES P
46、artie 18-41: Qualification et essais de type des systmes disolation de type I utiliss dans des machines alimentes par convertisseurs de tension AVANT-PROPOS 1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation compose de lensemble des comits lectrotec
47、hniques nationaux (Comits nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de favoriser la coopration internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de llectricit et de llectronique. A cet effet, la CEI entre autres activits publie des Normes internationales, des Spcifications techniques, des Rapports techniques, des Spcifications accessibles au public (PAS) et des Guides (ci-aprs dnomms “Publication(s) de la CEI“). Leur laboration est confie des comits dtudes, aux travaux