IEC 60664-1: Insulation coordination for equipment within low-voltage supply systems - Part 1: Principles, requirements and tests (IEC 60664-1:2020)

English
CONTENTS
FOREWORD
1 Scope
2 Normative references
3 Terms, definitions and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
3.2 Abbreviated terms
4 Basic technical characteristics for insulation coordination
4.1 General
4.2 Voltages
4.2.1 General aspects
4.2.2 Transient overvoltages
4.2.3 Temporary overvoltages
4.2.4 Recurring peak voltage
4.2.5 Steady-state working voltage
4.2.6 Steady-state peak voltage
4.3 Overvoltage categories
4.3.1 General
4.3.2 Equipment energized directly from the mains supply
4.3.3 Systems and equipment not energized directly from the mains supply
4.4 Frequency
4.4.1 General
4.4.2 Solid insulation
4.5 Pollution
4.5.1 General
4.5.2 Degrees of pollution in the micro-environment
4.5.3 Conditions of conductive pollution
4.6 Insulating material
4.6.1 Solid insulation
4.6.2 Stresses
4.6.3 Comparative tracking index (CTI)
4.7 Environmental aspects
4.7.1 General
4.7.2 Altitude
4.7.3 Temperature
4.7.4 Vibrations
4.7.5 Humidity
4.8 Duration of voltage stress
4.9 Electrical field distribution
5 Design for insulation coordination
5.1 General
5.1.1 Means of insulation coordination
5.1.2 Frequency above 30 kHz
5.1.3 Reduced distances due to coating or potting
5.1.4 Equipment which are not connected to public low-voltage systems.
5.2 Dimensioning of clearances
5.2.1 General
5.2.2 Dimensioning criteria for clearances
5.2.3 Other factors involving clearances
5.2.4 Dimensioning of clearances of functional insulation
5.2.5 Dimensioning of clearances of basic insulation, supplementary insulation and reinforced insulation
5.3 Dimensioning of creepage distances
5.3.1 General
5.3.2 Dimensioning criteria of creepage distances
5.3.3 Other factors involving creepage distances
5.3.4 Dimensioning of creepage distances of functional insulation
5.3.5 Dimensioning of creepage distances of basic insulation, supplementary insulation and reinforced insulation
5.4 Requirements for design of solid insulation
5.4.1 General
5.4.2 Voltage stress
5.4.3 Withstand of voltage stresses
5.4.4 Withstand on environmental stresses
6 Tests and measurements
6.1 General
6.2 Verification of clearances
6.2.1 General
6.2.2 Test voltages
6.3 Verification of creepage distances
6.4 Verification of solid insulation
6.4.1 General
6.4.2 Selection of tests
6.4.3 Conditioning
6.4.4 Impulse voltage test
6.4.5 AC power frequency voltage test
6.4.6 Partial discharge test
6.4.7 DC voltage test
6.4.8 High-frequency voltage test
6.5 Performing dielectric tests on complete equipment
6.5.1 General
6.5.2 Parts to be tested
6.5.3 Preparation of equipment circuits
6.5.4 Test voltage values
6.5.5 Test criteria
6.6 Other tests
6.6.1 Test for purposes other than insulation coordination
6.6.2 Sampling and routine tests
6.6.3 Measurement accuracy of test parameters
6.7 Measurement of the attenuation of the transient overvoltages
6.8 Measurement of clearances and creepage distances
Annexes
Annex A (informative) Basic data on withstand characteristics of clearances
Annex B (informative) Nominal voltages of mains supply for different modes of overvoltage control
Annex C (normative) Partial discharge test methods
C.1 Test circuits
C.1.1 General
C.1.2 Test circuit for earthed test specimen (Figure C.1)
C.1.3 Test circuit for unearthed test specimen (Figure C.2)
C.1.4 Selection criteria
C.1.5 Measuring impedance
C.1.6 Coupling capacitor Ck
C.1.7 Filter
C.2 Test parameters
C.2.1 General
C.2.2 Requirements for the test voltage
C.2.3 Climatic conditions
C.3 Requirements for measuring instruments
C.3.1 General
C.3.2 Classification of PD meters
C.3.3 Bandwidth of the test circuit
C.4 Calibration
C.4.1 Calibration of discharge magnitude before the noise level measurement
C.4.2 Verification of the noise level
C.4.3 Calibration for the PD test
C.4.4 Calibration pulse generator
Annex D (informative) Additional information on partial discharge test methods
D.1 Measurement of partial discharge (PD), PD inception and extinction voltage
D.2 Description of PD test circuits (Figure D.1)
D.3 Precautions for reduction of noise
D.3.1 General
D.3.2 Sources in the non-energized test circuit
D.3.3 Sources in the energized test circuit
D.3.4 Measures for reduction of noise
D.4 Application of multiplying factors for test voltages
D.4.1 General
D.4.2 Example 1 (circuit connected to mains supply)
D.4.3 Example 2 (internal circuit with maximum recurring peak voltage Urp)
Annex E (informative) Comparison of creepage distances specified in Table F.5 and clearances in Table A.1
Annex F (normative) Tables
Annex G (informative) Determination of clearance distances according to 5.2
Annex H (informative) Determination of creepage distances according to 5.3
Bibliography
Figures
Figure 1 – Recurring peak voltage
Figure 2 – Determination of the width (W) and height (H) of a rib
Figure 3 – Test voltages
Figure 4 – Across the groove
Figure 5 – Contour of the groove
Figure 6 – Contour of the groove with angle
Figure 7 – Contour of rib
Figure 8 – Uncemented joint with grooves less than X
Figure 9 – Uncemented joint with grooves equal to or more than X
Figure 10 – Uncemented joint with a groove on one side less than X
Figure 11 – Creepage distance and clearance through an uncemented joint
Figure 12 – Creepage distance and clearance to a head of screw more than X
Figure 13 – Creepage distance and clearance to a head of screw less than X
Figure 14 – Creepage distance and clearance with conductive floating part
Figure A.1 – Withstand voltage at 2 000 m above sea level
Figure A.2 – Experimental data measured at approximately sea level and their low limits for inhomogeneous field
Figure A.3 – Experimental data measured at approximately sea level and their low limits for homogeneous field
Figure C.1 – Earthed test specimen
Figure C.2 – Unearthed test specimen
Figure C.3 – Calibration for earthed test specimen
Figure C.4 – Calibration for unearthed test specimen
Figure D.1 – Partial discharge test circuits
Figure E.1 – Comparison between creepage distances specifiedin Table F.5 and clearances in Table A.1
Figure G.1 – Determination of clearance distances according to 5.2 (1 of 2)
Figure H.1 – Determination of creepage distances according to 5.3 (1 of 2)
Tables
Table 1 – Dimensioning of grooves
Table A.1 – Withstand voltages for an altitude of 2 000 m above sea level (1 of 2)
Table A.2 – Altitude correction factors for clearance correction
Table B.1 – Inherent control or equivalent protective control
Table B.2 – Cases where protective control is necessary and control is provided by surge protective device having a ratio of voltage protection level to rated voltagenot smaller than that specified in IEC 61643 (all parts)
Table F.1 – Rated impulse withstand voltage for equipment energized directly from the mains supply
Table F.2 – Clearances to withstand transient overvoltages
Table F.3 – Single-phase three-wire or two-wire AC or DC systems
Table F.4 – Three-phase four-wire or three-wire AC systems
Table F.5 – Creepage distances to avoid failure due to tracking (1 of 2)
Table F.6 – Test voltages for verifying clearances only at different altitudes
Table F.7 – Severities for conditioning of solid insulation
Table F.8 – Dimensioning of clearances to withstand steady-state peak voltages, temporary overvoltages or recurring peak voltages b
Table F.9 – Additional information concerning the dimensioning of clearances to avoid partial discharge
Table F.10 – Altitude correction factors for clearance correction
Français
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS
1 Domaine d’application
2 Références normatives
3 Termes, définitions et termes abrégés
3.1 Termes et définitions
3.2 Termes abrégés
4 Caractéristiques techniques principales de la coordination de l’isolement
4.1 Généralités
4.2 Tensions
4.2.1 Aspects généraux
4.2.2 Surtensions transitoires
4.2.3 Surtensions temporaires
4.2.4 Tension de crête répétitive
4.2.5 Tension locale en régime établi
4.2.6 Tension de crête en régime établi
4.3 Catégories de surtension
4.3.1 Généralités
4.3.2 Matériel alimenté directement par le réseau d’alimentation
4.3.3 Systèmes (réseaux) et matériels non alimentés directement par le réseau d’alimentation
4.4 Fréquence
4.4.1 Généralités
4.4.2 Isolation solide
4.5 Pollution
4.5.1 Généralités
4.5.2 Degrés de pollution dans le micro-environnement
4.5.3 Conditions de pollution conductrice
4.6 Matériau isolant
4.6.1 Isolation solide
4.6.2 Contraintes
4.6.3 Indice de résistance au cheminement (IRC)
4.7 Aspects environnementaux
4.7.1 Généralités
4.7.2 Altitude
4.7.3 Température
4.7.4 Vibrations
4.7.5 Humidité
4.8 Durée de la contrainte de tension
4.9 Distribution du champ électrique
5 Conception de la coordination de l’isolement
5.1 Généralités
5.1.1 Moyens pour la coordination de l’isolement
5.1.2 Fréquence supérieure à 30 kHz
5.1.3 Distances réduites dues au revêtement ou à l’empotage
5.1.4 Matériels non raccordés aux réseaux publics d’énergie électrique à basse tension
5.2 Dimensionnement des distances d'isolement
5.2.1 Généralités
5.2.2 Critères de dimensionnement pour les distances d’isolement
5.2.3 Autres facteurs impliquant les distances d’isolement
5.2.4 Dimensionnement des distances d'isolement de l'isolation fonctionnelle
5.2.5 Dimensionnement des distances d'isolement de l'isolation principale, de l’isolation supplémentaire et de l’isolation renforcée
5.3 Dimensionnement des lignes de fuite
5.3.1 Généralités
5.3.2 Critères de dimensionnement des lignes de fuite
5.3.3 Autres facteurs impliquant les lignes de fuite
5.3.4 Dimensionnement des lignes de fuite de l'isolation fonctionnelle
5.3.5 Dimensionnement des lignes de fuite de l'isolation principale, de l’isolation supplémentaire et de l’isolation renforcée
5.4 Exigences pour la conception de l'isolation solide
5.4.1 Généralités
5.4.2 Contrainte de tension
5.4.3 Tenue aux contraintes de tension
5.4.4 Tenue aux contraintes d’environnement
6 Essais et mesurages
6.1 Généralités
6.2 Vérification des distances d’isolement
6.2.1 Généralités
6.2.2 Tensions d'essai
6.3 Vérification des lignes de fuite
6.4 Vérification de l’isolation solide
6.4.1 Généralités
6.4.2 Choix des essais
6.4.3 Conditionnement
6.4.4 Essai de tension de choc
6.4.5 Essai en tension alternative à fréquence industrielle
6.4.6 Essai de décharge partielle
6.4.7 Essai en tension continue
6.4.8 Essai de tension à haute fréquence
6.5 Exécution des essais diélectriques sur des matériels complets
6.5.1 Généralités
6.5.2 Parties à soumettre à l’essai
6.5.3 Préparation des circuits du matériel
6.5.4 Valeurs de la tension d'essai
6.5.5 Critères d'essai
6.6 Autres essais
6.6.1 Essai dans un but autre que la coordination de l'isolement
6.6.2 Essais individuels de série et sur prélèvement
6.6.3 Exactitude de mesure des paramètres d’essai
6.7 Mesurage de l’affaiblissement des surtensions transitoires
6.8 Mesurage des distances d’isolement et des lignes de fuite
Annexes
Annexe A (informative) Données fondamentales des caractéristiques de tenue des distances d'isolement
Annexe B (informative) Tensions nominales des réseaux d'alimentation pour différents modes de contrôle des surtensions
Annexe C (normative) Méthodes d'essai de décharge partielle
C.1 Circuits d’essai
C.1.1 Généralités
C.1.2 Circuit d'essai pour spécimen d'essai relié à la terre (Figure C.1)
C.1.3 Circuit d'essai pour spécimen d'essai non relié à la terre (Figure C.2)
C.1.4 Critères de sélection
C.1.5 Impédance de mesure
C.1.6 Condensateur de couplage Ck
C.1.7 Filtre
C.2 Paramètres d’essai
C.2.1 Généralités
C.2.2 Exigences relatives à la tension d'essai
C.2.3 Conditions climatiques
C.3 Exigences relatives aux appareils de mesure
C.3.1 Généralités
C.3.2 Classification des appareils de mesure de DP
C.3.3 Bande passante du circuit d'essai
C.4 Étalonnage
C.4.1 Étalonnage de la grandeur de décharge avant mesurage du niveau de bruit
C.4.2 Vérification du niveau de bruit
C.4.3 Étalonnage pour l'essai de DP
C.4.4 Générateur d'impulsions d'étalonnage
Annexe D (informative) Informations complémentaires sur les méthodes d'essai de décharge partielle
D.1 Mesurage de la décharge partielle (DP), de la tension de seuil de DP et de la tension d'extinction de DP
D.2 Description des circuits d'essai de décharge partielle (Figure D.1)
D.3 Précautions à prendre pour la réduction du bruit
D.3.1 Généralités
D.3.2 Sources dans le circuit d'essai en état de repos
D.3.3 Sources dans le circuit d'essai sous tension
D.3.4 Mesures à prendre pour la réduction du bruit
D.4 Application des facteurs de multiplication aux tensions d'essai
D.4.1 Généralités
D.4.2 Exemple 1 (circuit connecté au réseau d’alimentation)
D.4.3 Exemple 2 (Circuit interne avec tension de crête répétitive maximale Urp)
Annexe E (informative) Comparaison entre les lignes de fuite du Tableau F.5 et les distances d’isolement du Tableau A.1
Annexe F (normative) Tableaux
Annexe G (informative) Détermination des distances d’isolement selon 5.2
Annexe H (informative) Détermination des lignes de fuite selon 5.3
Bibliographie
Figures
Figure 1 – Tension de crête répétitive
Figure 2 – Détermination de la largeur (W) et de la hauteur (H) d’une nervure
Figure 3 – Tensions d’essai
Figure 4 – Au-dessus de la rainure
Figure 5 – Contour de la rainure
Figure 6 – Contour de la rainure avec angle
Figure 7 – Contour de la nervure
Figure 8 – Joint non collé avec des rainures de largeur inférieure à X
Figure 9 – Joint non collé avec des rainures de largeur égale ou supérieure à X
Figure 10 – Joint non collé avec d’un côté une rainure de largeur inférieure à X
Figure 11 – Ligne de fuite et distance d’isolement à travers un joint non collé
Figure 12 – Ligne de fuite et distance d’isolement par rapport à une tête de vis de largeur supérieure à X
Figure 13 – Ligne de fuite et distance d’isolement par rapport à une tête de vis de largeur inférieure à X
Figure 14 – Ligne de fuite et distance d’isolement avec une partie conductrice flottante
Figure A.1 – Tension de tenue à 2 000 m au-dessus du niveau de la mer
Figure A.2 – Valeurs expérimentales mesurées approximativement au niveau de la mer avec leurs limites inférieures pour les champs hétérogènes
Figure A.3 – Valeurs expérimentales mesurées approximativement au niveau de la mer avec leurs limites inférieures pour les champs homogènes
Figure C.1 – Spécimen d'essai relié à la terre
Figure C.2 – Spécimen d'essai non relié à la terre
Figure C.3 – Étalonnage d’un spécimen d’essai relié à la terre
Figure C.4 – Étalonnage d’un spécimen d’essai non relié à la terre
Figure D.1 – Circuits d’essai de décharge partielle
Figure E.1 – Comparaison entre les lignes de fuite spécifiées du Tableau F.5 et les distances d’isolement du Tableau A.1
Figure G.1 – Détermination des distances d’isolement selon 5.2 (1 sur 2)
Figure H.1 – Détermination des lignes de fuite selon 5.3 (1 sur 2)
Tableaux
Tableau 1 – Dimensionnement des rainures
Tableau A.1 – Tensions de tenue pour une altitude de 2 000 m au-dessus du niveau de la mer
Tableau A.2 – Facteurs de correction de l’altitude pour la correction des distances d’isolement
Tableau B.1 – Situation naturelle ou situation contrôlée équivalente
Tableau B.2 – Cas où une situation contrôlée est nécessaire et où le contrôle est procuré par des dispositifs de protection contre les surtensions dont le rapport du niveau de protection de la tension à la tension assignée n'est pas inférieur à celui spécifié dans l’IEC 61643 (toutes les parties)
Tableau F.1 – Tension assignée de tenue aux chocs pour les matériels alimentés directement par le réseau d’alimentation
Tableau F.2 – Distances d’isolement pour supporter les surtensions transitoires
Tableau F.3 – Réseaux monophasés 3 fils ou 2 fils en courant alternatif ou continu
Tableau F.4 – Réseaux alternatifs triphasés 4 fils ou 3 fils
Tableau F.5 – Lignes de fuite pour éviter les défaillances dues au cheminement (1 sur 2)
Tableau F.6 – Tensions d’essai pour vérifier les distances d’isolement à différentes altitudes
Tableau F.7 – Sévérités pour le conditionnement de l’isolation solide
Tableau F.8 – Dimensionnement des distances d'isolement pour résister aux tensions de crête en régime établi, aux surtensions temporaires ou aux tensions de crête répétitivesb
Tableau F.9 – Informations complémentaires pour le dimensionnement des distances d’isolement pour éviter les décharges partielles
Tableau F.10 – Facteurs de correction d'altitude pour la correction des distances d’isolement