CEI 2-27 EN 60034-18-31 1996 Ed. 1.0 Fasc. 2845 - (en + it).pdf

Norma Italiana

N O R M A I T A L I A N A C E I

CNR

CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE

AEI

ASSOCIAZIONE ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA ITALIANA

Data Pubblicazione

Edizione

Classificazione Fascicolo

COMITATOELETTROTECNICO

ITALIANO

Titolo

Title

CEI EN 60034-18-31

1996-09

Prima

2-27 2845

Macchine elettriche rotanti

Parte 18: Valutazione funzionale dei sistemi di isolamento

Sezione 31: Procedure di prova per avvolgimenti preformati Valutazione termica e classificazione di sistemi di isolamento utilizzati in macchine fino a 50 MVA e 15 kV, estremi inclusi

Rotating electrical machines

Part 18: Functional evaluation of insulation systems

Section 31: Test procedures for form-wound windings Thermal evaluation and classification of insulation systems used in machines up to and including 50 MVA and 15 kV

APPARECCHIATURE ELETTRICHE PER SISTEMI DI ENERGIA E PER TRAZIONE

NO

RM

A TE

CNIC

A

CEI - Milano 1996. Riproduzione vietata.

Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente Documento pu essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi senza il consenso scritto del CEI.Le Norme CEI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione sia di nuove edizioni sia di varianti. importante pertanto che gli utenti delle stesse si accertino di essere in possesso dellultima edizione o variante.

SOMMARIO

Fornisce le procedure di prova per la valutazione termica e la classificazione dei sistemi di isolamento usatie proposti per luso delle macchine elettriche rotanti in corrente continua e alternata sino a 50 MVA e 15 kVinclusi. Le procedure di prova sono comparative per il fatto che le prestazioni di un sistema di isolamento

prescelto vengono paragonate a quelle di uno di riferimento con provata esperienza di servizio.

DESCRITTORI

DESCRIPTORS

Macchina elettrica rotante

Rotating electrical machine;

Isolamento elettrico

Electrical insulation;

Avvolgimento

Winding;

Prova

Test;

Prova di resistenza termica

Thermal endurance test;

Caratteristiche

di funzionamento

Operate characteristic;

Classificazione

Classification;

COLLEGAMENTI/RELAZIONI TRA DOCUMENTI

Nazionali

(UTE) CEI EN 60034-18-1:1994-05; CEI EN 60034-1:1996-05 (Parte 1)

Europei

(IDT) EN 60034-18-31:1994-05;

Internazionali

(IDT) IEC 34-18-31:1992-07;

Legislativi

INFORMAZIONI EDITORIALI

Norma Italiana

CEI EN 60034-18-31

Pubblicazione

Norma Tecnica

Carattere Doc.

Stato Edizione

In vigore

Data validit

1995-3-15

Ambito validit

Europeo

Varianti

Nessuna

Ed. Prec. Fasc.

Nessuna

Comitato Tecnico

2-Macchine rotanti

Approvata dal

Presidente del CEI

in Data

1996-9-4

CENELEC

in Data

1993-12-8

Sottoposta a

inchiesta pubblica come Documento originale

Chiusa in data

1993-10-31

Gruppo Abb.

3

Sezioni Abb.

B

Prezzo Norma IEC

54 SFr

ICS

CDU

621.313:621.315.6:620.1:621.317.08

LEGENDA

(UTE) La Norma in oggetto deve essere utilizzata congiuntamente alle Norme indicate dopo il riferimento (UTE)(IDT) La Norma in oggetto identica alle Norme indicate dopo il riferimento (IDT)

CENELEC members are bound to comply with theCEN/CENELEC Internal Regulations which stipulatethe conditions for giving this European Standard thestatus of a National Standard without any alteration.Up-to-date lists and bibliographical references con-cerning such National Standards may be obtained onapplication to the Central Secretariat or to anyCENELEC member.This European Standard exists in three official ver-sions (English, French, German).A version in any other language and notified to theCENELEC Central Secretariat has the same status asthe official versions.CENELEC members are the national electrotechnicalcommittees of: Austria, Belgium, Denmark, Finland,France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Lu-xembourg, Netherlands, Norway, Portugal, Spain,Sweden, Switzerland and United Kingdom.

I Comitati Nazionali membri del CENELEC sono tenu-ti, in accordo col regolamento interno del CEN/CENE-LEC, ad adottare questa Norma Europea, senza alcunamodifica, come Norma Nazionale.Gli elenchi aggiornati e i relativi riferimenti di tali Nor-me Nazionali possono essere ottenuti rivolgendosi alSegretario Centrale del CENELEC o agli uffici di qual-siasi Comitato Nazionale membro.La presente Norma Europea esiste in tre versioni uffi-ciali (inglese, francese, tedesco).Una traduzione effettuata da un altro Paese membro,sotto la sua responsabilit, nella sua lingua nazionalee notificata al CENELEC, ha la medesima validit.I membri del CENELEC sono i Comitati ElettrotecniciNazionali dei seguenti Paesi: Austria, Belgio, Danimar-ca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Islan-da, Italia, Lussemburgo, Norvegia, Olanda, Portogallo,Regno Unito, Spagna, Svezia e Svizzera.

CENELEC 1994 Copyright reserved to all CENELEC members. I diritti di riproduzione di questa Norma Europea sono riservati esclu-sivamente ai membri nazionali del CENELEC.

Comitato Europeo di Normalizzazione Elettrotecnica European Committee for Electrotechnical Standardization

Comit Europen de Normalisation ElectrotechniqueEuropisches Komitee fr Elektrotechnische Normung

C E N E L E C

Secrtariat Central: rue de Stassart 35, B - 1050 Bruxelles

E u r o p i s c h e N o r m N o r m e E u r o p e n n e E u r o p e a n S t a n d a r d N o r m a E u r o p e a

EN 60034-18-31

Maggio 1994

Macchine elettriche rotanti

Parte 18: Valutazione funzionale dei sistemi di isolamento

Sezione 31: Procedure di prova per avvolgimenti preformati Valutazione termica e classificazione di sistemi di isolamento utilizzati in macchine fino a 50 MVA e 15 kV, estremi inclusi

Rotating electrical machines

Part 18: Functional evaluation of insulation systems

Section 31: Test procedures for form-wound windings Thermal evaluation and classification of insulation systems used in machines up to and including 50 MVA and 15 kV

Machines lectriques tournantes

Partie 18: Evaluation fonctionnelle des systmes disolation

Section 31: Procdures dessai pour enroulements prforms Evaluation thermique et classification des systmes disolation utiliss dans les machines jusqu et y compris 50 MVA et 15 kV

Drehende elektrische Maschinen

Teil 18: Funktionelle Bewertung von Isoliersystemen fr drehende elektrische Maschinen

Hauptabschnitt 31: Prfverfahren fr Wicklungen mit vorgeformten Elementen Thermische Bewertung und Klassifizierung von Isoliersystemen fr Maschinen bis einschlielich 50 MVA und 15 kV

CONTENTS INDICE

Rif. Topic Argomento Pag

.

NORMA TECNICACEI EN 60034-18-31:1996-09

Pagina iv

INTRODUZIONE

1

OGGETTO

1

RIFERIMENTI NORMATIVI

1

CONSIDERAZIONI GENERALI

1

Correlazione con la Sezione 1

..................................................

1

Scelta delle procedure di prova

..............................................

2

Sistema di isolamento di riferimento

....................................

3

Verifica delle prove diagnostiche

...........................................

3

OGGETTI E CAMPIONI DI PROVA

3

Costruzione degli oggetti di prova

.........................................

3

Numero dei campioni di prova

...............................................

3

Prove per la verifica qualitativa

...............................................

3

Prove diagnostiche preliminari

................................................

3

SOTTO CICLI DINVECCHIAMENTO TERMICO

4

Temperature dinvecchiamento e durata dei sotto cicli

4

Mezzi di riscaldamento

................................................................

4

Procedura dinvecchiamento

.....................................................

4

SOTTO CICLO DIAGNOSTICO

5

Prova meccanica

.............................................................................

5

Prova di umidit

..............................................................................

6

Prova di tensione

............................................................................

6

Altre prove diagnostiche

.............................................................

7

ANALISI, REGISTRAZIONE E CLASSIFICAZIONE

8

COSTRUZIONE DI UNA FORMETTE (ESEMPIO)

9

Tipico assemblaggio di cave

...................................................

10

Tipico assemblaggio di cave

...................................................

11

Formette per corrente continua

.........................................

12

Sezione del dispositivo di prova per cave di rotore

...

13

INTRODUCTION

1

SCOPE

2

NORMATIVE REFERENCES

3

GENERAL CONSIDERATIONS

3.1

Relationship to Section 1

...........................................................

3.2

Designation of test procedures

..............................................

3.3

Reference insulation system

....................................................

3.4

Verification of diagnostic tests

................................................

4

TEST OBJECTS AND TEST SPECIMENS

4.1

Construction of test objects

......................................................

4.2

Number of test specimens

........................................................

4.3

Quality assurance tests

...............................................................

4.4

Initial diagnostic tests

..................................................................

5

THERMAL AGEING SUB-CYCLES

5.1

Ageing temperatures and sub-cycle lengths

....................

5.2

Means of heating ...........................................................................

5.3 Ageing procedure .........................................................................

6 DIAGNOSTIC SUB-CYCLE6.1 Mechanical test ...............................................................................

6.2 Moisture test ....................................................................................

6.3 Voltage test ......................................................................................

6.4 Other diagnostic tests .................................................................

7 ANALYZING, REPORTING AND CLASSIFICATION

ANNEX/ALLEGATO

A FORMETTE CONSTRUCTION (EXAMPLE)Fig. A.1 Typical slot assembly ..................................................................

Fig. A.2 Typical slot assembly ..................................................................

Fig. A.3 D.C. formette ...................................................................................

Fig. A.4 Test fixture for rotor slot section ...........................................


Pagina v

FOREWORDThe CENELEC questionnaire procedure, per-formed for finding out whether or not the Inter-national Standard IEC 34-18-31 (1992) could beaccepted without textual changes, has shownthat no common modifications were necessaryfor the acceptance as European Standard.

The reference document was submitted to theCENELEC members for formal vote and was ap-proved by CENELEC as EN 60034-18-31 on8 December 1993.

The following dates were fixed:

n latest date of publication of an identical na-tional Standard(dop) 1995/03/15

n latest date of withdrawal of conflicting na-tional Standards(dow) 1995/03/15

For products which have complied with the rel-evant national Standard before 1995/03/15 asshown by the manufacturer or by a certificationbody, this previous Standard may continue toapply for production until 2000/03/15.

Annexes designated informative are givenonly for information.

In this Standard, Annex A is informative.

ENDORSEMENT NOTICEThe text of the International StandardIEC 34-18-31 (1992) was approved byCENELEC as a European Standard without anymodification.

PREFAZIONELa procedura del Questionario CENELEC, utilizza-ta per stabilire se la Pubblicazione IEC 34-18-31(1992) poteva essere adottata senza modifiche deltesto, ha mostrato che non erano necessarie mo-difiche comuni CENELEC per laccettazione comeNorma Europea.

Il documento di riferimento stato sottoposto alvoto formale dei membri del CENELEC e appro-vato dal CENELEC come Norma EuropeaEN 60034-18-31 l8 dicembre 1993.

Le date di applicazione sono le seguenti:

n data ultima di pubblicazione di una Normanazionale identica(dop) 15/03/1995

n data ultima di ritiro delle Norme nazionalicontrastanti(dow) 15/03/1995

Per i prodotti che, come indicato dal costruttore oda un Organismo di certificazione, erano confor-mi alla relativa Norma nazionale prima del15/03/1995, la Norma precedente pu continuaread essere applicata per la produzione fino al15/03/2000.

Gli Allegati indicati come informativi sono datisolo per informazione.

Nella presente Norma, lAllegato A informativo.

AVVISO DI ADOZIONEIl testo della Pubblicazione IEC 34-18-31 (1992) stato approvato dal CENELEC come Norma Euro-pea senza alcuna modifica.

NORMA TECNICACEI EN 60034-18-31:1996-09Pagina vi


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INTRODUCTION

Section 1 of IEC 34-18 presents general guide-lines for the evaluation and classification of in-sulation systems used in rotating electrical ma-chines.

Section 31 deals exclusively with insulation sys-tems for form-wound windings.

This Section gives test procedures for thermalevaluation and classification.

1 SCOPE

This Section of IEC 34-18 gives test proceduresfor the thermal evaluation and classification ofinsulation systems used or proposed for use ina.c. or d.c. rotating electrical machines up toand including 50 MVA and 15 kV usingform-wound windings. The test procedures arecomparative in that the performance of a candi-date insulation system is compared to that of areference insulation system with proven serviceexperience.

Section 31 shall be used in conjunction withSection 1.

Notes/Note: 1 At the present time limited experience exists oninsulation systems above 6,6 kV, using the testprocedures given in this Section.

2 Large machines, especially those using bars, mayrequire special thermal evaluation test proce-dures which are not included in this Section.

2 NORMATIVE REFERENCES

Clause 2 of Section 1 is applicable.

3 GENERAL CONSIDERATIONS

3.1 Relationship to Section 1Section 1 describes general testing principlesapplicable to thermal endurance testing of insu-lation systems in rotating electrical machines.Unless the procedures of this Section indicateotherwise, the principles of Section 1 shall befollowed.

INTRODUZIONE

La Sezione 1 della Pubblicazione IEC 34-18 pre-senta le direttive generali per la valutazione e laclassificazione dei sistemi di isolamento usati nel-le macchine elettriche rotanti.

La Sezione 31 riguarda esclusivamente i sistemi diisolamento per avvolgimenti preformati.

La presente Sezione fornisce le procedure di pro-va per la valutazione termica e la classificazione.

OGGETTO

La presente Sezione della Pubblicazione IEC 34-18fornisce le procedure di prova per la valutazionetermica e la classificazione dei sistemi di isolamen-to usati, o proposti per luso, nelle macchine elet-triche rotanti in corrente continua o alternata sinoa 50 MVA e 15 kV inclusi, che utilizzano avvolgi-menti preformati. Le procedure di prova sonocomparative per il fatto che le prestazioni di un si-stema di isolamento prescelto vengono paragona-te a quelle di un sistema disolamento di riferimen-to con provata esperienza di servizio.

La Sezione 31 deve essere usata unitamente allaSezione 1.

1 Al momento esiste poca esperienza con le proceduredi prova fornite nella presente Sezione per i sistemidi isolamento superiori a 6,6 kV.

2 Le macchine di grandi dimensioni, specialmentequelle che utilizzano barre, possono richiedere pro-cedure di prova speciali per la valutazione termicache non sono incluse nella presente Sezione.

RIFERIMENTI NORMATIVI

Si applica lart. 2 della Sezione 1.

CONSIDERAZIONI GENERALI

Correlazione con la Sezione 1La Sezione 1 descrive i principi di prova generaliapplicabili alla prova di resistenza alla sollecita-zione termica dei sistemi di isolamento dellemacchine elettriche rotanti. Salvo quanto diver-samente indicato nelle procedure della presenteSezione, devono essere seguiti i criteri della Se-zione 1.

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20

70.000

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Scelta delle procedure di provaOgni prova di resistenza alle sollecitazioni termi-che viene eseguita a cicli, ciascuno dei quali con-sta di un sotto ciclo dinvecchiamento e di uno didiagnosi. Le prove di diagnosi possono includereuna prova meccanica, una di umidit, prove ditensione ed altre prove di diagnosi eseguite inquestordine. Le prove di diagnosi devono esserescelte fra quelle elencate allart. 6; nel caso di unaparticolare procedura di valutazione non neces-sario che vengano applicate tutte le prove.

La classificazione termica di un sistema di isolamentopu dipendere dalla procedura di diagnosi scelta.

Al Paragrafo 6.1, per una prova meccanica vengo-no date le seguenti opzioni:

n A prova meccanica generale, con solleci-tazioni paragonabili a quelle di servizio;

n B prova con tavolo vibrante con una am-piezza delle vibrazioni specificata;

n S prova meccanica speciale;n N nessuna prova meccanica.

Al Paragrafo 6.2, per una prova di umidit, vengo-no date le seguenti opzioni:

n A prova generale di umidit;n B prova di umidit con immersione in acqua;n S prova speciale di umidit;n N nessuna prova di umidit.

Al Paragrafo 6.3, per una prova di tensione, ven-gono date le seguenti opzioni:

n A prova generale di tensione;n B prova di tensione dei campioni immersi;n S prova speciale di tensione;n N nessuna prova di tensione.

Al Paragrafo 6.4, per altre prove diagnostiche,vengono date le seguenti opzioni:

n A prove diagnostiche informative;n S prove diagnostiche usate per la determi-

nazione del punto di fine vita;n N nessuna ulteriore prova diagnostica.

Una procedura di prova deve essere identificatacome:

Pubblicazione IEC 34-18-31, Procedura MHED

dove:

M la prova meccanica A, B, S, o N, in ac-cordo a 6.1;

H la prova di umidit A, B, S, o N, in ac-cordo a 6.2;

E la prova di tensione A, B, S, o N, in ac-cordo a 6.3;

D laltra prova diagnostica A, S, o N, in ac-cordo a 6.4.

Al sistema di isolamento Nec plus ultra stataassegnata la classe termica F secondo la Pubblica-zione IEC 34-18-31 Procedura BAAN.

3.2 Designation of test proceduresEach thermal endurance test is performed in cy-cles, each cycle consisting of a thermal ageingsub-cycle and a diagnostic sub-cycle. The diag-nostic tests may include a mechanical test, amoisture test, voltage tests and other diagnostictests, performed in that order. Diagnostic testsshall be chosen from those listed in clause 6;not all of the tests need necessarily be appliedin a particular evaluation procedure.

Note/Nota The thermal classification of an insulation systemmay depend on the selected diagnostic procedure.

The following choices for a mechanical test aregiven in 6.1:

n A general mechanical test, with stressescomparable to service stresses;

n B shake-table test, with specified vibra-tions amplitude;

n S special mechanical test; n N no mechanical test.

The following choices for a moisture test aregiven in 6.2:

n A general moisture test; n B moisture test with water immersion; n S special moisture test; n N no moisture test.

The following choices for a voltage test are giv-en in 6.3:

n A general voltage test; n B voltage test of immersed test specimens; n S special voltage test;n N no voltage test.

The following choices for other diagnostic testsare given in 6.4:

n A informative diagnostic tests; n S diagnostic tests used for end-point de-

termination; n N no other diagnostic test.

A test procedure shall be referred to as:

IEC 34-18-31, Procedure MHED

where:

M is the mechanical test A, B, S, or N, accord-ing to 6.1;

H is the moisture test A, B, S, or N, accordingto 6.2;

E is the voltage test A, B, S, or N, accordingto 6.3;

D is the other diagnostic test A, S, or N, ac-cording to 6.4.

Example_Esempio: Insulation system Nec plus ultra has beenassigned thermal Class F, according toIEC 34-18-31 Procedure BAAN.


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Sistema di isolamento di riferimentoUn sistema di isolamento di riferimento deve es-sere sottoposto a prova usando una proceduraequivalente a quella adottata per il sistema pre-scelto (vedi Sezione 1).

Verifica delle prove diagnosticheLe prove di invecchiamento preliminari in accor-do al paragrafo 5.3.4 della Sezione 1, se pertinen-ti, si possono effettuare per controllare la possibi-lit di eseguire il sotto ciclo diagnostico.

OGGETTI E CAMPIONI DI PROVA

Costruzione degli oggetti di prova Se necessario, si possono eseguire le prove, per lascelta dei materiali, secondo il paragrafo 5.2.1 del-la Sezione 1.

Gli oggetti di prova possono essere macchine rea-li, loro componenti o modelli. Questi ultimi duedovranno includere tutti gli elementi essenziali.

Lo spessore di isolamento, le distanze di dispersio-ne e le protezioni contro le scariche superficiali, senecessarie, dovranno essere adatti alla massimatensione nominale e alle norme o prassi previste.

Per la valutazione, si possono utilizzare campionidi prova che simulano parti di una bobina o di unavvolgimento, purch le sollecitazioni che agisco-no su queste parti in servizio possano essere fe-delmente riprodotte nelle prove.

In alcuni paesi sono stati usati con successo parti-colari tipi di modelli, noti come formette, ripor-tati come esempi nellAllegato A.

Numero dei campioni di provaPer ottenere una buona attendibilit statistica,per ogni sistema di isolamento e per ciascunatemperatura dinvecchiamento, conviene usareun numero adeguato di campioni di prova (nonmeno di cinque).

Prove per la verifica qualitativaPrima dellinizio del primo sotto ciclo dinvecchia-mento, si devono eseguire le seguenti prove diverifica della qualit:

n controllo visivo dei campioni di prova;n prove di alta tensione in base alla Pubblica-

zione IEC 34-1.

Prove diagnostiche preliminariPrima di iniziare il primo sotto ciclo dinvecchia-mento termico, ogni provino completato deve es-sere sottoposto a tutte le prove diagnostiche pre-viste nella procedura di prova.

3.3 Reference insulation systemA reference insulation system shall be tested us-ing a test procedure equivalent to that for thecandidate system (see Section 1).

3.4 Verification of diagnostic testsPreliminary ageing tests according to 5.3.4 ofSection 1 to check the feasibility of the diagnos-tic sub-cycle, may be performed, when appro-priate.

4 TEST OBJECTS AND TEST SPECIMENS

4.1 Construction of test objectsTests for the selection of materials according to5.2.1 of Section 1 may be performed, as appro-priate.

Test objects may be actual machines, machinecomponents or models. The components andmodels should embody all the essential elements.

Insulation thickness, creepage distances, anddischarge protection, where required, shall beappropriate for the intended maximum ratedvoltage and equipment standards or practices.

Test specimens simulating parts of a coil orwinding may be used for evaluation, if stressesacting on these parts in service can be reliablyreproduced in the test.

Particular types of models, known as formettes,have been used successfully in some countriesand examples of these are illustrated in Annex A.

4.2 Number of test specimensAn adequate number of test specimens shouldbe used at each ageing temperature for eachinsulation system to obtain good statisticalconfidence. This number should be not lessthan five.

4.3 Quality assurance testsBefore starting the first thermal ageing sub-cy-cle, the following quality assurance tests shallbe performed:

n visual inspection of the test specimens;n high-voltage tests according to IEC 34-1.

4.4 Initial diagnostic testsEach completed test object shall be subjected toall the diagnostic tests selected for the test pro-cedure before starting the first thermal ageingsub-cycle.


SOTTO CICLI DINVECCHIAMENTO TERMICO

Temperature dinvecchiamento e durata dei sotto cicli

Procedura normaleSecondo quanto indicato da 5.3.2.1 della Sezione 1,la normale procedura dinvecchiamento richiedeche i campioni di prova vengano sottoposti a nonmeno di tre temperature dinvecchiamento.

Le temperature dinvecchiamento e la durata deglianaloghi sotto cicli si possono scegliere dallaTab. 2 della Sezione 1.

Se la classe termica richiesta del sistema prescelto differente dalla classe nota del sistema di riferi-mento, si devono scegliere in modo adeguato di-verse temperature dinvecchiamento e durate deisotto cicli.

La temperatura dinvecchiamento pi bassa sarscelta in modo da ottenere una durata media divita in prova di circa 5000 ore, o pi, sulla coordi-nata logaritmica. In genere, questo si realizza sce-gliendo la temperatura dinvecchiamento pi bas-sa che corrisponda ad un periodo di esposizionecompreso fra i 28 e i 35 giorni, o pi. Inoltre, sidovrebbero scegliere almeno due temperaturedinvecchiamento superiori, separate da intervallidi 20 K o pi. Intervalli di 10 K possono essereconvenienti quando le prove vengono eseguitecon pi di tre temperature dinvecchiamento.

Procedura per apportare una variazione di modesta entitIn condizioni particolari ove si debba valutaresolo una piccola variazione di un dato sistema diisolamento, linvecchiamento dei campioni di pro-va pu essere accettabile ad una temperatura sol-tanto (vedi 5.3.2.2 della Sezione 1).

Mezzi di riscaldamentoDate le grandi diversit dimensionali e costruttivedegli oggetti di prova, sono ammessi tutti i mezzidi riscaldamento elencati nella Sezione 1.

Se si usano forni, le temperature scelte per linvec-chiamento termico devono essere mantenute costan-ti con la precisione di cui al 5.3.3 della Sezione 1.

Procedura dinvecchiamentoSe si usano forni, gli oggetti di prova dovrannoessere introdotti direttamente nel forno dinvec-chiamento caldo, allinizio del sotto ciclo dinvec-chiamento e, al termine dello stesso, tolti per es-sere esposti allaria a temperatura ambiente, oraffreddati mediante altri mezzi idonei.

Si ritiene che il sotto ciclo dinvecchiamento ter-mico inizi quando inizia il riscaldamento degli og-getti di prova, o quando vengono posti nel forno.

5 THERMAL AGEING SUB-CYCLES

5.1 Ageing temperatures and sub-cycle lengths

5.1.1 Normal procedureIn accordance with 5.3.2.1 of Section 1, the nor-mal ageing procedure requires test specimensto be aged at not less than three temperatures.

Ageing temperatures and lengths of ageingsub-cycles may be selected from Tab. 2 of Sec-tion 1.

If the intended thermal class for the candidateinsulation system differs from the known classof the reference system, different ageing tem-peratures and sub-cycle lengths are to be select-ed in an appropriate manner.

The lowest ageing temperature should be se-lected such as to produce a log mean test life ofabout 5000 h or more. This is generally accom-plished by choosing the lowest ageing tempera-ture to correspond to an exposure period of28 to 35 days, or longer. In addition, at leasttwo higher ageing temperatures should be se-lected, separated by intervals of 20 K or more.Intervals of 10 K may be suitable when tests aremade at more than three ageing temperatures.

5.1.2 Procedure for minor change

Under particular conditions where only a minorchange in an established insulation system is tobe evaluated, ageing of test specimens at onlyone temperature may be acceptable (see 5.3.2.2of Section 1).

5.2 Means of heatingBecause of the large variations in size and con-struction of test objects all means of heatingpresented in Section 1 are allowed.

When using ovens the temperatures selected forthermal ageing shall be held constant with theaccuracy specified in 5.3.3 of Section 1.

5.3 Ageing procedureWhen ovens are used, the test objects shouldbe loaded directly into the hot ageing oven atthe beginning of the ageing sub-cycle, and re-moved from the oven to room-temperature airat the end of the sub-cycle, or cooled by otherappropriate means.

The thermal ageing sub-cycle is considered tostart when heating of the test objects begins orwhen they are placed in the oven.


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Si raccomanda di riscaldarli almeno con lo stessoincremento di temperatura che si riscontra nelservizio normale. Si ritiene che il sotto ciclo din-vecchiamento termini quando termina lapplica-zione di calore, o quando i campioni di provavengono tolti dal forno.

Dopo il sotto ciclo dinvecchiamento termico, pri-ma dellinizio del sotto ciclo di diagnosi, i cam-pioni di prova vengono fatti raffreddare a tempe-ratura ambiente.

SOTTO CICLO DIAGNOSTICO

Dopo ogni sotto ciclo dinvecchiamento termico,ogni campione di prova deve essere sottopostoad una serie di prove diagnostiche che possonoincludere tutte o alcune delle prove seguenti:meccaniche, di umidit, di tensione ed altre provedescritte in questa clausola, eseguite nello stessoordine. Le prove diagnostiche eseguite devonoessere registrate sul rapporto finale.

Prova meccanicaLa prova meccanica dovrebbe essere eseguita atemperatura ambiente e senza tensione applicata.

(A): Prova meccanica generaleLa sollecitazione meccanica applicata deve esseredello stesso tipo di quella che si riscontra in servi-zio e di entit paragonabile alle maggiori solleci-tazioni o deformazioni previste durante il servizionormale. La procedura di applicazione di questasollecitazione pu variare in funzione del tipo dioggetto di prova e del tipo di servizio.

La procedura e lentit della sollecitazione di provausate devono essere registrate sul rapporto finale.

(B): Prova con tavolo vibranteOgni oggetto di prova viene sottoposto alla solle-citazione meccanica su un tavolo vibrante perunora. I campioni di prova dovranno esseremontati in modo tale che il movimento si verifichiperpendicolarmente al piano delle bobine, inmodo che le estremit delle stesse possano vibra-re come accadrebbe sotto leffetto delle forze ra-diali in una macchina reale.

Lampiezza di vibrazione preferenziale 0,2 mmo 0,3 mm da picco a picco, ad una frequenza diprova rispettivamente di 60 Hz o 50 Hz. Questaampiezza corrisponde ad una accelerazione di cir-ca 1,5 g (15 m/s2). Se si usa unaltra ampiezza,deve essere registrata unitamente alla giustifica-zione per averla utilizzata.

(S): Prova meccanica specialeIl rapporto finale dovr riportare i motivi per cuiviene utilizzata una prova meccanica speciale,nonch i relativi dettagli.

It is recommended that they be heated at least atthe usual rate of warm-up found in normal serv-ice. The ageing sub-cycle is considered to endwhen heating is no longer applied, or when thetest specimens are removed from the oven.

After the thermal ageing sub-cycle, the testspecimens are allowed to cool to room temper-ature, before the diagnostic sub-cycle is started.

6 DIAGNOSTIC SUB-CYCLE

Following each sub-cycle of thermal ageing,each test specimen shall be subjected to a seriesof diagnostic tests which may include some orall of the following: mechanical, moisture, volt-age and other diagnostic tests as described inthis clause, applied in order. The diagnostictests used shall be reported.

6.1 Mechanical testThe mechanical test should be made at roomtemperature and without applied voltage.

6.1.1 (A): General mechanical testThe applied mechanical stress shall be of thesame general nature as would be experiencedin service and of a severity comparable with thehighest stresses or strains expected in normalservice. The procedure for applying this stressmay vary with each type of test objects andkind of service.

The procedure and the test magnitude usedshall be reported.

6.1.2 (B): Shaketable testEach test object is subjected to mechanicalstress on a shake table for a period of 1 h. Thetest specimens should be so mounted that themotion occurs at right angles to the plane of thecoils, so that the coil ends will be excited to vi-brate as they would under radial end windingforces in an actual machine.

The preferred amplitude of the vibration is0,2 mm or 0,3 mm peak-to-peak, at a test fre-quency of 60 Hz or 50 Hz, respectively. Thisamplitude corresponds to an acceleration of ap-proximately 1,5 g (15 m/s2). If another ampli-tude is used, it shall be reported as well as thejustification of its use.

6.1.3 (S): Special mechanical testThe arguments for using a special mechanicaltest, and details of the test shall be reported.


(N): Nessuna prova meccanicaCome parte del sotto ciclo di diagnosi non viene ese-guita alcuna prova meccanica. Gli argomenti giustifi-cativi dovranno essere registrati sul rapporto finale.

Prova di umidit

(A): Prova generale di umiditOgni provino deve essere esposto per almeno48 ore ad unatmosfera che produca un depositovisibile di umidit sullavvolgimento. Converrche i provini siano a temperatura ambiente, fra15 C e 35 C. La temperatura effettiva dellog-getto di prova deve essere registrata nel rapportofinale. Durante questo periodo, non viene appli-cata tensione ai campioni.

Un deposito di umidit visibile e continuo si puottenere, ad esempio, mediante una camera anebbia o camera di condensazione.

(B): Prova di umidit con immersione in acquaQuesta prova pu essere conveniente per valuta-re i sistemi isolanti impermeabili.

Loggetto di prova completo, incluse le connes-sioni di giunzione, deve essere immerso per unperiodo di 30 minuti in acqua di rubinetto checontenga un agente ammorbidente, non-ionico,sufficientemente concentrato per ridurre la ten-sione superficiale dellacqua ad un valore di3,1 m N/m (31 din/cm) o meno a 25 C.

Al termine del tempo di immersione, quando gli og-getti di prova sono ancora immersi in acqua, si deveapplicare loro una tensione come indicato in 6.3.2(la resistenza di isolamento, se si vuole, si pu usa-re come prova aggiuntiva per rilevare la dispersio-ne). Dopo la prova di tensione, gli oggetti di provaverranno sciacquati una o pi volte in acqua comu-ne di rubinetto e fatti quindi asciugare allaria, pre-feribilmente una notte, prima di riprendere il sottociclo dinvecchiamento termico e di proseguire coni cicli di prova sino al verificarsi di un guasto.

(S): Prova speciale di umiditSi devono registrare i motivi per cui viene utilizza-ta una prova speciale, nonch i relativi dettagli.

(N): Nessuna prova di umiditLassenza della prova di umidit fa parte integrantedel sotto ciclo diagnostico. Gli argomenti giustifi-cativi devono essere registrati sul rapporto finale.

Prova di tensionePer controllare lo stato dei campioni di prova estabilire la fine della vita in prova, si pu eseguireuna prova di tensione.

La procedura di questa prova e le segnalazionidi guasto sono indicate al Paragrafo 5.5.3 dellaSezione 1.

6.1.4 (N): No mechanical testNo mechanical test is performed as part of thediagnostic sub-cycle. The arguments justifyingthis shall be reported.

6.2 Moisture test

6.2.1 (A): General moisture testEach test object shall be exposed for at least48 h to an atmosphere producing a visiblemoisture deposit on the winding. The test ob-jects should be at approximately room temper-ature, in the 15 C - 35 C range. The actualtest object temperature shall be reported. Dur-ing this period voltage is not applied to thetest specimens.

A visible and continuous moisture deposit maybe achieved by, for example, a fog chamber ora condensation chamber.

6.2.2 (B): Moisture test with water immersionThis test may be appropriate for evaluatingsealed systems.

The complete test specimen including the jointconnections shall be immersed for a period of30 min in tap-water which contains a non-ionicwetting agent in a concentration sufficient to re-duce the surface tension to a value of 3,1 m N/m(31 dyn/cm) or less at 25 C.

At the end of the immersion time while the testobjects are still immersed, a voltage shall be ap-plied to the test specimens as outlined in 6.3.2.(Insulation resistance may be used as an addi-tional test to indicate leakage if so desired.) Fol-lowing the voltage test, the test objects shall begiven one or more rinses in normal tap-water.The units shall be allowed to air dry, preferablyovernight, prior to repeating the thermal ageingsub-cycle and continuing the test cycles untilfailure occurs.

6.2.3 (S): Special moisture testThe arguments for using a special test, and de-tails of that test shall be reported.

6.2.4 (N): No moisture testNo moisture test is performed as part of the di-agnostic sub-cycle. The arguments justifying thisshall be reported.

6.3 Voltage testIn order to check the condition of the test speci-mens and determine when the end of test lifehas been reached, a test voltage may be applied.

The procedure for the voltage test and the in-dicators of failure are presented in 5.5.3 ofSection 1.


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(A): Prova generale di tensioneLa tensione deve essere applicata tra spira e spirae tra bobina e massa, di solito in questordine.Inoltre, se pertinente, si pu applicare tra bobinae bobina.

Quando si usa una prova di umidit, si deve appli-care una tensione di prova a frequenza industriale,per 10 minuti, quando i campioni sono ancora umi-di e ad una temperatura vicino a quella ambiente.

In assenza della prova di umidit, la tensione diprova deve essere applicata per 1 minuto.

Il valore della tensione di prova, a frequenza in-dustriale, per le prove eseguite fra bobina e mas-sa, o fra bobina e bobina dovr essere di 2UN o1000 V (sar usato il valore pi alto dei due). Qui,UN la massima tensione nominale prevista per ilsistema di isolamento in esame.

Si raccomanda di usare un dispositivo di sovra-corrente regolato in modo che scatti ad un mini-mo di cinque volte la normale corrente di carica.

Per la prova tra spira e spira, si dovr scegliere unatensione di prova che tenga conto del tipo di av-volgimento e delle condizioni operative. Per le pro-ve diagnostiche tra spire si utilizzeranno le procedu-re di prova per tensione impulsiva e per tensione afrequenza industriale, quando saranno disponibilinella Sezione 32 (Pubblicazione IEC 34-18-32).

(B): Prova di tensione su campioni di prova immersiLa tensione di prova a frequenza industriale di1,15 UN viene applicata tra bobina e massa per1 minuto. Durante la prova lacqua deve trovarsial potenziale della massa.

(S): Prova speciale di tensioneI motivi per cui si scelto di usare una prova ditensione speciale e i relativi dettagli, inclusi i valo-ri delle tensioni di prova usate, devono essere re-gistrati nel rapporto finale.

(N): Nessuna prova di tensioneSe non si applica alcuna prova di tensione, sideve applicare unaltra prova di diagnosi secondoil Paragrafo 6.4.2. I motivi per cui non si esegueuna prova di tensione devono essere registrati nelrapporto finale.

Altre prove diagnosticheSe pertinente, si possono eseguire altre prove diag-nostiche. Vedere il paragrafo 5.5.4 della Sezione 1.

(A): Prove diagnostiche informativeQueste prove diagnostiche consistono in misurenon-distruttive della qualit dellisolamento. Essevengono eseguite nel corso di altre prove su alcu-ni o su tutti i campioni. A seguito di variazionidelle propriet misurate possibile ricavare nu-merose informazioni sul processo dinvecchia-mento dellisolamento.

6.3.1 (A): General voltage testThe voltage shall be applied from turn to turnand from coil to frame, usually in that order. Inaddition, it may be applied from coil to coil,when appropriate.

When a moisture test is used, a power-frequen-cy test voltage shall be applied for 10 min whiletest specimens are still wet from exposure, atapproximately room temperature.

When no moisture test is used, a voltage test isapplied for a period of 1 min.

The value of the power-frequency test voltagein the tests from coil to frame, or from coil tocoil should be 2 UN or 1000 V, whichever ishigher. UN is here the intended maximum ratedvoltage of the insulation system under test.

It is recommended that an overcurrent devicebe used and set to trip at a minimum of fivetimes the normal charging current.

For a turn-to-turn test, an appropriate voltagefor the winding design and operating condi-tions should be selected. When test proceduresfor applying impulse and power-frequency testvoltages for turn-to-turn diagnostic tests be-come available in Section 32 (IEC 34-18-32)they should be used for this test.

6.3.2 (B): Voltage test of immersed test specimensThe power-frequency test voltage of 1,15 UN isapplied from coil to frame for 1 min. Water shallbe at frame potential during the test.

6.3.3 (S): Special voltage testThe arguments for using a special voltage testand details of that test, including the values oftest voltages used, shall be reported.

6.3.4 (N): No voltage testIf no voltage test is applied, another diagnostictest, according to 6.4.2, shall be applied. The ar-guments for not making a voltage test shall bereported.

6.4 Other diagnostic testsWhen appropriate, other diagnostic tests maybe performed. See 5.5.4 of Section 1.

6.4.1 (A): Informative diagnostic testsThese diagnostic tests are non-destructivemeasurements of insulation quality. They areperformed during the course of other tests onsome or all test specimens. By noting changesin the properties measured, much can belearned about the ageing process of the insula-tion.


(S): Prove diagnostiche usate per determinare il punto di fine vitaSe la modifica della grandezza di una propriet odi misure quantitative possono essere collegatecon la fine della vita in prova, determinata me-diante le prove di tensione o con guasti durante ilservizio, allora queste misure possono essere usa-te per una ulteriore od esclusiva determinazionedel punto di fine vita.

I motivi per adottare questo criterio, le correlazionistabilite e i dettagli della prova, incluse le entit dellastessa, devono essere registrati nel rapporto finale.

(N): Nessunaltra prova diagnosticaNon viene eseguita nessunaltra prova diagnostica.

ANALISI, REGISTRAZIONE E CLASSIFICAZIONE

Seguire le procedure fornite al paragrafo 5.6 dellaSezione 1. Le clausole precedenti indicano gli altrielementi da registrare.

6.4.2 (S): Diagnostic tests used for end-point determinationIf a change in a property value or in a meas-ured quantity can be correlated with the end oflife determined by the voltage tests or with fail-ures in service, then it may be used for an addi-tional or exclusive determination of theend-point.

The arguments for using such a criterion, corre-lations established and details of the test, in-cluding test magnitudes, shall be reported.

6.4.3 (N): No other diagnostic testNo other diagnostic test is performed.

7 ANALYZING, REPORTING AND CLASSIFICATION

The procedures given in 5.6 of Section 1 shallbe followed. Additional items to be reported areindicated in the preceding clauses.


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COSTRUZIONE DI UNA FORMETTE (ESEMPIO)

Per coprire la gamma delle macchine incluse inquesta procedura di prova si possono usare diver-si modelli.

Le Fig. A.1, A.2, A.3 e A.4 illustrano la costruzionedelle formette che sono state utilizzate con succes-so nelle prove di resistenza alle sollecitazioni termi-che per valutare e classificare i sistemi di isolamento.

Le Fig. A.1 e A.2 illustrano un tipico assemblaggiodi cave. Le formette di questa dimensione sonostate usate per valutare e classificare i sistemi diisolamento delle macchine sino a 10 MW e 7 kV.

Le Fig. A.3 e A.4 illustrano una formette utilizza-bile nei casi in cui siano presenti forze centrifughe(ad esempio lindotto rotante di una macchina acorrente continua). Il montaggio viene eseguito:

n o a cave fresate in un blocco dacciaio;n o tranciando cave rettangolari nei lamierini e

impilandoli per ottenere la lunghezza di cavagiusta, e quindi saldandoli o imbullonandoliper assicurare lassemblaggio.

Questultima tecnica si avvicina di pi a un montag-gio reale di macchina con possibili bave sui borditranciati e con sfalsamenti dei lamierini nelle caveche rendono irregolare il loro profilo; fattori chepossono essere importanti quando, ad esempio, sivuole simulare avvolgimenti ad impregnazione glo-bale (post-impregnati). I lamierini impaccati posso-no avere un effetto preponderante sullisolamentoverso massa di bobine con scarsa resistenza allinta-glio. Tuttavia, questo tipo di montaggio pu esserepi costoso di quello eseguito mediante fresatura.

Se ambedue i lati della bobina devono essere in-seriti nelle cave servono bobine speciali con i duelati paralleli. Se si deve inserire un solo lato perbobina (semi bobine) si possono usare bobine diproduzione normale.

Leffetto del carico centrifugo sullisolamento dellabobina viene simulato applicando una piastra diacciaio rigido, profilato (Figg. A.3 e A.4) sullaper-tura delle cave dellattrezzatura di prova. Per que-gli indotti che utilizzano nuclei magnetici avvolticon nastro, i longheroni assiali sulla piastra di ac-ciaio sono interrotti per simulare il carico localiz-zato del nastro sulla bobina.

ANNEX/ALLEGATO

A FORMETTE CONSTRUCTION (EXAMPLE)

A.1 Different models may be employed to cover therange of machines included in this test proce-dure.

Figs. A.1, A.2, A.3 and A.4 show the construc-tion of formettes that have been used success-fully in thermal endurance tests to evaluate andclassify insulation systems.

A.1.1 Figures A.1 and A.2 show a typical slot assem-bly. Formettes of this size have been used toevaluate and classify insulation systems of ma-chines rated up to 10 MW and 7 kV.

A.1.2 Figs A.3 and A.4 show a formette which may beused in cases where centrifugal forces arepresent (e.g. rotating armature of a direct-cur-rent machine). The fixture is made:

n either by milling slots into a block of steel;n or by punching rectangular notches into

laminations and stacking the laminations toobtain the proper slot length, and thenwelding or bolting to secure the assembly.

The latter technique approaches more closelyan actual machine assembly with possible burrson punching edges and with slot stagger pro-ducing irregularities in the slot profile whichmay be important when, for example, totallyimpregnated (post-impregnated) windings willbe simulated. The lamination stack may alsohave a major effect on a ground wall coil insu-lation with poor resistance to cut-through.However, this type of fixture may be more cost-ly than that made by milling.

A.1.2.1 Special coils are required if both sides of thecoil are to be inserted into slots since the coilsides are parallel. If only one coil side is insert-ed (half coils) standard production coils may beused.

A.1.2.2 The effect of centrifugal loading on the coil in-sulation is simulated by applying a rigid, pro-filed steel plate (Figs A.3 and A.4) on to theslotted portion of the test fixture. For those ar-matures which use core bands, the axial ridgeson the steel plate are interrupted to simulate thespot loading of the band on the coil.

informativeinformativo


La piastra della Fig. A.4 e le barre sulle teste dellebobine della Fig. A.3 sono imbullonate alla basedellattrezzatura con interposizioni di molle cheforniscono la forza di sollecitazione richiesta persimulare le forze centrifughe. Le molle dovrebberoessere preventivamente calibrate in modo da poterregolare la pressione richiesta tramite idonea com-pressione mediante il serraggio dei bulloni.

Si dovrebbero usare molle che possono resistere alla suc-cessiva esposizione alle temperature previste per la resi-stenza alle sollecitazioni termiche, alle prove di sollecita-zione meccanica e alle prove di umidit, senza cambiarela costante elastica o provocare altri effetti contrari.

Tipico assemblaggio di caveLEGENDA

a 12 fori da 11 mm in passanti per in per il fissaggio in e

b Puntatura

Dimensioni in millimetri

2 46 7

A.1.2.3 The plate in Fig. A.3 and the bars over the endwindings in Fig. A.4, are bolted on to the fixturebase with springs supplying the required fol-low-up force that simulates centrifugal pres-sures. The springs should be previously calibrat-ed so that the desired pressure can be adjustedthrough proper compression by bolting.

Note/Nota Springs that can withstand the subsequent exposure tothe thermal ageing temperatures, mechanical stresstests, and moisture tests, without change of springconstant, or other adverse effects, should be used.

Fig. A.1 Typical slot assemblyCAPTION

a 11 mm drill twelve holes in spot through at assemblyfor and

b Collage Tack

Dimensions in millimetres

2 46 7

a

b

b b b


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Tipico assemblaggio di caveLEGENDA

a Due fori passanti da 11 mm in ogni elemento per bulloni a te-sta esagonale da 9,5 22 mm


46

Fig. A.2 Typical slot assemblyCAPTION

a 11 mm drill two holes through each item for 9,5 22 mmhexagonal head bolts


46

a


Formette per corrente continua


Fig. A.3 D.C. formette



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Sezione del dispositivo di prova per cave di rotore


Fig. A.4 Test fixture for rotor slot section


Fine Documento

NORMA TECNICACEI EN 60034-18-31:1996-09Totale Pagine 20

La presente Norma stata compilata dal Comitato Elettrotecnico Italiano e beneficia del riconoscimento di cui alla legge 1 Marzo 1968, n. 186.

Editore CEI, Comitato Elettrotecnico Italiano, Milano - Stampa in proprioAutorizzazione del Tribunale di Milano N. 4093 del 24 luglio 1956

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