IEC 60840:2004

NORME CEI
INTERNATIONALE 60840
Troisième édition
2004-04
Câbles d'énergie à isolation extrudée
et leurs accessoires pour des tensions assignées
= 36 kV)
supérieures à 30 kV (U
m
et jusqu'à 150 kV (U = 170 kV) –
m
Méthodes et exigences d'essai
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Numéro de référence
CEI 60840:2004(F)
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Fax: +41 22 919 03 00
NORME CEI
INTERNATIONALE 60840
Troisième édition
2004-04
Câbles d'énergie à isolation extrudée
et leurs accessoires pour des tensions assignées
= 36 kV)
supérieures à 30 kV (U
m
et jusqu'à 150 kV (U = 170 kV) –
m
Méthodes et exigences d'essai
 IEC 2004 Droits de reproduction réservés
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun
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– 2 – 60840  CEI:2004
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS .8

INTRODUCTION.12

1 Domaine d'application.14

2 Références normatives.14

3 Définitions.16

3.1 Définitions de valeurs dimensionnelles (épaisseurs, sections, etc.) .16

3.2 Définitions relatives aux essais .16

4 Désignations des tensions et des matériaux.18

4.1 Tensions assignées.18
4.2 Mélanges isolants pour câbles .18
4.3 Mélanges pour gaines extérieures de câbles .18
5 Précautions contre l'entrée d'eau dans les câbles .20
6 Caractéristiques du câble.20
7 Caractéristiques des accessoires.20
8 Conditions d'essai.22
8.1 Température ambiante.22
8.2 Fréquence et forme d'onde des tensions d'essai à fréquence industrielle .22
8.3 Forme d'onde des tensions d'essai en choc de foudre.22
8.4 Relations entre tensions d'essai et tensions assignées.22
8.5 Détermination de la température de l’âme du câble .22
9 Essais individuels des câbles et de l’isolation principale des accessoires
préfabriqués .24
9.1 Généralités.24
9.2 Essai de décharges partielles .24
9.3 Essai de tension .24
9.4 Essai électrique sur la gaine extérieure du câble.26
10 Essais sur prélèvements des câbles.26
10.1 Généralités.26
10.2 Fréquence des essais.26
10.3 Répétition des essais.26
10.4 Examen de l'âme .26
10.5 Mesure de la résistance électrique de l'âme et de l’écran métallique .26
10.6 Mesure de l'épaisseur de l'enveloppe isolante et de celle de la gaine
extérieure du câble .28
10.7 Mesure de l'épaisseur de la gaine métallique .30
10.8 Mesure des diamètres .32
10.9 Essai d'allongement à chaud des enveloppes isolantes en PR, en EPR
et en HEPR .32
10.10 Mesure de la capacité.32
10.11 Mesure de la masse volumique des enveloppes isolantes en PEHD .32
11 Essais sur prélèvements des accessoires .32
11.1 Essais des composants .32
11.2 Essais sur accessoires complets .32
12 Essais de type des systèmes de câbles.34
12.1 Etendue de l'acceptation de type.34
12.2 Résumé des essais de type .36
12.3 Essais électriques sur systèmes de câble complet .36
12.4 Essais de type non électriques sur les constituants du câble et sur câble complet .44

– 4 – 60840  CEI:2004
13 Essai de type des câbles .54

13.1 Etendue de l’acceptation de l’essai de type .54

13.2 Résumé des essais de type .56

13.3 Essai de type sur câble complet.56

14 Essais de type des accessoires .58

14.1 Etendue de l’acceptation de l’essai de type .58

14.2 Résumé des essais de type .58

14.3 Essais de type électriques des accessoires.60

15 Essais électriques après pose.62

15.1 Essai sous tension continue de la gaine extérieure.62
15.2 Essai sous tension alternative de l’enveloppe isolante.62

Annexe A (informative) Détermination de la température de l’âme du câble .76
Annexe B (normative) Arrondissement des nombres.84
Annexe C (informative) Résumé des essais de type des systèmes de câbles, des
câbles et des accessoires .86
Annexe D (normative) Méthode de mesure de la résistivité des écrans semi-
conducteurs .88
Annexe E (normative) Détermination de la dureté des enveloppes isolantes en HEPR .92
Annexe F (normative) Essai de pénétration d'eau .96
Annexe G (normative) Essais des composants de câbles comportant un écran de
protection laminé. 100
Annexe H (normative) Essais de la protection externe des jonctions enterrées. 106

Bibliographie . 110

Figure A.1 – Montage typique de la boucle de référence et de la boucle principale
d’essai .78
Figure A.2 – Mise en place des thermocouples sur l’âme de la boucle de référence .78
Figure D.1 – Préparation des échantillons pour la mesure de la résistivité des écrans
sur âme et sur enveloppe isolante .90
Figure E.1 – Essai des surfaces de grands rayons de courbure .94
Figure E.2 – Essai des surfaces de petit rayon de courbure .94
Figure F.1 – Schéma de principe de l’appareillage pour l’essai de pénétration d’eau .98
Figure G.1 – Adhérence de la bande métallique. 100
Figure G.2 – Exemple de bande métallique avec recouvrement . 102
Figure G.3 – Force de décollement au recouvrement de la bande métallique . 102

Tableau 1 – Mélanges isolants pour câbles .62
Tableau 2 – Mélanges de gaines extérieures pour câbles .64
Tableau 3 – Exigences pour tan δ pour les mélanges isolants pour câbles .64
Tableau 4 – Tensions d’essai .64
Tableau 5 – Essais de type non électriques pour mélanges pour enveloppes isolantes
et pour gaines extérieures de câbles .66
Tableau 6 – Exigences d’essai pour les caractéristiques mécaniques des mélanges
pour enveloppes isolantes de câbles (avant et après vieillissement) .68

– 6 – 60840  CEI:2004
Tableau 7 – Exigences d'essai pour les caractéristiques mécaniques des mélanges de

gaine extérieure de câbles (avant et après vieillissement).70

Tableau 8 – Exigences d'essai pour les caractéristiques particulières des mélanges

pour enveloppes isolantes de câbles .72

Tableau 9 – Exigences d'essai pour les caractéristiques particulières des mélanges à

base de PVC pour gaines extérieures de câbles .74

Tableau C.1 – Essais de type des systèmes de câbles, des câbles et des accessoires .86

Tableau H.1 – Essais aux ondes de choc . 108

– 8 – 60840  CEI:2004
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

___________
CÂBLES D'ÉNERGIE À ISOLATION EXTRUDÉE ET LEURS ACCESSOIRES

POUR DES TENSIONS ASSIGNÉES SUPÉRIEURES À 30 kV (U = 36 kV)
m
ET JUSQU'À 150 kV (U = 170 kV) –
m
MÉTHODES ET EXIGENCES D'ESSAI
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des
comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent
également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO),
selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de la CEI dans leurs publications
nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications
nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa
responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités
nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de
toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.

La Norme Internationale CEI 60840 a été établie par le comité d'études 20 de la CEI: Câbles
électriques.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition parue en 1999 et constitue une
révision technique.
Les modifications principales par rapport à l’édition précédente sont décrites dans
l’introduction de cette édition.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
20/684/FDIS 20/692/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.

– 10 – 60840  CEI:2004
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.

Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2008. A cette
date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou

• amendée.
– 12 – 60840  CEI:2004
INTRODUCTION
Ce document est une révision majeure de la CEI 60840, deuxième édition, publiée en février

1999.
Pendant la préparation de la deuxième édition, de nombreux commentaires de principe ont été

émis sur les documents CD et CDV et, lors de sa réunion en février 1998, l'ancien SC20A du

TC 20 décida que ces commentaires devaient être la base d'une révision majeure de la CEI

60840 dans le cadre du cycle de maintenance de la norme. De plus, lors de la préparation de

la nouvelle CEI 62067 qui couvre les systèmes de câbles d'énergie pour des tensions

assignées supérieures à 150 kV et jusqu'à 500 kV, il s'est avéré que de nombreux
commentaires pouvaient aussi être appliqués à la CEI 60840. Tous ces commentaires ont été
pris en compte lors de la préparation de cette troisième édition.
De plus, il a été tenu compte des aspects suivants.
La première édition de la CEI 60840 publiée en 1988 traitait seulement des câbles. Les
accessoires furent ajoutés à la deuxième édition, publiée en février 1999, qui couvrait
séparément les méthodes d'essais et les exigences d'essais pour
a) les câbles seuls;
b) les câbles avec les accessoires (système de câbles).
Certains pays ont suggéré qu'une meilleure distinction devrait être faite entre système, câbles,
et accessoires, plus particulièrement pour les tensions les plus basses du domaine
d'application, par exemple 45 kV. Cela a été pris en considération dans cette révision, qui
donne les exigences d'acceptation de type et l'étendue de celle-ci pour
a) les systèmes de câble,
b) les câbles seuls,
c) les accessoires seuls.
Les fabricants et utilisateurs sont invités à choisir l'option la plus appropriée pour l'acceptation
de type.
Pendant la réunion du TC 20 à Stockholm en septembre 2000, il avait été convenu que le
WG 16 prenne en considération les indications du CIGRE pour les câbles comportant un écran
laminé posé en long, publiées dans Electra n°141 en avril 1992. Le WG16 a rempli cette tâche
et, suite à une étude de l'expérience acquise avec de tels câbles, a conclu qu'une partie
seulement de ce guide serait introduite dans la présente norme en tant qu'annexe normative.
Le travail récent du CIGRE concernant les essais après pose sur des câbles à isolation
extrudée à haute tension a été pris en compte. Des recommandations CIGRE avaient été

publiées dans Electra n°173 en août 1997. Elles recommandent, entre autres, que les essais
sous tension continue soient évités sur l’isolation principale car ils sont à la fois inefficaces et
dangereux. Par contre, les essais sous tension continue sont recommandés sur les gaines
extérieures.
Une liste des références CIGRE appropriées est donnée dans la bibliographie.

– 14 – 60840  CEI:2004
CÂBLES D'ÉNERGIE À ISOLATION EXTRUDÉE ET LEURS ACCESSOIRES

POUR DES TENSIONS ASSIGNÉES SUPÉRIEURES À 30 kV (U = 36 kV)

m
ET JUSQU'À 150 kV (U = 170 kV) –

m
MÉTHODES ET EXIGENCES D'ESSAI
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences et méthodes d'essai applicables aux
systèmes de câbles d’énergie pour installations fixes, pour des tensions assignées supérieures
à 30 kV (U = 36 kV) et jusqu'à 150 kV (U = 170 kV) compris. Elle couvre aussi séparément
m m
câbles et accessoires.
Les exigences sont applicables aux câbles unipolaires, aux câbles tripolaires à écran
individuel et à leurs accessoires, pour des conditions habituelles d'installation et de
fonctionnement, mais ne le sont pas à des câbles spéciaux et à leurs accessoires, comme les
câbles sous-marins, pour lesquels il peut être nécessaire d'apporter des modifications aux
essais normaux ou d’élaborer des conditions d'essai particulières.
Les jonctions assurant le raccordement des câbles à isolant extrudé aux câbles isolés au
papier ne sont pas couvertes par la présente norme.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non
datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60060-1:1989, Techniques des essais à haute tension – Partie 1: Définitions et
prescriptions générales relatives aux essais
CEI 60183:1984, Guide pour le choix des câbles à haute tension
CEI 60228:1978, Âmes des câbles isolés
CEI 60229:1982, Essais sur les gaines extérieures des câbles, qui ont une fonction spéciale
de protection et sont appliquées par extrusion
CEI 60230:1966, Essais de choc des câbles et de leurs accessoires

CEI 60287-1-1:1994, Câbles électriques – Calcul du courant admissible − Partie 1: Equations
de l'intensité du courant admissible (facteur de charge 100 %) et calcul des pertes – Section 1:
Généralités
CEI 60332-1:1993, Essais des câbles électriques soumis au feu – Partie 1: Essais sur un
conducteur ou câble isolé vertical
CEI 60811-1-1:1993, Méthodes d’essais communes pour les matériaux d’isolation et de
gainage des câbles électriques – Partie 1: Méthodes d'application générale – Section 1:
Mesure des épaisseurs et des dimensions extérieures – Détermination des propriétés
mécaniques
CEI 60811-1-2:1985, Méthodes d’essais communes pour les matériaux d’isolation et de
gainage des câbles électriques – Partie 1: Méthodes d'application générale – Section 2:
Méthodes de vieillissement thermique

– 16 – 60840  CEI:2004
CEI 60811-1-3:1993, Matériaux d’isolation et de gainage des câbles électriques – Méthodes
d’essais communes – Partie 1: Application générale – Section 3: Méthodes de détermination

de la masse volumique – Essais d'absorption d'eau – Essai de rétraction

CEI 60811-1-4:1985, Méthodes d’essais communes pour les matériaux d’isolation et de

gainage des câbles électriques – Partie 1: Méthodes d'application générale – Section 4: Essais à

basse température
CEI 60811-2-1:1998, Matériaux d'isolation et de gainage des câbles électriques et optiques –

Méthodes d'essais communes – Partie 2-1: Méthodes spécifiques pour les mélanges élastomères –
Essais relatifs à la résistance à l'ozone, à l'allongement à chaud et à la résistance à l'huile

CEI 60811-3-1:1985, Méthodes d’essais communes pour les matériaux d’isolation et de gainage
des câbles électriques – Partie 3: Méthodes spécifiques pour les mélanges PVC – Section 1:
Essais de pression à température élevée – Essais de résistance à la fissuration
CEI 60811-3-2:1985, Méthodes d’essais communes pour les matériaux d’isolation et de
gainage des câbles électriques – Partie 3: Méthodes spécifiques pour les mélanges PVC –
Section 2: Essai de perte de masse – Essai de stabilité thermique
CEI 60811-4-1:1985, Méthodes d’essais communes pour les matériaux d’isolation et de
gainage des câbles électriques – Partie 4: Méthodes spécifiques pour les mélanges
polyéthylène et polypropylène – Section 1: Résistance aux craquelures sous contraintes dues
à l'environnement – Essai d'enroulement après vieillissement thermique dans l'air – Mesure de
l’indice de fluidité à chaud – Mesure dans le PE du taux de noir de carbone et/ou des charges
minérales
CEI 60885-3:1988, Méthodes d’essais électriques pour les câbles électriques – Partie 3:
Méthodes d’essais pour mesures de décharges partielles sur longueurs de câbles de
puissance extrudés
ISO 48:1994, Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique – Détermination de la dureté (dureté
comprise entre 10 DIDC et 100 DIDC)
3 Définitions
Pour les besoins du présent document, les définitions suivantes s'appliquent.
3.1 Définitions de valeurs dimensionnelles (épaisseurs, sections, etc.)
3.1.1
valeur nominale
valeur par laquelle une grandeur est dénommée et qui est souvent utilisée dans les tableaux

NOTE Régulièrement, dans cette norme, les valeurs nominales correspondent à des valeurs qui sont vérifiées par
des mesures, tenant compte des tolérances spécifiées.
3.1.2
valeur médiane
quand plusieurs résultats d'essais sont obtenus et classés par ordre de valeurs croissantes
(ou décroissantes), valeur du milieu de la série si le nombre de valeurs disponibles est impair,
et moyenne arithmétique des deux valeurs centrales de la série si le nombre est pair
3.2 Définitions relatives aux essais
3.2.1
essais individuels
essais effectués par le fabricant sur chacun des composants fabriqués (longueur de câble ou
accessoire) afin de vérifier qu’il répond aux caractéristiques spécifiées

– 18 – 60840  CEI:2004
3.2.2
essais sur prélèvements
essais effectués par le fabricant sur des échantillons de câble complet ou sur des constituants

prélevés sur câble complet ou accessoire, à une fréquence spécifiée, afin de vérifier que le

produit fini répond aux caractéristiques spécifiées

3.2.3
essais de type
essais effectués avant la livraison sur une base commerciale générale d'un type système de

câble, ou câble, ou accessoire, visé par la présente norme, afin de démontrer que ses

caractéristiques répondent aux applications prévues. Ces essais sont de telle nature qu'après

avoir été effectués avec succès il n'est pas nécessaire de les répéter, à moins que des
modifications n'aient été introduites dans les matériaux constituant le câble ou les accessoires,
dans leur conception ou dans leur procédé de fabrication, susceptibles d’en modifier les
caractéristiques
3.2.4
essais électriques après pose
essais effectués pour vérifier l’intégrité du système de câble après la pose
3.3
système de câble
câble équipé de ses accessoires
3.4
gradient électrique nominal
gradient électrique calculé à U avec les dimensions nominales
4 Désignations des tensions et des matériaux
4.1 Tensions assignées
Dans cette norme, les symboles U , U et U sont utilisés pour désigner les tensions assignées
0 m
des câbles et des accessoires, ces symboles ayant la signification donnée dans la CEI 60183.
4.2 Mélanges isolants pour câbles
La présente norme s'applique aux câbles isolés au moyen des mélanges énumérés dans le
Tableau 1. Il spécifie également pour chaque type de mélange isolant les températures
maximales de service de l'âme servant de base aux conditions d'essai spécifiées.
4.3 Mélanges pour gaines extérieures de câbles

Les essais sont spécifiés pour quatre types de gaines extérieures comme suit:
– ST et ST à base de PVC;
1 2
– ST et ST à base de polyéthylène.
3 7
Le choix du type de gaine extérieure dépend de la conception du câble et de ses contraintes
mécaniques et thermiques à la pose et en fonctionnement.
Les températures maximales de service de l'âme pour les différents matériaux de gaine prévus
par la présente norme sont données dans le Tableau 2.

– 20 – 60840  CEI:2004
5 Précautions contre l'entrée d'eau dans les câbles

Lorsque les systèmes de câbles sont installés dans le sol, dans des galeries facilement

inondables ou dans l’eau, une barrière d’étanchéité radiale est recommandée.

NOTE Actuellement, il n’existe pas d’essai de pénétration radiale de l’eau.

Des barrières d’étanchéité longitudinale peuvent également être appliquées afin d’éviter le

remplacement de grandes longueurs de câble en cas de détérioration en présence d’eau.

Un essai de pénétration longitudinale de l'eau est donné en 12.4.18.

6 Caractéristiques du câble
Dans le but de réaliser et d’enregistrer les résultats des essais sur système de câble, ou câble,
décrits dans cette norme, le câble doit être identifié. Les caractéristiques suivantes doivent
être connues ou annoncées.
a) Le nom du fabricant, le type, la désignation et la date de fabrication ou le code de la date.
b) La tension assignée: les valeurs de U , U, U doivent être indiquées (voir 4.1 et 8.4).
0 m
c) Le type d’âme, son matériau constitutif et sa section nominale, exprimée en millimètres
carrés. Si la section nominale n'est pas conforme à la CEI 60228, la résistance en courant
continu et la construction de l'âme doivent être annoncées. La présence éventuelle et la
nature des dispositions prises pour assurer une étanchéité longitudinale.
d) Le matériau et l’épaisseur nominale de l'enveloppe isolante (voir 4.2). Si l'enveloppe
isolante est en PR, la présence d'additifs spéciaux doit être déclarée si la plus forte valeur
de tan δ selon le Tableau 3 est valable.
e) Le procédé de fabrication pour le système d’isolation.
f) La présence éventuelle et la nature des dispositions prises pour assurer l’étanchéité au
niveau de l’écran.
g) Le matériau et la constitution de l’écran métallique, par exemple le nombre et le diamètre
des fils. La résistance en courant continu de l'écran métallique. Le matériau, la constitution
et l’épaisseur nominale de la gaine métallique ou de l'écran laminé posé en long éventuels.
h) Le matériau et l’épaisseur nominale de la gaine extérieure.
i) Le diamètre nominal sur âme (d).
j) Le diamètre nominal sur câble complet (D).
k) Le diamètre nominal intérieur et extérieur de l'enveloppe isolante.
l) La capacité nominale entre l’âme et l'écran ou la gaine métallique.

7 Caractéristiques des accessoires
Dans le but de réaliser les essais des accessoires ou des systèmes de câbles décrits dans
cette norme et d'enregistrer les résultats, l’accessoire doit être identifié. Les caractéristiques
suivantes doivent être connues ou annoncées.
a) Les câbles utilisés pour essayer les accessoires doivent être identifiés conformément à
l'Article 6.
b) Les raccords de connexion d'âme utilisés dans les accessoires doivent être correctement
identifiés en ce qui concerne
− la technique de montage;
− les outils, matrices et matériels nécessaires;
− la préparation des surfaces de contact;

– 22 – 60840  CEI:2004
− les type, numéro de référence et toute autre caractérisation du raccord de connexion,

− les détails de l'acceptation de type du raccord de connexion.

c) Les accessoires à essayer doivent être correctement identifiés en ce qui concerne

− le nom du fabricant;
− les type, désignation, date de fabrication ou code de date;

− la tension assignée (voir 6 b) ci-dessus);

− les instructions de montage (référence et date).

8 Conditions d'essai
8.1 Température ambiante
Sauf spécification contraire précisée pour chaque essai particulier, les essais doivent être
effectués à une température ambiante de (20 ± 15) °C.
8.2 Fréquence et forme d'onde des tensions d'essai à fréquence industrielle
La fréquence des tensions alternatives d'essai doit être comprise entre 49 Hz et 61 Hz, sauf
indication contraire dans la présente norme. La forme d'onde de ces tensions doit être
pratiquement sinusoïdale. Les valeurs indiquées sont des valeurs efficaces.
8.3 Forme d'onde des tensions d'essai en choc de foudre
Comme spécifié dans la CEI 60230, le front d’onde doit avoir une durée comprise entre 1 µs et
5 µs. Conformément à la CEI 60060-1, le choc de foudre normalisé doit avoir une durée
jusqu’à mi-valeur de 50 µs ± 10 µs.
8.4 Relations entre tensions d'essai et tensions assignées
Lorsque les tensions d'essai sont spécifiées dans cette norme comme étant des multiples de
la tension assignée U , la valeur de U pour la détermination des tensions d'essai doit être
0 0
conforme au Tableau 4.
Pour les câbles et les accessoires dont la tension assignée ne figure pas dans le tableau, la
valeur de U pour la détermination des tensions d'essai peut être la même que pour la tension
assignée donnée la plus proche, à condition que la valeur de U pour le câble et l'accessoire
m
ne soit pas supérieure à la valeur correspondante du tableau. Dans le cas contraire, et en
particulier si la tension assignée n'est pas proche d'une des valeurs du tableau, la valeur de U
sur laquelle sont basées les tensions d'essai doit être égale à la valeur assignée, à savoir U
divisée par 3.
Les tensions d'essai figurant dans la norme sont fondées sur l'hypothèse que les câbles et les
accessoires sont utilisés sur des réseaux de la catégorie A ou B, telle que définie dans la
CEI 60183.
8.5 Détermination de la température de l’âme du câble
Il est recommandé que l’une des méthodes décrites à l’Annexe A soit utilisée pour déterminer
la température réelle de l’âme.

– 24 – 60840  CEI:2004
9 Essais individuels des câbles et de l’isolation principale des accessoires

préfabriqués
9.1 Généralités
Les essais suivants doivent être effectués sur toutes les longueurs de câble:

a) essai de décharges partielles (voir 9.2);

b) essai de tension (voir 9.3);

c) essai électrique sur la gaine extérieure, s'il est prescrit (voir 9.4).

L'ordre de succession des essais est laissé à la discrétion du fabricant.
L’isolation principale des accessoires préfabriqués doit être soumise aux essais individuels de
décharges partielles (voir 9.2) et de tension (voir 9.3), selon l’une des variantes 1), 2) ou 3) ci-
dessous:
1) sur les accessoires montés sur câble;
2) en utilisant un accessoire hôte dans lequel le composant à éprouver est inséré en
substitution du composant correspondant de l’accessoire hôte;
3) en utilisant un dispositif de simulation de l’accessoire, dans lequel on reproduit l’environ-
nement électrique d’un composant de l’isolation principale.
Dans les cas 2) et 3), la tension d’essai doit être choisie de façon à obtenir des champs
électriques au moins égaux à ceux qui seraient appliqués au composant dans un accessoire
complet soumis aux tensions d’essai spécifiées en 9.2 et 9.3.
NOTE L’isolation principale des accessoires préfabriqués est constituée des composants qui sont en contact
direct avec l'enveloppe isolante du câble et qui sont nécessaires au contrôle de la répartition du champ électrique
dans l'accessoire. Des exemples sont des composants isolants en élastomère ou en résine époxyde, prémoulés ou
coulés, pouvant être utilisés individuellement ou en combinaison, de façon à assurer la reconstitution d’enveloppe
isolante et d’écran des accessoires.
9.2 Essai de décharges partielles
L'essai de décharges partielles doit être réalisé conformément à la CEI 60885-3 pour les
câbles, excepté que la sensibilité, telle que définie dans la CEI 60885-3, doit être de 10 pC ou
mieux. L’essai des accessoires suit les mêmes principes mais la sensibilité doit être de 5 pC
ou mieux.
La tension d'essai doit être augmentée progressivement et maintenue à 1,75 U pendant 10 s
puis ramenée lentement à 1,5 U (voir Tableau 4, colonne 5).
Il ne doit pas y avoir de décharge détectable supérieure à la sensibilité déclarée provenant de
l’objet en essai à 1,5 U
0.
9.3 Essai de tension
L'essai de tension doit être effectué à la température ambiante en appliquant une tension
d'essai alternative à fréquence industrielle.
La tension d'essai doit être augmentée progressivement jusqu'à 2,5 U , (voir Tableau 4,
colonne 4) puis maintenue à cette valeur pendant 30 min entre l'âme et l'écran ou la gaine
métallique.
Il ne doit pas se produire de perforation de l'enveloppe isolante.

– 26 – 60840  CEI:2004
9.4 Essai électrique sur la gaine extérieure du câble

Si cela est exigé dans un contrat particulier, la gaine extérieure doit être soumise à l'essai

électrique individuel spécifié à l’Article 3 de la CEI 60229.

10 Essais sur prélèvements des câbles

10.1 Généralités
Les essais suivants doivent être effectués sur des échantillons qui, pour les essais des points b)

et g), peuvent être des longueurs complètes de câble sur touret, représentatives de lots:

a) examen de l'âme (voir 10.4);
b) mesure de la résistance électrique de l'âme et de l'écran métallique (voir 10.5);
c) mesure de l'épaisseur de l'enveloppe isolante et de celle de la gaine extérieure (voir 10.6);
d) mesure de l'épaisseur de la gaine métallique (voir 10.7);
e) mesure des diamètres, si cela est prescrit (voir 10.8);
f) essai d'allongement à chaud des enveloppes isolantes en PR, en EPR et HEPR (voir 10.9);
g) mesure de la capacité (voir 10.10);
h) mesure de la masse volumique des enveloppes isolantes en PEHD (voir 10.11);
i) essai de pénétration d’eau, s’il s’applique (voir 12.4.18);
j) essais sur les composants de câbles avec des écrans laminés posés en long (voir 12.4.19).
10.2 Fréquence des essais
Les essais sur prélèvements des points a) à h) en 10.1 doivent être effectués sur une longueur
de câble prise dans chaque lot de fabrication (séries de fabrication) de câbles de même type
et de même section, le nombre de longueurs étant toutefois limité à 10 %, arrondi à l'unité
supérieure, du nombre total de longueurs stipulées dans tout contrat.
Les essais des points i) et j) en 10.1 doivent être effectués à la fréquence indiquée dans les
procédures agréées de contrôle de la qualité. En l’absence de telles procédures, les essais
doivent être réalisés pour les contrats portant sur une longueur supérieure à 20 km.
10.3 Répétition des essais
Si l'un des échantillons choisis ne satisfait pas à l'un des essais énumérés en 10.1, on doit
prélever de nouveaux échantillons sur deux autres longueurs de câble du même lot et les
soumettre aux essais dans lesquelles l’échantillon d’origine s’est montré défectueux. Si ces
deux longueurs sont satisfaisantes, l'ensemble des câbles du lot est considéré comme

conforme aux exigences de cette norme. Si l'une ou l'autre des longueurs est défectueuse, le
lot de câbles est considéré comme non conforme.
10.4 Examen de l'âme
La conformité aux exigences de la CEI 60228 concernant la constitution de l'âme, ou la
construction annoncée, doit être vérifiée par examen et par mesure, lorsque cela est possible.
10.5 Mesure de la résistance électrique de l'âme et de l’écran métallique
La longueur de câble complète, ou un échantillon prélevé sur elle, doit être placée dans le local
d'essai maintenu à une température sensiblement constante pendant au moins 12 h avant
l'essai. En cas de doute sur la coïncidence entre la température de l’âme ou de celle de l'écran
métallique et celle du local, la résistance doit être mesurée après un séjour de 24 h dans le
local d'essai. En variante, la résistance peut être mesurée sur un échantillon d'âme ou d'écran
métallique conditionné pendant au moins 1 h dans un bain de liquide à température régulée.

– 28 – 60840  CEI:2004
La résistance de l'âme ou de l'écran métallique en courant continu doit être ramenée à une
température de 20 °C et à une longueur de 1 km au moyen des formules et facteurs indiqués

dans la CEI 60228. Les coefficients de température et formules de correction pour des écrans

autres que Cuivre et Aluminium doivent être repris du Tableau 1 et du Paragraphe 2.1.1 de la

CEI 60287-1-1.
La résistance de l'âme en courant continu à 20 °C ne doit pas être supérieure soit à la valeur
maximale correspondante indiquée dans la CEI 60228 soit à la valeur annoncée.

La résistance de l'écran métallique en courant continu à 20 °C ne doit pas être supérieure à la
valeur annoncée.
10.6 Mesure de l'épaisseur de l'enveloppe isolante et de celle de la gaine extérieure
du câble
10.6.1 Généralités
La méthode d'essai doit être conforme à celle qui est décrite dans l'Article 8 de la CEI 60811-1-1.
Chaque longueur de câble choisie pour l'essai est représentée par un échantillon de câble
prélevé à une extrémité, après élimination des parties éventuellement endommagées.
10.6.2 Exigences relatives à l'enveloppe isolante
La plus faible épaisseur mesurée ne doit pas être inférieure à 90 % de l’épaisseur nominale:
t ≥ 0,90 t
min n
t − t
max min
en outre: ≤ 0,15
t
max
où
t est l’épaisseur maximale, en millimètres;
max
t est l’épaisseur minimale, en millimètres;
min
t  est l’épaisseur nominale, en millimètres.
n
NOTE t et t sont les valeurs mesurées dans une seule et même coupe de l'enveloppe isolante.
max min
L’épaisseur des écrans semi-conducteurs sur âme et sur enveloppe isolante ne doit pas être
comprise dans l’épaisseur de l'enveloppe isolante.

10.6.3 Exigences relatives à la gaine extérieure du câble
La plus petite épaisseur mesurée ne doit pas être inférieure à 85 % de l'épaisseur nominale,
diminuée de 0,1 mm:
t ≥ 0,85 t –0,1
min n
où
t est l’épaisseur minimale, en millimètres;
min
t  est l’épaisseur nominale, en millimètres.
n
De plus, pour les gaines appliquées sur une surface pratiquement lisse, la moyenne
...

IEC 60840
Edition 3.0 2004-04
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages
above 30 kV (U = 36 kV) up to 150 kV (U = 170 kV) – Test methods and
m m
requirements
Câbles d'énergie à isolation extrudée et leurs accessoires pour des tensions
assignées supérieures à 30 kV (U = 36 kV) et jusqu'à 150 kV (U = 170 kV) –
m m
Méthodes et exigences d'essai
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IEC 60840
Edition 3.0 2004-04
INTERNATIONAL
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NORME
INTERNATIONALE
Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages
above 30 kV (U = 36 kV) up to 150 kV (U = 170 kV) – Test methods and
m m
requirements
Câbles d'énergie à isolation extrudée et leurs accessoires pour des tensions
assignées supérieures à 30 kV (U = 36 kV) et jusqu'à 150 kV (U = 170 kV) –
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Méthodes et exigences d'essai
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
PRICE CODE
INTERNATIONALE
XA
CODE PRIX
ICS 29.060.20 ISBN 2-8318-7458-0

60840  IEC:2004 – 3 – – 2 – 60840 © IEC:2004
CONTENTS
FOREWORD.5
INTRODUCTION.7
1 Scope.8
2 Normative references.8
3 Definitions .9
3.1 Definitions of dimensional values (thicknesses, cross-sections, etc.) .9
3.2 Definitions concerning the tests .9
4 Voltage designations and materials .10
4.1 Rated voltages .10
4.2 Cable insulating materials.10
4.3 Cable oversheathing materials .10
5 Precautions against water penetration in cables .11
6 Cable characteristics .11
7 Accessory characteristics.11
8 Test conditions .12
8.1 Ambient temperature .12
8.2 Frequency and waveform of power frequency test voltages .12
8.3 Waveform of lightning impulse test voltages.12
8.4 Relationship of test voltages to rated voltages.12
8.5 Determination of the cable conductor temperature .12
9 Routine tests on cables and on the main insulation of prefabricated accessories .13
9.1 General .13
9.2 Partial discharge test .13
9.3 Voltage test .13
9.4 Electrical test on oversheath of the cable .14
10 Sample tests on cables.14
10.1 General .14
10.2 Frequency of tests .14
10.3 Repetition of tests.14
10.4 Conductor examination .14
10.5 Measurement of electrical resistance of conductor and metallic screen .14
10.6 Measurement of thickness of cable insulation and oversheath.15
10.7 Measurement of thickness of metallic sheath .16
10.8 Measurement of diameter .17
10.9 Hot set test for XLPE, EPR and HEPR insulations .17
10.10 Measurement of capacitance .17
10.11 Measurement of density of HDPE insulation .17
11 Sample tests on accessories.17
11.1 Tests on components .17
11.2 Tests on complete accessory.17
12 Type tests on cable systems .18
12.1 Range of type approval .18
12.2 Summary of type tests .19
12.3 Electrical type tests on complete cable systems .19
12.4 Non-electrical type tests on cable components and on completed cable .23

60840 © IEC:200460840  IEC:2004 – 5 – – 3 –
13 Type tests on cables .28
13.1 Range of type approval .28
13.2 Summary of type tests .29
13.3 Electrical type tests on completed cables .29
14 Type tests on accessories.30
14.1 Range of type approval .30
14.2 Summary of type tests .30
14.3 Electrical type tests on accessories.31
15 Electrical tests after installation.32
15.1 DC voltage test of the oversheath .32
15.2 AC voltage test of the insulation.32

Annex A (informative) Determination of the cable conductor temperature.39
Annex B (normative) Rounding of numbers.43
Annex C (informative) Summary of type tests of cable systems, of cables and of
accessories.44
Annex D (normative) Method of measuring resistivity of semi-conducting screens.45
Annex E (normative) Determination of hardness of HEPR insulations.47
Annex F (normative) Water penetration test.49
Annex G (normative) Tests on components of cables with a longitudinally applied metal
foil .5 1
Annex H (normative) Tests of outer protection for buried joints .54

Bibliography . .56

Figure A.1 – Typical test set-up for the reference loop and the main test loop .40
Figure A.2 – Arrangement of the thermocouples on the conductor of the reference loop.40
Figure D.1 – Preparation of samples for measurement of resistivity of conductor and
insulation screens .46
Figure E.1 − Test on surfaces of large radius of curvature .48
Figure E.2 − Test on surfaces of small radius of curvature.48
Figure F.1 – Schematic diagram of apparatus for water penetration test .50
Figure G.1 − Adhesion of metal foil.51
Figure G.2 − Example of overlapped metal foil.52
Figure G.3 − Peel strength of overlapped metal foil.52

Table 1 – Insulating compounds for cables .32
Table 2 – Oversheathing compounds for cables.33
Table 3 – Tan δ requirements for insulating compounds for cables.33
Table 4 – Test voltages .33
Table 5 – Non-electrical type tests for insulating and oversheathing compounds for
cables.34
Table 6 – Test requirements for mechanical characteristics of insulating compounds for
cables (before and after ageing).35

60840  IEC:2004 – 7 – – 4 – 60840 © IEC:2004
Table 7 – Test requirements for mechanical characteristics of oversheathing
compounds for cables (before and after ageing) .36
Table 8 – Test requirements for particular characteristics of insulating compounds for
cables.37
Table 9 – Test requirements for particular characteristics of PVC oversheathing
compounds for cables .38
Table C.1 − Type tests on cable systems, on cables and on accessories .44
Table H.1 – Impulse voltage tests.55

60840 © IEC:200460840  IEC:2004 – 9 – – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
_________
POWER CABLES WITH EXTRUDED INSULATION AND THEIR ACCESSORIES
FOR RATED VOLTAGES ABOVE 30 kV (U = 36 kV)
m
UP TO 150 kV (U = 170 kV) –
m
TEST METHODS AND REQUIREMENTS
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested
in the subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-
governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. IEC collaborates closely
with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by
agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of
patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60840 has been prepared by IEC technical committee 20: Electric
cables.
This third edition cancels and replaces the second edition published in 1999 and constitutes a
technical revision.
The significant technical changes with respect to the previous edition are described in the
introduction of this edition.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
20/684/FDIS 20/692/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.

60840  IEC:2004 – 11 – – 6 – 60840 © IEC:2004
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.
The committee has decided that the content of this publication will remain unchanged until
2008. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
60840 © IEC:200460840  IEC:2004 – 13 – – 7 –
INTRODUCTION
This document is a major revision of IEC 60840, second edition, published in February 1999.
During the preparation of the second edition, a number of comments of principle were made on
the CD and CDV and, at its meeting in February 1998, the former SC20A of TC20 agreed that
these comments should be the basis of a major revision of IEC 60840 under the maintenance
cycle. In addition, during the preparation of the new IEC 62067 covering cable systems above
150 kV up to 500 kV, it appeared that a number of comments were also applicable to
IEC 60840. Therefore, all these comments were considered in the preparation of this third
edition.
In addition, the following other aspects have been considered.
The first edition of IEC 60840, published in 1988, dealt only with cables. Accessories were
added to the second edition, published in February 1999, which separately covered test
methods and test requirements for
a) cables alone;
b) cables together with accessories (a cable system).
Some countries have suggested that a better discrimination be made between systems, cables
and accessories, particularly for the lower voltages of the scope, e.g. 45 kV. This has been
taken into account in this revision, which gives the type approval requirements and the range of
approvals for
a) cable systems;
b) cables alone;
c) accessories alone.
Manufacturers and users may choose the most appropriate option for type approval.
During the meeting of TC20 held in Stockholm in September 2000, it was agreed that WG16
consider the guidelines made by CIGRE for cables having a longitudinally applied metal foil,
published in Electra n°141 in April 1992. WG16 carried out this task and, further to a survey on
the experience with such cables, have concluded that only a part of these guidelines should be
introduced in this standard as a normative annex.
Consideration has also been given to the recent work carried out by CIGRE on tests after
installation on high voltage extruded insulation cables, the recommendations of which were
published in Electra n°173 in August 1997. These recommendations state, among others, that
d.c. tests should be avoided on the main insulation, as they are both ineffective and dangerous.
On the other hand, d.c. tests are recommended on the oversheath.
A list of relevant CIGRE references is given in the bibliography.

60840  IEC:2004 – 15 – – 8 – 60840 © IEC:2004
POWER CABLES WITH EXTRUDED INSULATION AND THEIR ACCESSORIES
FOR RATED VOLTAGES ABOVE 30 kV (U = 36 kV)
m
UP TO 150 kV (U = 170 kV) –
m
TEST METHODS AND REQUIREMENTS
1 Scope
This International Standard specifies test methods and requirements for power cable systems
for fixed installations, for rated voltages above 30 kV (U = 36 kV) up to and including 150 kV
m
(U = 170 kV). It also separately covers cables and accessories.
m
The requirements apply to single-core cables and to individually screened three-core cables
and to their accessories for usual conditions of installation and operation, but not to special
cables and their accessories, such as submarine cables, for which modifications to the
standard tests may be necessary or special test conditions may need to be devised.
This standard does not cover transition joints between cables with extruded insulation and
paper insulated cables.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For
dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of
the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60060-1:1989, High-voltage test techniques – Part 1: General definitions and test
requirements
IEC 60183:1984, Guide to the selection of high-voltage cables
IEC 60228:1978, Conductors of insulated cables
IEC 60229:1982, Tests on cable oversheaths which have a special protective function and are
applied by extrusion
IEC 60230:1966, Impulse tests on cables and their accessories
IEC 60287-1-1:1994, Electric cables – Calculation of the current rating – Part 1: Current rating
equations (100 % load factor) and calculation of losses – Section 1: General
IEC 60332-1:1993, Tests on electric cables under fire conditions – Part 1: Test on a single
vertical insulated wire or cable
IEC 60811-1-1:1993, Common test methods for insulating and sheathing materials of electric
cables – Part 1: Methods for general application – Section 1: Measurement of thickness and
overall dimensions – Tests for determining the mechanical properties
IEC 60811-1-2:1985, Common test methods for insulating and sheathing materials of electric
cables – Part 1: Methods for general application – Section Two: Thermal ageing methods

60840 © IEC:200460840  IEC:2004 – 17 – – 9 –
IEC 60811-1-3:1993, Insulating and sheathing materials of electric cables – Common test
methods – Part 1: General application – Section 3: Methods for determining the density –
Water absorption tests – Shrinkage test
IEC 60811-1-4:1985, Common test methods for insulating and sheathing materials of electric
cables – Part 1: Methods for general application – Section Four: Tests at low temperature
IEC 60811-2-1:1998, Insulating and sheathing materials of electric and optical cables –
Common test methods – Part 2-1: Methods specific to elastomeric compounds – Ozone
resistance, hot set and mineral oil immersion tests
IEC 60811-3-1:1985, Common test methods for insulating and sheathing materials of electric
cables – Part 3: Methods specific to PVC compounds – Section One: Pressure test at high
temperature – Tests for resistance to cracking
IEC 60811-3-2:1985, Common test methods for insulating and sheathing materials of electric
cables – Part 3: Methods specific to PVC compounds – Section Two: Loss of mass test –
Thermal stability test
IEC 60811-4-1:1985, Common test methods for insulating and sheathing materials of electric
cables – Part 4: Methods specific to polyethylene and polypropylene compounds – Section
One: Resistance to environmental stress cracking – Wrapping test after thermal ageing in air –
Measurement of the melt flow index – Carbon black and/or mineral content measurement in PE
IEC 60885-3:1988, Electrical test methods for electric cables – Part 3: Test methods for partial
discharge measurements on lengths of extruded power cables
ISO 48:1994, Rubber, vulcanized or thermoplastic - Determination of hardness (hardness
between 10 IRHD and 100 IRHD)
3 Definitions
For the purposes of this document, the following definitions apply.
3.1 Definitions of dimensional values (thicknesses, cross-sections, etc.)
3.1.1
nominal value
value by which a quantity is designated and which is often used in tables
NOTE Usually, in this standard, nominal values give rise to values to be checked by measurements taking into
account specified tolerances.
3.1.2
median value
when several test results have been obtained and ordered in an increasing (or decreasing)
succession, middle value if the number of available values is odd, and mean of the two middle
values if the number is even
3.2 Definitions concerning the tests
3.2.1
routine tests
tests made by the manufacturer on each manufactured component (length of cable or
accessory) to check that the component meets the specified requirements

60840  IEC:2004 – 19 – – 10 – 60840 © IEC:2004
3.2.2
sample tests
tests made by the manufacturer on samples of completed cable or components taken from a
completed cable or accessory, at a specified frequency, so as to verify that the finished product
meets the specified requirements
3.2.3
type tests
tests made before supplying on a general commercial basis a type of cable system or cable or
accessory covered by this standard, in order to demonstrate satisfactory performance
characteristics to meet the intended application. Once successfully completed, these tests
need not be repeated, unless changes are made in the cable or accessory materials, or design
or manufacturing process which might change the performance characteristics
3.2.4
electrical tests after installation
tests made to demonstrate the integrity of the cable system as installed
3.3
cable system
cable with installed accessories
3.4
nominal electrical stress
electrical stress calculated at U using nominal dimensions

4 Voltage designations and materials
4.1 Rated voltages
In this standard, the symbols U , U and U are used to designate the rated voltages of cables
0 m
and accessories where these symbols have the meanings given in IEC 60183.
4.2 Cable insulating materials
This standard applies to cables insulated with one of the materials listed in Table 1. It also
specifies for each type of insulating compound the maximum operating conductor temperatures
on which the specified test conditions are based.
4.3 Cable oversheathing materials
Tests are specified for four types of oversheath, as follows:
– ST and ST based on polyvinyl chloride;
1 2
– ST and ST based on polyethylene.
3 7
The choice of the type of oversheath depends on the design of the cable and the mechanical
and thermal constraints during installation and operation.
The maximum conductor temperatures in normal operation for the different types of
oversheathing materials covered by this standard are given in Table 2.

60840 © IEC:200460840  IEC:2004 – 21 – – 11 –
5 Precautions against water penetration in cables
When cable systems are installed in ground, easily flooded galleries or water, a radial water
impermeable barrier around the cable is recommended.
NOTE A test for radial water penetration is not currently available.
Longitudinal water barriers may also be applied to avoid the need to replace long sections of
cable in case of damage in the presence of water.
A test for longitudinal water penetration is given in 12.4.18.
6 Cable characteristics
For the purpose of carrying out the cable system or cable tests described in this standard and
recording the results, the cable shall be identified. The following characteristics shall be known
or declared.
a) Name of manufacturer, type, designation and manufacturing date or date code.

b) Rated voltage: values shall be given for U , U, U (see 4.1 and 8.4).
0 m
c) Type of conductor, its material and nominal cross-sectional area, in square millimetres. If
the nominal cross-sectional area is not in accordance with IEC 60228, the d.c. conductor
resistance and the conductor construction shall be declared. Presence, if any, and nature of
measures taken to achieve longitudinal watertightness.
d) Material and nominal thickness of insulation (see 4.2). If the insulation is XLPE, special
additives shall be declared if the higher value of tan δ according to Table 3 is applicable.
e) Type of manufacturing process for insulation system.
f) Presence, if any, and nature of watertightness measures in the screening area.
g) Material and construction of metallic screen, e.g. number and diameter of wires. The d.c.
resistance of the metallic screen shall be declared. Material, construction and nominal
thickness of metallic sheath, or longitudinally applied metal foil, if any.
h) Material and nominal thickness of oversheath.
i) Nominal diameter of the conductor (d).
j) Nominal overall diameter of the cable (D).
k) Inner and outer nominal diameters of the insulation.
l) Nominal capacitance between conductor and metallic screen/sheath.
7 Accessory characteristics
For the purpose of carrying out the cable system or accessory tests described in this standard
and recording the results, the accessory shall be identified. The following characteristics shall
be known or declared.
a) Cables used for testing accessories shall be correctly identified as in Clause 6.
b) Conductor connections used within the accessories shall be correctly identified, where
applicable, with respect to
– assembly technique;
– tooling, dies and necessary setting;
– preparation of contact surfaces;

60840  IEC:2004 – 23 – – 12 – 60840 © IEC:2004
– type, reference number and any other identification of the connector;
– details of the type test approval of the connector.
c) Accessories to be tested shall be correctly identified with respect to
– name of manufacturer;
– type, designation and manufacturing date or date code;
– rated voltage (see 6 b) above);
– installation instructions (reference and date).
8 Test conditions
8.1 Ambient temperature
Unless otherwise specified in the details for the particular test, tests shall be carried out at an
ambient temperature of (20 ± 15) °C.
8.2 Frequency and waveform of power frequency test voltages
Unless otherwise indicated in this standard, the frequency of the alternating test voltages shall
be in the range 49 Hz to 61 Hz. The waveform shall be substantially sinusoidal. The values
quoted are r.m.s. values.
8.3 Waveform of lightning impulse test voltages
In accordance with IEC 60230, the front time of the standard lightning impulse voltage shall be
between 1 µs and 5 µs. The time to half value shall be 50 µs ± 10 µs as specified in
IEC 60060-1.
8.4 Relationship of test voltages to rated voltages
Where test voltages are specified in this standard as multiples of the rated voltage U , the
value of U for the determination of the test voltages shall be as specified in Table 4.
For cables and accessories of rated voltages not shown in the table, the value of U for
determination of test voltages may be the same as for the nearest rated voltage which is given,
provided that the value of U for the cable and accessory is not higher than the corresponding
m
value in the table. Otherwise, and particularly if the rated voltage is not close to one of the
values in the table, the value of U on which the test voltages are based shall be the rated
value, i.e. U divided by 3.
The test voltages in this standard are based on the assumption that the cables and accessories
are used on systems of category A or B, as defined in IEC 60183.
8.5 Determination of the cable conductor temperature
It is recommended that one of the test methods described in Annex A is used to determine the
actual conductor temperature.
60840 © IEC:200460840  IEC:2004 – 25 – – 13 –
9 Routine tests on cables and on the main insulation of prefabricated
accessories
9.1 General
The following tests shall be carried out on each manufactured length of cable:
a) partial discharge test (see 9.2);
b) voltage test (see 9.3);
c) electrical test on oversheath of the cable, if required (see 9.4).
The order in which these tests are carried out is at the discretion of the manufacturer.
The main insulation of each prefabricated accessory shall undergo partial discharge (see 9.2)
and voltage (see 9.3) tests according to either 1), 2) or 3) below:
1) on accessories installed on cable;
2) by using a host accessory into which a component of an accessory is substituted for test;
3) by using a simulated accessory rig in which the electrical stress environment of a main
insulation component is reproduced.
In cases 2) and 3), the test voltage shall be selected to obtain electrical stresses at least the
same as those on the component in a complete accessory when subjected to the test voltages
specified in 9.2 and 9.3.
NOTE The main insulation of prefabricated accessories consists of the components that come in direct contact
with the cable insulation and are necessary to control the electric stress distribution in the accessory. Examples are
premoulded or precast elastomer or filled epoxy resin insulating components that may be used singly or jointly to
provide the necessary insulation or screening of accessories.
9.2 Partial discharge test
The partial discharge test shall be carried out in accordance with IEC 60885-3 for cables,
except that the sensitivity as defined in IEC 60885-3 shall be 10 pC or better. Testing of
accessories follows the same principles, but the sensitivity shall be 5 pC or better.
The test voltage shall be raised gradually to and held at 1,75 U for 10 s and then slowly
reduced to 1,5 U (see Table 4, column 5).
There shall be no detectable discharge exceeding the declared sensitivity from the test object
at 1,5 U .
9.3 Voltage test
The voltage test shall be made at ambient temperature using an alternating test voltage at
power frequency.
The test voltage shall be raised gradually to 2,5 U (see Table 4, column 4) and then be held
for 30 min between the conductor and metallic screen/sheath.
No breakdown of the insulation shall occur.

60840  IEC:2004 – 27 – – 14 – 60840 © IEC:2004
9.4 Electrical test on oversheath of the cable
When the test is required by the particular contract, the cable oversheath shall be subjected to
the electrical test specified in Clause 3 of IEC 60229.
10 Sample tests on cables
10.1 General
The following tests shall be carried out on samples which, for the tests in items b) and g), may
be drum lengths of cable, taken to represent batches:
a) conductor examination (see 10.4);
b) measurement of electrical resistance of conductor and of metallic screen (see 10.5);
c) measurement of thickness of insulation and oversheath (see 10.6);
d) measurement of thickness of metallic sheath (see 10.7);
e) measurement of diameters, if required (see 10.8);
f) hot set test for XLPE, EPR and HEPR insulations (see 10.9);
g) measurement of capacitance (see 10.10);
h) measurement of density of HDPE insulation (see 10.11);
i) water penetration test, if applicable (see 12.4.18);
j) tests on components of cables with a longitudinally applied metal foil (see 12.4.19).
10.2 Frequency of tests
The sample tests in items a) to h) of 10.1 shall be carried out on one length from each batch
(manufacturing series) of the same type and cross-section of cable, but shall be limited to not
more than 10 % of the number of lengths in any contract, rounded to the nearest whole
number.
The frequency of the tests in items i) and j) of 10.1 shall be in accordance with agreed quality
control procedures. In the absence of such an agreement, one test shall be made for contracts
with a cable length above 20 km.
10.3 Repetition of tests
If the sample from any length selected for the tests fails in any of the tests in 10.1, further
samples shall be taken from two further lengths of the same batch and subjected to the same
tests as those in which the original sample failed. If both additional samples pass the tests, the
other cables in the batch from which they were taken shall be regarded as having complied
with the requirements of this standard. If either fail, this batch of cables shall be regarded as
having failed to comply.
10.4 Conductor examination
Compliance with the requirements of IEC 60228 for conductor construction, or the declared
construction, shall be checked by inspection and measurement when practicable.
10.5 Measurement of electrical resistance of conductor and metallic screen
The cable length, or a sample thereof, shall be placed in the test room, which shall be
maintained at a reasonably constant temperature for at least 12 h before the test. If there is a
doubt that the conductor or metallic screen temperature is not the same as the room
temperature, the resistance shall be measured after the cable has been in the test room for
24 h. Alternatively, the resistance can be measured on a sample of conductor or metallic
screen, conditioned for at least 1 h in a temperature-controlled liquid bath.

60840 © IEC:200460840  IEC:2004 – 29 – – 15 –
The d.c. resistance of the conductor or metallic screen shall be corrected to a temperature of
20 °C and 1 km length in accordance with the formulae and factors given in IEC 60228. For
screens other than copper or aluminium, temperature coefficients and correction formulae shall
be taken respectively from Table 1 and 2.1.1 of IEC 60287-1-1.
The d.c. resistance of the conductor at 20 °C shall not exceed either the appropriate maximum
value specified in IEC 60228 or the declared value.
The d.c. resistance of the metallic screen at 20 °C shall not exceed the declared value.
10.6 Measurement of thickness of cable insulation and oversheath
10.6.1 General
The test method shall be in accordance with Clause 8 of IEC 60811-1-1.
Each cable length selected for the test shall be represented by a piece taken from one end
after having discarded, if necessary, any portion that may have suffered damage.
10.6.2 Requirements for the insulation
The lowest measured thickness shall not fall below 90 % of the nominal thickness:
t ≥ 0,90 t
min n
tt−
max min
and additionally: ≤ 0,15
t
max
where
t is the maximum thickness, in millimetres;
max
t is the minimum thickness, in millimetres;
min
t is the nominal thickness, in millimetres.
n
NOTE t and t are measured at the same cross-section of the insulation.
max min
The thickness of the semi-conducting screens on the conductor and over the insulation shall
not be included in the thickness of the insulation.
10.6.3 Requirements for the cable oversheath
The lowest measured thickness shall not fall below 85 % of the nominal thickness by more than
0,1 mm:
t ≥ 0,85 t – 0,1
min n
where
t is the minimum thickness, in millimetres;
min
t is the nominal thickness, in millimetres.
n
In addition, for oversheaths applied onto a substantially smooth surface, the average of the
measured values rounded to 0,1 mm in accordance with Annex B shall be not less than the
nominal thickness.
The latter requirement does not apply to oversheaths applied onto an irregular surface, such as
one formed by metallic screens of wires and/or tapes or corrugated metallic sheath.

60840  IEC:2004 – 31 – – 16 – 60840 © IEC:2004
10.7 Measurement of thickness of metallic sheath
The following tests apply if the cable has a metallic sheath of lead, lead alloy or aluminium.
10.7.1 Lead or lead alloy sheath
The minimum thickness of the sheath shall not fall below 95 % of the nominal thickness by
more than 0,1 mm:
t ≥ 0,95 t – 0,1
min n
The thickness of the sheath shall be measured by one of the following methods, at the
discretion of the manufacturer.
10.7.1.1 Strip method
The measurement shall be made with a micrometer with plane faces of 4 mm to 8 mm
diameter and an accuracy of ±0,01 mm.
The measurement shall be made on a test piece of sheath about 50 mm in length removed
from the completed cable. The piece shall be slit longitudinally and carefully flattened. After
cleaning the test piece, a sufficient number of measurements shall be made along the
circumference of the sheath and not less than 10 mm away from the edge of the flattened
piece to ensure that the minimum thickness is measured.
10.7.1.2 Ring method
The measurements shall be made with a micrometer having either one flat nose and one ball
nose, or one flat nose and a flat rectangular nose 0,8 mm wide and 2,4 mm long. The ball nose
or the flat rectangular nose shall be applied to the inside of the ring. The accuracy of the
microm
...