IEC 60099-4:1991/AMD2:2001

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60099-4
INTERNATIONAL
STANDARD
AMENDEMENT 2
AMENDMENT 2
2001-10
Amendement 2
Parafoudres –
Partie 4:
Parafoudres à oxyde métallique sans éclateur
pour réseaux à courant alternatif
Amendment 2
Surge arresters –
Part 4:
Metal-oxide surge arresters without gaps
for a.c. systems
 IEC 2001 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
International Electrotechnical Commission 3, rue de Varembé Geneva, Switzerland
Telefax: +41 22 919 0300 e-mail: inmail@iec.ch IEC web site http://www.iec.ch
CODE PRIX
Commission Electrotechnique Internationale
XB
PRICE CODE
International Electrotechnical Commission
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue

– 2 – 60099-4 Amend.2 © CEI:2001

AVANT-PROPOS
Le présent amendement a été établi par le comité d’études 37 de la CEI: Parafoudres.

Le texte de cet amendement est issu des documents suivants:

FDIS Rapport de vote
37/268/FDIS 37/270/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant

abouti à l’approbation de cet amendement.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Le comité a décidé que le contenu de la publication de base et de ses amendements ne sera
pas modifié avant 2003. A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
__________
Page 4
SOMMAIRE
Remplacer les titres de 5.4, 5.5 et 5.11 par les titres suivants:
5.4 Décharges partielles internes
5.5 Taux de fuite de l’étanchéité
5.11 Court-circuit
Ajouter le nouveau titre de paragraphe suivant:
5.14 Efforts mécaniques
Page 6
Ajouter les deux nouveaux titres de paragraphe suivants:
7.7 Essais de court-circuit
7.8 Essai de décharges partielles internes
Ajouter les nouvelles sections 9, 10, 11, 12 et 13 suivantes:
SECTION 9: PRESCRIPTIONS D’ESSAIS POUR LES PARAFOUDRES À ENVELOPPE
SYNTHÉTIQUE
9.1 Généralités
9.2 Définitions
9.3 Identification et classification
9.4 Caractéristiques assignées

60099-4 Amend. 2 © IEC:2001 – 3 –

FOREWORD
This amendment has been prepared by IEC technical committee 37: Surge arresters.

The text of this amendment is based on the following documents:

FDIS Report on voting
37/268/FDIS 37/270/RVD
Full information on the voting for the approval of this amendment can be found in the report

on voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
The committee has decided that the contents of the base publication and its amendments will
remain unchanged until 2003. At this date, the publication will be:
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
___________
Page 5
CONTENTS
Replace the titles of 5.4, 5.5 and 5.11 by the following:
5.4 Internal partial discharge
5.5 Seal leak rate
5.11 Short-circuit
Add the following new subclause title:
5.14 Mechanical loads
Page 7
Add the following two new subclause titles:
7.7 Short-circuit tests
7.8 Internal partial discharge test
Add the following new sections 9, 10, 11, 12 and 13:
SECTION 9: TEST REQUIREMENTS ON POLYMER HOUSED SURGE ARRESTERS
9.1 General
9.2 Definitions
9.3 Identification and classification
9.4 Standard ratings
– 4 – 60099-4 Amend.2 © CEI:2001

9.5 Prescriptions
9.6 Conditions générales d’exécution des essais

9.7 Essais de type (essais de conception)

SECTION 10: PRESCRIPTIONS D’ESSAIS POUR LES PARAFOUDRES SOUS ENVELOPPE

MÉTALLIQUE À ISOLATION GAZEUSE (PARAFOUDRES BLINDÉS)

10.1 Généralités
10.2 Définitions
10.3 Identification du parafoudre

10.4 Caractéristiques assignées
10.5 Prescriptions
10.6 Conditions générales d’exécution des essais
10.7 Essais de type (essais de conception)
10.8 Essais individuels
10.9 Essais consécutifs à l’installation sur site
SECTION 11: PARAFOUDRES DÉBROCHABLES ET PARAFOUDRES POUR PRISE
11.1 Généralités
11.2 Définitions
11.3 Identification du parafoudre
11.4 Caractéristiques assignées
11.5 Prescriptions
11.6 Conditions générales d’exécution des essais
11.7 Essais de type (essais de conception)
11.8 Essais individuels et essais de réception
SECTION 12: PARAFOUDRES IMMERGÉS
12.1 Généralités
12.2 Définitions
12.3 Identification du parafoudre
12.4 Caractéristiques assignées
12.5 Prescriptions
12.6 Conditions générales d’exécution des essais
12.7 Essais de type (essais de conception)
12.8 Essais individuels et essais de réception
SECTION 13: PRESCRIPTIONS MÉCANIQUES POUR LES PARAFOUDRES
13.1 Généralités
13.2 Définitions
13.3 Identification et classification
13.4 Caractéristiques assignées
13.5 Prescriptions
13.6 Conditions générales d’exécution des essais
13.7 Essais de type (essais de conception)

60099-4 Amend. 2 © IEC:2001 – 5 –

9.5 Requirements
9.6 General testing procedure
9.7 Type tests (design tests)
SECTION 10: TEST REQUIREMENTS ON GAS-INSULATED METAL ENCLOSED

ARRESTERS (GIS ARRESTERS)
10.1 General
10.2 Definitions
10.3 Arrester identification (nameplate)

10.4 Standard rating
10.5 Requirements
10.6 General testing procedures
10.7 Type tests (design tests)
10.8 Routine tests
10.9 Tests after erection on site
SECTION 11: SEPARABLE AND DEADFRONT ARRESTERS
11.1 General
11.2 Definitions
11.3 Arrester identification
11.4 Standard ratings
11.5 Requirements
11.6 General testing procedure
11.7 Type tests (design tests)
11.8 Routine tests and acceptance tests
SECTION 12: LIQUID-IMMERSED ARRESTERS
12.1 General
12.2 Definitions
12.3 Arrester identification
12.4 Standard ratings
12.5 Requirements
12.6 General testing procedure
12.7 Type tests (design tests)
12.8 Routine tests and acceptance tests
SECTION 13: MECHANICAL CONSIDERATIONS FOR SURGE ARRESTERS
13.1 General
13.2 Definitions
13.3 Identification and classification
13.4 Standard ratings
13.5 Requirements
13.6 General testing procedure
13.7 Type tests (design tests)

– 6 – 60099-4 Amend.2 © CEI:2001

Ajouter, après l’annexe K, les nouvelles annexes L, M, N et O suivantes:

Annexe L (informative) Procédure pour l’essai de vieillissement – Loi d’Arrhénius –

Problèmes liés aux températures plus élevées

Annexe M (informative) Guide pour la détermination de la répartition de tension dans les

parafoudres à oxyde métallique

Annexe N (normative) Considérations d’ordre mécanique

Annexe O (normative) Essais de court-circuit

Page 8
AVANT-PROPOS
Remplacer, à l’avant-dernière ligne de l’avant-propos, « A, B, C et D » par « A, B, C, D et N ».
Remplacer, à la dernière ligne de l’avant-propos, « E, F, G, H, J et K » par « E, F, G, H, J, K,
L, M et O ».
Page 12
1.1 Domaine d’application
Supprimer le second alinéa.
1.2 Références normatives
Ajouter les nouvelles références suivantes:
CEI 60068-2-11:1981, Essais d'environnement – Deuxième partie: Essais. Essai Ka:
Brouillard salin.
CEI 60068-2-14:1984, Essais d'environnement – Deuxième partie: Essais. Essai N: Variations
de température.
CEI 60068-2-17:1994, Essais fondamentaux climatiques et de robustesse mécanique – Partie
2: Essais – Essai Q: Etanchéité.

CEI 60068-2-42:1982, Essais d'environnement – Deuxième partie: Essais. Essai Kc: Essai à
l'anhydride sulfureux pour contacts et connexions.
CEI 60071-2:1996, Coordination de l'isolement – Partie 2:Guide d'application.
CEI 60298:1990, Appareillage sous enveloppe métallique pour courant alternatif de tensions
assignées supérieures à 1 kV et inférieures ou égales à 52 kV.
CEI 60517:1990, Appareillage sous enveloppe métallique à isolation gazeuse de tension
assignée égale ou supérieure à 72,5 kV.
CEI 60694:1996, Spécifications communes aux normes de l'appareillage à haute tension.
CEI 60721-3-2:1997, Classification des conditions d'environnement – Partie 3: Classification
des groupements des agents d'environnement et de leurs sévérités – Section 2: Transport.

60099-4 Amend. 2 © IEC:2001 – 7 –

Add, after annex K, the following new annexes L, M, N and O:

Annex L (informative) Ageing test procedure – Arrhenius law – Problems with higher
temperatures
Annex M (informative) Guide for the determination of the voltage distribution along metal-

oxide surge arresters
Annex N (normative) Mechanical considerations

Annex O (informative) Short-circuit tests

Page 9
FOREWORD
Replace, in the penultimate line of the foreword, ‘A, B, C and D’ by ‘A, B, C, D and N’.
Replace, in the last line of the foreword, ‘E, F, G, H, J and K’ by ‘E, F, G, H, J, K, L, M and O’.
Page 13
1.1 Scope
Delete the second paragraph.
1.2 Normative references
Insert, in the existing list, the following new references:
IEC 60068-2-11:1981, Environmental testing – Part 2: Tests. Test Ka: Salt mist.
IEC 60068-2-14:1984, Environmental testing – Part 2: Tests. Test N: Change of temperature.
IEC 60068-2-17:1994, Basic environmental testing procedures – Part 2: Tests – Test Q:
Sealing.
IEC 60068-2-42:1982, Environmental testing – Part 2: Tests. Test Kc: Sulphur dioxide test for

contacts and connections.
IEC 60071-2:1996, Insulation co-ordination – Part 2: Application guide.
IEC 60298:1990, A.C. metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above
1 kV to and up to and including 52 kV.
IEC 60517:1990, Gas-insulated metal-enclosed switchgear for rated voltages of 72,5 kV and
above.
IEC 60694:1996, Common specifications for high-voltage switchgear and controlgear
standards.
IEC 60721-3-2:1997, Classification of environmental conditions – Part 3: Classification of
groups of environmental parameters and their severities – Section 2: Transportation.

– 8 – 60099-4 Amend.2 © CEI:2001

CEI 61109:1992, Isolateurs composites destinés aux lignes aériennes à courant alternatif de
tension nominale supérieure à 1 000 V – Définitions, méthodes d'essai et critères d’acceptation.

CEI 61166:1993, Disjoncteurs à courant alternatif à haute tension – Guide pour la
qualification sismique des disjoncteurs à courant alternatif à haute tension.

CEI 61330:1995, Postes préfabriqués haute tension/basse tension.

IEEE C62.11:1999, Standard for Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating Current Power

Circuits. (publié en anglais seulement)

Page 14
SECTION 2: DÉFINITIONS
Ajouter, à la page 26, les nouvelles définitions suivantes:
2.46
Enveloppe et ailettes
2.46.1 Enveloppe
Elément isolant externe d'un parafoudre qui procure la ligne de fuite nécessaire et protège les
éléments internes contre le milieu environnant.
NOTE Une enveloppe peut être constituée de plusieurs éléments assurant la résistance mécanique et la
protection contre le milieu environnant.
2.46.2 Ailette
Elément isolant saillant de l’enveloppe destiné à en augmenter la ligne de fuite.
2.47 Parafoudre à enveloppe synthétique
Voir paragraphe 2.60.
2.48 Indicateur de défaut
Dispositif destiné à donner une indication de la défaillance d'un parafoudre mais qui ne le
déconnecte pas du réseau.
2.49 Fraction électrique
Portion de parafoudre dont chacune des extrémités se termine par une électrode soumise au
milieu environnant.
NOTE Une fraction électrique est identique à une “élément de parafoudre” telle que définie en 2.6.
2.50 Fraction mécanique
Portion de parafoudre à l'intérieur de laquelle un dispositif mécanique empêche le déplace-
ment axial des résistances.
2.51 Parafoudre sous enveloppe métallique à isolation gazeuse (parafoudre blindé)
Parafoudre à oxyde métallique, sous enveloppe métallique et à isolation gazeuse, sans
éclateur série ou parallèle intégré, rempli d'un gaz autre que de l'air.
NOTE 1 La pression du gaz est habituellement supérieure à 1 bar = 10 Pa.
NOTE 2 Parafoudre utilisé dans les appareillages à isolation gazeuse

60099-4 Amend. 2 © IEC:2001 – 9 –

IEC 61109:1992, Composite insulators for a.c. overhead lines with a nominal voltage greater
than 1 000 V – Definitions, test methods and acceptance criteria.

IEC 61166:1993, High-voltage alternating current circuit-breakers – Guide for seismic
qualification of high-voltage alternating current circuit-breakers.

IEC 61330:1995, High-voltage/low voltage prefabricated substations.

IEEE C62.11:1999, Standard for Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating Current Power

Circuits.
Page 15
SECTION 2: DEFINITIONS
Add, on page 27, the following new definitions:
2.46 Housing and sheds
2.46.1 Housing
External insulating part of an arrester, which provides the necessary creepage distance and
protects the internal parts from the environment.
NOTE A housing may consist of several parts providing mechanical strength and protection against the
environment.
2.46.2 Shed
Insulating part projecting from the housing, intended to increase the creepage distance.
2.47 Polymer housed surge arrester
See subclause 2.60.
2.48 Fault indicator
Device intended to provide an indication that the arrester is faulty, and which does not
disconnect the arrester from the system.
2.49 Electrical unit
Portion of an arrester in which each end of the unit is terminated with an electrode which is
exposed to the external environment.
NOTE An electrical unit is identical to a "unit of an arrester" as defined in 2.6.

2.50 Mechanical unit
Portion of an arrester in which the resistors within the unit are mechanically restrained from
moving in an axial direction.
2.51 Gas-insulated metal enclosed surge arrester (GIS-arrester)
Gas-insulated metal-enclosed metal-oxide surge arrester without any integrated series or
parallel spark gaps, filled with gas other than air.
NOTE 1 The gas pressure is normally higher than 1 bar = 10 Pa.
NOTE 2 A surge-arrester used in gas-insulated switchgear.

– 10 – 60099-4 Amend.2 © CEI:2001

2.52 Parafoudre du type débrochable (parafoudre débrochable)

Parafoudre assemblé dans une enveloppe isolante ou blindée assurant l'isolation du système,

destiné à être installé dans une enceinte pour assurer la protection des matériels et des

réseaux de distribution. Les connexions électriques peuvent être assurées par un contact

glissant ou par visserie; cependant, tous les parafoudres débrochables se raccordent hors
tension.
NOTE L'utilisation de parafoudres débrochables est une pratique commune en Europe.

2.53 Parafoudre à raccorder sur prise (parafoudre pour prise)
Parafoudre monté dans une enveloppe blindée, assurant l'isolation du système et la
continuité du blindage à la terre, et destiné à être installé dans une enceinte pour assurer la
protection des matériels et des réseaux de distribution enterrés ou montés sur poteaux.
NOTE 1 La plupart des parafoudres pour prise se raccordent sous tension.
NOTE 2 Les parafoudres pour prise sont couramment utilisés aux USA.
2.54 Parafoudre se raccordant hors tension
Parafoudre pouvant être connecté et déconnecté du circuit seulement lorsque celui-ci est hors
tension.
2.55 Parafoudre se raccordant sous tension
Parafoudre pouvant être connecté et déconnecté lorsque le circuit est sous tension.
2.56 Parafoudre du type immergé (parafoudre immergé)
Parafoudre destiné à être immergé dans un liquide isolant.
2.57 Courant assigné de défaillance en circuit ouvert pour parafoudre immergé
Niveau de courant de défaut au-delà duquel le parafoudre est déclaré se mettre en circuit
ouvert après défaillance.
2.58 Courant assigné de défaillance en court-circuit pour parafoudre immergé
Niveau de courant de défaut au-dessous duquel le parafoudre est déclaré se mettre en court-
circuit après défaillance.
NOTE Les définitions 2.57 et 2.58 sont préliminaires et sont susceptibles d'être remplacées par des définitions
plus générales.
2.59 Parafoudre à enveloppe en porcelaine
Parafoudre utilisant la porcelaine comme matériau d’enveloppe, avec des fixations et un
système d’étanchéité.
2.60 Parafoudre à enveloppe synthétique

Parafoudre utilisant des matériaux synthétiques et composites pour l’enveloppe, avec des
fixations.
NOTE Des conceptions avec un volume de gaz interne sont possibles. L’étanchéité peut être assurée par le
matériau synthétique lui-même ou l’utilisation d’un système séparé.
2.61 Moment de flexion
Force horizontale appliquée sur l’enveloppe du parafoudre multipliée par la distance verticale
entre l’embase (niveau le plus bas de la collerette) de l’enveloppe et le point d’application de
la force.
2.62 Effort en tête
Force perpendiculaire à l’axe longitudinal du parafoudre mesurée au niveau de son axe.
2.63 Effort de torsion
Chacune des forces horizontales appliquées en partie haute de l’enveloppe d’un parafoudre
installé en position verticale, qui ne s’appliquent pas sur son axe longitudinal.

60099-4 Amend. 2 © IEC:2001 – 11 –

2.52 Arrester – separable type (separable arrester)

Arrester assembled in an insulated or screened housing providing system insulation, intended

to be installed in an enclosure for the protection of distribution equipment and systems.

Electrical connection may be made by sliding contact or by bolted devices; however, all

separable arresters are deadbreak arresters.

NOTE Separable arrester use is common European practice.

2.53 Arrester – deadfront type (deadfront arrester)

Arrester assembled in a shielded housing providing system insulation and conductive ground

shield, intended to be installed in an enclosure for the protection of underground and pad

mounted distribution equipment and circuits.
NOTE 1 Most deadfront arresters are loadbreak arresters.
NOTE 2 Deadfront arrester use is common U.S.A. practice.
2.54 Deadbreak arrester
Arrester which can be connected and disconnected from the circuit only when the circuit is de-
energised.
2.55 Loadbreak arrester
Arrester which can be connected and disconnected when the circuit is energised.
2.56 Arrester – liquid-immersed type (liquid-immersed arrester)
Arrester designed to be immersed in an insulating liquid.
2.57 Fail-open current rating for liquid-immersed arrester
Fault current level above which the arrester is claimed to evolve into an open circuit upon
failure.
2.58 Fail-short current rating for liquid-immersed arrester
Fault current level below which the arrester is claimed to evolve into a short-circuit upon
failure.
NOTE Definitions 2.57 and 2.58 are preliminary and may be superseded by more general definitions.
2.59 Porcelain housed arrester
Arrester using porcelain as housing material, with fittings and sealing systems.
2.60 Polymer housed arrester
Arrester using polymeric and composite materials for housing, with fittings.
NOTE Designs with an enclosed gas volume are possible. Sealing may be accomplished by use of the polymeric

material itself or by a separate sealing system.
2.61 Bending moment
Horizontal force acting on the arrester housing multiplied by the vertical distance between the
mounting base (lower level of the flange) of the arrester housing and the point of application
of the force.
2.62 Terminal line force
Force perpendicular to the longitudinal axis of the arrester measured at the centre line of the
arrester.
2.63 Torsional loading
Each horizontal force at the top of a vertical mounted arrester housing which is not applied to
the longitudinal axis of the arrester.

– 12 – 60099-4 Amend.2 © CEI:2001

2.64 Effort à la rupture
Force perpendiculaire à l’axe longitudinal d’un parafoudre à enveloppe porcelaine, qui

provoque la rupture mécanique de son enveloppe.

2.65 Limite de dégradation
Valeur la plus faible de la force perpendiculaire à l’axe longitudinal d’un parafoudre à

enveloppe synthétique, qui provoque la rupture mécanique de son enveloppe.

2.66 Effort maximal admissible en service (MPSL)

Force perpendiculaire la plus élevée appliquée sur l’axe longitudinal d’un parafoudre à

enveloppe synthétique qui soit admissible en service sans provoquer de dommages
mécaniques au parafoudre.
2.67 Effort dynamique maximal admissible en service (MPDSL)
Force perpendiculaire la plus élevée appliquée sur l’axe longitudinal d’un parafoudre à
enveloppe porcelaine qui est admissible en service pendant de courtes périodes (par exemple
forces dues à des courants de court-circuit, contraintes sismiques) sans provoquer de
dommages mécaniques au parafoudre.
2.68 Effort statique admissible en service (PSSL)
Force perpendiculaire appliquée sur l’axe longitudinal d’un parafoudre à enveloppe porcelaine
qui est admissible en permanence sans provoquer de dommages mécaniques au parafoudre.
2.69 Eléments internes
Eléments résistifs à oxyde métallique avec leurs supports.
2.70 Etanchéité (aux gaz et à l’eau)
Capacité d’un parafoudre à empêcher l’entrée de corps étrangers affectant son comportement
électrique et/ou mécanique.
Page 26
3.1 Identification des parafoudres
Changer le cinquième tiret (courant assigné du limiteur de pression) par le suivant:
– courant assigné de tenue au court-circuit en kiloampères (kA). Pour les parafoudres pour
lesquels aucune tenue en court-circuit n’est déclarée, la marque «-» doit être indiquée .
Page 30
1)
Tableau 1 – Classification des parafoudres et essais
Ajouter, au tableau 1, les nouveaux éléments 10 et 11 suivants:
2)
Valeurs normales des courants nominaux de décharge
20 000 A 10 000 A 5 000 A 2 500 A 1 500 A
10. Essai de décharges partielles internes 7.8 7.8 7.8 7.8 ---
11. Essais mécaniques 13 13 13 13 13
Remplacer la note de bas de tableau 1) par la suivante:
1)
Les nombres des lignes 2 à 8, 10 et 11 se réfèrent aux articles et paragraphes de cette norme.

60099-4 Amend. 2 © IEC:2001 – 13 –

2.64 Breaking load
Force perpendicular to the longitudinal axis of a porcelain housed arrester leading to

mechanical failure of the arrester housing.

2.65 Damage limit
Lowest value of a force perpendicular to the longitudinal axis of a polymer housed arrester

leading to mechanical failure of the arrester housing.

2.66 Maximum permissible service load (MPSL)

Greatest force perpendicular to the longitudinal axis of a polymer housed arrester, allowed to

be applied during service without causing any mechanical damage to the arrester.
2.67 Maximum permissible dynamic service load (MPDSL)
Greatest force perpendicular to the longitudinal axis of a porcelain housed arrester, allowed to
be applied during service for short periods (e.g. short-circuit current forces, seismic stress)
without causing any mechanical damage to the arrester.
2.68 Permissible static service load (PSSL)
Force perpendicular to the longitudinal axis of a porcelain housed arrester, allowed to be
continuously applied during service without causing any mechanical damage to the arrester.
2.69 Internal parts
Metal-oxide resistor elements with supporting structure.
2.70 Seal (gas/water-tightness)
Ability of an arrester to avoid ingress of matter affecting the electrical and/or mechanical
behaviour into the arrester.
Page 27
3.1 Arrester Identification
Replace the fifth dashed item (pressure relief rated current) by the following:
– rated short-circuit withstand current in kiloamperes (kA). For arresters for which no short-
circuit rating is claimed, the sign "–" shall be indicated
Page 31
1)
Table 1 – Arrester classification and test requirements
Add, to table 1, the following new items 10 and 11:
2)
Standard nominal discharge current
20 000 A 10 000 A 5 000 A 2 500 A 1 500 A
10. Internal partial discharge test 7.8 7.8 7.8 7.8 ---
11. Mechanical tests 13 13 13 13 13
Replace footnote 1 by the following:
1)
Numbers in rows 2 to 9, 10 and 11 refer to clauses and subclauses and annexes in this standard.

– 14 – 60099-4 Amend.2 © CEI:2001

Page 36
5.4 Décharges partielles
Remplacer le titre et le texte de ce paragraphe par les suivants:

5.4 Décharges partielles internes

Le niveau de décharges partielles internes dans le parafoudre, lorsqu’il est alimenté sous

1,05 fois sa tension de service permanent, doit être ≤ 10 pC.

5.5 Etanchéité
Remplacer le titre et le texte de ce paragraphe par les suivants:
5.5 Taux de fuite de l’étanchéité
Pour les parafoudres avec volume interne de gaz et système séparé d’étanchéité, des taux de
fuite devront être spécifiés comme définis en 8.1 d) et 13.7.4.
Page 40
5.11 Limiteur de pression
Remplacer le titre et le texte de ce paragraphe par les suivants:
5.11 Court-circuit
Un parafoudre pour lequel une tenue en court-circuit est déclarée par le constructeur ne doit
pas provoquer de rupture explosive en cas de défaillance; voir annexe O.
Ajouter, après 5.13, le nouveau paragraphe suivant:
5.14 Efforts mécaniques
Le constructeur doit spécifier les efforts maximaux en tête admissibles lors de l’installation et
en service, tels que des efforts de flexion, de torsion et de traction. La tenue à l’effort de
flexion (moment de flexion) doit être vérifiée conformément à 13.7.2.

Page 42
7.1 Généralités
Remplacer, à la page 44, le texte des points 5, 8 et 9 comme suit:
5) Essais de court-circuit: voir 5.11 et annexe O
Ces essais démontrent la capacité du parafoudre à supporter des courants de court-circuit
sans rupture explosive dans les conditions d’essai spécifiées. Pour les parafoudres à
enveloppe synthétique, ces essais démontrent également la capacité du parafoudre à
auto-éteindre les flammes provoquées par l’arc.
8) Essai de décharges partielles internes: voir 5.4 et 7.8.
Cet essai mesure les décharges partielles internes.

60099-4 Amend. 2 © IEC:2001 – 15 –

Page 37
5.4 Partial discharges
Replace the title and the text of this subclause by the following:

5.4 Internal partial discharges

The internal partial discharges in the arrester energised at 1,05 times the continuous
operating voltage shall be ≤ 10 pC.

5.5 Seal leakage
Replace the title and text of this subclause by the following:
5.5 Seal leak rate
For arresters having an enclosed gas volume and a separate sealing system, seal leak rates
shall be specified as defined in 8.1 d) and 13.7.4.
Page 41
5.11 Pressure relief
Replace the title and text of this subclause by the following:
5.11 Short-circuit
An arrester for which a short-circuit rating is claimed by the manufacturer shall not fail in a
manner that causes violent shattering; see annex O.
Add, after 5.13, the following new subclause:
5.14 Mechanical loads
The manufacturer shall specify the maximum permissible terminal loads relevant for
installation and service, such as cantilever, torque and tensile loads. The cantilever load
(bending moment) shall be tested according to 13.7.2.

Page 43
7.1 General
Replace, on page 45, the text of items 5, 8 and 9, as follows:
5) Short-circuit tests: see 5.11 and annex O.
These tests demonstrate the ability of the arrester to withstand short-circuit currents
without violent shattering under specified test conditions. For polymer housed arresters
the tests also demonstrate the ability of the arrester to self-extinguish any fire caused by
the arc.
8) Internal partial discharge test: see 5.4 and 7.8.
This test measures the internal partial discharges.

– 16 – 60099-4 Amend.2 © CEI:2001

9) Mesure du taux de fuite: voir 5.5 et 13.7.4

Cet essai démontre l’étanchéité aux gaz et à l’eau de l’assemblage complet du para-

foudre. Il s’applique à tous les parafoudres à enveloppe porcelaine et aux parafoudres à

enveloppe synthétique comportant des joints et composants associés qui sont essentiels

pour maintenir une atmosphère contrôlée à l’intérieur de l’enveloppe (parafoudres avec

volume interne de gaz et système d’étanchéité séparé).

Ajouter, après le point 10, les nouveaux points 11) et 12) suivants:

11) Essai en moment de flexion: voir 13.7.2.

Cet essai démontre la capacité du parafoudre à supporter les valeurs des efforts de

flexion déclarées par le constructeur.
12) Essai d’environnement: voir 13.7.3.
Ces essais démontrent par des procédures d’essai accéléré que le système d’étanchéité
et les interfaces métalliques exposés du parafoudre ne sont pas affectés par les
conditions environnementales.
Page 50
7.3.1 Essai de vérification de la tension résiduelle aux chocs de courant à front raide
Remplacer le texte existant par le nouveau texte suivant:
Une impulsion de courant à front raide conformément à 2.16 avec une valeur crête égale au
courant nominal de décharge du parafoudre ±5 % doit être appliquée à chacun des trois
échantillons. La valeur crête et la forme d’onde de la tension apparaissant aux bornes des
trois échantillons doit être enregistrée et, si nécessaire, corrigée des effets inductifs du circuit
de mesure de la tension ainsi qu’en fonction de la géométrie de l’échantillon et du circuit
d’essai.
La procédure suivante doit être utilisée pour déterminer si une correction des effets inductifs
est nécessaire. Une impulsion de courant à front raide comme décrite ci-dessus doit être
appliquée à un bloc de métal de même dimension que les résistances échantillons en essai.
La valeur crête et la forme d’onde apparaissant aux bornes du bloc de métal doivent être
enregistrées. Si la tension crête sur le bloc de métal est inférieure à 2 % de la tension crête
mesurée sur les résistances échantillons, aucune correction inductive de la tension mesurée
sur les résistances n’est nécessaire. Si la tension crête sur le bloc de métal est comprise
entre 2 % et 20 % de la tension crête mesurée sur les résistances échantillons, alors la forme
d’onde de la tension aux bornes du bloc de métal doit être soustraite de la forme d’onde des
tensions mesurées sur chacune des résistances, et les valeurs crête des ondes ainsi

obtenues doivent être enregistrées comme valeur corrigée des tensions des résistances. Si la
tension crête sur le bloc de métal est supérieure à 20 % de la tension crête sur les
résistances échantillons, alors le circuit d’essai et le circuit de mesure de la tension doivent
être améliorés.
NOTE Une manière possible de réaliser des formes d’onde de courant identiques lors des mesures est de les
appliquer en même temps sur l’échantillon et sur le bloc métallique lacés en série dans le circuit d’essai. Seule
leur position relative nécessite d’être inversée pour la mesure de la chute de tension sur l’échantillon ou sur le bloc
métallique.
L’onde impulsionnelle de tension sur l’échantillon (corrigée si nécessaire) ayant la plus
grande valeur crête doit être utilisée pour déterminer la valeur de la tension résiduelle au
choc de courant à front raide du parafoudre selon l’une des procédures a) ou b) suivantes:

60099-4 Amend. 2 © IEC:2001 – 17 –

9) Seal leak rate test: see 5.5 and 13.7.4.

This test demonstrates the gas/water-tightness of the complete system. It applies to all

arresters employing porcelain housings and to arresters with polymer housings having

seals and associated components essential for the maintenance of a controlled

atmosphere within the housing (arresters with enclosed gas volume and a separate

sealing system).
Add, after item 10, the following new items 11) and 12):

11) Bending moment test: see 13.7.2.

This test demonstrates the ability of the arrester to withstand the manufacturer's declared

values for bending loads.
12) Environmental tests: see 13.7.3.
These tests demonstrate by accelerated test procedures that the sealing mechanism and
the exposed metal combinations of the arrester are not impaired by environmental
conditions.
Page 51
7.3.1 Steep current impulse residual voltage test
Replace the existing text by the following new text:
One steep current impulse in accordance with 2.16 with a peak value equal to the nominal
discharge current of the arrester ±5 % shall be applied to each of the three samples. The peak
value and the impulse shape of the voltage appearing across the three samples shall be
recorded and, if necessary, corrected for inductive effects of the voltage measuring circuit as
well as the geometry of the test sample and the test circuit.
The following procedure shall be used to determine if an inductive correction is required. A
steep current impulse as described above shall be applied to a metal block having the same
dimensions as the resistor samples being tested. The peak value and the shape of the voltage
appearing across the metal block shall be recorded. If the peak voltage on the metal block is
less than 2 % of the peak voltage of the resistor samples, no inductive correction to the
resistor measurements is required. If the peak voltage on the metal block is between 2 % and
20 % of the peak voltage on the resistor sample, then the impulse shape of the metal block
voltage shall be subtracted from the impulse shape of each of the resistor voltages and the
peak values of the resulting impulse shapes shall be recorded as the corrected resistor
voltages. If the peak voltage on the metal block is greater than 20 % of the peak voltage on
the resistor samples, then the test circuit and the voltage measuring circuit shall be improved.

NOTE A possible way to achieve identical current wave shapes during all measurements is to perform them with
both the test sample and the metal block in series in the test circuit. Only their positions relative to each other need
to be interchanged for measuring the voltage drop on the metal block or on the test sample.
The sample impulse voltage wave shape (corrected if necessary) with the highest peak value
shall be used to determine the steep current impulse residual voltage of the arrester
according to one of the following procedures a) or b):

– 18 – 60099-4 Amend.2 © CEI:2001

Procédure a)
1) multiplier l’onde de tension aux bornes de l’échantillon par le facteur d’échelle (voir 5.3);

2) à partir du choc de courant à front raide, déterminer le taux de variation du courant (di/dt)
sur l’ensemble de l’onde et le multiplier par l’inductance pour déterminer la chute de

tension inductive:
u(t) = L di/dt = L’h di/dt
où
u(t) est la chute de tension inductive en fonction du temps (kV);

L’ est l’inductance par unité de longueur (µH/m);

L’ = 1 pour les parafoudres de type extérieur;
L’ = 0,3 pour les parafoudres blindés;
h est la longueur du parafoudre de borne à borne (m);
di/dt est le taux de variation du courant en fonction du temps (kA/μs).
3) ajouter les résultats de 1) et 2) en termes de forme d’onde; la valeur crête de l’onde
résultante est la tension résiduelle au choc de courant à front raide du parafoudre.
Procédure b)
1) multiplier la valeur crête de la tension de choc par le facteur d’échelle (voir 5.3);
2) déterminer la chute de tension inductive aux bornes du parafoudre, en utilisant la formule
suivante:
U = L di/dt = L’ h I /T
L n f
où
U est la valeur crête de la chute de tension inductive (kV);
L
L’ est l’inductance par unité de longueur (µH/m);
L’ = 1 pour les parafoudres de type extérieur;
L’ = 0,3 pour les parafoudres blindés;
h est la longueur du parafoudre de borne à borne (m);
T est le temps de front du choc de courant à front raide, qui vaut 1 µs;
f
I est le courant nominal de décharge (kA).
n
3) ajouter les résultats de 1) et 2); la valeur résultante est la tension résiduelle au choc
courant à front raide du parafoudre.

Page 58
7.5.2 Essai de vieillissement accéléré
Remplacer la totalité de ce paragraphe par le nouveau texte suivant:
Cet essai permet de déterminer les valeurs de tension majorées U * et U * qui sont utilisées
c r
pour les essais de fonctionnement (voir les figures 1, 2 et le tableau C.1) et permettront
d'effectuer ces essais sur des résistances neuves.
NOTE Pour les résistances soumises à une tension proche de la tension de référence U , une procédure
ref
d’essai alternative est à l’étude.

60099-4 Amend. 2 © IEC:2001 – 19 –

Procedure a)
1) multiply the sample impulse voltage waveshape by the scale factor (see 5.3);

2) from the waveshape of the steep current impulse, determine the rate of change of current
(di/dt) over the entire waveshape and multiply it by the inductance in order to determine

the inductive voltage drop:
u(t) = L di/dt = L’ h di/dt
where
u(t) is the inductive voltage drop as a function of time (kV);

L’ is the inductivity per unit length (μH/m);
L’ = 1 for outdoor arresters;
L’ = 0,3 for GIS arresters;
h is the terminal-to-terminal length of the arrester (m);
di/dt is the rate of change of current with time (kA/μs);
3) add results of 1) and 2) on a waveshape basis; the peak value of the resulting waveshape
is the steep current impulse residual voltage of the arrester.
Procedure b):
1) multiply the peak value of the sample impulse voltage by the scale factor (see 5.3);
2) determine the inductive voltage drop between the arrester terminals using the following
formula:
U = L di/dt = L’ h I /T
L n f
where
U is the peak value of the inductive voltage drop (kV);
L
L’ is the inductivity per unit length (μH/m);
L’ = 1 for outdoor arresters;
L’ = 0,3 for GIS arresters;
h is the terminal-to-terminal length of the arrester (m);
T is the front time of the steep current impulse; equal to 1μs;
f
I is the nominal discharge current (kA);
n
3) add the results of 1) and 2); the resulting value is the steep current impulse residual
voltage of the arrester.
Page 59
7.5.2 Accelerated ageing procedure
Replace the whole of this subclause by the following new text:
This test procedure is designed to determine the voltage values U * and U * used in the
c r
operating duty tests (see figures 1, 2 and table C.1) which will allow those tests to be carried
out on new resistors.
NOTE An alternate test procedure for resistors stressed close to or above the reference voltage U is under
ref
consideration.
– 20 – 60099-4 Amend.2 © CEI:2001

7.5.2.1 Procédure d’essai
Trois échantillons de résistances doivent être alimentés sous une tension égale à leur tension
de service permanent corrigée U (voir plus loin) pendant une durée de 1 000 h durant
ct
laquelle la température doit être régulée de façon à ce que la température à la surface des

résistances se maintienne à 115 °C ± 4 K.

Tous les matériaux (solides ou liquides) en contact direct avec les résistances doivent être

présents lors de l’essai de vieillissement, avec une conception identique à celle du parafoudre

complet.
Pendant ce vieillissement accéléré, la résistance doit se trouver dans le milieu utilisé dans le
parafoudre. Dans ce cas, l'essai doit être effectué sur des résistances séparées dans une
enceinte fermée dont le volume est au moins le double de celui de la résistance; la densité du
milieu dans l’enceinte ne doit pas être inférieure à celle du milieu dans le parafoudre.
NOTE 1 Le milieu entourant la résistance à l'intérieur du parafoudre peut subir des modifications durant la vie
normale du parafoudre en raison de décharges partielles internes. Une éventuelle modification du milieu entourant
la résistance peut accroître de façon significative la puissance absorbée en service.
Une procédure d'essai appropriée prenant en compte de telles modifications est à l'étude. Entre-temps, une
procédure alternative consiste à réaliser l'essai dans du N ou du SF (pour les parafoudres blindés) avec une
2 6
concentration d'oxygène faible (moins de 0,1 % en volume). Cela assure que, même en l’absence totale d'oxygène,
le parafoudre ne vieillira pas.
Si le constructeur peut prouver que l'essai effectué à l'air libre est équivalent à celui effectué
dans le milieu réel, l'essai de vieillissement pourra être effectué à l'air libre. La tension
appropriée pour cet essai est la tension de service permanent corrigée (U ) à laquelle sont
ct
soumises les résistances dans le parafoudre, en tenant compte des effets de déséquilibre de
tension. Il convient que cette tension soit déterminée par des calculs ou des mesures de
répartition de tension.
NOTE 2 Des informations sur les procédures utilisables pour le calcul de la répartition de tension sont données à
l’annexe M.
Pour les parafoudres de longueur H inférieure à 1 m, à l’exception de ceux à enveloppe conductrice et mise à la
terre tels les parafoudres blindés, immergés, débrochables et pour prise, la tension peut être déterminée à partir
de la formule suivante:
U = U (1 + 0,15 H)
ct c
où H est la longueur totale du parafoudre (m).
L'essai de vieillissement décrit ci-dessus doit être effectué sur trois échantillons types de
résistances dont la tension de référence doit répondre aux prescriptions de 6.3. La tension à
fréquence industrielle doit correspondre aux prescriptions des essais de fonctionnement (voir
7.5.1).
7.5.2.2 Détermination des valeurs majorées de la tension assignée et de la tension
de service permanent
Remplacer le texte existant par le nouveau texte suivant:
Les trois échantillons en essai doivent être chauffés jusqu'à une température de 115 °C ± 4 K
et la puissance absorbée par les résistances P doit être mesurée à la tension U 1 h ou 2 h
1ct ct
après l'application de la tension. La puissance absorbée par les résistances doit être mesurée
une fois dans chaque intervalle de 100 h après la première mesure donnant P . Enfin, la
1ct
+100
puissance absorbée par les résistances P doit être mesurée après 1 000 h de
2ct
vieillissement dans les mêmes conditions. Une mise hors tension intermédiaire accidentelle
de l’échantillon en essai est acceptable, à condition qu’elle n’excède pas une durée totale de
24 h pour toute la période d’essai. Cette interruption de l’essai ne sera pas comptée dans le
temps d’essai. Il convient que la mesure finale soit faite après une application de la tension

60099-4 Amend. 2 © IEC:2001 – 21 –

7.5.2.1 Test procedure
Three resistor samples shall be stressed at a voltage equal to the corrected maximum
continuous operating voltage U (see below) of the sample for 1 000 h, during which the
ct
temperature shall be controlled to keep the surface temperature of the resistor at 115 °C ± 4 K.

All material (solid or liquid) in direct contact with the resistors shall be present during the
ageing test with the same design as used in the complete arrester.

During this accelerated ageing, the resistor shall be in the surrounding medium used in the
arrester. In this case, the procedure shall be carried out on single resistors in a closed
chamber where the volume of the chamber is at least twice the volume of the resistor and
where the density of the medium in the chamber shall not be less than the density of the
medium in the arrester.
NOTE 1 The medium surrounding the resistor within the arrester may be subject to a modification during the
normal life of the arrester due to internal partial discharges. Possible change of the medium surrounding the
resistor in the field can significantly increase the power losses.
A suitable test procedure taking into account such modifications is under consideration. During this time an
alternative procedure consists in performing the test in N or SF (for GIS-arresters) with a low oxygen
2 6
concentration (less than 0,1 %, in volume). This ensures that even in the total absence of oxygen, the arrester will
not age.
If the manufacturer can prove that the test carried out in open air is equivalent to that carried
out in the actual medium, the ageing procedure can be carried out in open air. The relevant
voltage for this procedure is the corrected maximum continuous operating voltage (U ), which
ct
the resistors support in the arrester including voltage unbalance effects. This voltage should
be determined by voltage distribution measurements or computations.
NOTE 2 Information on procedures for voltage distribution calculations are given in annex M.
For arresters with a length H of less than 1 m, except for arresters with conductive, grounded enclosures such as
GIS-arresters, liquid-immersed, deadfront or separable arresters, the voltage may be determined from the following
formula:
U = U (1 + 0,15 H)
ct c
where H is the total length of the arrester (m).
The ageing procedure described above shall be carried out on three typical samples
...