IEC 61858:1999

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1999-09
Systèmes d’isolation électrique –
Evaluation thermique des modifications apportées
à un système d’isolation électrique éprouvé
à enroulements à fil
Electrical insulation systems –
Thermal evaluation of modifications
to an established wire-wound EIS

Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61858:1999
Numéros des publications Numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are

sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.

Publications consolidées Consolidated publications

Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,

Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to

indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et la porating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.

et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. the content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de reconfir- Information relating to the date of the reconfirmation
mation de la publication sont disponibles dans le of the publication is available in the IEC catalogue.
Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour Published yearly with regular updates
régulièrement (On-line catalogue)*
(Catalogue en ligne)*
• IEC Bulletin
• Bulletin de la CEI Available both at the IEC web site* and
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* as a printed periodical
et comme périodique imprimé
Terminologie, symboles graphiques
Terminology, graphical and letter
et littéraux
symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur
For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro-
IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI).
(IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux
For graphical symbols, and letter symbols and signs
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le
approved by the IEC for general use, readers are
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles
be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et
symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617:
compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas.
Graphical symbols for diagrams.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre.
* See web site address on title page.

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1999-09
Systèmes d’isolation électrique –
Evaluation thermique des modifications apportées
à un système d’isolation électrique éprouvé
à enroulements à fil
Electrical insulation systems –
Thermal evaluation of modifications
to an established wire-wound EIS

 IEC 1999 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
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L
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– 2 – 61858 © CEI:1999
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION .6

Articles
1 Domaine d’application . 8

2 Références normatives. 8
3 Termes et définitions. 10
4 Considérations générales . 10
5 Evaluation de la modification d’épaisseur d’un matériau d’isolation électrique . 14
5.1 Echantillons . 14
5.2 Acceptation. 14
6 Substitution d’un enroulement à fil. 14
6.1 Généralités . 14
6.2 Substitution de l’émail . 14
6.3 Substitution du matériau conducteur. 14
6.4 Fil de bobinage de remplacement. 16
7 Substitution de la résine et/ou du vernis d’imprégnation . 16
7.1 Détermination de la classe thermique. 16
7.2 Evaluation. 16
7.2.1 Classes thermiques égales ou supérieures . 16
7.2.2 Une classe thermique au-dessous . 16
7.2.3 Autres critères. 16
8 Substitution d’autres matériaux d’isolation électrique . 18
8.1 Matériaux techniquement équivalents . 18
8.2 Evaluation prévisionnelle. 18
8.3 Autres cas. 18
9 Evaluation d’autres ajouts . 18
9.1 Addition d’une résine et/ou d’un vernis d’imprégnation. 18
9.2 Addition de composants . 18
10 Essai de vieillissement thermique en un seul point. 18

10.1 Eprouvettes. 18
10.2 Détermination de l’indice thermique relatif (ITR) . 20
10.3 Interprétation des résultats. 20
Annexe A (normative) Classes des fils de bobinage . 22

61858 © IEC:1999 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5

INTRODUCTION .7

Clause
1 Scope . 9

2 Normative references. 9
3 Terms and definitions. 11
4 General considerations . 11
5 Evaluation of the change of thickness of an EIM . 15
5.1 Samples . 15
5.2 Acceptance. 15
6 Substitution of winding wire. 15
6.1 General. 15
6.2 Substitution of enamel . 15
6.3 Substitution of conductor material. 15
6.4 Alternate winding wire. 17
7 Substitution of impregnating resin/varnish. 17
7.1 Thermal class determination . 17
7.2 Evaluation. 17
7.2.1 Thermal classes equal or better . 17
7.2.2 One thermal class lower. 17
7.2.3 Other criteria. 17
8 Substitution of other EIMs . 19
8.1 Technically equivalent materials . 19
8.2 Previous evaluation . 19
8.3 Other . 19
9 Evaluation of additions. 19
9.1 Addition of an impregnating resin/varnish . 19
9.2 Addition of other components. 19
10 Single-point thermal ageing test. 19

10.1 Test objects . 19
10.2 Establishing the relative thermal index (RTI). 21
10.3 Interpretation of results. 21
Annex A (normative) Classes of winding wire . 23

– 4 – 61858 © CEI:1999
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________
SYSTÈMES D’ISOLATION ÉLECTRIQUE –

EVALUATION THERMIQUE DES MODIFICATIONS APPORTÉES

À UN SYSTÈME D’ISOLATION ÉLECTRIQUE ÉPROUVÉ

À ENROULEMENTS À FIL
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) 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.
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 intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités
nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale 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 61858 a été établie par le comité d’études 98 de la CEI: Systèmes
d’isolation électrique (SIE).
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
98/83/FDIS 98/95/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.
L’annexe A fait partie intégrante de la présente norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, partie 3.
Le comité à décidé que cette publication reste valable jusqu’en 2003.
A cette date, selon décision préalable du comité, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
61858 © IEC:1999 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

____________
ELECTRICAL INSULATION SYSTEMS –

THERMAL EVALUATION OF MODIFICATIONS TO

AN ESTABLISHED WIRE-WOUND EIS
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the 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, the IEC publishes International Standards. 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. The 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 the 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 National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61858 has been prepared by IEC technical committee 98:
Electrical insulation systems (EIS).
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
98/83/FDIS 98/95/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.
Annex A forms an integral part of this standard.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, part 3.
The committee has decided that this publication remains valid until 2003.
At this date, in accordance with the committee’s decision, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
•
replaced by a revised edition, or
• amended.
– 6 – 61858 © CEI:1999
INTRODUCTION
La présente Norme internationale décrit les procédures pour évaluer les modifications

apportées à un système d’isolation électrique (SIE) éprouvé en ce qui concerne les produits

électrotechniques, et pour évaluer les effets de ces modifications sur la classification

thermique du système d’isolation électrique éprouvé.

La CEI 60505 donne les principes généraux pour l’évaluation et la qualification des systèmes

d’isolation électrique (SIE). Sauf indication contraire dans les procédures de la présente
norme, il convient de suivre les principes de la CEI 60505.
La classification thermique d’un système d’isolation électrique est établie soit selon une durée
de vie en service connue, conformément à la CEI 60791, soit conformément à la CEI 61857
(toutes les parties).
61858 © IEC:1999 – 7 –
INTRODUCTION
This International Standard describes procedures for the evaluation of changes to an
established electrical insulation system (EIS) for wire-wound electrotechnical devices and the

effect of these changes on the thermal classification of the established EIS.

General principles for evaluation and qualification of EIS can be found in IEC 60505. Unless

the procedures of this standard indicate otherwise, the principles of IEC 60505 should be

followed.
The thermal classification of an EIS is established either by known service life, in accordance
with IEC 60791, or evaluated in accordance with IEC 61857 (all parts).

– 8 – 61858 © CEI:1999
SYSTÈMES D’ISOLATION ÉLECTRIQUE –

ÉVALUATION THERMIQUE DES MODIFICATIONS APPORTÉES

À UN SYSTÈME D’ISOLATION ÉLECTRIQUE ÉPROUVÉ

À ENROULEMENTS À FIL
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale indique les procédures d'essai requises pour la qualification

des modifications qui ont été apportées à un système d’isolation électrique éprouvé (SIE), pour
ce qui concerne sa classification thermique. La présente Norme internationale s’applique aux
systèmes d’isolation électrique existant dans les dispositifs à enroulements à fils ayant une
tension d’entrée allant jusqu’à 1 000 V. Les procédures d’essai se font par comparaison des
performances d’un système d’isolation électrique candidat avec celles d’un système d’isolation
électrique de référence dont l’expérience en service a été démontrée conformément la
CEI 60791, ou qui a été évaluée par une des procédures décrites dans la série 61857.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne
s’appliquent pas. Toutefois les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Norme
internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière édition
du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent
le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI/TR2 60034-18-22:1996, Machines électriques tournantes − Partie 18: Evaluation
fonctionnelle des systèmes d’isolation – Section 22: Procédures d’essai pour enroulements à
fils – Classification des modifications et des substitutions de composants d’isolation
CEI 60172:1987, Méthode d’essai pour la détermination de l’indice de température des fils de
bobinage émaillés
CEI 60216-1, Guide pour la détermination des propriétés d’endurance thermique des matériaux
isolants électriques – Partie 1: Guide général relatif aux méthodes de vieillissement et à
1)
l’évaluation des résultats d’essai
CEI 60317 (toutes les parties), Spécifications pour types particuliers de fils de bobinage

2)
CEI 60505: Evaluation et qualification des systèmes d’isolation électrique
CEI 60791:1984, Evaluation des performances des systèmes d’isolation à partir de l’expérience
en service et des résultats d’essai fonctionnels
CEI 61033:1991, Méthodes d’essai pour la détermination du pouvoir agglomérant des agents
d’imprégnation sur fil émaillé
CEI 61857 (toutes les parties), Systèmes d’isolation électrique – Procédures d’évaluation
thermique
________
1)
A publier.
2)
Deuxième édition à paraître.
61858 © IEC:1999 – 9 –
ELECTRICAL INSULATION SYSTEMS –

THERMAL EVALUATION OF MODIFICATIONS TO

AN ESTABLISHED WIRE-WOUND EIS
1 Scope
This International Standard lists the required test procedures for qualification of modifications

of an established electrical insulation system (EIS) with respect to its thermal classification.
This International Standard is applicable to EIS used in wire-wound electrotechnical devices
with input voltage up to 1 000 V. The test procedures are comparative in that the performance
of a candidate EIS is compared to that of a reference EIS, which has proven service
experience in accordance with IEC 60791 or has been evaluated by one of the procedures
given in IEC 61857 series.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions, which, through reference in this text,
constitute provisions of this International Standard. For dated references, subsequent
amendments to or revisions of any of these publications do not apply. However, parties to
agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility
of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to apply. Members of IEC
and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC/TR2 60034-18-22: 1996, Rotating electric machines – Part 18: Functional evaluation of
insulation systems – Section 22: Test procedures for wire-wound windings – Classification of
changes and insulation component substitutions
IEC 60172:1987, Test procedure for the determination of the temperature index of enamelled
winding wires
IEC 60216-1: Determination of thermal endurance of solid organic materials – Part 1: General
1)
guidelines for ageing procedures and evaluation of test results
IEC 60317 (all parts), Specifications for particular types of winding wires
2)
IEC 60505: Evaluation and qualification of electrical insulation systems

IEC 60791:1984, Performance evaluation of insulation systems based on service experience
and functional tests
IEC 61033:1991, Test methods for the determination of bond strength of impregnating agents
to an enamelled wire substrate
IEC 61857 (all parts), Electrical insulation systems – Procedures for thermal evaluation
———————
1)
To be published.
2)
Second edition to be published.

– 10 – 61858 © CEI:1999
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants
s’appliquent.
3.1
système d’isolation électrique (SIE)

structure isolante contenant un ou plusieurs matériaux isolants électriques (MIE) en même

temps que les parties conductrices associées utilisées dans un produit électrotechnique

3.2
matériau isolant électrique (MIE)
composant électriquement soumis à des contraintes dans un système d’isolation électrique
4 Considérations générales
Il est nécessaire de prouver que les modifications apportées à un système d’isolation élec-
trique éprouvé ne provoquent pas une dégradation inacceptable de sa performance thermique.
La présente norme propose des méthodes relativement économiques et rapides avec
lesquelles l’utilisateur peut apporter des modifications à un système d’isolation électrique
éprouvé en évaluant:
a) l’effet sur la durée de vie thermique du système d’isolation électrique si l’épaisseur d’un
MIE est modifiée;
b) la compatibilité, sous contraintes thermiques, d’un MIE substitué;
c) la compatibilité, sous contraintes thermiques, des autres composants utilisés mis en
contact étroit avec un système d’isolation électrique éprouvé.
Les matériaux d’isolation électrique ayant des indices de température différents (IT/ITR)
conformément à la CEI 60216-1 peuvent être combinés pour former un système d’isolation
électrique ayant une classe thermique pouvant être plus élevée ou plus basse que celle de
n’importe lequel des composants individuels, conformément à la CEI 60505.
Il peut y avoir plus d’un système d’isolation électrique dans un appareil donné. Ces systèmes
d’isolation électriques peuvent avoir des classes thermiques différentes.
La vue d’ensemble suivante (figure 1) est un organigramme pour orienter les choix des articles
utiles à une évaluation.
61858 © IEC:1999 – 11 –
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions shall
apply:
3.1
electrical insulation system (EIS)

insulating structure containing one or more electrical insulating materials (EIM) together with

associated conducting parts employed in an electrotechnical device

3.2
electrical insulating material (EIM)
electrically stressed component in an EIS
4 General considerations
It needs to be proven that modifications to an established EIS do not cause unacceptable
degradation of its thermal performance.
This standard provides relatively low cost and faster methods by which the user can make
modifications to an established EIS by evaluating:
a) the impact on the thermal life of the EIS if the thickness of an EIM is changed;
b) the compatibility, under thermal stress, of a substituted EIM;
c) the compatibility, under thermal stress, of other components used in intimate contact with
an established EIS.
EIMs having different temperature indices (TI/RTI) according to IEC 60216-1 may be
combined to form an EIS having a thermal class that may be higher or lower than that of any
of the individual components according to IEC 60505.
There may be more than one EIS in a particular apparatus. These EIS may have different
thermal classes.
The following overview (figure 1) is a flow chart for guidance in selecting the proper clauses
for evaluation.
– 12 – 61858 © CEI:1999
SIE éprouvé selon la
CEI 60791 ou la CEI 61857-1
Evaluation d’autres
Modification d’un MIE d’un SIE éprouvé
composants ajoutés
au SIE éprouvé
Ajout de Ajout
Modification Substitution d’un composant d’un MIE
résine/vernis d’autres
de
d’imprégnation composants
l’épaisseur
(9.1) (9.2)
(5)
Résine et/ou vernis
Autre Fil de
d’imprégnation
MIE bobinage
(7)
(8) (6)
Comparer les Substitution Substitution
classes thermiques
autorisée? autorisée?
(7.1) (8.1) (6.1)
Non
Non Oui Oui
Acceptable?
selon la
CEI 60172
Egal ou plus
grand?
Oui
Non
Non Oui
Essai selon la
Essai selon la
CEI 60034-18-22,
CEI 60034-18-22,
article 7
article 7
Conforme?
Acceptable
pour
Non Oui
utilisation avec
SIE éprouvé?
Essai de vieillissement à
une seule température
Non
Oui
(10)
Possible Impossible
Conforme?
Non Oui
Le SIE modifié est conforme
Essai comme un nouveau SIE conformément à la CEI 61857-1
(optionnel)
IEC  1178/99
Figure 1 – Vue d’ensemble des méthodes d’évaluation

61858 © IEC:1999 – 13 –
Established EIS per
IEC 60791 or IEC 61857-1
Evaluation of
EIM modification of established EIS
additions to
established EIS
Change Addition of Addition
Substitution of EIM component
of impregnating of other
thickness resin/varnish components
(5) (9.1) (9.2)
Impregnating Other Winding
resin/varnish
EIM wire
(7) (8) (6)
Compare
Substitution Substitution
thermal classes
allowed? allowed?
(7.1)
(8.1) (6.1)
No Yes Yes No
Acceptable?
per
IEC 60172
Equal or greater
than?
No Yes
No
Yes
Test per
Test per
IEC 60034-18-22,
IEC 60034-18-22,
clause 7
clause 7
Acceptable?
...