IEC TS 60034-18-34:2000

SPÉCIFICATION CEI
TECHNIQUE IEC
TS 60034-18-34
TECHNICAL
Première édition
SPECIFICATION
First edition
2000-01
Machines électriques tournantes –
Partie 18-34:
Evaluation fonctionnelle des systèmes
d’isolation –
Procédures d’essai pour enroulements
préformés –
Evaluation de l’endurance thermomécanique
des systèmes d’isolation
Rotating electrical machines –
Part 18-34:
Functional evaluation of insulation systems –
Test procedures for form-wound windings –
Evaluation of thermomechanical endurance
of insulation systems
Numéro de référence
Reference number
IEC/TS 60034-18-34:2000
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)*
• Bulletin de la CEI
• IEC Bulletin
Disponible à la fois au «site web» de la CEI*
Available both at the IEC web site* and
et comme périodique imprimé
as a printed periodical
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.

SPÉCIFICATION CEI
TECHNIQUE IEC
TS 60034-18-34
TECHNICAL
Première édition
SPECIFICATION
First edition
2000-01
Machines électriques tournantes –
Partie 18-34:
Evaluation fonctionnelle des systèmes
d’isolation –
Procédures d’essai pour enroulements
préformés –
Evaluation de l’endurance thermomécanique
des systèmes d’isolation
Rotating electrical machines –
Part 18-34:
Functional evaluation of insulation systems –
Test procedures for form-wound windings –
Evaluation of thermomechanical endurance
of insulation systems
 IEC 2000 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in
utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, any form or by any means, electronic or mechanical,
électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les including photocopying and microfilm, without permission in
microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher.
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Q
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– 2 – TS 60034-18-34 © CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4
INTRODUCTION .8
Articles
1 Domaine d'application . 10
2 Références normatives. 10
3 Considérations générales . 12
3.1 Relation avec la CEI 60034-18-1 . 12
3.2 Processus de vieillissement thermomécanique . 12
3.3 Désignation des procédures d'essai . 12
3.4 Système d'isolation de référence . 12
4 Echantillons et éprouvettes. 14
4.1 Fabrication. 14
4.2 Nombre d'échantillons. 14
5 Cycles de chauffage et de refroidissement. 14
5.1 Température et durée des cycles de chauffage et de refroidissement . 14
5.2 Nombre de cycles . 16
6 Procédure d'essai 1 pour barres/bobines en fausses encoches. 16
6.1 Fausse encoche. 16
6.2 Support des extrémités des éprouvettes . 16
6.3 Méthodes de chauffage . 16
6.4 Méthodes de refroidissement . 18
6.5 Essais préliminaires de vérification de la qualité et essais de diagnostic . 18
6.6 Essais de diagnostic en cours de cyclage. 20
6.6.1 Périodicité recommandée pour les essais de diagnostic. 20
6.6.2 Essais de diagnostic proposés sur les barres/bobines. 20
6.7 Essais finals de diagnostic . 20
7 Procédure d'essai 2 pour barres/bobines non maintenues. 22
7.1 Positionnement des barres/bobines lors de l'essai . 22
7.2 Méthode de chauffage. 22
7.3 Méthode de refroidissement . 22
7.4 Essais préliminaires de vérification de la qualité et essais de diagnostic . 22
7.5 Essais de diagnostic en cours de cyclage. 24
7.5.1 Périodicité des essais. 24
7.5.2 Type d'essais proposés . 24
7.6 Essais finals de diagnostic . 24
8 Analyse et compte rendu . 24
Figure 1 – Détails de la procédure d'essai. 28
Figure 2 – Schéma du cycle de chauffage et de refroidissement. 30
Figure 3 – Exemple de fausse encoche avec deux barres . 32

TS 60034-18-34 © IEC:2000 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5
INTRODUCTION .9
Clause
1 Scope . 11
2 Normative references . 11
3 General considerations. 13
3.1 Relationship to IEC 60034-18-1. 13
3.2 Thermomechanical ageing process . 13
3.3 Designation of test procedure. 13
3.4 Reference insulation system. 13
4 Test specimens and test objects. 15
4.1 Construction . 15
4.2 Number of test specimens. 15
5 Heating and cooling cycles . 15
5.1 Temperature and length of heating and cooling cycles . 15
5.2 Number of cycles . 17
6 Test procedure 1 for bars/coils in model slots . 17
6.1 Model slot . 17
6.2 Support for end parts of test objects. 17
6.3 Methods of heating. 17
6.4 Methods of cooling . 19
6.5 Initial quality assurance and diagnostic tests . 19
6.6 Diagnostic tests during cycling . 21
6.6.1 Recommended frequency of diagnostic tests . 21
6.6.2 Suggested diagnostic tests of individual bars/coils . 21
6.7 Final diagnostic tests . 21
7 Test procedure 2 for unrestrained bars/coils . 23
7.1 Positioning the bars/coils for test. 23
7.2 Method of heating . 23
7.3 Method of cooling. 23
7.4 Initial quality assurance and diagnostic tests . 23
7.5 Diagnostic tests during cycling . 25
7.5.1 Frequency of tests. 25
7.5.2 Type of suggested tests . 25
7.6 Final diagnostic tests . 25
8 Analysing and reporting. 25
Figure 1 – Details of test procedure . 29
Figure 2 – Heating and cooling cycle schedule . 31
Figure 3 – Example of the model slot with two bars . 33

– 4 – TS 60034-18-34 © CEI:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
MACHINES ÉLECTRIQUES TOURNANTES –
Partie 18-34: Evaluation fonctionnelle des systèmes d’isolation –
Procédures d’essai pour enroulements préformés –
Evaluation de l’endurance thermomécanique des systèmes d’isolation
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 spécification technique 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 tâche principale des comités d’études de la CEI est l’élaboration des Normes
internationales. Exceptionnellement, un comité d’études peut proposer la publication d’une
spécification technique
• lorsqu’en dépit de maints efforts, l’accord requis ne peut être réalisé en faveur de la
publication d’une Norme internationale, ou
• lorsque le sujet en question est encore en cours de développement technique ou quand,
pour une raison quelconque, la possibilité d’un accord pour la publication d’une Norme
internationale peut être envisagée pour l’avenir mais pas dans l’immédiat.
Les spécifications techniques font l’objet d’un nouvel examen trois ans au plus tard après leur
publication afin de décider éventuellement de leur transformation en Normes internationales.
La CEI 60034-18-34, qui est une spécification technique, a été établie par le sous-comité 2J:
Classification des systèmes d'isolation des machines tournantes, du comité d’études 2 de la
CEI: Machines tournantes.
TS 60034-18-34 © IEC:2000 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
ROTATING ELECTRICAL MACHINES –
Part 18-34: Functional evaluation of insulation systems –
Test procedures for form-wound windings –
Evaluation of thermomechanical endurance of insulation systems
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 technical specification may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
The main task of IEC technical committees is to prepare International Standards. In
exceptional circumstances, a technical committee may propose the publication of a technical
specification when
• the required support cannot be obtained for the publication of an International Standard,
despite repeated efforts, or
• the subject is still under technical development or where, for any other reason, there is the
future but no immediate possibility of an agreement on an International Standard.
Technical specifications are subject to review within three years of publication to decide
whether they can be transformed into International Standards.
IEC 60034-18-34, which is a technical specification, has been prepared by subcommittee 2J:
Classification of insulation systems for rotating machinery, of IEC technical committee 2:
Rotating machinery.
– 6 – TS 60034-18-34 © CEI:2000
Le texte de cette spécification technique est issu des documents suivants:
Projet d’enquête Rapport de vote
2J/66/CDV 2J/68/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette spécification technique.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Cette spécification technique constitue la partie 18-34 d'une série de publications traitant de
l'évaluation fonctionnelle des systèmes d'isolation des machines tournantes électriques, les
autres parties étant:
CEI 60034-18-1: Principes directeurs généraux
CEI 60034-18-21: Procédures d'essai pour enroulements à fils – Evaluation thermique et
classification
CEI 60034-18-22: Procédures d'essai pour enroulements à fils – Classification des
modifications et des substitutions de composants d'isolation
Procédures d'essais pour enroulements préformés – Evaluation thermique et
CEI 60034-18-31:
classification des systèmes d'isolation utilisés dans les machines jusqu'à et y compris 50 MVA
et 15 kV
CEI 60034-18-32: Procédures d'essais pour enroulements préformés – Evaluation électrique
des systèmes d'isolation utilisés dans les machines jusqu'à et y compris 50 MVA et 15 kV
CEI 60034-18-33: Procédures d'essais pour enroulements préformés – Endurance sous
contrainte thermique et électrique combinée des systèmes d'isolation utilisés dans les
machines jusqu'à et y compris 50 MVA et 15 kV
Certaines parties sont publiées en tant que sections soit comme Normes internationales, soit
comme spécifications techniques ou rapports techniques.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2005. A cette
date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
TS 60034-18-34 © IEC:2000 – 7 –
The text of this technical specification is based on the following documents:
Enquiry draft Report on voting
2J/66/CDV 2J/68/RVC
Full information on the voting for the approval of this technical specification 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.
This technical specification constitutes part 18-34 of a series of publications dealing with the
functional evaluation of insulation systems of rotating electrical machines, the other parts
being:
IEC 60034-18-1: General guidelines
IEC 60034-18-21: Test procedures for wire-wound windings – Thermal evaluation and
classification
IEC 60034-18-22: Test procedures for wire-wound windings – Classification of changes and
insulation components substitutions
Test procedures for form-wound windings – Thermal evaluation and
IEC 60034-18-31:
classification of insulation systems used in machines up to and including 50 MVA and 15 kV
IEC 60034-18-32: Test procedures for form-wound windings – Electrical evaluation and
classification of insulation systems used in machines up to and including 50 MVA and 15 kV
IEC 60034-18-33: Test procedures for form-wound windings – Multifactor functional evaluation
– Endurance under combined thermal and electrical stresses of insulation systems used in
machines up to and including 50 MVA and 15 kV
Some parts are published as sections, some as International Standards or as technical
specifications or technical reports.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2005. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – TS 60034-18-34 © CEI:2000
INTRODUCTION
La CEI 60034-18-1 présente les principes directeurs généraux d'évaluation et de classification
des systèmes d'isolation utilisés dans les machines électriques tournantes.
La présente partie concerne l'évaluation de la tenue au cyclage thermique des systèmes
d'isolation à enroulements préformés. Ce type d'endurance est primordial pour les machines
tournantes longues (particulièrement celles à refroidissement indirect) et pour les machines
soumises à un grand nombre de fortes variations de charge en fonctionnement normal.

TS 60034-18-34 © IEC:2000 – 9 –
INTRODUCTION
IEC 60034-18-1 presents general guidelines for the evaluation and classification of insulation
systems used in rotating electrical machines.
This part deals with thermal cycling evaluation of insulation systems for form-wound windings.
This kind of endurance is of special importance for long rotating machines (especially indirectly
cooled) and machines that are exposed to a very large number of considerable load changes
during normal operation.
– 10 – TS 60034-18-34 © CEI:2000
MACHINES ÉLECTRIQUES TOURNANTES –
Partie 18-34: Evaluation fonctionnelle des systèmes d’isolation –
Procédures d’essai pour enroulements préformés –
Evaluation de l’endurance thermomécanique des systèmes d’isolation
1 Domaine d'application
La présente partie de la CEI 60034 donne des procédures d'essai pour l'évaluation de
l'endurance au cyclage thermomécanique des systèmes d'isolation à enroulements préformés.
Dans cette évaluation, il est préférable que les performances d'un système candidat soient
comparées à celles d'un système d'isolation de référence dont l'expérience en service a été
démontrée.
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 partie de la CEI 60034.
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 partie de
la CEI 60034 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 la CEI et de l'ISO possèdent
le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60034-1:1996, Machines électriques tournantes – Partie 1: Caractéristiques assignées et
caractéristiques de fonctionnement
Amendement 1 (1997)
*
Amendement 2 (1999)
CEI 60034-15:1995, Machines électriques tournantes – Partie 15: Niveaux de tension de tenue
au choc des machines tournantes à courant alternatif à bobines stator préformées
CEI 60034-18-1:1992, Machines électriques tournantes – Partie 18: Evaluation fonctionnelle
des systèmes d'isolation – Section 1: Principes directeurs généraux
CEI 60034-18-32:1995, Machines électriques tournantes – Partie 18: Evaluation fonctionnelle
des systèmes d'isolation – Section 32: Procédures d'essai pour enroulements préformés –
Evaluation électrique des systèmes d'isolation utilisés dans les machines jusqu'à et y compris
50 MVA et 15 kV
CEI 60243-1:1998, Rigidité diélectrique des matériaux isolants – Méthodes d'essai – Partie 1:
Essais aux fréquences industrielles
CEI 60270:1981, Mesures des décharges partielles
CEI TR 60894:1987, Guide de procédure d'essai pour la mesure de la tangente de l'angle de
pertes des bobines et barres d'enroulements de machines
___________
*
Il existe une édition consolidée 10.2 (1999) qui comprend la CEI 60034-1 (1996) ainsi que l'amendement 1
(1997) et l'amendement 2 (1999).

TS 60034-18-34 © IEC:2000 – 11 –
ROTATING ELECTRICAL MACHINES –
Part 18-34: Functional evaluation of insulation systems –
Test procedures for form-wound windings –
Evaluation of thermomechanical endurance of insulation systems
1 Scope
This part of IEC 60034 gives test procedures for the evaluation of thermomechanical cycle
endurance of insulation systems for form-wound windings.
In this evaluation, it is preferred that the performance of a candidate system is compared to
that of a reference insulation system with proven service experience.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 60034. For dated references, subsequent amendments
to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to agreements
based on this part of IEC 60034 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 applies. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
IEC 60034-1:1996, Rotating electrical machines – Part 1: Rating and performance
Amendment 1 (1997)
*
Amendment 2 (1999)
IEC 60034-15:1995, Rotating electrical machines – Part 15: Impulse voltage withstand levels of
rotating a.c. machines with form-wound stator coils
IEC 60034-18-1:1992, Rotating electrical machines – Part 18: Functional evaluation of
insulation systems – Section 1: General guidelines
IEC 60034-18-32:1995, Rotating electrical machines – Part 18: Functional evaluation of
insulation systems – Section 32: Test procedures for form-wound windings – Electrical
evaluation of insulation systems used in machines up to and including 50 MVA and 15 kV
IEC 60243-1:1998, Electrical strength of insulating materials – Test methods – Part 1: Tests at
power frequencies
IEC 60270:1981, Partial discharge measurements
IEC TR 60894:1987, Guide for test procedure for the measurement of loss tangent of coils and
bars for machine windings
___________
*
There is a consolidated edition 10.2 (1999) which includes IEC 60034-1 (1996) as well as amendment 1 (1997)
and amendment 2 (1999).
– 12 – TS 60034-18-34 © CEI:2000
3 Considérations générales
3.1 Relation avec la CEI 60034-18-1
Il convient que les principes de la CEI 60034-18-1 soient suivis, sauf indication contraire dans
les recommandations de la présente partie.
3.2 Processus de vieillissement thermomécanique
Du fait du cyclage thermomécanique, six processus de vieillissement peuvent survenir dans le
système d'isolation des bobinages:
a) perte d'adhérence;
b) délamination entre les couches d’isolation;
c) délamination entre une couche d’isolation et la couche conductrice;
d) abrasion à la surface extérieure de l'isolation;
e) fissuration circonférentielle de l'isolation (décohésion du ruban/cassure circulaire) particu-
lièrement dans la partie hors fer;
f) endommagement mécanique de l'isolation, provoqué par la déformation de l'extrémité des
spires du bobinage.
3.3 Désignation des procédures d'essai
Selon le processus de vieillissement à simuler, deux procédures d'essai seront décrites.
Procédure d'essai 1, dans laquelle les barres/bobines d'essai du bobinage sont assemblées en
fausses encoches simulant les conditions dans une vraie machine, y compris les supports à
chaque extrémité des barres/bobines.
Procédure d'essai 2, dans laquelle les barres/bobines sont libres de bouger, sans les
contraintes dues à la présence des fausses encoches et des supports d'extrémité.
La procédure d'essai 1 peut être utilisée pour simuler les six processus de vieillissement. C'est
la méthode la plus informative pour évaluer les performances d'endurance thermomécanique,
car elle simule plus précisément les conditions d'exploitation des bobinages de machines.
La procédure d'essai 2 peut être utilisée pour simuler le processus de vieillissement a) et, dans
certains cas, le processus de vieillissement c), à savoir lorsque la conception du bobinage
permet un déplacement axial libre des barres/bobines dans les encoches.
Dans chacune des procédures d'essai, les éprouvettes sont exposées au départ à des essais
de vérification de la qualité et à des essais de diagnostic. A des instants précisés durant et à la
fin du cyclage thermique, les essais de diagnostic sont répétés, après quoi quelques essais
destructifs sont réalisés.
3.4 Système d'isolation de référence
Un système d'isolation de référence doit être testé en utilisant la même procédure d'essai que
celle du système candidat. Un système d'isolation est qualifié pour servir de système d'iso-
lation de référence, s'il a joué son rôle sans problème durant une durée suffisamment longue
dans des conditions types de service pour ce système d'isolation. La classe de température du
système d'isolation de référence ne doit pas différer de celle du système d'isolation candidat
de plus d'une classe d'isolation.

TS 60034-18-34 © IEC:2000 – 13 –
3 General considerations
3.1 Relationship to IEC 60034-18-1
The principles of IEC 60034-18-1 should be followed, unless the recommendations of this part
indicate otherwise.
3.2 Thermomechanical ageing process
As a result of the thermomechanical cycling, six ageing processes can occur in the insulation
system of the windings:
a) loss of adhesion;
b) delamination between layers of the insulation;
c) delamination between a layer of the insulation and the conducting layer;
d) abrasion at the outer surface of the insulation;
e) circumferential cracking of the insulation (tape separation/girth cracking), especially in the
part extending from the slot:
f) mechanical damage to the insulation caused by distortion of the end turns of the winding.
3.3 Designation of test procedure
Depending upon which ageing processes are to be simulated, two test procedures will be
described.
Test procedure 1, in which the test bars/coils of the winding are assembled in model slots
simulating the conditions in an actual machine, including the supports at both ends of the
bars/coils.
Test procedure 2, in which the bars/coils are free to move, without the restraints caused by the
presence of model slots and end supports.
Test procedure 1 can be used to simulate all six ageing processes. This is the most informative
method for assessing thermomechanical endurance performance because it simulates more
precisely the conditions occurring in the windings of machines in service.
Test procedure 2 can be used to simulate ageing process a) and, in some cases, ageing
process c), namely when the winding design allows for free axial movement of the bars/coils in
the slots.
In both test procedures, the test objects are initially exposed to quality assurance tests and
diagnostic tests. At certain prescribed times during and at the end of the thermal cycling,
the diagnostic tests are repeated, after which some destructive tests are performed.
3.4 Reference insulation system
A reference insulation system shall be tested using the same test procedure as for the
candidate system. An insulation system qualifies to be used as a reference insulation system, if
it has shown successful operation over suitably long periods of time at typical operating
conditions for that insulation system. The temperature class of the reference insulation system
shall not differ from that of the candidate insulation system by more than one insulation class.

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En l'absence d'expérience avec un système de référence adéquat, les variations maximales
permises des propriétés du système d'isolation causées par l'essai d'endurance thermo-
mécanique doivent être spécifiées, dans certains cas après accord entre fabricant et
utilisateur.
4 Echantillons et éprouvettes
4.1 Fabrication
L'échantillon doit être une vraie barre ou bobine (voir figure 1) d'une machine tournante.
L'échantillon doit avoir la même forme et la même longueur que la barre/bobine pouvant être
utilisée dans une machine réelle. Il doit être fabriqué en appliquant le système d'isolation sur le
conducteur avec la même conception et les mêmes matériaux et en utilisant la même
procédure que sur une barre/bobine réelle. La section du conducteur, l'épaisseur d'isolation,
les lignes de fuite et les dispositifs anti-effluves doivent être similaires à ceux d'une vraie
barre/bobine correspondant à la tension assignée maximale à tester.
Dans la procédure d'essai 1, l'éprouvette consiste en un nombre d'échantillons (voir 4.2)
assemblés dans de fausses encoches et supportés comme dans une vraie machine.
4.2 Nombre d'échantillons
Au moins quatre barres ou deux bobines doivent être testées pour chaque essai
thermomécanique. Des barres/bobines supplémentaires seront nécessaires pour réguler la
température du conducteur et réaliser des essais de perforation sur le jeu de référence (non
cyclé) de barres/bobines (voir 5.1, 6.7 et 7.6).
5 Cycles de chauffage et de refroidissement
5.1 Température et durée des cycles de chauffage et de refroidissement
Le cyclage thermomécanique du système d'isolation à tester est accompli par chauffage et
refroidissement alternatifs des éprouvettes, entre deux températures limites fixées, supérieure
et inférieure, mesurées à la surface des conducteurs haute tension des éprouvettes, dans la
partie droite ainsi qu'aux extrémités, afin de minimiser tout effet de radiateur (voir 6.3 a)
et 7.2).
La mesure de la température du conducteur peut être effectuée par thermocouples, détecteurs
thermorésistifs ou capteurs à fibre optique. Afin d'assurer un bon contact avec la surface des
conducteurs, le capteur de température doit être intégré dans la construction de la barre nue,
ou inséré dans un trou percé au travers de l'isolation d'une barre de contrôle à part.
La température limite supérieure doit normalement correspondre à la température de classe T
C
du système d'isolation. Elle doit être contrôlée à ±3 °C près. Comme il se peut souvent que
l'impédance thermique change au cours du vieillissement, il est nécessaire de réguler la
température du cuivre durant l'essai, au moins sur une barre/bobine. Si l'on sait que l'isolation
fonctionnera à une température plus basse que sa température de classe, cette température
plus basse peut être utilisée en tant que température limite supérieure de l'essai. La
température limite inférieure doit être comprise entre 30 °C et 50 °C.
Le temps imparti au chauffage comme au refroidissement doit être de 30 min à 60 min, ainsi
que montré à la figure 2. Le système d'isolation à tester et celui de référence doivent être
essayés avec le même cycle, étant entendu que les températures limites supérieures d'essai
seront différentes si les classes de température des systèmes d'isolation diffèrent.
NOTE Pour des machines avec des conditions thermiques de service particulières, des durées plus courtes
peuvent être utilisées.
TS 60034-18-34 © IEC:2000 – 15 –
If experience with a suitable reference system is not available, maximum permissible changes
of the properties of the insulation system caused by the thermomechanical endurance test shall
be specified, in some cases after an agreement between manufacturer and user.
4 Test specimens and test objects
4.1 Construction
The test specimen shall be an actual bar or coil (see figure 1) for a rotating machine. The test
specimen shall have the same shape and the same length as the bar/coil that could be used in
an actual machine. It shall be manufactured by applying the insulation system to a conductor
with the same design and materials and using the same procedure as an actual bar/coil. The
conductor cross-section, insulation thickness, creeping distances and corona suppression shall
be similar to that of an actual bar/coil of the maximum rated voltage to be tested.
In test procedure 1, the test object comprises a number of test specimens (see 4.2) assembled
in model slots and supported as in a real machine.
4.2 Number of test specimens
At least four bars or two coils shall be tested at each thermomechanical test. Additional
coils/bars will be necessary to monitor the conductor temperature and to perform breakdown
tests on reference (non-cycled) set of bars/coils (see 5.1, 6.7 and 7.6).
5 Heating and cooling cycles
5.1 Temperature and length of heating and cooling cycles
The thermomechanical cycling of the insulation system under test is accomplished by
alternatively heating and cooling the test objects between fixed upper and lower limit
temperatures, measured at the surface of the high-voltage conductors of the test objects in
the straight part and also in the end parts so as to minimize any heat-sink effect (see 6.3 a)
and 7.2).
The measurement of the conductor temperature may be accomplished by thermocouples,
thermistors or fibre-optic sensors. In order to obtain good contact to the surface of the
conductors, the temperature sensor shall be built into the bare-bar construction, or inserted
into a hole drilled through the insulation on a separate control bar.
The upper limit temperature shall normally be the class temperature T of the insulation
c
system. It shall be controlled within ±3 °C. Since the thermal impedance often changes with
ageing, it is necessary to monitor the copper temperature during the test, at least on one
bar/coil. If it is known that the insulation will be operating at a temperature that is lower than its
class temperature, this lower temperature may be used as the upper limit temperature in the
test. The lower limit temperature shall be a temperature between 30 °C and 50 °C.
The time for heating as well as for the cooling shall be between 30 min and 60 min as shown in
figure 2. The insulation system under test and the reference insulation system shall be tested
with the same cycle except that the upper limit test temperatures will be different if the
temperature classes of the insulation system differ.
NOTE For machines with particular thermal operating conditions, shorter times may be used.

– 16 – TS 60034-18-34 © CEI:2000
5.2 Nombre de cycles
Les éprouvettes doivent être soumises à un minimum de 500 cycles thermiques. Pour des
raisons techniques, ce chiffre peut être augmenté.
6 Procédure d'essai 1 pour barres/bobines en fausses encoches
6.1 Fausse encoche
L'essai thermomécanique selon cette procédure d'essai doit être réalisé sur des barres/bobines
placées dans des fausses encoches. Celles-ci doivent satisfaire aux conditions suivantes.
a) La longueur des fausses encoches et la partie droite hors encoche des barres/bobines
doivent être les mêmes que celles d'une machine effective. Voir figure 1.
b) On choisira plutôt des fausses encoches à tôles empilées, cependant d'autres modèles
figurant de façon adéquate la surface d'une encoche et les caractéristiques mécaniques de
circuits à tôles peuvent être utilisés. Aucune déformation dimensionnelle de la structure de
l'encoche ne doit apparaître durant les essais. Il convient d'inclure de préférence des
évents de ventilation, qu'ils soient similaires en largeur, et qu'ils produisent une usure par
glissement de la surface de l'isolation identique à celle d'une machine réelle.
c) Les barres/bobines doivent être montées en fausses encoches comme dans les encoches
d'une vraie machine, en utilisant les procédures et les composants normaux de montage.
Le serrage des cales et le remplissage d'encoche doivent être uniformes axialement. La
positi
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