IEC 61643-1:1998

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61643-1
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-02
Dispositifs de protection contre les surtensions
connectés aux réseaux de distribution
basse tension –
Partie 1:
Prescriptions de fonctionnement
et méthodes d'essai
Surge protective devices connected to low-voltage
power distribution systems –
Part 1:
Performance requirements and testing methods

Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61643-1:1998
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indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication
publication de base incorporant l’amendement 1, et la incorporating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.

et 2.
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la CEI et dans les documents ci-dessous: IEC sources:
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
• Annuaire de la CEI • IEC Yearbook
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• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
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(Accès en ligne)* (On-line access)*
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et littéraux symbols
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et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
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lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
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
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NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
61643-1
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-02
Dispositifs de protection contre les surtensions
connectés aux réseaux de distribution
basse tension –
Partie 1:
Prescriptions de fonctionnement
et méthodes d'essai
Surge protective devices connected to low-voltage
power distribution systems –
Part 1:
Performance requirements and testing methods

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– 2 – 61643-1 © CEI:1998
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 10

INTRODUCTION . 12

Articles
1 Généralités.14

1.1 Domaine d'application.14

1.2 Références normatives.14

2 Conditions de fonctionnement . 16
2.1 Conditions normales.16
2.2 Conditions anormales. 16
3 Définitions.18
4 Classifications.26
4.1 Nombre de ports . 26
4.1.1 Un.26
4.1.2 Deux.26
4.2 Conception.26
4.2.1 Parafoudre de type à coupure de tension. 26
4.2.2 Parafoudre de type à limitation de tension . 26
4.2.3 Parafoudre de type combiné . 26
4.3 Essais de classe I, II et III . 26
4.4 Emplacement.28
4.4.1 Intérieur.28
4.4.2 Extérieur.28
4.5 Accessibilité.28
4.5.1 Accessible.28
4.5.2 Non accessible (hors de portée) . 28
4.6 Méthode d'installation.28
4.6.1 Permanente.28
4.6.2 Mobile.28
4.7 Déconnecteur du parafoudre . 28
4.7.1 Emplacement.28
4.7.2 Fonctions de protection . 28

4.8 Protection sélective contre les surintensités . 28
4.8.1 Spécifiée.28
4.8.2 Non spécifiée.28
4.9 Degré de protection procuré par les enveloppes conformément aux codes IP
de la CEI 60529 . 28
4.10 Domaine de températures . 28
4.10.1 Normal.28
4.10.2 Etendu.28

61643-1 © IEC:1998 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 11

INTRODUCTION . 13

Clause
1 General. 15

1.1 Scope. 15
1.2 Normative references. 15
2 Service conditions . 17
2.1 Normal. 17
2.2 Abnormal . 17
3 Definitions. 19
4 Classifications. 27
4.1 Number of ports . 27
4.1.1 One. 27
4.1.2 Two. 27
4.2 SPD design topology. 27
4.2.1 Voltage switching type. 27
4.2.2 Voltage limiting type . 27
4.2.3 Combination type . 27
4.3 SPD class I, II and III tests . 27
4.4 Location. 29
4.4.1 Indoor . 29
4.4.2 Outdoor. 29
4.5 Accessibility . 29
4.5.1 Accessible. 29
4.5.2 Inaccessible (out-of-reach) . 29
4.6 Mounting method . 29
4.6.1 Fixed. 29
4.6.2 Portable . 29

4.7 SPD disconnector . 29
4.7.1 Location . 29
4.7.2 Protection functions. 29
4.8 Backup overcurrent protection. 29
4.8.1 Specified. 29
4.8.2 Not specified . 29
4.9 Degree of protection provided by enclosures according to IP codes of
IEC 60529. 29
4.10 Temperate range . 29
4.10.1 Normal . 29
4.10.2 Extended. 29

– 4 – 61643-1 © CEI:1998
Articles Pages
5 Valeurs normalisées.30

5.1 Valeurs préférentielles des courants de choc pour les essais de classe I, I . 30

imp
5.2 Valeurs préférentielles des courants nominaux de décharge pour les essais
de classe II, I . 30

n
5.3 Valeurs préférentielles des tensions à circuit ouvert pour les essais de classe III, U . 30
oc
5.4 Valeurs préférentielles du niveau de protection en tension U . 30
p
5.5 Valeurs préférentielles des tensions maximales efficaces ou continues

de régime permanent U . 30
c
6 Prescriptions.30
6.1 Prescriptions générales.30
6.1.1 Identification.30
6.1.2 Marquage.32
6.2 Prescriptions électriques.32
6.2.1 Connexions électriques.32
6.2.2 Niveau de protection en tension U . 32
p
6.2.3 Essai(s) de classe I du courant de choc. 32
6.2.4 Essai(s) de classe II du courant de décharge nominal. 32
6.2.5 Essai(s) de classe III en onde combinée. 34
6.2.6 Essais de fonctionnement. 34
6.2.7 Dispositifs de déconnexion . 34
6.2.8 Distances dans l'air et lignes de fuite. 34
6.2.9 Résistance au cheminement. 34
6.2.10 Rigidité diélectrique.34
6.2.11 Tenue aux courts-circuits . 34
6.3 Prescriptions mécaniques.34
6.3.1 Généralités.34
6.3.2 Connexions mécaniques.36
6.3.3 Métaux résistant à la corrosion . 40
6.4 Prescriptions d'environnement.40
6.5 Prescriptions de sécurité . 40
6.5.1 Protection contre les contacts directs . 40
6.5.2 Résistance au feu . 42
6.6 Prescriptions d'essais complémentaires pour les parafoudres à deux ports
bornes d'entrée et un port avec sortie séparées . 42

6.6.1 Pourcentage de chute de tension. 42
6.6.2 Courant de charge assigné. 42
7 Essais de type.42
7.1 Procédures générales d'essai. 42
7.1.1 Essai de courant de choc de classe I. 44
7.1.2 Essai sous courant nominal de décharge de classe I et II . 50
7.1.3 Essai sous tension de choc de classe I et II. 50
7.1.4 Essai en onde combinée de classe III . 52
7.2 Identification et marquage . 56
7.2.1 Vérification de l'identification et des marquages. 56
7.2.2 Essai d'indébilité du marquage . 56

61643-1 © IEC:1998 – 5 –
Clause Page
5 Standard ratings. 31

5.1 Preferred values of impulse current for class I tests I . 31
imp
5.2 Preferred values of nominal discharge current for class II tests I . 31
n
5.3 Preferred values of open-circuit voltage for class III tests U . 31
oc
5.4 Preferred values of voltage protection level U . 31
p
5.5 Preferred values of r.m.s. or d.c. maximum continuous operating voltage U . 31
c
6 Requirements. 31
6.1 General requirements. 31
6.1.1 Identification . 31
6.1.2 Marking. 33
6.2 Electrical requirements. 33
6.2.1 Electrical connections. 33
6.2.2 Voltage protection level U . 33
p
6.2.3 Class I impulse current test(s) . 33
6.2.4 Class II nominal discharge current test(s) . 33
6.2.5 Class III combination wave test(s) . 35
6.2.6 Operating duty test . 35
6.2.7 SPD disconnector. 35
6.2.8 Air clearances and creepage distances. 35
6.2.9 Tracking resistance . 35
6.2.10 Dielectric withstand . 35
6.2.11 Short-circuit withstand capability. 35
6.3 Mechanical requirements . 35
6.3.1 General. 35
6.3.2 Mechanical connections . 37
6.3.3 Corrosive resistant metals . 41
6.4 Environmental requirements. 41
6.5 Safety requirements . 41
6.5.1 Protection against direct contact. 41
6.5.2 Fire resistance . 43
6.6 Additional test requirements for two-port SPDs and one-port SPDs with
separate input/output terminals . 43
6.6.1 Percent of voltage regulation . 43
6.6.2 Rated load current. 43
7 Type tests . 43
7.1 General testing procedures . 43
7.1.1 Class I impulse current test . 45
7.1.2 Class I and class II nominal discharge current test. 51
7.1.3 Class I and II voltage impulse test . 51
7.1.4 Class III combination wave test . 53
7.2 Identification and marking . 57
7.2.1 Verification of the identification and markings . 57
7.2.2 Test of indelibility of markings . 57

– 6 – 61643-1 © CEI:1998
Articles Pages
7.3 Bornes et connexions. 56

7.3.1 Méthode générale d'essai. 56

7.3.2 Bornes à vis . 56

7.3.3 Bornes sans vis. 62

7.3.4 Connexions à perçage d'isolant . 64

7.3.5 Ecrous, fiches et prises . 64

7.4 Essai de protection contre les contacts directs . 66

7.4.1 Parties isolantes.66

7.4.2 Parties métalliques.66
7.5 Détermination de la tension de limitation mesurée . 66
7.5.1 Procédure d'essai pour déterminer si un dispositif de coupure (crowbar)
est dans un parafoudre. 72
7.5.2 Procédure d'essai pour mesurer la tension résiduelle sous un courant
de choc 8/20 . 72
7.5.3 Procédure d'essai pour mesurer la tension d'amorçage sous
des tensions de choc 1,2/50 . 72
7.5.4 Procédure d'essai pour mesurer la tension de limitation sous onde combinée . 74
7.5.5 Essai alternatif avec le générateur combiné (7.5.4) sans réseau
de découplage. 74
7.6 Essais de fonctionnement en charge . 76
7.6.1 Généralités.76
7.6.2 Essai préliminaire pour déterminer l'amplitude du courant de suite. 80
7.6.3 Caractéristiques de la source de puissance pour le préconditionnement. 80
7.6.4 Essais de préconditionnement des classes I et II . 80
7.6.5 Essai de fonctionnement en charge des classes I et II . 82
7.6.6 Critère de passage . 84
7.6.7 Essai de fonctionnement en charge des essais de classe III . 84
7.7 Dispositifs de déconnexion et sécurité des parafoudres sous contrainte. 86
7.7.1 Essai de tenue des systèmes de déconnexion des parafoudres . 86
7.7.2 Essai de stabilité thermique des parafoudres . 86
7.7.3 Essai de tenue aux courts-circuits en coordination avec la protection
sélective contre les surintensités, s'il y en a une. . 90
7.7.4 Essai de défaillance aux surtensions temporaires . 92
7.8 Essais des parafoudres à un port et deux ports avec bornes d’entrée/sortie séparées . 94
7.8.1 Essai de détermination du pourcentage de chute de tension . 94

7.8.2 Courant de charge assigné. 94
7.9 Essais complémentaires.94
7.9.1 Parafoudres mobiles avec câbles souples et cordons et leurs connexions . 94
7.9.2 Contrainte mécanique.104
7.9.3 Résistance à la chaleur . 110
7.9.4 Résistance aux échauffements anormaux et au feu . 112
7.9.5 Vérification des distances dans l'air et des lignes de fuite . 114
7.9.6 Résistance au cheminement. 120
7.9.7 Résistance d'isolement.120
7.9.8 Rigidité diélectrique.122
7.9.9 Résistance à la pénétration d’objets solides et aux effets nuisibles
de la pénétration de l’eau . 122
8 Essais de série et de réception. 124
8.1 Essais de série . 124
8.2 Essais de réception. 124

61643-1 © IEC:1998 – 7 –
Clause Page
7.3 Terminals and connections. 57

7.3.1 General testing procedure . 57

7.3.2 Terminals with screws . 57
7.3.3 Screwless terminals . 63
7.3.4 Insulation pierced connections. 65

7.3.5 Nuts, plug, socket . 65

7.4 Testing for protection against direct contact. 67

7.4.1 Insulated parts . 67

7.4.2 Metal parts . 67
7.5 Determination of the measured limiting voltage. 67
7.5.1 Test procedure to determine the presence of a switching (crowbar)
component in an SPD. 73
7.5.2 Test procedure to measure the residual voltage with 8/20 current
impulses . 73
7.5.3 Test procedure to measure the sparkover voltage with 1,2/50 voltage
impulses . 75
7.5.4 Test procedure to measure the limiting voltage with the combination wave. 75
7.5.5 Alternate test to the combination wave test (7.5.4), without a decoupling
network . 75
7.6 Operating duty test. 77
7.6.1 General. 77
7.6.2 Preliminary test to determine the magnitude of the follow current . 81
7.6.3 Power frequency source characteristics for preconditioning . 81
7.6.4 Class I and II preconditioning tests . 81
7.6.5 Class I and II operating duty test . 83
7.6.6 Pass criteria. 85
7.6.7 Class III operating duty test . 85
7.7 SPD disconnectors and safety performance of overstressed SPDs . 87
7.7.1 Operating duty withstand test of SPD disconnectors . 87
7.7.2 Test of thermal stability of SPDs. 87
7.7.3 Short-circuit withstand capability test in conjunction with backup
overcurrent protection, if any . 91
7.7.4 TOV failure test. 93
7.8 Test for two-port SPDs and one-port SPDs with separate input/output terminals . 95
7.8.1 Test to determine the percentage voltage regulation . 95
7.8.2 Rated load current. 95

7.9 Additional tests . 95
7.9.1 Portable SPDs with flexible cables and cords and their connection. 95
7.9.2 Mechanical strength . 105
7.9.3 Heat resistance . 111
7.9.4 Resistance to abnormal heat and fire. 113
7.9.5 Verification of air clearances and creepage distances . 115
7.9.6 Tracking resistance . 121
7.9.7 Insulation resistance . 121
7.9.8 Dielectric withstand . 123
7.9.9 Resistance to ingress of solid objects and to harmful ingress of water. 123
8 Routine and acceptance tests. 125
8.1 Routine tests. 125
8.2 Acceptance tests. 125

– 8 – 61643-1 © CEI:1998
Pages
Annexes
A Paramètres à considérer pour les parafoudres lorsque les essais de classe I
sont applicables . 126

B Bibliographie . 130

Tableaux
1 Essais de classe I,II et III. 26

2 Prescriptions pour les essais de type (à l'étude) . 46

3 Paramètres pour l'essai de classe I. 50
4 Tolérances sur les paramètres de la forme d'onde pour l'essai de la classe III. 54
5 Diamètres du filetage et des couples appliqués . 58
6 Sections connectables des conducteurs en cuivre pour des bornes à vis
ou sans vis . 60
7 Forces de traction (bornes à vis). 60
8 Dimensions des conducteurs . 62
9 Forces de traction (bornes sans vis) . 64
10 Essais à effectuer pour déterminer la tension de limitation mesurée . 66
11 Courant de court-circuit présumé et facteur de puissance . 90
12 Prescriptions pour le serrage des vis. 98
13 Distance de chute pour les essais de choc. 106
14 Distances dans l'air et lignes de fuite pour les parafoudres de catégorie extérieure . 114
15 Distances dans l'air et lignes de fuite pour les parafoudres de catégorie intérieure . 118
16 Contrainte diélectrique. 122
Figures
1 Exemple de réseau de découplage pour un réseau monophasé . 54
2 Exemple de réseau de découplage pour un réseau triphasé . 54
3 Diagramme d'essai pour déterminer le niveau de protection de tension U
p . 70
4 Essai alternatif pour la tension de limitation mesurée . 76
5 Diagramme des essais de fonctionnement . 78
6 Préconditionnement et plan du cycle d'essai de fonctionnement en charge. 82
7 Appareil pour vérifier la fixation du cordon . 96
8 Appareil d'essai de flexion . 100
9 Appareil d'essai de choc . 104

10 Tambour tournant. 108
11 Appareil pour l'essai à la bille . 112
A.1 Répartition du courant de foudre direct . 128

61643-1 © IEC:1998 – 9 –
Page
Annexes
A Considerations for SPDs when class I tests are to be applied . 127

B Bibliography . 131

Tables
1 Class I, II and III tests. 27

2 Type test requirements (under consideration). 47

3 Parameters for class I test . 51
4 Tolerances on class III test waveform parameters . 55
5 Screw thread diameters and applied torques . 59
6 Connectable cross-sections of copper conductors for screw-type terminals
or screwless terminals . 61
7 Pulling forces (screw terminals) . 61
8 Conductor dimensions . 63
9 Pulling force (screwless terminals). 65
10 Tests to be performed to determine the measured limiting voltage. 67
11 Prospective short-circuit current and power factor . 91
12 Tightening requirements for clamping screws. 99
13 Fall distance for impact requirement . 107
14 Air clearances and creepage distances for SPDs category outdoor. 115
15 Air clearances and creepage distances for SPDs category indoor. 119
16 Dielectric withstand. 123
Figures
1 Example of a decoupling network for single-phase power . 55
2 Example of a decoupling network for three-phase power . 55
3 Flow chart of testing to determine the voltage protection level U . 71
p
4 Alternate test for the measured limiting voltage . 77
5 Flow chart of the operating duty test. 79

6 Preconditioning and operating duty cycle test schedule . 83
7 Apparatus for testing the cord retention. 97
8 Apparatus for flexing test . 101
9 Impact test apparatus . 105
10 Tumbling barrel. 109
11 Ball thrust tester . 113
A.1 General distribution of lightning current . 129

– 10 – 61643-1 © CEI:1998
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

_________
DISPOSITIFS DE PROTECTION CONTRE LES SURTENSIONS CONNECTÉS

AUX RÉSEAUX DE DISTRIBUTION BASSE TENSION –

Partie 1: Prescriptions de fonctionnement et méthodes d'essai

AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique 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, 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 61643-1 a été établie par le so
...

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61643-1
INTERNATIONAL
Edition 1.1
STANDARD
2002-01
Edition 1:1998 consolidée par l'amendement 1:2001
Edition 1:1998 consolidated with amendment 1:2001
Dispositifs de protection contre
les surtensions connectés aux réseaux
de distribution basse tension –
Partie 1:
Prescriptions de fonctionnement
et méthodes d'essai
Surge protective devices connected
to low-voltage power distribution systems –
Part 1:
Performance requirements and testing methods

Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61643-1:1998+A1:2001
Numérotation des publications Publication 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. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For

devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.

Editions consolidées Consolidated editions

Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its

CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1

exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
61643-1
INTERNATIONAL
Edition 1.1
STANDARD
2002-01
Edition 1:1998 consolidée par l'amendement 1:2001
Edition 1:1998 consolidated with amendment 1:2001
Dispositifs de protection contre
les surtensions connectés aux réseaux
de distribution basse tension –
Partie 1:
Prescriptions de fonctionnement
et méthodes d'essai
Surge protective devices connected
to low-voltage power distribution systems –
Part 1:
Performance requirements and testing methods

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SOMMAIRE
AVANT-PROPOS .10

INTRODUCTION.14

1 Généralités.16

1.1 Domaine d'application.16

1.2 Références normatives .16

2 Conditions de fonctionnement .18

2.1 Conditions normales .18
2.2 Conditions anormales .18
3 Définitions .20
4 Classifications .30
4.1 Nombre de ports.30
4.1.1 Un .30
4.1.2 Deux.30
4.2 Conception .30
4.2.1 Parafoudre de type à coupure de tension .30
4.2.2 Parafoudre de type à limitation de tension .30
4.2.3 Parafoudre de type combiné .30
4.3 Essais de classe I, II et III.30
4.4 Emplacement .30
4.4.1 Intérieur.30
4.4.2 Extérieur.30
4.5 Accessibilité .30
4.5.1 Accessible .30
4.5.2 Non accessible (hors de portée).30
4.6 Méthode d'installation .32
4.6.1 Permanente .32
4.6.2 Mobile .32
4.7 Déconnecteur du parafoudre.32
4.7.1 Emplacement.32
4.7.2 Fonctions de protection.32
4.8 Protection contre les surintensités .32

4.8.1 Spécifiée .32
4.8.2 Non spécifiée.32
4.9 Degré de protection procuré par les enveloppes conformément aux codes IP
de la CEI 60529.32
4.10 Domaine de températures.32
4.10.1 Normal .32
4.10.2 Etendu.32
5 Valeurs normalisées .32
5.1 Valeurs préférentielles des courants de choc pour les essais de classe I, I .32
imp
5.2 Valeurs préférentielles des courants nominaux de décharge
pour les essais de classe II, I .32
n
5.3 Valeurs préférentielles des tensions à circuit ouvert pour les essais de classe III, U .32
oc
5.4 Valeurs préférentielles du niveau de protection en tension U .34
p
5.5 Valeurs préférentielles des tensions maximales efficaces
ou continues de régime permanent U .34
c
61643-1 © IEC:1998+A1:2001 – 3 –

CONTENTS
FOREWORD.11

INTRODUCTION.15

1 General .17

1.1 Scope.17

1.2 Normative references .17

2 Service conditions.19
2.1 Normal .19
2.2 Abnormal.19
3 Definitions .21
4 Classifications .31
4.1 Number of ports.31
4.1.1 One .31
4.1.2 Two .31
4.2 SPD design topology.31
4.2.1 Voltage switching type .31
4.2.2 Voltage limiting type.31
4.2.3 Combination type .31
4.3 SPD class I, II and III tests.31
4.4 Location .31
4.4.1 Indoor.31
4.4.2 Outdoor .31
4.5 Accessibility.31
4.5.1 Accessible .31
4.5.2 Inaccessible (out-of-reach).31
4.6 Mounting method .33
4.6.1 Fixed .33
4.6.2 Portable.33
4.7 SPD disconnector .33
4.7.1 Location.33
4.7.2 Protection functions .33
4.8 Overcurrent protection .33

4.8.1 Specified .33
4.8.2 Not specified.33
4.9 Degree of protection provided by enclosures
according to IP codes of IEC 60529.33
4.10 Temperature range .33
4.10.1 Normal .33
4.10.2 Extended .33
5 Standard ratings .33
5.1 Preferred values of impulse current for class I tests I .33
imp
5.2 Preferred values of nominal discharge current for class II tests I .33
n
5.3 Preferred values of open-circuit voltage for class III tests U .33
oc
5.4 Preferred values of voltage protection level U .35
p
5.5 Preferred values of r.m.s. or d.c. maximum continuous operating voltage U .35
c
– 4 – 61643-1 © CEI:1998+A1:2001

6 Prescriptions .34

6.1 Prescriptions générales .34

6.1.1 Identification .34

6.1.2 Marquage .36

6.2 Prescriptions électriques.36

6.2.1 Connexions électriques.36

6.2.2 Niveau de protection en tension U .36
p
6.2.3 Essai(s) de classe I du courant de choc .36

6.2.4 Essai(s) de classe II du courant de décharge nominal .36

6.2.5 Essai(s) de classe III en onde combinée .36
6.2.6 Essais de fonctionnement .36
6.2.7 Déconnecteurs.38
6.2.8 Distances dans l'air et lignes de fuite .38
6.2.9 Résistance au cheminement .38
6.2.10 Rigidité diélectrique .38
6.2.11 Tenue aux courts-circuits.38
6.2.12 Fonctionnement de l’indicateur d’état .38
6.2.13 Isolement entre des circuits séparés .40
6.3 Prescriptions mécaniques .40
6.3.1 Généralités .40
6.3.2 Connexions mécaniques .40
6.3.3 Métaux résistant à la corrosion .44
6.4 Prescriptions d'environnement .44
6.5 Prescriptions de sécurité .46
6.5.1 Protection contre les contacts directs .46
6.5.2 Résistance au feu .46
6.5.3 Consommation de puissance en régime permanent P .46
c
6.5.4 Courant résiduel I .46
PE
6.5.5 Caractéristique de la surtension temporaire (TOV) .48
6.6 Prescriptions d'essais complémentaires pour les parafoudres à deux ports
et un port avec bornes d'entrée/sortie séparées .48
6.6.1 Pourcentage de chute de tension .48
6.6.2 Courant de charge assigné I .48
L
6.6.3 Capacité de tenue aux chocs aval .48
7 Essais de type .48

7.1 Procédures générales d'essai .48
7.1.1 Essai de courant de choc de classe I .50
7.1.2 Essai sous courant nominal de décharge de classe I et II .56
7.1.3 Essai sous tension de choc de classe I et II .56
7.1.4 Essai en onde combinée de classe III .58
7.2 Identification et marquage.62
7.2.1 Vérification de l'identification et des marquages .62
7.2.2 Essai d'indébilité du marquage.62
7.3 Bornes et connexions .62
7.3.1 Méthode générale d'essai .62
7.3.2 Bornes à vis.62
7.3.3 Bornes sans vis .68
7.3.4 Connexions à perçage d'isolant.70
7.3.5 Ecrous, fiches et prises.70

61643-1 © IEC:1998+A1:2001 – 5 –

6 Requirements .35

6.1 General requirements .35

6.1.1 Identification .35

6.1.2 Marking .37

6.2 Electrical requirements .37

6.2.1 Electrical connections .37

6.2.2 Voltage protection level U .37
p
6.2.3 Class I impulse current test(s).37

6.2.4 Class II nominal discharge current test(s).37

6.2.5 Class III combination wave test(s).37
6.2.6 Operating duty test .37
6.2.7 SPD disconnector .39
6.2.8 Air clearances and creepage distances .39
6.2.9 Tracking resistance.39
6.2.10 Dielectric withstand.39
6.2.11 Short-circuit withstand capability .39
6.2.12 Status indicator operation .39
6.2.13 Isolation between separate circuits.41
6.3 Mechanical requirements .41
6.3.1 General .41
6.3.2 Mechanical connections .41
6.3.3 Corrosive resistant metals.45
6.4 Environmental requirements .45
6.5 Safety requirements.47
6.5.1 Protection against direct contact .47
6.5.2 Fire resistance.47
6.5.3 Standby power consumption P .47
c
6.5.4 Residual current I .47
PE
6.5.5 Temporary overvoltage (TOV) characteristic.49
6.6 Additional test requirements for two-port SPDs and one-port SPDs
with separate input/output terminals .49
6.6.1 Percent of voltage regulation.49
6.6.2 Rated load current I .49
L
6.6.3 Load-side surge withstand capability .49
7 Type tests.49

7.1 General testing procedures.49
7.1.1 Class I impulse current test.51
7.1.2 Class I and class II nominal discharge current test .57
7.1.3 Class I and II voltage impulse test.57
7.1.4 Class III combination wave test .59
7.2 Identification and marking.63
7.2.1 Verification of the identification and markings.63
7.2.2 Test of indelibility of markings .63
7.3 Terminals and connections .63
7.3.1 General testing procedure.63
7.3.2 Terminals with screws.63
7.3.3 Screwless terminals .69
7.3.4 Insulation pierced connections .71
7.3.5 Nuts, plug, socket .71

– 6 – 61643-1 © CEI:1998+A1:2001

7.4 Essai de protection contre les contacts directs .72

7.4.1 Parties isolantes .72

7.4.2 Parties métalliques .72

7.5 Détermination de la tension de limitation mesurée.72

7.5.1 Procédure d'essai pour déterminer si un dispositif de coupure (crowbar)

est dans un parafoudre .78

7.5.2 Procédure d'essai pour mesurer la tension résiduelle

sous un courant de choc 8/20 .78

7.5.3 Procédure d'essai pour mesurer la tension d'amorçage

sous des tensions de choc 1,2/50 .78

7.5.4 Procédure d'essai pour mesurer la tension de limitation
sous onde combinée .80
7.5.5 Essai alternatif avec le générateur combiné (7.5.4)
sans réseau de découplage .80
7.6 Essais de fonctionnement en charge.82
7.6.1 Généralités .82
7.6.2 Essai préliminaire pour déterminer l'amplitude du courant de suite .86
7.6.3 Caractéristiques de la source de puissance pour le préconditionnement .86
7.6.4 Essais de préconditionnement des classes I et II.86
7.6.5 Essai de fonctionnement en charge des classes I et II.88
7.6.6 Critère de passage .90
7.6.7 Essai de fonctionnement en charge des essais de classe III.90
7.7 Dispositifs de déconnexion et sécurité des parafoudres sous contraintes .92
7.7.1 Essai de tenue des systèmes de déconnexion des parafoudres .92
7.7.2 Essai de stabilité thermique des parafoudres .92
7.7.3 Essai de tenue aux courts-circuits en coordination avec la protection
contre les surintensités, s'il y en a une .96
7.7.4 Essai de défaillance aux surtensions temporaires.98
7.7.5 Essais de consommation de puissance et de courant résiduel . 100
7.7.6 Essai de la caractéristique TOV . 100
7.8 Essais des parafoudres à un port et deux ports avec bornes d’entrée/sortie séparées. 104
7.8.1 Essai de détermination du pourcentage de chute de tension. 104
7.8.2 Courant de charge assigné I . 104
L
7.8.3 Essai de tenue au court-circuit en charge associé aux déconnecteurs
(éventuellement prescrit par le fabricant). 104
7.8.4 Capacité de tenue aux chocs aval . 106
7.9 Essais complémentaires . 106

7.9.1 Parafoudres mobiles avec câbles souples et cordons et leurs connexions 106
7.9.2 Contrainte mécanique . 116
7.9.3 Résistance à la chaleur. 126
7.9.4 Résistance aux échauffements anormaux et au feu. 130
7.9.5 Vérification des distances dans l'air et des lignes de fuite. 132
7.9.6 Résistance au cheminement . 136
7.9.7 Résistance d'isolement . 136
7.9.8 Rigidité diélectrique . 138
7.9.9 Résistance à la pénétration d’objets solides et aux effets nuisibles
de la pénétration de l’eau. 138
8 Essais de série et de réception . 140
8.1 Essais de série . 140
8.2 Essais de réception . 140

61643-1 © IEC:1998+A1:2001 – 7 –

7.4 Testing for protection against direct contact .73

7.4.1 Insulated parts.73

7.4.2 Metal parts .73

7.5 Determination of the measured limiting voltage .73

7.5.1 Test procedure to determine the presence of a switching

(crowbar) component in an SPD.79

7.5.2 Test procedure to measure the residual voltage with 8/20 current impulses 79

7.5.3 Test procedure to measure the sparkover voltage

with 1,2/50 voltage impulses .79

7.5.4 Test procedure to measure the limiting voltage with the combination wave .81

7.5.5 Alternate test to the combination wave test (7.5.4),
without a decoupling network .81
7.6 Operating duty test .83
7.6.1 General .83
7.6.2 Preliminary test to determine the magnitude of the follow current.87
7.6.3 Power frequency source characteristics for preconditioning .87
7.6.4 Class I and II preconditioning tests.87
7.6.5 Class I and II operating duty test .89
7.6.6 Pass criteria .91
7.6.7 Class III operating duty test.91
7.7 SPD disconnectors and safety performance of overstressed SPDs.93
7.7.1 Operating duty withstand test of SPD disconnectors .93
7.7.2 Test of thermal stability of SPDs .93
7.7.3 Short-circuit withstand capability test in conjunction
with overcurrent protection, if any.97
7.7.4 TOV failure test .99
7.7.5 Standby power consumption and residual current test . 101
7.7.6 TOV characteristic test . 101
7.8 Test for two-port SPDs and one-port SPDs with separate input/output terminals . 105
7.8.1 Test to determine the percentage voltage regulation. 105
7.8.2 Rated load current I . 105
L
7.8.3 Load-side short-circuit withstand capability test in conjunction
with SPD disconnectors (required by the manufacturer, if any). 105
7.8.4 Load-side surge withstand capability . 107
7.9 Additional tests . 107
7.9.1 Portable SPDs with flexible cables and cords and their connection . 107

7.9.2 Mechanical strength. 117
7.9.3 Heat resistance. 127
7.9.4 Resistance to abnormal heat and fire . 131
7.9.5 Verification of air clearances and creepage distances. 133
7.9.6 Tracking resistance. 137
7.9.7 Insulation resistance . 137
7.9.8 Dielectric withstand. 139
7.9.9 Resistance to ingress of solid objects and to harmful ingress of water . 139
8 Routine and acceptance tests . 141
8.1 Routine tests . 141
8.2 Acceptance tests . 141

– 8 – 61643-1 © CEI:1998+A1:2001

Annexe A (informative) Paramètres à considérer pour les parafoudres lorsque

les essais de classe I sont applicables . 142

Annexe B (normative) Valeurs de TOV .146

Bibliographie .148

Figure 1 – Exemple de réseau de découplage pour un réseau monophasé.60

Figure 2 – Exemple de réseau de découplage pour un réseau triphasé .60

Figure 3 – Diagramme d'essai pour déterminer le niveau de protection de tension U .76
p
Figure 4 – Essai alternatif pour la tension de limitation mesurée .82

Figure 5 – Diagramme des essais de fonctionnement .84
Figure 6 – Préconditionnement et plan du cycle d'essai de fonctionnement en charge.88
Figure 7 – Exemple et diagramme de durée d'un circuit d’essai pour la vérification
de la caractéristique de surtension temporaire.102
Figure 8 – Appareil pour vérifier la fixation du cordon .108
Figure 9 – Appareil d'essai de flexion .112
Figure 10a – Appareil d'essai .116
Figure 10b – Pièces de frappe du marteau pendulaire selon les énergies.118
Figure 10 – Appareil d'essai de choc .118
Figure 11 – Tambour tournant .124
Figure 12a – Appareil d'essai à la bille.128
Figure 12b – Empreinte pour l'appareil d'essai.128
Figure A.1 – Répartition du courant de foudre direct .144
Tableau 1 – Essais de classe I, II et III .30
Tableau 2 – Prescriptions pour les essais de type (à l'étude) .52
Tableau 3 – Paramètres pour l'essai de classe I .56
Tableau 4 – Tolérances sur les paramètres de la forme d'onde pour l'essai de la classe III .60
Tableau 5 – Diamètres du filetage et des couples appliqués .64
Tableau 6 – Sections connectables des conducteurs en cuivre
pour des bornes à vis ou sans vis.66
Tableau 7 – Forces de traction (bornes à vis) .66
Tableau 8 – Dimensions des conducteurs.68
Tableau 9 – Forces de traction (bornes sans vis).70

Tableau 10 – Essais à effectuer pour déterminer la tension de limitation mesurée .72
Tableau 11 – Courant de court-circuit présumé et facteur de puissance.96
Tableau 12 – Prescriptions pour le serrage des vis .108
Tableau 13 – Distance de chute pour les essais de choc .120
Tableau 14 – Distances dans l'air et lignes de fuite pour les parafoudres
de catégorie extérieure.132
Tableau 15 – Distances dans l'air et lignes de fuite pour les parafoudres
de catégorie intérieure .134
Tableau 16 – Contrainte diélectrique .138
Tableau B.1 – Valeurs de TOV .146

61643-1 © IEC:1998+A1:2001 – 9 –

Annex A (informative) Considerations for SPDs when class I tests are to be applied. 143

Annex B (normative) TOV values .147

Bibliography .149

Figure 1 – Example of a decoupling network for single-phase power.61

Figure 2 – Example of a decoupling network for three-phase power .61

Figure 3 – Flow chart of testing to determine the voltage protection level Up.77

Figure 4 – Alternate test for the measured limiting voltage .83

Figure 5 – Flow chart of the operating duty test .85

Figure 6 – Preconditioning and operating duty cycle test schedule .89
Figure 7 – Example and time diagram of a test circuit to perform
the TOV characteristic test . 103
Figure 8 – Apparatus for testing the cord retention. 109
Figure 9 – Apparatus for flexing test . 113
Figure 10a – Test apparatus. 117
Figure 10b – Striking element of the pendulum hammer for energies . 119
Figure 10 – Impact test apparatus . 119
Figure 11 – Tumbling barrel . 125
Figure 12a – Ball thrust tester . 129
Figure 12b – Loading rod for ball thrust tester. 129
Figure A.1 – General distribution of lightning current. 145
Table 1 – Class I, II and III tests.31
Table 2 – Type test requirements (under consideration).
...