IEC TS 61956:1999
(Main)Methods of test for the evaluation of water treeing in insulating materials
Methods of test for the evaluation of water treeing in insulating materials
Prescribes methods of test for the evaluation of water treeing in polyethylene (PE) and crosslinked polyethylene (XLPE) compounds, as a means to assess their relative performance under alternating (a.c.) electric stress, in the presence of water. Two methods are described, method I covering the evaluation of insulating materials alone, and method II covering the evaluation of insulating sandwiches consisting of an insulating material in intimate contact with semiconducting screens.
Méthodes d'essai pour l'évaluation de la formation des arborescences d'eau dans les matériaux isolants
Décrit des méthodes d'essai permettant l'évaluation des compositions à base de polyéthylène (PE) et de polyéthylène réticulé (PRC) par rapport aux arborescences d'eau afin d'estimer leurs performances sous contrainte électrique alternative en présence d'eau. Deux méthodes sont décrites: la méthode I, permettant l'évaluation des matériaux isolants seuls, et la méthode II, celle de "sandwiches" comportant un matériau isolant en contact intime avec des écrans semiconducteurs.
General Information
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SPÉCIFICATION CEI
TECHNIQUE IEC
TS 61956
TECHNICAL
Première édition
SPECIFICATION
First edition
1999-09
Méthodes d’essai pour l’évaluation de
la formation des arborescences d’eau
dans les matériaux isolants
Methods of test for the evaluation of
water treeing in insulating materials
Numéro de référence
Reference number
IEC/TS 61956:1999
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
Publié annuellement et mis à jour • Catalogue of IEC publications
régulièrement Published yearly with regular updates
(Catalogue en ligne)* (On-line catalogue)*
• 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.
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TECHNICAL
Première édition
SPECIFICATION
First edition
1999-09
Méthodes d’essai pour l’évaluation de
la formation des arborescences d’eau
dans les matériaux isolants
Methods of test for the evaluation of
water treeing in insulating materials
IEC 1999 Droits de reproduction réservés Copyright - all rights reserved
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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.
International Electrotechnical Commission 3, rue de Varembé Geneva, Switzerland
Telefax: +41 22 919 0300 e-mail: inmail@iec.ch IEC web site http://www.iec.ch
CODE PRIX
Commission Electrotechnique Internationale
V
PRICE CODE
International Electrotechnical Commission
Pour prix, voir catalogue en vigueur
For price, see current catalogue
– 2 – TS 61956 © CEI:1999
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4
INTRODUCTION .8
Articles
1 Généralités .10
1.1 Domaine d'application. 10
1.2 Références normatives . 10
1.3 Définitions . 10
2 Méthode d’essai I (essai sur plaques) . 12
2.1 Principe . 12
2.2 Eprouvettes . 12
2.3 Appareillage d'essai. 14
2.3.1 Cellule d'essai. 14
2.3.2 Electrodes. 14
2.3.3 Liquide d'essai . 14
2.3.4 Ensemble support d'aiguilles/piston . 14
2.4 Mode opératoire (essai de vieillissement) . 16
2.4.1 Mode opératoire sous champ électrique uniforme (variante B) . 16
2.4.2 Mode opératoire avec concentration de champ électrique (variante A) . 16
2.5 Examen après vieillissement. 16
2.5.1 Examen microscopique des arborescences de type nœud papillon
(variante B). 16
2.5.2 Examen microscopique des arborescences ouvertes et nœud papillon
(variante A). 18
2.6 Rapport d'essai. 18
3 Méthode d’essai II (essai sur coupelle) . 18
3.1 Objet et principe de l'essai. 18
3.2 Eprouvette d’essai . 20
3.2.1 Homogénéisation . 20
3.2.2 Fabrication. 22
3.2.3 Montage des éléments préfabriqués. 22
3.3 Appareillage d'essai. 24
3.3.1 Installation électrique . 24
3.3.2 Installation thermique. 26
3.3.3 Liquide d’essai. 26
3.3.4 Equipement pour l'essai jusqu'au claquage . 26
3.4 Mode opératoire (essai de vieillissement) . 26
3.5 Examen des éprouvettes vieillies et non vieillies. 28
3.5.1 Essai de claquage. 28
3.5.2 Examen des arborescences d'eau. 28
3.6 Rapport d’essai. 30
Annexe A (informative) Résultats et discussion des essais interlaboratoires . 32
Figures.46 – 58
Bibliographie . 60
TS 61956 © IEC:1999 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5
INTRODUCTION .9
Clause
1 General. 11
1.1 Scope . 11
1.2 Normative references. 11
1.3 Definitions. 11
2 Test method I (plaque test). 13
2.1 Principle. 13
2.2 Test specimen . 13
2.3 Test apparatus. 15
2.3.1 Test cell . 15
2.3.2 Electrodes. 15
2.3.3 Test liquid . 15
2.3.4 Needle holder – plunger assembly. 15
2.4 Test procedure (ageing test) . 17
2.4.1 Test procedure with uniform field stress (variant B). 17
2.4.2 Test procedure with stress concentration (variant A). 17
2.5 Examination after ageing. 17
2.5.1 Microscopic inspection regarding bow tie trees (variant B) . 17
2.5.2 Microscopic inspection regarding vented and bow tie trees (variant A) . 19
2.6 Test report . 19
3 Test method II (cup test) . 19
3.1 Object and principle of test. 19
3.2 Test specimen . 21
3.2.1 Homogenizing . 21
3.2.2 Preshaping. 23
3.2.3 Assembling all preshaped parts . 23
3.3 Test apparatus. 25
3.3.1 Electrical set-up . 25
3.3.2 Thermal test set-up . 27
3.3.3 Test liquid . 27
3.3.4 Breakdown voltage test equipment . 27
3.4 Test procedure (ageing test) . 27
3.5 Examinations of unaged and aged test specimens. 29
3.5.1 Breakdown tests. 29
3.5.2 Water tree examinations. 29
3.6 Test report . 31
Annex A (informative) Results and discussion of round robin tests . 33
Figures.47 – 59
Bibliography . 61
– 4 – TS 61956 © CEI:1999
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
MÉTHODES D’ESSAI POUR L’ÉVALUATION DE LA FORMATION DES
ARBORESCENCES D’EAU DANS LES MATÉRIAUX ISOLANTS
AVANT
...
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TECHNIQUE IEC
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et 2.
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INTRODUCTION .8
Articles
1 Généralités .10
1.1 Domaine d'application. 10
1.2 Références normatives . 10
1.3 Définitions . 10
2 Méthode d’essai I (essai sur plaques) . 12
2.1 Principe . 12
2.2 Eprouvettes . 12
2.3 Appareillage d'essai. 14
2.3.1 Cellule d'essai. 14
2.3.2 Electrodes. 14
2.3.3 Liquide d'essai . 14
2.3.4 Ensemble support d'aiguilles/piston . 14
2.4 Mode opératoire (essai de vieillissement) . 16
2.4.1 Mode opératoire sous champ électrique uniforme (variante B) . 16
2.4.2 Mode opératoire avec concentration de champ électrique (variante A) . 16
2.5 Examen après vieillissement. 16
2.5.1 Examen microscopique des arborescences de type nœud papillon
(variante B). 16
2.5.2 Examen microscopique des arborescences ouvertes et nœud papillon
(variante A). 18
2.6 Rapport d'essai. 18
3 Méthode d’essai II (essai sur coupelle) . 18
3.1 Objet et principe de l'essai. 18
3.2 Eprouvette d’essai . 20
3.2.1 Homogénéisation . 20
3.2.2 Fabrication. 22
3.2.3 Montage des éléments préfabriqués. 22
3.3 Appareillage d'essai. 24
3.3.1 Installation électrique . 24
3.3.2 Installation thermique. 26
3.3.3 Liquide d’essai. 26
3.3.4 Equipement pour l'essai jusqu'au claquage . 26
3.4 Mode opératoire (essai de vieillissement) . 26
3.5 Examen des éprouvettes vieillies et non vieillies. 28
3.5.1 Essai de claquage. 28
3.5.2 Examen des arborescences d'eau. 28
3.6 Rapport d’essai. 30
Annexe A (informative) Résultats et discussion des essais interlaboratoires . 32
Figures.46 – 58
Bibliographie . 60
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CONTENTS
Page
FOREWORD . 5
INTRODUCTION .9
Clause
1 General. 11
1.1 Scope . 11
1.2 Normative references. 11
1.3 Definitions. 11
2 Test method I (plaque test). 13
2.1 Principle. 13
2.2 Test specimen . 13
2.3 Test apparatus. 15
2.3.1 Test cell . 15
2.3.2 Electrodes. 15
2.3.3 Test liquid . 15
2.3.4 Needle holder – plunger assembly. 15
2.4 Test procedure (ageing test) . 17
2.4.1 Test procedure with uniform field stress (variant B). 17
2.4.2 Test procedure with stress concentration (variant A). 17
2.5 Examination after ageing. 17
2.5.1 Microscopic inspection regarding bow tie trees (variant B) . 17
2.5.2 Microscopic inspection regarding vented and bow tie trees (variant A) . 19
2.6 Test report . 19
3 Test method II (cup test) . 19
3.1 Object and principle of test. 19
3.2 Test specimen . 21
3.2.1 Homogenizing . 21
3.2.2 Preshaping. 23
3.2.3 Assembling all preshaped parts . 23
3.3 Test apparatus. 25
3.3.1 Electrical set-up . 25
3.3.2 Thermal test set-up . 27
3.3.3 Test liquid . 27
3.3.4 Breakdown voltage test equipment . 27
3.4 Test procedure (ageing test) . 27
3.5 Examinations of unaged and aged test specimens. 29
3.5.1 Breakdown tests. 29
3.5.2 Water tree examinations. 29
3.6 Test report . 31
Annex A (informative) Results and discussion of round robin tests . 33
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