IEC 60216-5:2003
(Main)Electrical insulating materials - Thermal endurance properties - Part 5: Determination of relative thermal endurance index (RTE) of an insulating material
Electrical insulating materials - Thermal endurance properties - Part 5: Determination of relative thermal endurance index (RTE) of an insulating material
Specifies the experimental and calculation procedures to be used for deriving the relative thermal endurance index of a material from experimental data obtained in accordance with the instructions of IEC 60216-1 and IEC 60216-2. The calculation procedures are supplementary to those of IEC 60216-3. Guidance is also given for assessment of thermal ageing after a single fixed time and temperature, without extrapolation. The experimental data may in principle be obtained using destructive, non-destructive or proof tests, although destructive tests have been much more extensively employed. Data obtained from non-destructive or proof tests may be "censored", in that measurement of times taken to reach the endpoint may have been terminated at some point after the median time but before all specimens have reached end-point (see 3.1 of IEC 60216-3). Guidance is given for preliminary assignment of a material to an insulation class, based upon the thermal ageing performance. The second edition differs from the first in that it no longer aims to provide general guidance on application of thermal endurance characteristics, but provides instructions for deriving a provisional estimate of the temperature up to which a material may give satisfactory performance in an application (by comparative thermal ageing with a material of known performance).
Matériaux isolants électriques - Propriétés d'endurance thermique - Partie 5: Détermination de l'indice d'endurance thermique relatif (RTE) d'un matériau isolant
Spécifie les procédures expérimentales et de calcul à utiliser pour déduire l'indice d'endurance thermique relatif d'un matériau à partir des données expérimentales obtenues conformément aux instructions de la CEI 60216-1 et de la CEI 60216-2. Les procédures de calcul s'ajoutent à celles indiquées dans la CEI 60216-3. Des orientations sont également données pour évaluer le vieillissement thermique après une seule durée déterminée et une seule température, sans extrapolation. Les données expérimentales peuvent en principe être obtenues en utilisant des essais destructifs, non destructifs ou d'épreuve, même si les essais destructifs ont été utilisés de manière beaucoup plus étendue. Les données obtenues à partir des essais non destructifs et d'épreuve peuvent être «censurées», dans le cas où la mesure du temps effectuée pour atteindre la fin de vie peut avoir été déterminée à un certain point après la durée moyenne, mais avant que toutes les éprouvettes n'aient atteint leur fin de vie (voir la CEI 60216-3, 3.1). Des orientations sont données pour l'attribution préliminaire d'un matériau à une classe d'isolation, fondée sur les performances de vieillissement thermique. Cette deuxième édition se différencie de la première dans le sens où son but n'est pas de fournir des indications générales sur l'application des caractéristiques d'endurance thermique, mais de fournir des instructions permettant de déduire une estimation temporaire de la température jusqu'à laquelle un matériau peut fournir une performance satisfaisante dans une application (par un essai de vieillissement thermique comparatif par rapport à un matériau de performance connue).
General Information
Standards Content (Sample)
NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
60216-5
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2003-01
Matériaux isolants électriques –
Propriétés d'endurance thermique –
Partie 5:
Détermination de l'indice d'endurance thermique
relatif (RTE) d'un matériau isolant
Electrical insulating materials –
Thermal endurance properties –
Part 5:
Determination of relative thermal endurance index
(RTE) of an insulating material
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60216-5:2003
Numérotation des publications Publication numbering
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sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
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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.
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sur les publications de la CEI
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. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
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comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
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ligne sont également disponibles sur les nouvelles issued publications, withdrawn and replaced
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ainsi que sur les corrigenda.
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nible par courrier électronique. Veuillez prendre by email. Please contact the Customer Service
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
60216-5
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2003-01
Matériaux isolants électriques –
Propriétés d'endurance thermique –
Partie 5:
Détermination de l'indice d'endurance thermique
relatif (RTE) d'un matériau isolant
Electrical insulating materials –
Thermal endurance properties –
Part 5:
Determination of relative thermal endurance index
(RTE) of an insulating material
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Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
МеждународнаяЭлектротехническаяКомиссия
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– 2 – 60216-5 © CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.4
1 Domaine d’application .8
2 Références normatives.8
3 Termes, définitions, symboles, unités et termes abrégés .8
3.1 Termes, abréviations et définitions .10
3.2 Symboles et unités.12
3.3 Objectifs de la détermination de RTE .14
4 Procédures expérimentales.16
4.1 Choix du matériau de contrôle.16
4.2 Choix d’un essai de diagnostic pour une procédure de vieillissement .16
4.3 Procédures de vieillissement .16
5 Procédures de calcul .16
5.1 Données d’endurance thermique – Calcul des paramètres intermédiaires .16
5.2 Calcul de la RTE .18
5.3 Essais statistiques et numériques.20
6 Rapport.22
6.1 Résultats des essais statistiques et numériques.22
6.2 Résultats.22
6.3 Rapport.24
7 Essais de matériau par vieillissement thermique de courte durée .24
8 Classification de l'isolement .26
Annexe A (informative) Répétabilité du temps de corrélation .30
Annexe B (informative) Tableaux .34
Annexe C (informative) Programme informatique .38
Figure 1 – Graphique d'endurance thermique.28
Figure 2 – Graphique d'endurance thermique inacceptable .28
Tableau 1 – Paramètres d’entrée pour les calculs concernant la RTE .18
60216–5 © IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.5
1 Scope.9
2 Normative references.9
3 Terms, definitions, symbols, units and abbreviated terms .9
3.1 Terms, abbreviations and definitions .11
3.2 Symbols and units .13
3.3 Objectives of RTE determination .15
4 Experimental procedures .17
4.1 Selection of control material .17
4.2 Selection of diagnostic test for extent of ageing.17
4.3 Ageing procedures.17
5 Calculation procedures.17
5.1 Thermal endurance data – Calculation of intermediate parameters.17
5.2 Calculation of RTE .19
5.3 Statistical and numerical tests .21
6 Report.23
6.1 Results of statistical and numerical tests .23
6.2 Results.23
6.3 Report.25
7 Material testing by short-term thermal ageing .25
8 Insulation classification.27
Annex A (informative) Repeatability of correlation time .31
Annex B (informative) Tables .35
Annex C (informative) Computer program .39
Figure 1 – Thermal endurance graphs.29
Figure 2 – Unacceptable thermal endurance graphs .29
Table 1 – Input parameters for the calculations concerning RTE.19
Table 1 – Input parameters for the calculations concerning RTE.19
Table B.1 – Thermal class equivalents for insulating material .35
– 4 – 60216-5 © CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
MATÉRIAUX ISOLANTS ÉLECTRIQUES –
PROPRIÉTÉS D'ENDURANCE THERMIQUE –
Partie 5: Détermination de l’indice d’endurance thermique relatif (RTE)
d’un matériau isolant
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, 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 60216-5 a été établie par le sous-comité 15E: Méthodes
d’essais, du comité d'études 15 de la CEI: Matériaux isolants.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition parue en 1990, et constitue
une révision technique.
Cette deuxième édition se différencie de la première dans le sens où son but n’est pas de
fournir des indications générales sur l’application des caractéristiques d’endurance thermique,
mais de fournir des instructions permettant de déduire une estimation temporaire de la
température jusqu’à laquelle un matériau peut fournir une performance satisfaisante dans une
application (par un essai de vieillissement thermique comparatif par rapport à un matériau de
performance connue).
Cette norme doit être lue conjointement avec la CEI 60216-1, la CEI 60216-2 et la CEI 60216-3.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
15E/208/FDIS 15E/212/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.
60216–5 © IEC:2003 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
ELECTRICAL INSULATING MATERIALS –
THERMAL ENDURANCE PROPERTIES –
Part 5: Determination of relative thermal endurance index (RTE)
of an insulating material
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 60216-5 has been prepared by subcommittee 15E: Methods of
test, of IEC technical committee 15: Insulating materials.
This second edition cancels and replaces the first edition, published in 1990, and constitutes
a technical revision.
The second edition differs from the first in that it no longer aims to provide general guidance
on application of thermal endurance characteristics, but provides instructions for deriving a
provisional estimate of the temperature up to which a material may give satisfactory
performance in an application (by comparative thermal ageing with a material of known
performance).
This standard is to be read in conjunction with IEC 60216-1, IEC 60216-2 and IEC 60216-3.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
15E/208/FDIS 15E/212/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.
– 6 – 60216-5 © CEI:2003
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La CEI 60216, présentée sous le titre général Matériaux isolants électriques – Propriétés
d’endurance thermique, comprend les parties suivantes:
Partie 1: Méthodes de vieillissement et évaluation des résultats d’essai
Partie 2: Choix de critères d’essai
Partie 3: Instructions pour le calcul des caractéristiques d’endurance thermique
Partie 4: Etuves de vieillissement
Partie 5: Détermination de l’indice d’endurance thermique relatif (RTE) d’un matériau isolant
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2008.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
60216–5 © IEC:2003 – 7 –
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.
IEC 60216, under the general title Electrical insulating materials – Thermal endurance
properties, consists of the following parts:
Part 1: Ageing procedures and evaluation of test results
Part 2: Choice of test criteria
Part 3: Instructions for calculating thermal endurance characteristics
Part 4: Ageing ovens
Part 5: Determination of relative thermal endurance index (RTE) of an insulating material
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2008. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – 60216-5 © CEI:2003
MATÉRIAUX ISOLANTS ÉLECTRIQUES –
PROPRIÉTÉS D'ENDURANCE THERMIQUE –
Partie 5: Détermination de l’indice d’endurance thermique relatif (RTE)
d’un matériau isolant
1 Domaine d’application
La présente partie de la CEI 60216 spécifie les procédures expérimentales et de calcul
à utiliser pour déduire l’indice d’endurance thermique relatif d’un matériau à partir des
données expérimentales obtenues conformément aux instructions de la CEI 60216-1 et de
la CEI 60216-2. Les procédures de calcul s’ajoutent à celles indiquées dans la CEI 60216-3.
Des orientations sont également données pour évaluer le vieillissement thermique après une
seule durée déterminée et une seule température, sans extrapolation.
Les données expérimentales peuvent en principe être obtenues en utilisant des essais
destructifs, non destructifs ou d’épreuve, même si les essais destructifs ont été utilisés de
manière beaucoup plus étendue. Les données obtenues à partir des essais non destructifs et
d’épreuve peuvent être «censurées», dans le cas où la mesure du temps effectuée pour
atteindre la fin de vie peut avoir été déterminée à un certain point après la durée moyenne,
mais avant que toutes les éprouvettes n’aient atteint leur fin de vie (voir la CEI 60216-3, 3.1).
Des orientations sont données pour l'attribution préliminaire d'un matériau à une classe
d'isolation, fondée sur les performances de vieillissement thermique.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références
non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60216-1:2001, Matériaux isolants électriques – Propriétés d’endurance thermique –
Partie 1: Méthodes de vieillissement et évaluation des résultats d’essai
CEI 60216-2:1990, Guide pour la détermination des propriétés d’endurance thermique des
matériaux isolants électriques – Partie 2: Choix de critères d’essai
CEI 60216-3:2002, Matériaux isolants électriques – Propriétés d’endurance thermique –
Partie 3: Instructions pour le calcul des caractéristiques d’endurance thermique
3 Termes, définitions, symboles, unités et termes abrégés
Pour les besoins de cette partie de la CEI 60216, les termes, définitions, symboles, unités et
abréviations suivants s’appliquent.
60216–5 © IEC:2003 – 9 –
ELECTRICAL INSULATING MATERIALS –
THERMAL ENDURANCE PROPERTIES –
Part 5: Determination of relative thermal endurance index (RTE)
of an insulating material
1 Scope
This part of IEC 60216 specifies the experimental and calculation procedures to be used for
deriving the relative thermal endurance index of a material from experimental data obtained in
accordance with the instructions of IEC 60216-1 and IEC 60216-2. The calculation procedures
are supplementary to those of IEC 60216-3.
Guidance is also given for assessment of thermal ageing after a single fixed time and
temperature, without extrapolation.
The experimental data may in principle be obtained using destructive, non-destructive or proof
tests, although destructive tests have been much more extensively employed. Data obtained
from non-destructive or proof tests may be “censored”, in that measurement of times taken to
reach the endpoint may have been terminated at some point after the median time but before
all specimens have reached end-point (see 3.1 of IEC 60216-3).
Guidance is given for preliminary assignment of a material to an insulation class, based upon
the thermal ageing performance.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60216-1:2001, Electrical insulating materials – Properties of thermal endurance – Part 1:
Ageing procedures and evaluation of test results
IEC 60216-2:1990, Guide for the determination of thermal endurance properties of electrical
insulating materials – Part 2: Choice of test criteria
IEC 60216-3:2002, Electrical insulating materials – Thermal endurance properties – Part 3:
Instructions for calculating thermal endurance characteristics
3 Terms, definitions, symbols, units and abbreviated terms
For the purposes of this part of IEC 60216, the following terms, definitions, symbols, units and
abbreviated terms apply.
– 10 – 60216-5 © CEI:2003
3.1 Termes, abréviations et définitions
3.1.1
indice d’endurance thermique évaluée
ATE (Assessed Thermal Endurance)
valeur numérique de la température en degrés Celsius, jusqu'à laquelle le matériau de
contrôle possède des aptitudes en service connues et satisfaisantes dans l'application
spécifiée
NOTE 1 La valeur d’endurance thermique évaluée peut varier entre les applications pour un même matériau.
NOTE 2 Parfois appelé indice d’endurance thermique « absolue ».
3.1.2
matériau candidat
matériau pour lequel il est requis de réaliser une estimation de l’endurance thermique
NOTE La détermination est faite par vieillissement thermique du matériau et simultanément d’un matériau de
contrôle.
3.1.3
matériau de contrôle
matériau à l'endurance thermique connue, de préférence déduite de l’expérience en service,
utilisé comme référence pour des essais comparatifs avec un matériau candidat
3.1.4
moment centré d’ordre 2 d’un groupe de données
somme des carrés des différences entre les valeurs des données et la valeur de la moyenne
du groupe divisée par le nombre de données dans le groupe
3.1.5
temps de corrélation
durée estimée jusqu’en fin de vie du matériau de contrôle obtenue pour une température
égale à son endurance thermique évaluée (ATE) en degrés Celsius
3.1.6
degrés de liberté
nombre de valeurs de données moins le nombre de valeurs de paramètres
3.1.7
erreur type
l'erreur type d'estimation de la vraie valeur d'une propriété d'un groupe de données est la
valeur de l’écart type de la population échantillon supposée pour laquelle la propriété du
groupe peut être considérée comme membre de ce groupe
NOTE 1 Pour la moyenne du groupe elle est égale à l’écart type du groupe divisé par la racine carrée du nombre
de données dans le groupe, et elle indique l'incertitude de la moyenne dans la valeur réelle.
NOTE 2 La présente norme concerne uniquement les moyennes et la différence entre deux moyennes (voir
l'Article A.2).
3.1.8
écart type
racine carrée de la variance d’un groupe ou d’un sous-groupe de données
60216–5 © IEC:2003 – 11 –
3.1 Terms, abbreviations and definitions
3.1.1
assessed thermal endurance index
ATE
numerical value of the temperature in degrees Celsius, up to which the control material
possesses known, satisfactory service performance in the specified application
NOTE 1 The value of the ATE may vary between applications for the same material.
NOTE 2 Sometimes referred to as “absolute” thermal endurance index.
3.1.2
candidate material
material for which an estimate of the thermal endurance is required to be determined
NOTE The determination is made by simultaneous thermal ageing of the material and a control material.
3.1.3
control material
material with known thermal endurance, preferably derived from service experience, used as
a reference for comparative tests with the candidate material
3.1.4
central second moment of a data group
sum of the squares of the differences between the data values and the value of the group
mean divided by the number of data in the group
3.1.5
correlation time
estimated time to endpoint of the control material at a temperature equal to its assessed
thermal endurance (ATE) in degrees Celsius
3.1.6
degrees of freedom
number of data values minus the number of parameter values
3.1.7
standard error
standard error of an estimate of the true value of a data group property is the value of the
standard deviation of the hypothetical sampling population of which the group property may
be considered to be a member
NOTE 1 For the group mean it is equal to the group standard deviation divided by the square root of the number
of data in the group, and indicates the uncertainty in the true value of the mean.
NOTE 2 This standard is concerned only with means and the difference between two means (see Clause A.2).
3.1.8
standard deviation
square root of the variance of a data group or sub-group
– 12 – 60216-5 © CEI:2003
3.1.9
indice d’endurance thermique relative
RTE (Relative Thermal Endurance)
valeur de la température exprimée en degrés Celsius, pour laquelle la durée estimée jusqu’en
fin de vie du matériau candidat est la même que la durée estimée jusqu’en fin de vie du
matériau de contrôle obtenue pour une température égale à son endurance thermique
évaluée (ATE)
3.1.10
variance du groupe de données
somme des carrés des écarts types des données par rapport à un niveau de référence défini
par un ou plusieurs paramètres, divisée par le nombre de degrés de liberté
NOTE Le niveau de référence peut être, par exemple, une valeur moyenne (1 paramètre) ou une droite
(2 paramètres, dans la présente norme, la pente et le point d’intersection avec l’axe y).
3.2 Symboles et unités
a Coefficient de régression (intersection avec l'axe de y) de la droite d’endurance
A
thermique pour le matériau de contrôle
a Coefficient de régression (intersection avec l'axe de y) de la droite d’endurance
B
thermique pour le matériau candidat
b Coefficient de régression (pente) de la droite d’endurance thermique pour le
A
matériau de contrôle
b Coefficient de régression (pente) de la droite d’endurance thermique pour le
B
matériau candidat
x
Variable pour l’analyse statistique égale à 1/(ϑ + Θ )
y
Variable pour l’analyse statistique égale à ln(τ)
Température de vieillissement lors de la détermination de RTE
ϑ
Température sur l’échelle de Kelvin égale à 0°C
Θ
Durée jusqu’en fin de vie
τ
τ Durée estimée jusqu’en fin de vie d’un matériau de contrôle pour une température
c
égale à ATE («temps de corrélation»)
Moment centré d’ordre 2 des valeurs de x pour un matériau de contrôle
μ
2(A)
Moment centré d’ordre 2 des valeurs de x pour un matériau candidat
μ
2(B)
n Nombre de valeurs de y pour les données d’un matériau de contrôle
A
n Nombre de valeurs de y pour les données d’un matériau candidat
B
t
Variable stochastique distribuée t de «Student»
s
Ecart type de la différence de deux moyennes
Variance des valeurs de y pour les données d’un matériau de contrôle
s
A
Variance des valeurs de y pour les données d’un matériau candidat
s
B
Moyenne générale des valeurs de x pour les données d’un matériau de contrôle
x
A
Moyenne générale des valeurs de x pour les données d’un matériau candidat
x
B
Moyenne générale des valeurs de y pour les données d’un matériau de contrôle
y
A
y Moyenne générale des valeurs de y pour les données d’un matériau candidat
B
60216–5 © IEC:2003 – 13 –
3.1.9
relative thermal endurance index
RTE
numerical value of the temperature in degrees Celsius at which the estimated time to endpoint
of the candidate material is the same as the estimated time to endpoint of the control material
at a temperature equal to its assessed thermal endurance (ATE)
3.1.10
variance of a data group
sum of the squares of the deviations of the data from a reference level defined by one or more
parameters, divided by the number of degrees of freedom.
NOTE The reference level may, for example, be a mean value (1 parameter) or a line (2 parameters, in this
standard, the slope and the intercept with the y axis).
3.2 Symbols and units
Regression coefficient (y-intercept) of thermal endurance equation for control
a
A
material
Regression coefficient (y-intercept) of thermal endurance equation for candidate
a
B
material
Regression coefficient (slope) of thermal endurance equation for control material
b
A
Regression coefficient (slope) of thermal endurance equation for candidate
b
B
material
x
Variable for statistical analysis equal to 1/(ϑ +Θ )
y
Variable for statistical analysis equal to ln (τ )
ϑ Ageing temperature in determination of RTE
Θ Temperature on Kelvin scale equal to 0 °C
Time to endpoint
τ
Estimated time to endpoint of control material at a temperature equal to ATE
τ
c
(“correlation time”)
Central second moment of x values for control material
μ
2(A)
Central second moment of x values for candidate material
μ
2(B)
Number of y values for control material data
n
A
Number of y values for candidate material data
n
B
t Student’s t distributed stochastic variable
S
Standard error of the difference of two means
Variance of y values for control material data
s
A
Variance of y values for candidate material data
s
B
General mean of x-values for control material data
x
A
x General mean of x-values for candidate material data
B
General mean of y-values for control material data
y
A
General mean of y-values for candidate material data
y
B
– 14 – 60216-5 © CEI:2003
Température en degrés Celsius égale à ATE
θ
A
θ Température en degrés Celsius égale à RTE
B
Valeur de x correspondant à θ
ˆ
B
X
B
Valeur de x correspondant à θ
ˆ
A
X
A
θ
c(B) Limite inférieure de l'intervalle de confiance de θ
B
θ
θ
c(A) Limite inférieure de l'intervalle de confiance de
A
X Valeur de x correspondant à la limite inférieure de l'intervalle de confiance de θ
L(B) B
X Valeur de x correspondant à la limite inférieure de l'intervalle de confiance de θ
L(A) A
Δ
B Limite inférieure de l'intervalle de confiance de θ
B
Δ
A θ
Limite inférieure de l'intervalle de confiance de
A
IDC
Intervalle de division par deux d’un matériau candidat à un instant égal à τ
B(c)
c
Variance associée à la différence entre les valeurs de la moyenne de y pour
s
D
les deux matériaux
n
D Degrés de liberté de s
D
υ , υ Logarithmes des durées moyennes des plus longues jusqu’à la fin de vie pour les
A B
matériaux A et B
b Variable intermédiaire: valeur ajustée de b pour le calcul de l’intervalle de
r
confiance de la température
s Variable intermédiaire: valeur ajustée de s pour le calcul de l’intervalle de
r
confiance de la température
3.3 Objectifs de la détermination de RTE
L’objectif de la détermination est double:
a) Exploiter une relation supposée exister entre l’endurance thermique (avec un critère
d’essai approprié pour le vieillissement) et les performances en service, et utiliser ce
résultat afin de prédire une valeur pour une évaluation préliminaire de la température en
service d’un matériau pour lequel l’expérience en service est relativement faible (par
comparaison avec un matériau de contrôle connu – voir les Articles 4 et 5).
NOTE Dans la majorité des cas, cela impliquera une extrapolation sur une durée plus longue et/ou une
température plus basse que pour les données expérimentales. Il convient que cette extrapolation soit
minimale, par un choix approprié des températures et des durées de vieillissement, car l'incertitude des
résultats augmente rapidement avec l'extrapolation. Cependant, même s'il n'y a pas d'extrapolation,
l'incertitude reste finie compte tenu des variances des données expérimentales et des erreurs expérimentales.
b) Améliorer la précision d’une détermination d’endurance thermique par diminution des
erreurs systématiques dans le processus de vieillissement. Si, après vieillissement, les
résultats pour le matériau de contrôle sont considérés comme très différents d’une
expérience précédente, cela peut indiquer des variations dans le matériau ou le matériel.
Cela peut être vérifié et éventuellement corrigé. Dans tous les cas, le vieillissement
simultané du matériau de contrôle et du matériau candidat compensera au moins
partiellement les variations systématiques. Les procédures statistiques à utiliser pour
évaluer la signification des variations sont rappelées dans l’Annexe A.
c) Donner des orientations pour l'évaluation d'un matériau par vieillissement thermique pour
une seule durée fixée, sans extrapolation.
d) Fournir des instructions pour l'affectation d'un matériau à une classe d'isolation, fondée
sur les résultats du vieillissement thermique.
60216–5 © IEC:2003 – 15 –
Temperature in degrees Celsius equal to ATE
θ
A
Temperature in degrees Celsius equal to RTE
θ
B
x value corresponding to θ
ˆ
B
X
B
x value corresponding to θ
ˆ
A
X
A
Lower confidence limit of θ
θ
c(B) B
θ Lower confidence limit of θ
c(A) A
x value corresponding to lower confidence limit of θ
X
B
L(B)
x value corresponding to lower confidence limit of θ
X A
L(A)
Δ
B θ
Lower confidence interval of
B
Δ
A Lower confidence interval of θ
A
Halving interval of candidate material at a time equal to τ
HIC
B(c) c
Variance associated with the difference between the mean y-values for the two
s
D
materials
n Degrees of freedom of s
D
D
υ , υ Logarithms of the longest mean times to endpoint for materials A and B
A B
b Intermediate variable: adjusted value of b for calculation of temperature confidence
r
interval
s Intermediate variable: adjusted value of s for calculation of temperature confidence
r
interval
3.3 Objectives of RTE determination
The objectives of the determination are as follows:
a) To exploit an assumed relationship between thermal endurance (with an appropriate test
criterion for ageing) and service performance, and to use this to predict a value for a
preliminary assessment of service temperature of a material for which there is relatively
little service experience (by comparison with a known control material – see Clauses 4
and 5).
NOTE In the majority of cases, this will involve extrapolation to a longer time and/or lower temperature than
in the experimental data. This extrapolation should be kept to a minimum by appropriate choice of ageing
temperatures and times, since the uncertainty in the result increases rapidly as the extrapolation is increased.
However, even when there is no extrapolation, the uncertainty is still finite, on account of the variances of the
experimental data and experimental errors.
b) To improve the precision of a thermal endurance determination by reduction of systematic
errors in the ageing process. If, after ageing, the results for the control material are found
to be significantly different from earlier experience, this may indicate changes in material
or equipment. This may be investigated and possibly corrected. In any case, the
simultaneous ageing of control and candidate will at least partially compensate for
systematic changes. Statistical procedures for use in assessing the significance of
changes are given in Annex A.
c) To give guidelines for assessment of a material by thermal ageing for a single fixed time
without extrapolation.
d) To provide instructions for assigning the material to an insulation class, based upon
thermal ageing results.
– 16 – 60216-5 © CEI:2003
4 Procédures expérimentales
4.1 Choix du matériau de contrôle
L’exigence initiale pour le matériau de contrôle est qu'il ait un indice d’endurance thermique
connu (ATE) pour l’application à l’étude. L’indice d'endurance thermique − s'il est déterminé
par une procédure RTE − doit être soutenu par une expérience en service réelle.
Les mécanismes de vieillissement attendus des deux matériaux et leur vitesse d’évolution
doivent être similaires et doivent correspondre à l’application.
4.2 Choix d’un essai de diagnostic pour une procédure de vieillissement
L’essai de diagnostic doit être un de ceux qui sont considérés comme adaptés à l’application
pour laquelle la RTE est requise. Le même essai doit être appliqué à la fois au matériau de
contrôle et au matériau candidat.
4.3 Procédures de vieillissement
Les nombres et les types d’éprouvettes de chaque matériau, ainsi que les températures de
vieillissement et les durées, doivent être conformes aux exigences de la CEI 60216-1 (5.3.2
et 5.4 et premier alinéa de 5.5). Pour chaque température de vieillissement, la charge de
l’étuve doit être fonction du nombre approprié d’éprouvettes correspondant aux deux
matériaux. Les éprouvettes doivent être réparties dans l’étuve de manière à éviter toute
différence systématique entre les conditions de vieillissement appliquées aux éprouvettes
correspondant aux deux matériaux.
NOTE Il est important que les éprouvettes des deux matériaux soient vieillies simultanément à au moins trois des
températures destinées à faire partie des calculs. Par exemple, les données représentées à la Figure 1 pourraient
être acceptables pour les analyses. Cependant, à partir des données représentées par la Figure 2, le groupe des
températures les plus basses du matériau candidat et le groupe des températures les plus élevées de la
commande ne peuvent pas être inclus car dans chaque cas le groupe d'éprouvettes est constitué uniquement
d'un matériau.
Si, après avoir réalisé le vieillissement aux températures choisies, les résultats de l’un
des deux matériaux ne satisfont pas aux exigences de 6.1 b) de la présente norme,
un autre groupe d’éprouvettes doit être vieilli à une température appropriée. Ce groupe
doit de nouveau être constitué du nombre et du type requis d’éprouvettes provenant des
deux matériaux.
5 Procédures de calcul
5.1 Données d’endurance thermique – Calcul des paramètres intermédiaires
Le calcul des droites d’endurance thermique doit être fait conformément aux instructions de
la CEI 60216-3.
Les paramètres d’entrée donnés au Tableau 1 suivant sont nécessaires pour calculer la RTE
correspondante, et il convient qu’ils soient notés (chacun des symboles peut avoir un indice
inférieur A pour le matériau de commande et un indice inférieur B pour le matériau candidat).
60216–5 © IEC:2003 – 17 –
4 Experimental procedures
4.1 Selection of control material
The primary requirement for the control material is that it has a known thermal endurance
index (ATE) for the application under consideration
...








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