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IEC 60270 Ed. 4.0 b:2025 High-voltage test techniques – Charge-based measurement of partial discharges >
IEC 60270 Ed. 4.0 b:2025 High-voltage test techniques – Charge-based measurement of partial discharges, 2025
- English [Go to Page]
- CONTENTS
- FOREWORD
- 1 Scope
- 2 Normative references
- 3 Terms and definitions
- 4 Test circuits and measuring systems [Go to Page]
- 4.1 General requirements
- 4.2 Test circuits for alternating voltages
- 4.3 Measuring systems for apparent charge [Go to Page]
- 4.3.1 General
- 4.3.2 Coupling device or ‘quadripole’
- 4.3.3 Pulse train response of instruments for the measurement of apparent charge
- 4.3.4 Wide-band PD measuring systems
- 4.3.5 Wide-band PD instruments with active integrator
- 4.3.6 Narrow-band PD instruments
- 4.4 Requirements for measurements with digital PD-instruments [Go to Page]
- 4.4.1 General
- 4.4.2 Requirements for measurement of apparent charge q
- 4.4.3 Requirements for measurement of test voltage magnitude and phase
- 4.5 Measuring systems for derived quantities [Go to Page]
- 4.5.1 Coupling device
- 4.5.2 Instruments for the measurement of pulse repetition rate n
- 4.5.3 Instruments for the measurement of average apparent discharge current I
- 4.5.4 Instruments for the measurement of apparent discharge power P
- 4.6 Instruments for the measurement of the radio disturbance voltage
- 4.7 Instrumentation for PD detection >1 MHz
- 5 Calibration of a measuring system in the complete test circuit [Go to Page]
- 5.1 General
- 5.2 Calibration procedure
- 6 Calibrators [Go to Page]
- 6.1 General
- 6.2 Calibrators for the calibration of a measuring system in the complete test circuit
- 6.3 Calibrators for performance tests on measuring systems
- 7 Maintaining the characteristics of calibrators and measuring systems [Go to Page]
- 7.1 General
- 7.2 Schedule of tests
- 7.3 Maintaining the characteristics of calibrators [Go to Page]
- 7.3.1 Type tests on calibrators
- 7.3.2 Routine tests on calibrators
- 7.3.3 Performance tests on calibrators
- 7.3.4 Performance checks on calibrators
- 7.3.5 Record of performance
- 7.4 Maintaining the characteristics of PD measuring systems [Go to Page]
- 7.4.1 General
- 7.4.2 Type tests on PD measuring systems
- 7.4.3 Routine tests on measuring systems
- 7.4.4 Performance checks on PD measuring systems
- 7.4.5 Checks for additional capabilities of digital measuring systems
- 7.4.6 Record of performance
- 8 Partial discharge measurements during tests with alternating voltage [Go to Page]
- 8.1 General
- 8.2 Conditioning of the test object
- 8.3 Choice of test procedure [Go to Page]
- 8.3.1 General
- 8.3.2 Determination of the partial discharge inception and extinction voltages
- 8.3.3 Determination of the partial discharge magnitude at a specified test voltage
- 9 Measuring uncertainty and sensitivity
- 10 External disturbances and interference
- 11 Partial discharge measurements during tests with direct voltage [Go to Page]
- 11.1 General
- 11.2 PD quantities
- 11.3 Voltages related to partial discharges [Go to Page]
- 11.3.1 Partial discharge inception and extinction voltages
- 11.3.2 Partial discharge test voltage
- 11.4 Test circuits and measuring systems
- 11.5 Test procedures with regard to external disturbances [Go to Page]
- 11.5.1 Choice of test procedures
- 11.5.2 Disturbances
- Annex A (normative) Performance tests on calibrators [Go to Page]
- A.1 General
- A.2 Comparison method
- A.3 Numerical integration method
- A.4 Passive integration method
- A.5 Active integration method
- Annex B (informative) Test circuits
- Annex C (informative) Measurements on test objects with distributed or inductive characteristics such as cables, gas-insulated switchgear, power capacitors, and on test objects with windings: alternative methods [Go to Page]
- C.1 General
- C.2 Attenuation and distortion phenomena
- C.3 Resonance phenomena, reflections
- C.4 Location of discharges
- Annex D (informative) The use of radio disturbance (interference) meters for the detection of partial discharges
- Annex E (informative) PD measuring instruments [Go to Page]
- E.1 General concept
- E.2 Correct acquisition of (charge) amplitude and polarity of PD signals
- E.3 Recommendations for recording test voltage, phase angle φi and time ti of occurrence of a PD pulse
- E.4 Phase-resolved partial discharge (PRPD) pattern display algorithm
- Annex F (informative) Alternative methods of PD detection [Go to Page]
- F.1 General
- F.2 Electromagnetic detection
- F.3 Acoustic detection
- F.4 Chemical detection
- F.5 Optical detection
- Annex G (informative) Disturbances – Interference and noise [Go to Page]
- G.1 Sources of disturbances
- G.2 Detecting disturbances
- G.3 Disturbance levels
- G.4 Suggestions for reducing disturbances [Go to Page]
- G.4.1 Basic earthing, bonding, and filtering
- G.4.2 Balanced circuits
- G.4.3 Electronic signal processing
- G.5 Further interference mitigation methods
- Annex H (informative) Evaluation of PD test results during tests with direct voltage
- Bibliography
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Basic partial discharge test circuits
- Figure 2 – Test circuit for measurement at a bushing tap
- Figure 3 – Test circuit for measuring self-excited test objects
- Figure 4 – Correct relationship between amplitude and frequency to minimize integration errors for a wide-band system
- Figure 5 – Connections for the calibration of the complete test arrangement
- Figure 6 – Output waveform of the calibrator step voltage generator
- Figure 7 – Minimum realistic specified PD magnitude versus noise level
- Figure A.1 – Measurement of calibrator characteristics
- Figure A.2 – Indicative range of applicability for different methods
- Figure A.3 – Performance test of calibrator using the numerical integration method
- Figure A.4 – Calibration pulses um(t) of a typical calibrator using integration resistances Rm = 33 Ω and Rm = 200 Ω respectively (q = 100 pC)
- Figure A.5 – Performance test of calibrator using the passive integration method
- Figure A.6 – Performance test of calibrator using the active integration method
- Figure C.1 – Partial discharge measurements in different test objects versus frequency
- Figure D.1 – CISPR radio disturbance meter readings
- Figure E.1 – Block diagram of an analog PD instrument equipped with an electronic integrator
- Figure E.2 – Block diagrams of digital PD instruments
- Figure E.3 – Conceptual diagram of phase-resolved PD pattern (PRPD)
- Figure E.4 – Detection of PD pulse amplitude and polarity
- Figure E.5 – Examples of some phase-resolved PRPD patterns
- Figure H.1 – Display modes of apparent pulses against measuring time
- Figure H.2 – Histograms of PD pulse count n against apparent charge intervals
- Tables [Go to Page]
- Table 1 – Pulse train response of PD instruments
- Table 2 – Tests required for calibrators
- Table 3 – Tests required for measuring systems
- Table A.1 – Three methods for determining PD calibrator output charge
- Table C.1 – PD measurement application areas with selected references
- Français [Go to Page]
- SOMMAIRE
- AVANT-PROPOS
- 1 Domaine d'application
- 2 Références normatives
- 3 Termes et définitions
- 4 Circuits d'essai et systèmes de mesure [Go to Page]
- 4.1 Exigences générales
- 4.2 Circuits d'essai pour les tensions alternatives
- 4.3 Systèmes de mesure de la charge apparente [Go to Page]
- 4.3.1 Généralités
- 4.3.2 Dispositif de couplage ou "quadripôle"
- 4.3.3 Réponse des appareils de mesure de la charge apparente à un train d'impulsions
- 4.3.4 Systèmes de mesure de DP à large bande
- 4.3.5 Appareils de mesure de DP à large bande associés à un intégrateur actif
- 4.3.6 Appareils de mesure de DP à bande étroite
- 4.4 Exigences pour les mesurages effectués avec des appareils de mesure numérique de DP [Go to Page]
- 4.4.1 Généralités
- 4.4.2 Exigences pour le mesurage de la charge apparente q
- 4.4.3 Exigences pour le mesurage de la phase et de l'amplitude de la tension d'essai
- 4.5 Systèmes de mesure pour les grandeurs dérivées [Go to Page]
- 4.5.1 Dispositif de couplage
- 4.5.2 Appareils de mesure du taux de répétition des impulsions n
- 4.5.3 Appareils de mesure du courant moyen de décharge apparente I
- 4.5.4 Appareils de mesure de la puissance de décharge apparente P
- 4.6 Appareils de mesure de la tension de perturbation radioélectrique
- 4.7 Appareils de détection de DP > 1 MHz
- 5 Étalonnage d'un système de mesure dans le circuit d'essai complet [Go to Page]
- 5.1 Généralités
- 5.2 Procédure d'étalonnage
- 6 Dispositifs d'étalonnage [Go to Page]
- 6.1 Généralités
- 6.2 Dispositifs d'étalonnage d'un système de mesure dans le circuit d'essai complet
- 6.3 Dispositifs d'étalonnage pour les essais de détermination des caractéristiques des systèmes de mesure
- 7 Maintien des caractéristiques des dispositifs d'étalonnage et des systèmes de mesure [Go to Page]
- 7.1 Généralités
- 7.2 Calendrier des essais
- 7.3 Maintien des caractéristiques des dispositifs d'étalonnage [Go to Page]
- 7.3.1 Essais de type des dispositifs d'étalonnage
- 7.3.2 Essais individuels de série des dispositifs d'étalonnage
- 7.3.3 Essais de détermination des caractéristiques des dispositifs d'étalonnage
- 7.3.4 Contrôles des caractéristiques des dispositifs d'étalonnage
- 7.3.5 Recueil de caractéristiques
- 7.4 Maintien des caractéristiques des systèmes de mesure de DP [Go to Page]
- 7.4.1 Généralités
- 7.4.2 Essais de type des systèmes de mesure de DP
- 7.4.3 Essais individuels de série des systèmes de mesure
- 7.4.4 Contrôles des caractéristiques des systèmes de mesure de DP
- 7.4.5 Contrôle des fonctionnalités supplémentaires des systèmes de mesure numérique
- 7.4.6 Recueil de caractéristiques
- 8 Mesurages de décharges partielles lors d'essais sous une tension alternative [Go to Page]
- 8.1 Généralités
- 8.2 Conditionnement de l'objet d'essai
- 8.3 Choix de la procédure d'essai [Go to Page]
- 8.3.1 Généralités
- 8.3.2 Détermination des tensions de seuil et d'extinction des décharges partielles
- 8.3.3 Détermination de l'amplitude des décharges partielles à une tension d'essai spécifiée
- 9 Incertitude et sensibilité des mesures
- 10 Perturbations et interférences externes
- 11 Mesurages de décharges partielles lors d'essais sous une tension continue [Go to Page]
- 11.1 Généralités
- 11.2 Grandeurs relatives aux décharges partielles
- 11.3 Tensions relatives aux décharges partielles [Go to Page]
- 11.3.1 Tensions de seuil et d'extinction des décharges partielles
- 11.3.2 Tension d'essai de décharges partielles
- 11.4 Circuits d'essai et systèmes de mesure
- 11.5 Procédures d'essai pour les perturbations externes [Go to Page]
- 11.5.1 Choix des procédures d'essai
- 11.5.2 Perturbations
- Annexe A (normative) Essais de détermination des caractéristiques des dispositifs d'étalonnage [Go to Page]
- A.1 Généralités
- A.2 Méthode par comparaison
- A.3 Méthode d'intégration numérique
- A.4 Méthode d'intégration passive
- A.5 Méthode d'intégration active
- Annexe B (informative) Circuits d'essai
- Annexe C (informative) Mesurages sur les objets d'essai présentant des caractéristiques réparties ou inductives, comme les câbles, les appareillages à isolation gazeuse, les condensateurs de puissance, et sur les objets d'essai comportant des enroulements – Méthodes alternatives [Go to Page]
- C.1 Généralités
- C.2 Phénomènes d'atténuation et de distorsion
- C.3 Phénomènes de résonance, réflexions
- C.4 Localisation des décharges
- Annexe D (informative) Utilisation de mesureurs de perturbations (d'interférences) radioélectriques pour la détection de décharges partielles
- Annexe E (informative) Appareils de mesure de DP [Go to Page]
- E.1 Concept général
- E.2 Acquisition correcte de l'amplitude (de la charge) et de la polarité des signaux de DP
- E.3 Recommandations pour enregistrer la tension d'essai, l'angle de phase φi et l'instant ti d'une impulsion de décharge partielle
- E.4 Algorithme d'affichage des patrons de décharges partielles résolus par phase (PRPD)
- Annexe F (informative) Autres méthodes de détection des DP [Go to Page]
- F.1 Généralités
- F.2 Détection électromagnétique
- F.3 Détection acoustique
- F.4 Détection chimique
- F.5 Détection optique
- Annexe G (informative) Perturbations – Interférences et bruits [Go to Page]
- G.1 Sources de perturbations
- G.2 Détection des perturbations
- G.3 Niveaux de perturbations
- G.4 Suggestions pour réduire les perturbations [Go to Page]
- G.4.1 Principes fondamentaux pour la mise à la terre, la liaison équipotentielle et le filtrage
- G.4.2 Circuits équilibrés
- G.4.3 Traitement électronique du signal
- G.5 Autres méthodes d'atténuation des interférences
- Annexe H (informative) Évaluation des résultats d'essai de DP lors des essais sous une tension continue
- Bibliographie
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Circuits d'essai de référence pour les mesurages des décharges partielles
- Figure 2 – Circuit d'essai pour un mesurage effectué à la prise d'une traversée
- Figure 3 – Circuit d'essai pour le mesurage d'objets d'essai autoexcités
- Figure 4 – Relation correcte entre l'amplitude et la fréquence pour réduire le plus possible les erreurs d'intégration avec un système de mesure à large bande
- Figure 5 – Connexions pour l'étalonnage du montage d'essai complet
- Figure 6 – Forme d'onde de sortie du générateur de tension d'échelon du dispositif d'étalonnage
- Figure 7 – Amplitude de DP spécifiée minimale réaliste par rapport au niveau de bruit
- Figure A.1 – Mesurage des caractéristiques du dispositif d'étalonnage
- Figure A.2 – Plage indicative d'applicabilité des différentes méthodes
- Figure A.3 – Essai de détermination des caractéristiques du dispositif d'étalonnage par la méthode d'intégration numérique
- Figure A.4 – Impulsions d'étalonnage um(t) générées par un dispositif d'étalonnage type utilisant des résistances d'intégration Rm = 33 Ω et Rm = 200 Ω, respectivement (q = 100 pC)
- Figure A.5 – Essai de détermination des caractéristiques du dispositif d'étalonnage par la méthode d'intégration passive
- Figure A.6 – Essai de détermination des caractéristiques du dispositif d'étalonnage par la méthode d'intégration active
- Figure C.1 – Mesurages des décharges partielles dans différents objets d'essai par rapport à la fréquence
- Figure D.1 – Lectures du mesureur de perturbations radioélectriques CISPR
- Figure E.1 – Schéma de principe d'un appareil de mesure analogique de DP équipé d'un intégrateur électronique
- Figure E.2 – Schémas de principe des appareils de mesure numérique de DP
- Figure E.3 – Schéma théorique du patron de DP résolu par phase (PRPD)
- Figure E.4 – Détection de l'amplitude et de la polarité des impulsions de DP
- Figure E.5 – Exemples de patrons PRPD résolus par phase
- Figure H.1 – Modes d'affichage des impulsions apparentes par rapport au temps de mesurage
- Figure H.2 – Histogrammes du nombre n d'impulsions de DP en fonction des intervalles de la charge apparente
- Tableaux [Go to Page]
- Tableau 1 – Réponse des appareils de mesure de DP à un train d'impulsions
- Tableau 2 – Essais exigés pour les dispositifs d'étalonnage
- Tableau 3 – Essais exigés pour les systèmes de mesure
- Tableau A.1 – Trois méthodes pour déterminer la charge de sortie du dispositif d'étalonnage de DP
- Tableau C.1 – Zones d'application des mesurages de DP avec références choisies [Go to Page]
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