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IEC 62271-109 Ed. 2.0 High-voltage switchgear and controlgear - Part 109: Alternating-current series capacitor by-pass switches

Standard Number:  IEC 62271-109 Ed. 2.0
Title:  High-voltage switchgear and controlgear - Part 109: Alternating-current series capacitor by-pass switches
Language:  English and French
Replaced by Standard:  IEC 62271-109 Ed. 2.1

Replacing Standard:  IEC 62271-109 Ed. 1.0

Status:  Current
Publisher:  International Electrotechnical Commission (IEC)
Price:  
Number of Pages:261  

Description:IEC 62271-109-2008 High-voltage switchgear and controlgear - Part 109: Alternating-current series capacitor by-pass switches is applicable to a.c. series capacitor by-pass switches designed for outdoor installation and for operation at frequencies of 50 Hz and 60 Hz on systems having voltages above 52 kV. It is only applicable to by-pass switches for use in three-phase systems. This standard is also applicable to the operating devices of by-pass switches and to their auxiliary equipment. This second edition cancels and replaces the first edition, published in 2006, and constitutes a technical revision. This standard is to be read in conjunction with IEC 62271-100 and IEC 62271-1 (2007), to which it refers and which is applicable, unless otherwise specified in this standard. The main changes with respect to the previous edition are listed below- - By-passing test duty has been split. - Equivalence regarding applicability of test parameters were reviewed. - Recovery voltage waveshape during insertion test duty has been recalculated and optimized. An explanatory note on the calculation of the recovery voltage is given in Annex F. - Withdrawal of the electrical endurance class BP2. Such devices are now covered in informative Annex E. - Addition of Annex D which gives examples of typical by-pass switch ratings.  
Catalog:Document Contents
English
CONTENTS
FOREWORD
1 General
1.1 Scope
1.2 Normative references
2 Normal and special service conditions
3 Terms and definitions
3.1 General terms
3.2 Assemblies
3.3 Parts of assemblies
3.4 Switching devices
3.5 Parts of by-pass switches
3.6 Operation
3.7 Characteristic quantities
3.8 Definitions related to series capacitor banks
3.9 Index of definitions
4 Ratings
4.1 Rated voltage (Ur)
4.2 Rated insulation level
4.3 Rated frequency (fr)
4.4 Rated normal current (Ir) and temperature rise
4.5 Rated short-time withstand current (Ik)
4.6 Rated peak withstand current (Ip)
4.7 Rated duration of short-circuit (tk)
4.8 Rated supply voltage of closing and opening devices and of auxiliary and control circ...
4.9 Rated supply frequency of closing and opening devices and auxiliary circuits
4.10 Rated pressures of compressed gas supply for insulation, operation and/or by-passing...
4.101 Rated operating sequence
4.102 Rated by-pass making current (IBP)
4.104 Rated reinsertion voltage (UINS)
4.105 Rated time quantities
4.106 Number of mechanical operations
5 Design and construction
5.1 Requirements for liquids in by-pass switches
5.2 Requirements for gases in by-pass switches
5.3 Earthing of by-pass switches
5.4 Auxiliary equipment
5.5 Dependent power operation
5.6 Stored energy operation
5.7 Independent manual operation
5.8 Operation of releases
5.9 Low- and high-pressure interlocking devices
5.10 Nameplates
5.11 Interlocking devices
5.12 Position indication
5.13 Degrees of protection by enclosures
5.14 Creepage distances
5.15 Gas and vacuum tightness
5.16 Liquid tightness
5.17 Fire hazard (flammability)
5.18 Electromagnetic compatibility
5.19 X-ray emission
5.20 Corrosion
5.101 Requirements for simultaneity within a pole
5.102 General requirement for operation
5.103 Pressure limits of fluids for operation
5.104 Vent outlets
6 Type tests
6.1 General
6.2 Dielectric tests
6.3 Radio interference voltage (r.i.v.) tests
6.4 Measurement of the resistance of the main circuit
6.5 Temperature-rise tests
6.6 Short-time withstand current and peak withstand current tests
6.7 Verification of the degree of protection
6.8 Tightness tests
6.9 Electromagnetic compatibility (EMC) tests
6.10 Additional tests on auxiliary and control circuits
6.11 X-Radiation test procedure for vacuum interrupters
6.101 Mechanical and environmental tests
6.102 Miscellaneous provisions for by-pass making and insertion tests
6.103 Sequence of the tests
6.104 By-pass making current test-duty
6.105 Insertion current test-duty
6.106 Criteria to pass the test duties
7 Routine tests
7.1 Dielectric test on the main circuit
7.2 Dielectric test on auxiliary and control circuits
7.3 Measurement of the resistance of the main circuit
7.4 Tightness test
7.5 Design and visual checks
7.101 Mechanical operating tests
8 Guide to the selection of by-pass switches for service
9 Information to be given with enquiries, tenders and orders
9.101 Information to be given with enquiries and orders
9.102 Information to be given with tenders
10 Rules for transport, storage, installation, operation and maintenance
10.1 Conditions during transport, storage and installation
10.2 Installation
10.3 Operation
10.4 Maintenance
11 Safety
12 Influence of the product on environment
Annex A (normative) Tolerances on test quantities during type tests
Annex B (normative) Records and reports of type tests
Annex C (informative) List of symbols and abbreviations used
Annex D (informative) Examples of by-pass switch ratings
Annex E (informative) By-pass switches used as the primary by-passing devices
Annex F (informative) Explanatory note regarding transient recovery voltage during reinse...
Annex G (normative) Use of mechanical characteristics and related requirements
Bibliography
Figures
Figure?1 – By-pass switch – Opening and closing operations
Figure 2 – By-pass switch – Close-open cycle
Figure 3 – By-pass switch – Open-close cycle
Figure?4 – Test sequences for low and high temperature tests
Figure 5 ? Static terminal load forces
Figure?6 – Directions for static terminal load tests
Figure?7 – Reference mechanical travel characteristics (idealized curve)
Figure 8 ? Reference mechanical travel characteristics (idealized curve) with the prescri...
Figure 9 ? Reference mechanical travel characteristics (idealized curve) with the prescri...
Figure 10 ? Reference mechanical travel characteristics (idealized curve) with the prescr...
Figure 11 ? Equivalent testing set-up for unit testing of by-pass switches with more than...
Figure 12 – Typical test circuit for the by-pass making current test-duty
Figure 13 – Oscillogram obtained from the typical test circuit for the by-pass making cu...
Figure 14 – Typical LC test circuit for the insertion current test-duty
Figure 15 – Oscillogram obtained from the typical LC test circuit for the insertion curr...
Figure 16 – Typical test circuit for the insertion current test-duty (mainly for high rat...
Figure 17 – Oscillogram obtained from the typical test circuit shown in Figure 16 for the...
Figure 18 – Typical direct test circuit for the insertion current test-duty
Figure 19 ? Oscillogram obtained from the typical direct test circuit for the insertion c...
Figure E.1 ? Typical components layout for by-pass switches used as the primary by-passin...
Figure F.1 ? Typical example of the transient reinsertion voltage across a by-switch for ...
Figure F.2 ? Typical example of the transient reinsertion voltage across a by-switch for ...
Figure F.3 ? Comparison of the calculated transient reinsertion voltage examples and poss...
Figure F.4 ? Comparison of the calculated transient reinsertion voltage examples and poss...
Tables
Table 1 ? Nameplate information
Table 2 ? Type tests
Table 3 – Invalid tests
Table 4 –?Number of operating sequences
Table 5 –?Examples of static horizontal and vertical forces for static terminal load test
Table 6 – Application of voltage for dielectric test on the main circuit
Table A.1 – Tolerances on test quantities for type tests
Table D.1 – Typical ratings for a series capacitor bank by-pass switch – Cases 1 to 6
Table D.2 ? Typical series capacitor bank by-pass switch ratings ? Cases 7 to 12
Table D.3 ? Typical series capacitor bank by-pass switch ratings ? Cases 13 to 18
Table F.1 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems not having po...
Table F.2 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems not having pow...
Table F.3 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems not having pow...
Table F.4 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems not having pow...
Table F.5 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems having power s...
Table F.6 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems having power s...
Table F.7 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems having power s...
Table F.8 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems having power s...
Table F.9 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems not having pow...
Table F.10 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems not having po...
Table F.11 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems not having po...
Table F.12 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems not having po...
Table F.13 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems having power ...
Table F.14 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems having power ...
Table F.15 ? Typical examples of transient reinsertion voltages for systems having power ...
Table F.16 ? Typical examples of reinsertion recovery voltages for systems having power s...
Table G.1 – Summary of type tests related to mechanical characteristics
Fran?ais
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS
1 Généralités
1.1 Domaine d'application
1.2 Références normatives
2 Conditions normales et spéciales de service
3 Termes et définitions
3.1 Termes généraux
3.2 Ensembles
3.3 Parties d'ensembles
3.4 Appareils de connexion
3.5 Parties de l’interrupteur de contournement
3.6 Fonctionnement
3.7 Grandeurs caractéristiques
3.8 Définitions en rapport avec les batteries de condensateurs série
3.9 Index des définitions
4 Caractéristiques assignées
4.1 Tension assignée (Ur)
4.2 Niveau d’isolement assigné
4.3 Fréquence assignée (fr)
4.4 Courant assigné en service continu (Ir) et échauffement
4.5 Courant de courte durée admissible assigné (Ik)
4.6 Valeur de crête du courant admissible assigné (Ip)
4.7 Durée de court-circuit assignée (tk)
4.8 Tension assignée d’alimentation des dispositifs de fermeture et d’ouverture, des circ...
4.9 Fréquence assignée d’alimentation des dispositifs de fermeture et d’ouverture et des ...
4.10 Pression assignée d’alimentation en gaz comprimé pour l’isolement, la man?uvre et/ou...
4.101 Séquence de man?uvres assignée
4.102 Courant assigné de contournement (IBP)
4.103 Courant assigné d’insertion (dans le circuit de contournement, IINS)
4.104 Tension assignée de réinsertion (UINS)
4.105 Durées assignées
4.106 Nombre de man?uvres mécaniques
5 Conception et construction
5.1 Exigences pour les liquides utilisés dans les interrupteurs de contournement
5.2 Exigences pour les gaz utilisés dans les interrupteurs de contournement
5.3 Mise à la terre des interrupteurs de contournement
5.4 équipements auxiliaires
5.5 Man?uvre dépendante à source d’énergie extérieure
5.6 Man?uvre à accumulation d’énergie
5.7 Man?uvre manuelle indépendante
5.8 Fonctionnement des déclencheurs
5.9 Verrouillages à basse et à haute pression
5.10 Plaques signalétiques
5.11 Verrouillages
5.12 Indicateur de position
5.13 Degrés de protection procurés par les enveloppes
5.14 Lignes de fuite
5.15 étanchéité au gaz et au vide
5.16 étanchéité au liquide
5.17 Inflammabilité
5.18 Compatibilité électromagnétique
5.19 Emission de rayons X
5.20 Corrosion
5.101 Exigences de simultanéité au sein d’un p?le
5.102 Exigence générale de fonctionnement
5.103 Limites de pression des fluides pour la man?uvre
5.104 Orifices d'évacuation
6 Essais de type
6.1 Généralités
6.2 Essais diélectriques
6.3 Essais de tension de perturbation radioélectrique
6.4 Mesurage de la résistance du circuit principal
6.5 Essais d'échauffement
6.6 Essais au courant de courte durée et à la valeur de crête du courant admissible
6.7 Vérification du degré de protection
6.8 Essais d’étanchéité
6.9 Essais de compatibilité électromagnétique (CEM)
6.10 Essais additionnels des circuits auxiliaires et de commande
6.11 Procédure d’essai des rayonnements X pour les ampoules à vide
6.101 Essais mécaniques et climatiques
6.102 Dispositions diverses pour les essais de contournement et d’insertion
6.103 Séquence des essais
6.104 Séquence d’essais d’établissement du courant de contournement
6.105 Séquence d’essai de courant d’insertion
6.106 Critères de réussite des séquences d’essais
7 Essais individuels
7.1 Essais diélectriques du circuit principal
7.2 Essais diélectriques des circuits auxiliaires et de commande
7.3 Mesurage de la résistance du circuit principal
7.4 Essai d’étanchéité
7.5 Contr?les visuels et du modèle
7.101 Essais de fonctionnement mécanique
8 Guide pour le choix des interrupteurs de contournement selon le service
9 Renseignements à donner dans les appels d'offres, les soumissions et les commandes
9.101 Renseignements à donner dans les appels d'offres et les commandes
9.102 Renseignements à donner avec les soumissions
10 Règles pour le transport, le stockage, l'installation, la man?uvre et la maintenance
10.1 Conditions à respecter pendant le transport, le stockage et l'installation
10.2 Installation
10.3 Fonctionnement
10.4 Maintenance
11 Sécurité
12 Influence du produit sur l'environnement
Annexe A (normative) Tolérances sur les paramètres d'essais lors des essais de type
Annexe B (normative) Enregistrement et comptes rendus des essais de type
Annexe C (informative) Liste des symboles et des abréviations utilisés
Annexe D (informative) Exemples de caractéristiques d?un interrupteur de contournement
Annexe E (informative) Interrupteurs de contournement utilisés comme dispositifs de conto...
Annexe F (informative) Note explicative concernant la tension de rétablissement transitoi...
Annexe G (normative) Utilisation de caractéristiques mécaniques et exigences liées
Bibliographie
Figures
Figure?1?–?Interrupteur de contournement?–?Man?uvres d’ouverture et de fermeture
Figure?2?–?Interrupteur de contournement?–?Cycle de fermeture-ouverture
Figure?3?–?Interrupteur de contournement?–?Cycle d’ouverture-fermeture
Figure?4?–?Séquences d’essais pour les essais à basse et à haute températures
Figure?5?–?Efforts statiques sur les bornes
Figure?6?–?Directions pour les essais d’efforts statiques sur les bornes
Figure?7?–?Caractéristiques de déplacement mécanique de référence (courbe idéalisée)
Figure 8 ? Caractéristiques de déplacement mécanique de référence (courbe idéalisée) avec...
Figure 9 ? Caractéristiques de déplacement mécanique de référence (courbe idéalisée) avec...
Figure 10 ? Caractéristiques de déplacement mécanique de référence (courbe idéalisée) ave...
Figure?11?–?Montage d’essai équivalent pour les essais sur éléments séparés des interrupt...
Figure 12?–?Circuit d’essai typique pour une séquence d’essai d'établissement du courant ...
Figure 13?–?Oscillogramme obtenu avec le circuit d’essai typique pour une séquence d’essa...
Figure 14?–?Circuit d’essai LC typique pour la séquence d’essai de courant d’insertion
Figure 15 ? Oscillogramme obtenu avec le circuit d?essai LC typique pour la séquence d?es...
Figure 16 ? Circuit d?essai typique pour la séquence d?essai de courant d?insertion (prin...
Figure 17 – Oscillogramme obtenu avec le circuit d’essai typique présenté à la Figure?16 ...
Figure 18?–?Circuit d’essai direct typique pour la séquence d’essai de courant d’insertion
Figure 19?–?Oscillogramme obtenu avec le circuit d’essai direct typique pour la séquence...
Figure E.1?–?Implantation type des composants pour les interrupteurs de contournement uti...
Figure F.1?–?Exemple typique de tension transitoire de réinsertion entre les bornes d’un ...
Figure F.2?–?Exemple typique de tension transitoire de réinsertion entre les bornes d’un ...
Figure F.3?–?Comparaison des exemples de tensions transitoires de réinsertion calculées e...
Figure F.4?–?Comparaison des exemples de tensions transitoires de réinsertion calculées e...
Tableaux
Tableau 1 ? Informations sur la plaque signalétique
Tableau 2 ? Essais de type
Tableau 3?–?Essais non valables
Tableau 4?–?Nombre de séquences de man?uvres
Tableau 5?–?Exemples d’efforts statiques horizontaux et verticaux pour l'essai avec effor...
Tableau 6?–?Application de la tension lors des essais diélectriques du circuit principal
Tableau A.1?–?Tolérances sur les paramètres d'essais lors des essais de type
Tableau D.1 – Caractéristiques typiques d'un interrupteur de contournement pour batterie ...
Tableau D.2 ? Caractéristiques typiques d'un interrupteur de contournement pour batterie ...
Tableau D.3 ? Caractéristiques typiques d'un interrupteur de contournement pour batterie ...
Tableau F.1 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux ...
Tableau F.2 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux ...
Tableau F.3 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux ...
Tableau F.4 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux ...
Tableau F.5 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux ...
Tableau F.6 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux ...
Tableau F.7 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux ...
Tableau F.8 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux ...
Tableau F.9 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux ...
Tableau F.10 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux...
Tableau F.11 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux...
Tableau F.12 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux...
Tableau F.13 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux...
Tableau F.14 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux...
Tableau F.15 ? Exemples typiques de tensions transitoires de réinsertion pour des réseaux...
Tableau F.16 ? Exemples typiques de tensions de rétablissement de réinsertion pour des ré...
Tableau G.1 – Résumé des essais de type liés aux caractéristiques mécaniques
  
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