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BS EN 60099-9:2014 Surge arresters - Metal-oxide surge arresters without gaps for HVDC converter stations >
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BS EN 60099-9:2014 Surge arresters - Metal-oxide surge arresters without gaps for HVDC converter stations, 2014
- 30239585-VOR.pdf [Go to Page]
- Foreword
- Endorsement notice
- Annex ZA (normative) Normative references to international publications with their corresponding European publications
- 30304606-VOR.pdf [Go to Page]
- English [Go to Page]
- CONTENTS
- FOREWORD
- 1 Scope
- 2 Normative references
- 3 Terms and definitions
- 4 Typical HVDC converter station schemes, arrester types, locations and operating voltage
- 5 Identification and classification [Go to Page]
- 5.1 Arrester identification
- 5.2 Arrester classification
- 6 Service conditions [Go to Page]
- 6.1 Normal service conditions
- 6.2 Abnormal service conditions
- 7 Requirements [Go to Page]
- 7.1 Insulation withstand of the arrester housing
- 7.2 Reference voltage
- 7.3 Residual voltage
- 7.4 Internal partial discharge
- 7.5 Seal leak rate
- 7.6 Current distribution in a multi-column arrester and between matched arresters
- 7.7 Long term stability under continuous operating voltage
- 7.8 Repetitive charge transfer withstand
- 7.9 Thermal energy capability
- 7.10 Short-circuit performance
- 7.11 Requirements on internal grading components
- 7.12 Mechanical loads [Go to Page]
- 7.12.1 General
- 7.12.2 Bending moment
- 7.12.3 Resistance against environmental stresses
- 7.12.4 Insulating base
- 7.12.5 Mean value of breaking load (MBL)
- 7.13 Electromagnetic compatibility
- 7.14 End of life
- 8 General testing procedure [Go to Page]
- 8.1 Measuring equipment and accuracy
- 8.2 Reference voltage measurements
- 8.3 Test samples [Go to Page]
- 8.3.1 General
- 8.3.2 Arrester section requirements
- 9 Type tests (design tests) [Go to Page]
- 9.1 General
- 9.2 Insulation withstand test on the arrester housing [Go to Page]
- 9.2.1 General
- 9.2.2 Tests on individual unit housings
- 9.2.3 Tests on complete arrester housing assemblies
- 9.2.4 Ambient air conditions during tests
- 9.2.5 Wet test procedure
- 9.2.6 Lightning impulse voltage test
- 9.2.7 Switching impulse voltage test
- 9.2.8 Power-frequency voltage test
- 9.3 Short-circuit tests
- 9.4 Internal partial discharge tests
- 9.5 Test of the bending moment [Go to Page]
- 9.5.1 Test on porcelain-housed arresters
- 9.5.2 Test on polymer-housed arresters
- 9.6 Environmental tests [Go to Page]
- 9.6.1 General
- 9.6.2 Overview
- 9.6.3 Sample preparation
- 9.6.4 Test procedure
- 9.6.5 Test evaluation
- 9.7 Weather ageing test [Go to Page]
- 9.7.1 General
- 9.7.2 Test specimens
- 9.7.3 Test procedure
- 9.7.4 Evaluation of the test
- 9.8 Seal leak rate test [Go to Page]
- 9.8.1 General
- 9.8.2 Overview
- 9.8.3 Sample preparation
- 9.8.4 Test procedure
- 9.8.5 Test evaluation
- 9.9 Radio interference voltage (RIV) test
- 9.10 Residual voltage test [Go to Page]
- 9.10.1 General
- 9.10.2 Steep current impulse residual voltage test
- 9.10.3 Lightning impulse residual voltage test
- 9.10.4 Switching impulse residual voltage test
- 9.11 Test to verify long term stability under continuous operating voltage [Go to Page]
- 9.11.1 General
- 9.11.2 Test procedure for arresters subjected to voltage reversal
- 9.11.3 Test procedure for arresters not subjected to voltage reversal
- 9.12 Test to verify the repetitive charge transfer rating, Qrs [Go to Page]
- 9.12.1 General
- 9.12.2 Test procedure
- 9.12.3 Test evaluation
- 9.12.4 Rated values of repetitive charge transfer rating, Qrs
- 9.13 Heat dissipation behaviour of test sample [Go to Page]
- 9.13.1 General
- 9.13.2 Arrester section requirements
- 9.13.3 Procedure to verify thermal equivalency between arrester and arrester section
- 9.14 Test to verify the thermal energy rating, Wth [Go to Page]
- 9.14.1 General
- 9.14.2 Arrester section requirements
- 9.14.3 Test procedure
- 9.15 Test to verify the dielectric withstand of internal components [Go to Page]
- 9.15.1 General
- 9.15.2 Test procedure
- 9.15.3 Test evaluation
- 9.16 Test of internal grading components [Go to Page]
- 9.16.1 Test to verify long term stability under continuous operating voltage
- 9.16.2 Thermal cyclic test
- 10 Routine tests and acceptance test [Go to Page]
- 10.1 Routine tests
- 10.2 Acceptance tests [Go to Page]
- 10.2.1 Standard acceptance tests
- 10.2.2 Special thermal stability test
- 11 Test requirements on different types of arresters [Go to Page]
- 11.1 General
- 11.2 Valve arrester (V) [Go to Page]
- 11.2.1 General
- 11.2.2 Continuous operating voltage
- 11.2.3 Equivalent continuous operating voltage
- 11.2.4 Type tests
- 11.2.5 Routine and acceptance tests
- 11.3 Bridge arrester and HV and LV converter unit arresters (B, CH, CL) [Go to Page]
- 11.3.1 Continuous operating voltage
- 11.3.2 Equivalent continuous operating voltage
- 11.3.3 Type tests
- 11.3.4 Routine and acceptance tests
- 11.4 Converter unit arrester (C) [Go to Page]
- 11.4.1 General
- 11.4.2 Continuous operating voltage
- 11.4.3 Equivalent continuous operating voltage
- 11.4.4 Type tests
- 11.4.5 Routine and acceptance tests
- 11.5 Mid-point d.c. bus arrester, mid-point bridge arresters and arrester between converters (M, MH, ML, CM) [Go to Page]
- 11.5.1 Continuous operating voltage
- 11.5.2 Equivalent continuous operating voltage
- 11.5.3 Type tests
- 11.5.4 Routine and acceptance tests
- 11.6 Converter unit d.c. bus arrester (CB) [Go to Page]
- 11.6.1 Continuous operating voltage
- 11.6.2 Equivalent continuous operating voltage
- 11.6.3 Type tests
- 11.6.4 Routine and acceptance tests
- 11.7 DC bus and d.c. line/cable arrester (DB, DL/DC) [Go to Page]
- 11.7.1 General
- 11.7.2 Continuous operating voltage
- 11.7.3 Equivalent continuous operating voltage
- 11.7.4 Type tests
- 11.7.5 Routine and acceptance tests
- 11.8 Neutral bus arresters (EB, E1, E) [Go to Page]
- 11.8.1 Continuous operating voltage
- 11.8.2 Equivalent continuous operating voltage
- 11.8.3 Type tests
- 11.8.4 Routine and acceptance tests
- 11.9 DC and AC filter arresters (FA, FD) [Go to Page]
- 11.9.1 Continuous operating voltage
- 11.9.2 Equivalent continuous operating voltage
- 11.9.3 Type tests
- 11.9.4 Routine and acceptance tests
- 11.10 Electrode line and metallic return arresters (EL, EM) [Go to Page]
- 11.10.1 Continuous operating voltage
- 11.10.2 Equivalent continuous operating voltage
- 11.10.3 Type tests
- 11.10.4 Routine and acceptance tests
- 11.11 Smoothing reactor arrester (DR) [Go to Page]
- 11.11.1 General
- 11.11.2 Continuous operating voltage
- 11.11.3 Equivalent continuous operating voltage
- 11.11.4 Type tests
- 11.11.5 Routine and acceptance tests
- 11.12 Capacitor arrester (CC) [Go to Page]
- 11.12.1 General
- 11.12.2 Continuous operating voltage
- 11.12.3 Equivalent continuous operating voltage
- 11.12.4 Type tests
- 11.12.5 Routine and acceptance tests
- 11.13 Transformer valve winding arrester (T) [Go to Page]
- 11.13.1 General
- 11.13.2 Continuous operating voltage
- 11.13.3 Equivalent continuous operating voltage
- 11.13.4 Type tests
- 11.13.5 Routine and acceptance tests
- Annex A (normative) Test to verify thermal equivalency between complete arrester and arrester section
- Annex B (normative) Determination of the start temperature in the thermal recovery test
- Annex C (normative) Mechanical considerations [Go to Page]
- C.1 Test of bending moment
- C.2 Seismic test
- C.3 Definition of mechanical loads
- C.4 Definition of seal leak rate
- C.5 Calculation of wind-bending-moment
- C.6 Procedures of tests of bending moment for porcelain and polymer-housedarresters
- Annex D (informative) Different circuit configurations
- Bibliography
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Single line diagram of typical converter station with two 12-pulse converter bridges per pole
- Figure 2 – Single line diagram of typical converter station with one 12-pulse converter bridge per pole
- Figure 3 – Single line diagram of typical capacitor commutated converter (CCC) pole with two 12-pulse converters in series
- Figure 4 – Typical continuous operating voltages for different arresters – low-frequency modelling (location as per Figures 1 to 3, fundamental frequency 50 Hz)
- Figure 5 – Typical continuous operating voltages for different arresters – high-frequency modelling (location as per Figures 1 to 3, fundamental frequency 50 Hz)
- Figure 6 – Thermomechanical test
- Figure 7 – Example of the test arrangement for the thermomechanical test and direction of the cantilever load
- Figure 8 – Water immersion
- Figure 9 – Test cycle for accelerated ageing test with polarity reversals, method a)
- Figure 10 – Operating voltage of a valve arrester (V) (rectifier operation)and definition of PCOV and CCOV
- Figure 11 – Operating voltage of a bridge arrester and definition of DCOV, PCOV and CCOV
- Figure 12 – Plot showing the relative duration of voltage above certain amplitudes
- Figure C.1 – Bending moment – multi-unit surge arrester
- Figure C.2 – Definitions of mechanical loads
- Figure C.3 – Surge arrester unit
- Figure C.4 – Surge-arrester dimensions
- Figure C.5 – Flow chart of bending moment test procedures
- Figure D.1 – Single line diagram of CSCC converter station with two 12-pulse converters in series
- Figure D.2 – Single line diagram of back-to-back converter station with two 12-pulse converters in series
- Tables [Go to Page]
- Table 1 – Summary of type tests – 1
- Table 2 – Summary of type tests – 2
- Français [Go to Page]
- SOMMAIRE
- AVANT-PROPOS
- 1 Domaine d’application
- 2 Références normatives
- 3 Termes et définitions
- 4 Configurations de postes de conversion CCHT typiques, et types, emplacements et tension de régime de parafoudres
- 5 Identification et classification [Go to Page]
- 5.1 Identification des parafoudres
- 5.2 Classification des parafoudres
- 6 Conditions de service [Go to Page]
- 6.1 Conditions normales de service
- 6.2 Conditions anormales de service
- 7 Exigences [Go to Page]
- 7.1 Tenue diélectrique de l'enveloppe du parafoudre
- 7.2 Tension de référence
- 7.3 Tension résiduelle
- 7.4 Décharge partielle interne
- 7.5 Taux de fuite de l'étanchéité
- 7.6 Répartition du courant dans un parafoudre à plusieurs colonnes et entre des parafoudres adaptés
- 7.7 Stabilité à long terme sous une tension de régime permanent
- 7.8 Tenue au transfert de charges répétitives
- 7.9 Capacité d'énergie thermique
- 7.10 Comportement aux courants de court-circuit
- 7.11 Exigences pour les éléments de répartition internes
- 7.12 Efforts mécaniques [Go to Page]
- 7.12.1 Généralités
- 7.12.2 Moment de flexion
- 7.12.3 Résistance aux contraintes d'environnement
- 7.12.4 Embase isolante
- 7.12.5 Valeur de l'effort moyen à la rupture (MBL)
- 7.13 Compatibilité électromagnétique
- 7.14 Fin de cycle
- 8 Conditions générales d'exécution des essais [Go to Page]
- 8.1 Appareillage de mesure et précision
- 8.2 Mesures de la tension de référence
- 8.3 Échantillons pour essai [Go to Page]
- 8.3.1 Généralités
- 8.3.2 Exigences pour les fractions de parafoudre
- 9 Essais de type (essais de conception) [Go to Page]
- 9.1 Généralités
- 9.2 Essais de tenue diélectrique de l’enveloppe des parafoudres [Go to Page]
- 9.2.1 Généralités
- 9.2.2 Essais sur les enveloppes d'un élément individuel
- 9.2.3 Essais sur l'assemblage des enveloppes du parafoudre complet
- 9.2.4 Caractéristiques de l'air ambiant pendant les essais
- 9.2.5 Modalités des essais sous pluie
- 9.2.6 Essai de tension de tenue au choc de foudre
- 9.2.7 Essai de tension de tenue au choc de manœuvre
- 9.2.8 Essai de tension de tenue à fréquence industrielle
- 9.3 Essais de court-circuit
- 9.4 Essais de décharge partielle interne
- 9.5 Essai de moment de flexion [Go to Page]
- 9.5.1 Essai sur des parafoudres à enveloppe en porcelaine
- 9.5.2 Essai sur les parafoudres à enveloppe synthétique
- 9.6 Essais d’environnement [Go to Page]
- 9.6.1 Généralités
- 9.6.2 Présentation générale
- 9.6.3 Préparation des échantillons
- 9.6.4 Procédure d’essai
- 9.6.5 Évaluation de l’essai
- 9.7 Essai de vieillissement climatique [Go to Page]
- 9.7.1 Généralités
- 9.7.2 Éprouvettes
- 9.7.3 Procédure d’essai
- 9.7.4 Évaluation de l’essai
- 9.8 Essai de mesure du taux de fuite [Go to Page]
- 9.8.1 Généralités
- 9.8.2 Présentation générale
- 9.8.3 Préparation des échantillons
- 9.8.4 Procédure d’essai
- 9.8.5 Évaluation de l’essai
- 9.9 Essai aux tensions perturbatrices RF (RIV)
- 9.10 Essai de tension résiduelle [Go to Page]
- 9.10.1 Généralités
- 9.10.2 Essai de la tension résiduelle au choc de courant à front raide
- 9.10.3 Essai de la tension résiduelle au choc de foudre
- 9.10.4 Essai de la tension résiduelle au choc de manœuvre
- 9.11 Essai de vérification de la stabilité à long terme sous une tension de régime permanent [Go to Page]
- 9.11.1 Généralités
- 9.11.2 Procédure d’essai pour les parafoudres soumis à une inversion de la tension
- 9.11.3 Procédure d’essai pour les parafoudres non soumis à une inversion de la tension
- 9.12 Essai de vérification des caractéristiques assignées de transfert de charges répétitives, Qrs [Go to Page]
- 9.12.1 Généralités
- 9.12.2 Procédure d’essai
- 9.12.3 Évaluation de l’essai
- 9.12.4 Valeurs assignées des caractéristiques assignées de transfert de charges répétitives, Qrs
- 9.13 Capacité de dissipation de chaleur de l'échantillon pour essai [Go to Page]
- 9.13.1 Généralités
- 9.13.2 Exigences pour les fractions de parafoudre
- 9.13.3 Procédure de vérification de l'équivalence thermique entre un parafoudre et une fraction de parafoudre
- 9.14 Essai de vérification des caractéristiques assignées d'énergie thermique, Wth [Go to Page]
- 9.14.1 Généralités
- 9.14.2 Exigences pour les fractions de parafoudre
- 9.14.3 Procédure d’essai
- 9.15 Essai de vérification de la tenue diélectrique des composants internes [Go to Page]
- 9.15.1 Généralités
- 9.15.2 Procédure d’essai
- 9.15.3 Évaluation de l’essai
- 9.16 Essai des éléments de répartition internes [Go to Page]
- 9.16.1 Essai de vérification de la stabilité à long terme sous une tension de régime permanent
- 9.16.2 Essai cyclique thermique
- 10 Essais individuels de série et essai de réception [Go to Page]
- 10.1 Essais individuels de série
- 10.2 Essais de réception [Go to Page]
- 10.2.1 Essais de réception normaux
- 10.2.2 Essai spécial de stabilité thermique
- 11 Exigences d'essai concernant les différents types de parafoudres [Go to Page]
- 11.1 Généralités
- 11.2 Parafoudre de valve (V) [Go to Page]
- 11.2.1 Généralités
- 11.2.2 Tension de régime permanent
- 11.2.3 Tension de régime permanent équivalente
- 11.2.4 Essais de type
- 11.2.5 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.3 Parafoudre à pont et parafoudres de convertisseur HT et BT (B, CH, CL) [Go to Page]
- 11.3.1 Tension de régime permanent
- 11.3.2 Tension de régime permanent équivalente
- 11.3.3 Essais de type
- 11.3.4 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.4 Parafoudre de convertisseur (C) [Go to Page]
- 11.4.1 Généralités
- 11.4.2 Tension de régime permanent
- 11.4.3 Tension de régime permanent équivalente
- 11.4.4 Essais de type
- 11.4.5 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.5 Parafoudre de bus c.c. médian, parafoudres à pont médian et parafoudre entre convertisseurs (M, MH, ML, CM) [Go to Page]
- 11.5.1 Tension de régime permanent
- 11.5.2 Tension de régime permanent équivalente
- 11.5.3 Essais de type
- 11.5.4 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.6 Parafoudre de bus c.c. de convertisseur (CB) [Go to Page]
- 11.6.1 Tension de régime permanent
- 11.6.2 Tension de régime permanent équivalente
- 11.6.3 Essais de type
- 11.6.4 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.7 Parafoudre de bus c.c. et parafoudre de ligne/câble c.c. (DB, DL/DC) [Go to Page]
- 11.7.1 Généralités
- 11.7.2 Tension de régime permanent
- 11.7.3 Tension de régime permanent équivalente
- 11.7.4 Essais de type
- 11.7.5 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.8 Parafoudres de bus neutre (EB, E1, E) [Go to Page]
- 11.8.1 Tension de régime permanent
- 11.8.2 Tension de régime permanent équivalente
- 11.8.3 Essais de type
- 11.8.4 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.9 Parafoudres de filtres c.c. et c.a. (FA, FD) [Go to Page]
- 11.9.1 Tension de régime permanent
- 11.9.2 Tension de régime permanent équivalente
- 11.9.3 Essais de type
- 11.9.4 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.10 Parafoudres de ligne d'électrodes et de retour métallique (EL, EM) [Go to Page]
- 11.10.1 Tension de régime permanent
- 11.10.2 Tension de régime permanent équivalente
- 11.10.3 Essais de type
- 11.10.4 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.11 Parafoudre d'inductance de lissage (DR) [Go to Page]
- 11.11.1 Généralités
- 11.11.2 Tension de régime permanent
- 11.11.3 Tension de régime permanent équivalente
- 11.11.4 Essais de type
- 11.11.5 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.12 Parafoudre de condensateur (CC) [Go to Page]
- 11.12.1 Généralités
- 11.12.2 Tension de régime permanent
- 11.12.3 Tension de régime permanent équivalente
- 11.12.4 Essais de type
- 11.12.5 Essais individuels de série et essais de réception
- 11.13 Parafoudre d'enroulement de valve de transformateur (T) [Go to Page]
- 11.13.1 Généralités
- 11.13.2 Tension de régime permanent
- 11.13.3 Tension de régime permanent équivalente
- 11.13.4 Essais de type
- 11.13.5 Essais individuels de série et essais de réception
- Annexe A (normative) Essai de vérification de l'équivalence thermique entre un parafoudre complet et une fraction de parafoudre
- Annexe B (normative) Détermination de la température de départ dans l'essai de récupération thermique
- Annexe C (normative) Considérations d’ordre mécanique [Go to Page]
- C.1 Essai de moment de flexion
- C.2 Essai sismique
- C.3 Définition des efforts mécaniques
- C.4 Définition du taux de fuite
- C.5 Calcul du moment de flexion dû au vent
- C.6 Procédures des essais de moment de flexion pour les parafoudres à enveloppe en porcelaine et les parafoudres à enveloppe synthétique
- Annexe D (informative) Différentes configurations de circuits
- Bibliographie
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Schéma unifilaire d'un poste de conversion type avec deux ponts de conversion â 12 impulsions par pôle
- Figure 2 – Schéma unifilaire d'un poste de conversion type avec un pont de conversion â 12 impulsions par pôle
- Figure 3 – Schéma unifilaire de pôle de convertisseur commuté par condensateur (CCC – capacitor commutated converter) type avec deux convertisseurs à 12 impulsions en série
- Figure 4 – Tensions de régime permanent typiques pour différents parafoudres – modélisation à basse fréquence (emplacement selon Figures 1 à 3, fréquence fondamentale de 50 Hz)
- Figure 5 – Tensions de régime permanent typiques pour différents parafoudres – modélisation à haute fréquence (emplacement selon Figures 1 à 3, fréquence fondamentale de 50 Hz)
- Figure 6 – Essai thermomécanique
- Figure 7 – Exemple de configuration pour l’essai thermomécanique et orientation de l’effort de flexion
- Figure 8 – Immersion dans l’eau
- Figure 9 – Cycle d'essai pour l'essai de vieillissement accéléré avec inversions de la polarité, méthode a)
- Figure 10 – Tension de régime d'un parafoudre de valve (V) (redressage) et définition des tensions PCOV et CCOV
- Figure 11 – Tension de régime d'un parafoudre à pont et définition des tensions DCOV, PCOV et CCOV
- Figure 12 – Tracé illustrant la durée relative de la tension au-dessus de certaines amplitudes
- Figure C.1 – Moment de flexion pour un parafoudre à plusieurs éléments
- Figure C.2 – Définitions des efforts mécaniques
- Figure C.3 – Élément de parafoudre
- Figure C.4 – Dimensions du parafoudre
- Figure C.5 – Logigramme des procédures des essais de moment de flexion
- Figure D.1 – Schéma unifilaire d'un poste de conversion CSCC avec deux convertisseurs â 12 impulsions en série
- Figure D.2 – Schéma unifilaire de postes de conversion dos-à-dos avec deux convertisseurs â 12 impulsions en série
- Tableaux [Go to Page]
- Tableau 1 – Synthèse des essais de type – 1
- Tableau 2 – Synthèse des essais de type – 2 [Go to Page]
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