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IEC 60840 Ed. 5.0 b:2020 Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 30 kV (Um= 36 kV) up to 150 kV (Um = 170 kV) - Test methods and requirements >
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IEC 60840 Ed. 5.0 b:2020 Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 30 kV (Um= 36 kV) up to 150 kV (Um = 170 kV) - Test methods and requirements, 2020
- English [Go to Page]
- CONTENTS
- FOREWORD
- INTRODUCTION
- 1 Scope
- 2 Normative references
- 3 Terms and definitions [Go to Page]
- 3.1 Definitions of dimensional values (thicknesses, cross-sections, etc.)
- 3.2 Definitions concerning tests
- 3.3 Other definitions
- 4 Voltage designations, materials and rounding of numbers [Go to Page]
- 4.1 Rated voltages
- 4.2 Cable insulating compounds
- 4.3 Cable metal screens/sheaths
- 4.4 Cable oversheathing compounds
- 4.5 Rounding of numbers
- 5 Precautions against water penetration in cables
- 6 Cable characteristics
- 7 Accessories characteristics [Go to Page]
- 7.1 Gas immersed cable terminations
- 7.2 Composite insulators for outdoor cable terminations
- 7.3 Accessory characteristics to be declared
- 8 Test conditions [Go to Page]
- 8.1 Ambient temperature
- 8.2 High voltage tests
- 8.3 Waveform of lightning impulse test voltages
- 8.4 Relationship of test voltages to rated voltages
- 8.5 Determination of the cable conductor temperature
- 9 Routine tests on cables and accessories [Go to Page]
- 9.1 General
- 9.2 Partial discharge test
- 9.3 Voltage test
- 9.4 Electrical test on oversheath of the cable
- 10 Sample tests on cables [Go to Page]
- 10.1 General
- 10.2 Frequency of tests
- 10.3 Repetition of tests
- 10.4 Conductor examination
- 10.5 Measurement of electrical resistance of conductor and metal screen
- 10.6 Measurement of thickness of cable insulation and oversheath [Go to Page]
- 10.6.1 General
- 10.6.2 Requirements for the insulation
- 10.6.3 Requirements for the cable oversheath
- 10.7 Measurement of thickness of metal sheath [Go to Page]
- 10.7.1 General
- 10.7.2 Lead or lead alloy sheath
- 10.7.3 Copper or aluminium sheath
- 10.7.4 Metal tape for CD design
- 10.8 Measurement of diameters
- 10.9 Hot set test for XLPE, EPR and HEPR insulations [Go to Page]
- 10.9.1 Procedure
- 10.9.2 Requirements
- 10.10 Measurement of capacitance
- 10.11 Measurement of density of HDPE insulation [Go to Page]
- 10.11.1 Procedure
- 10.11.2 Requirements
- 10.12 Lightning impulse voltage test
- 10.13 Water penetration test
- 10.14 Additional tests on components of cables with a longitudinally applied metal tape or foil, bonded to the oversheath
- 11 Sample tests on accessories [Go to Page]
- 11.1 Tests on components of accessory
- 11.2 Tests on complete accessory
- 12 Type tests on cable systems [Go to Page]
- 12.1 General
- 12.2 Range of type approval
- 12.3 Summary of type tests
- 12.4 Electrical type tests on cable systems [Go to Page]
- 12.4.1 Test voltage values
- 12.4.2 Tests and sequence of tests
- 12.4.3 Bending test
- 12.4.4 Partial discharge tests
- 12.4.5 Tan δ measurement
- 12.4.6 Heating cycle voltage test
- 12.4.7 Lightning impulse voltage test followed by a power frequency voltage test
- 12.4.8 Examination
- 12.4.9 Resistivity of semi-conducting screens
- 12.5 Non-electrical type tests on cable components and on complete cable [Go to Page]
- 12.5.1 General
- 12.5.2 Check of cable construction
- 12.5.3 Tests for determining the mechanical properties of insulation before and after ageing
- 12.5.4 Tests for determining the mechanical properties of oversheaths before and after ageing
- 12.5.5 Ageing tests on pieces of complete cable to check compatibility of materials
- 12.5.6 Loss of mass test on PVC oversheaths of type ST2
- 12.5.7 Pressure test at high temperature on oversheaths
- 12.5.8 Test on PVC oversheaths (ST1, ST2) and LSHF oversheaths (ST12) at low temperature
- 12.5.9 Heat shock test for PVC oversheaths (ST1 and ST2)
- 12.5.10 Ozone resistance test for EPR and HEPR insulations
- 12.5.11 Hot set test for EPR, HEPR and XLPE insulations
- 12.5.12 Measurement of density of HDPE insulation
- 12.5.13 Measurement of carbon black content of black PE oversheaths (ST3 and ST7)
- 12.5.14 Test under fire conditions
- 12.5.15 Water penetration test
- 12.5.16 Tests on components of cables with a longitudinally applied metal tape or foil, bonded to the oversheath
- 12.5.17 Shrinkage test for PE, HDPE and XLPE insulations
- 12.5.18 Shrinkage test for PE oversheaths (ST3, ST7) and LSHF oversheaths (ST12)
- 12.5.19 Determination of hardness of HEPR insulation
- 12.5.20 Determination of the elastic modulus of HEPR insulation
- 13 Prequalification test of the cable system [Go to Page]
- 13.1 General and range of prequalification test approval
- 13.2 Prequalification test on complete system [Go to Page]
- 13.2.1 Summary of prequalification tests
- 13.2.2 Test voltage values
- 13.2.3 Test arrangement
- 13.2.4 Heating cycle voltage test
- 13.2.5 Lightning impulse voltage test
- 13.2.6 Examination
- 13.3 Tests for the extension of the prequalification of a cable system [Go to Page]
- 13.3.1 Summary of the extension of prequalification test
- 13.3.2 Electrical part of the extension of prequalification tests on complete cable system
- 14 Type tests on cables [Go to Page]
- 14.1 General
- 14.2 Range of type approval
- 14.3 Summary of type tests
- 14.4 Electrical type tests on completed cables
- 15 Type tests on accessories [Go to Page]
- 15.1 General
- 15.2 Range of type approval
- 15.3 Summary of type tests
- 15.4 Electrical type tests on accessories [Go to Page]
- 15.4.1 Test voltage values
- 15.4.2 Tests and sequence of tests
- 16 Electrical tests after installation [Go to Page]
- 16.1 General
- 16.2 DC voltage test of the oversheath
- 16.3 AC voltage test of the insulation
- Annexes [Go to Page]
- Annex A (informative) Determination of the cable conductor temperature [Go to Page]
- A.1 Purpose
- A.2 Calibration of the temperature of the main test loop
- A.3 Heating for the test
- Annex B (normative) Rounding of numbers
- Annex C (informative) List of type, prequalification and extension of prequalification tests for cable systems, cables and accessories
- Annex D (normative) Method of measuring resistivity of semi-conducting screens
- Annex E (normative) Water penetration test [Go to Page]
- E.1 Test piece
- E.2 Test
- E.3 Requirements
- Annex F (normative) Test for water penetration in the conductor [Go to Page]
- F.1 Test piece
- F.2 Test
- F.3 Requirements
- Annex G (normative) Tests on components of cables with a longitudinally applied metal tape or foil, bonded to the oversheath [Go to Page]
- G.1 Visual examination
- G.2 Adhesion and peel strength
- Annex H (normative) Additional tests for accessories [Go to Page]
- H.1 General
- H.2 Range of approval
- H.3 Tests of joints with or without screen or metal sheath interruption and accessories for cable screen interruption and/or earth connection
- H.4 Tests of terminations with sheath sectionalizing insulation
- H.5 Examination
- H.6 Tests for composite insulators for outdoor terminations
- Annex I (normative) Determination of hardness of HEPR insulations [Go to Page]
- I.1 Test piece
- I.2 Test procedure
- Annex J (informative) Guidance on examination of cable and accessories
- Annex K (normative) Methods of determining the weighted value ofthe cable for measurement of halogen content [Go to Page]
- K.1 Calculating the weighted value of the cable when the halogen content of individual materials is tested
- K.2 Preparation of the test sample for measurement of halogen content on a sample representative of the cable construction
- Bibliography
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Example of the test arrangement for the prequalification test
- Figure 2 – Example of extension of prequalification test arrangement for the prequalification of a system with another joint, designed for rigid as well as flexible installation
- Figure A.1 – Typical test set-up for the reference loop and the main test loop
- Figure A.2 – Example of an arrangement of the temperature sensorson the conductor of the reference loop
- Figure D.1 – Preparation of samples for measurement of resistivityof conductor and insulation screens
- Figure E.1 – Schematic diagram of apparatus for water penetration test
- Figure F.1 – Schematic diagram of apparatus for water penetration test in the conductor
- Figure G.1 – Adhesion of metal tape or foil
- Figure G.2 – Example of overlapped metal foil
- Figure G.3 – Peel strength of overlapped metal foil
- Figure G.4 – Typical strength versus grip spacing curve (1)
- Figure G.5 – Typical strength versus grip spacing curve (2)
- Figure I.1 – Test on surfaces of large radius of curvature
- Figure I.2 – Test on surfaces of small radius of curvature
- Tables [Go to Page]
- Table 1 – Insulating compounds for cables
- Table 2 – Oversheathing compounds for cables
- Table 3 – Tan δ requirements for insulating compounds for cables
- Table 4 – Test voltages
- Table 5 – Non-electrical type tests for insulating and oversheathing compounds for cables
- Table 6 – Test requirements for mechanical characteristics of insulating compounds for cables (before and after ageing)
- Table 7 – Test requirements for mechanical characteristics of oversheathing compounds for cables (before and after ageing)
- Table 8 – Test requirements for particular characteristics ofinsulating compounds for cables
- Table 9 – Test requirements for particular characteristics of PVC and LSHF oversheathing for cables
- Table 10 – Maximum mechanical load for composite insulators for outdoor terminations
- Table C.1 – Type tests on cable systems, on cables and on accessories
- Table C.2 – Prequalification tests on cable systems with a calculated nominal conductor electric stress above 8,0 kV/mm or a calculated nominal insulation electric stress above 4,0 kV/mm
- Table C.3 – Extension of prequalification tests on cable systems with a calculated nominal conductor electric stress above 8,0 kV/mm or a calculated nominal insulation electric stress above 4,0 kV/mm
- Table G.1 – Minimum acceptable adhesion or peel strength forces
- Table H.1 – Test sequence
- Table H.2 – Lightning impulse voltage withstand test between screen and earth of joints with or without screen or metal sheath interruption and accessories for cable screen interruption and/or earth connection
- Table H.3 – Lightning impulse voltage withstand test between screen and screen of joints with screen or metal sheath interruption and accessories for cable screen interruption and/or earth connection
- Table H.4 – Lightning impulse voltage withstand tests between screen and earth of terminations with sheath sectionalizing insulation
- Français [Go to Page]
- SOMMAIRE
- AVANT-PROPOS
- INTRODUCTION
- 1 Domaine d'application
- 2 Références normatives
- 3 Termes et définitions [Go to Page]
- 3.1 Définitions de valeurs dimensionnelles (épaisseurs, sections, etc.)
- 3.2 Définitions relatives aux essais
- 3.3 Autres définitions
- 4 Désignations des tensions, matériaux et arrondissement des nombres [Go to Page]
- 4.1 Tensions assignées
- 4.2 Mélanges isolants pour câbles
- 4.3 Ecrans et gaines métalliques pour câbles
- 4.4 Mélanges pour gaines extérieures de câbles
- 4.5 Arrondissement des nombres
- 5 Précautions contre la pénétration d'eau dans les câbles
- 6 Caractéristiques du câble
- 7 Caractéristiques des accessoires [Go to Page]
- 7.1 Extrémités de câble immergées dans du gaz
- 7.2 Isolateurs composites pour extrémités de câble extérieures
- 7.3 Caractéristiques d'accessoire à déclarer
- 8 Conditions d'essai [Go to Page]
- 8.1 Température ambiante
- 8.2 Essais à haute tension
- 8.3 Forme d'onde des tensions d'essai en choc de foudre
- 8.4 Relations entre tensions d'essai et tensions assignées
- 8.5 Détermination de la température de l'âme du câble
- 9 Essais individuels de série des câbles et des accessoires [Go to Page]
- 9.1 Généralités
- 9.2 Essai de décharges partielles
- 9.3 Essai de tension
- 9.4 Essai électrique sur la gaine extérieure du câble
- 10 Essais sur prélèvements des câbles [Go to Page]
- 10.1 Généralités
- 10.2 Fréquence des essais
- 10.3 Répétition des essais
- 10.4 Examen de l'âme
- 10.5 Mesure de la résistance électrique de l'âme et de l'écran métallique
- 10.6 Mesure de l'épaisseur de l'enveloppe isolante et de celle de la gaine extérieure du câble [Go to Page]
- 10.6.1 Généralités
- 10.6.2 Exigences relatives à l'enveloppe isolante
- 10.6.3 Exigences relatives à la gaine extérieure du câble
- 10.7 Mesure de l'épaisseur de la gaine métallique [Go to Page]
- 10.7.1 Généralités
- 10.7.2 Gaine de plomb ou d'alliage de plomb
- 10.7.3 Gaine de cuivre ou d'aluminium
- 10.7.4 Ruban métallique pour construction CD
- 10.8 Mesure des diamètres
- 10.9 Essai d'allongement à chaud des enveloppes isolantes en PR, EPR et HEPR [Go to Page]
- 10.9.1 Mode opératoire
- 10.9.2 Exigences
- 10.10 Mesure de la capacité
- 10.11 Mesure de la masse volumique des enveloppes isolantes en PEHD [Go to Page]
- 10.11.1 Mode opératoire
- 10.11.2 Exigences
- 10.12 Essai au choc de foudre
- 10.13 Essai de pénétration d'eau
- 10.14 Essais supplémentaires sur les composants de câbles comportant un ruban ou une feuille métallique appliqué en long et contrecollé à la gaine extérieure
- 11 Essais sur prélèvements des accessoires [Go to Page]
- 11.1 Essais des composants d'accessoire
- 11.2 Essais sur accessoires complets
- 12 Essais de type des systèmes de câbles [Go to Page]
- 12.1 Généralités
- 12.2 Etendue de l'acceptation de type
- 12.3 Récapitulatif des essais de type
- 12.4 Essais de type électriques sur systèmes de câbles [Go to Page]
- 12.4.1 Valeurs des tensions d'essai
- 12.4.2 Essais et séquence d'essais
- 12.4.3 Essai d'enroulement
- 12.4.4 Essais de décharges partielles
- 12.4.5 Mesure de tan δ
- 12.4.6 Essai de cycles de chauffage sous tension
- 12.4.7 Essai au choc de foudre suivi d'un essai sous tension à la fréquence industrielle
- 12.4.8 Examen
- 12.4.9 Résistivité des écrans semiconducteurs
- 12.5 Essais de type non électriques sur les composants du câble et sur câble complet [Go to Page]
- 12.5.1 Généralités
- 12.5.2 Vérification de la constitution du câble
- 12.5.3 Détermination des propriétés mécaniques des enveloppes isolantes avant et après vieillissement
- 12.5.4 Détermination des propriétés mécaniques des gaines extérieures avant et après vieillissement
- 12.5.5 Essais de vieillissement sur tronçons de câbles complets pour vérifier la compatibilité des matériaux
- 12.5.6 Essai de perte de masse pour les gaines extérieures en PVC du type ST2
- 12.5.7 Essai de pression à température élevée sur les gaines extérieures
- 12.5.8 Essais à basse température pour les gaines extérieures en PVC de type ST1 et ST2 et pour les gaines extérieures en LSHF de type ST12
- 12.5.9 Essai de choc thermique pour les gaines extérieures en PVC (ST1 et ST2)
- 12.5.10 Essai de résistance à l'ozone des enveloppes isolantes en EPR et en HEPR
- 12.5.11 Essai d'allongement à chaud pour les enveloppes isolantes en EPR, en HEPR et en PR
- 12.5.12 Mesure de la masse volumique des enveloppes isolantes en PEHD
- 12.5.13 Mesure du taux de noir de carbone des gaines extérieures en PE de couleur noire (ST3 et ST7)
- 12.5.14 Essai des câbles soumis au feu
- 12.5.15 Essai de pénétration d'eau
- 12.5.16 Essais sur les composants de câbles comportant un ruban ou une feuille métallique appliqué en long et contrecollé à la gaine extérieure
- 12.5.17 Essai de rétraction des enveloppes isolantes en PE, en PEHD et en PR
- 12.5.18 Essai de rétraction des gaines extérieures en PE (ST3, ST7) et en LSHF (ST12)
- 12.5.19 Détermination de la dureté de l'enveloppe isolante en HEPR
- 12.5.20 Détermination du module d'élasticité de l'enveloppe isolante en HEPR
- 13 Essai de préqualification sur le système de câble [Go to Page]
- 13.1 Généralités et domaine d'acceptation de l'essai de préqualification
- 13.2 Essai de préqualification sur système de câble complet [Go to Page]
- 13.2.1 Récapitulatif des essais de préqualification
- 13.2.2 Valeurs des tensions d'essai
- 13.2.3 Montage d'essai
- 13.2.4 Essai de cycles de chauffage sous tension
- 13.2.5 Essai au choc de foudre
- 13.2.6 Examen
- 13.3 Essais d'extension de préqualification d'un système de câble [Go to Page]
- 13.3.1 Récapitulatif des essais d'extension de préqualification
- 13.3.2 Partie électrique des essais d'extension de préqualification sur un système de câble complet
- 14 Essais de type des câbles [Go to Page]
- 14.1 Généralités
- 14.2 Etendue de l'acceptation de type
- 14.3 Récapitulatif des essais de type
- 14.4 Essais de type électriques sur câbles complets
- 15 Essais de type des accessoires [Go to Page]
- 15.1 Généralités
- 15.2 Etendue de l'acceptation de type
- 15.3 Récapitulatif des essais de type
- 15.4 Essais de type électriques des accessoires [Go to Page]
- 15.4.1 Valeurs des tensions d'essai
- 15.4.2 Essais et séquence d'essais
- 16 Essais électriques après pose [Go to Page]
- 16.1 Généralités
- 16.2 Essai sous tension continue de la gaine extérieure
- 16.3 Essai sous tension alternative de l'enveloppe isolante
- Annexes [Go to Page]
- Annexe A (informative) Détermination de la température de l'âme du câble [Go to Page]
- A.1 Objectif
- A.2 Etalonnage de la température de la boucle d'essai principale
- A.3 Chauffage pour l'essai
- Annexe B (normative) Arrondissement des nombres
- Annexe C (informative) Liste des essais de type, des essais de préqualification et d'extension de préqualification pour des systèmes de câbles, câbles et accessoires
- Annexe D (normative) Méthode de mesure de la résistivité des écrans semiconducteurs
- Annexe E (normative) Essai de pénétration d'eau [Go to Page]
- E.1 Eprouvette
- E.2 Essai
- E.3 Exigences
- Annexe F (normative) Essai de pénétration d'eau dans l'âme [Go to Page]
- F.1 Eprouvette
- F.2 Essai
- F.3 Exigences
- Annexe G (normative) Essais sur les composants de câbles comportant un ruban ou une feuille métallique appliqué en long et contrecollé à la gaine extérieure [Go to Page]
- G.1 Examen visuel
- G.2 Force d'adhérence et de décollement
- Annexe H (normative) Essais supplémentaires des accessoires [Go to Page]
- H.1 Généralités
- H.2 Etendue de l'acceptation
- H.3 Essais des jonctions avec ou sans interruption d'écran ou de gaine métallique et des accessoires pour interruption d'écran et/ou raccordement à la terre du câble
- H.4 Essais des extrémités avec arrêt d'écran
- H.5 Examen
- H.6 Essais des isolateurs composites pour extrémités extérieures
- Annexe I (normative) Détermination de la dureté des enveloppes isolantes en HEPR [Go to Page]
- I.1 Eprouvette
- I.2 Procédure d'essai
- Annexe J (informative) Recommandations pour l'examen du câble et des accessoires
- Annexe K (normative) Méthodes de détermination des coefficients de pondération du câble pour la mesure de la teneur en halogènes [Go to Page]
- K.1 Calcul des coefficients de pondération du câble lorsque la teneur en halogènes des matériaux individuels est mesurée
- K.2 Préparation de l'échantillon d'essai pour la mesure de la teneur en halogènes sur un échantillon représentatif de la constitution du câble
- Bibliographie
- Figures [Go to Page]
- Figure 1 – Exemple de montage d'essai pour l'essai de préqualification
- Figure 2 – Exemple de dispositif d'essai d'extension de préqualification d'un système pour la préqualification d'un système avec une autre jonction, prévue pour une installation rigide aussi bien qu'une installation souple
- Figure A.1 – Montage type de la boucle de référence et de la boucle d'essai principale
- Figure A.2 – Exemple de mise en place des capteurs de température sur l'âme de la boucle de référence
- Figure D.1 – Préparation des échantillons pour la mesure de la résistivité des écrans sur âme et sur enveloppe isolante
- Figure E.1 – Schéma de principe de l'appareillage pour l'essai de pénétration d'eau
- Figure F.1 – Schéma de principe de l'appareillage pour l'essai de pénétration d'eau dans l'âme
- Figure G.1 – Adhérence du ruban ou de la feuille métallique
- Figure G.2 – Exemple de feuille métallique avec recouvrement
- Figure G.3 – Force de décollement du recouvrement de la feuille métallique
- Figure G.4 – Courbe type de la force en fonction de l'espacement des mâchoires (1)
- Figure G.5 – Courbe type de la force en fonction de l'espacement des mâchoires (2)
- Figure I.1 – Essai des surfaces de grands rayons de courbure
- Figure I.2 – Essai des surfaces de petits rayons de courbure
- Tableaux [Go to Page]
- Tableau 1 – Mélanges isolants pour câbles
- Tableau 2 – Mélanges pour gaines extérieures de câbles
- Tableau 3 – Exigences pour tan δ pour les mélanges isolants pour câbles
- Tableau 4 – Tensions d'essai
- Tableau 5 – Essais de type non électriques pour mélanges pour enveloppes isolantes et pour gaines extérieures de câbles
- Tableau 6 – Exigences d'essai pour les caractéristiques mécaniques des mélanges pour enveloppes isolantes de câbles (avant et après vieillissement)
- Tableau 7 – Exigences d'essai pour les caractéristiques mécaniques des mélanges pour gaines extérieures de câbles (avant et après vieillissement)
- Tableau 8 – Exigences d'essai pour les caractéristiques particulières des mélanges pour enveloppes isolantes de câbles
- Tableau 9 – Exigences d'essai pour les caractéristiques particulières des mélanges à base de PVC et de LSHF pour gaines extérieures de câbles
- Tableau 10 – Charge mécanique maximale des isolateurs composites pour extrémités extérieures
- Tableau C.1 – Essais de type des systèmes de câbles, des câbles et des accessoires
- Tableau C.2 – Essais de préqualification pour des systèmes de câbles avec un gradient calculé nominal sur âme supérieur à 8,0 kV/mm ou avec un gradient calculé nominal sur enveloppe isolante supérieur à 4,0 kV/mm
- Tableau C.3 – Essais d'extension de préqualification pour des systèmes de câbles avec un gradient calculé nominal sur âme supérieur à 8,0 kV/mm ou avec un gradient calculé nominal sur enveloppe isolante supérieur à 4,0 kV/mm
- Tableau G.1 – Forces d'adhérence et de décollement minimales acceptables
- Tableau H.1 – Séquence d'essais
- Tableau H.2 – Essai de tenue au choc de foudre entre écran et terre des jonctions avec ou sans interruption d'écran ou de gaine métallique et des accessoires pour interruption d'écran et/ou raccordement à la terre du câble
- Tableau H.3 – Essai de tenue au choc de foudre entre écrans des jonctions avec interruption d'écran ou de gaine métallique et des accessoires pour interruption d'écran et/ou raccordement à la terre du câble
- Tableau H.4 – Essais de tenue au choc de foudre entre écran et terre des extrémités avec arrêt d'écran [Go to Page]
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