NORMA TÉCNICA COLOMBIANA

NTC 2743 1997-10-22

ELECTROTECNIA. CAMPOS DE PRUEBA PARA TRANSFORMADORES. REQUISITOS MÍNIMOS Y CLASIFICACIÓN

E:

ELECTROTECHNICS. PROOF FIELDS TRANSFORMERS. MINIMUM REQUIREMENTS CLASSIFICATION

FOR AND

CORRESPONDENCIA:

DESCRIPTORES:

transformador; transformador eléctrico; transformador de distribución; transformador de potencia.

I.C.S.: 29.180.10. Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Santafé de Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435

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Primera actualización

PRÓLOGO

El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. El ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 2743 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo el 97-10-22. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 383101. Transformadores eléctricos. ABB COMERCIALIZACIÓN CORELCA EMPRESAS MUNICIPALES DE CALI EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN ELECTRIFICADORA DEL ATLÁNTICO ELECTRIFICADORA SANTANDER

ELECTROPORCELANA GAMMA EMPRESA ENERGÍA BOGOTÁ INDUSTRIAS TYF INDUSTRIAS ELKA RYMEL INGENERÍA TRANSFORMADORES SIERRA SIEMENS UNIVERSIDAD DEL VALLE

El ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN

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NTC 2743 (Primera actualización)

ELECTROTECNIA. CAMPOS DE PRUEBA PARA TRANSFORMADORES REQUISITOS MÍNIMOS Y CLASIFICACIÓN

1.

OBJETO

1.1 Esta norma establece los requisitos mínimos que deben cumplir los campos de prueba para transformadores eléctricos de distribución y potencia desde el punto de vista de: Ensayos efectuados Equipos utilizados Clase de exactitud de los equipos utilizados Apoyos utilizados de tipo metrológico, laboratorios y otros Seguridad 1.2 Así mismo, establece una clasificación por categorías dependiendo de los factores mencionados. 1.3 Se ha considerado el estado actual de la industria de transformadores en el país, de tal manera que esta norma debe ser actualizada en sus exigencias a medida que se presenten condiciones que lo requieran. 2.

DEFINICIONES Y CLASIFICACIÓN

2.1

DEFINICIONES

Para efectos de esta norma se deben tener en cuenta las establecidas en la NTC 317, NTC-ISO 10012-1 y NTC 2194. A continuación se transcriben algunas definiciones de la NTC 2194 por ser esenciales en el contenido de esta norma. 2.1.1 Exactitud de la medición: cercanía entre el resultado de una medición y un valor verdadero de la magnitud por medir. 1

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Notas: 1)

El concepto de "exactitud" es cualitativo.

2)

No se debe usar el término precisión en vez de "exactitud"

2.1.2 Incertidumbre de la medición: parámetro asociado con el resultado de una medición que caracteriza a la dispersión de los valores que en forma razonable se le podrían atribuir a la magnitud por medir. Notas: 1)

El parámetro puede ser, por ejemplo, una desviación estándar (o un múltiplo dado de ella), o la semilongitud de un intervalo que tenga un nivel de confianza determinado.

2)

En general. la incertidumbre de la medición comprende muchos componentes. La distribución estadística de los resultados de series de mediciones se pueden usar para evaluar algunos de estos componentes, que se pueden caracterizar mediante desviaciones estándar experimentales, los otros componenetes que también se pueden caracterizar mediante desviaciones estándar, se evalúan a partir de distribuciones de probabilidad supuestas, basadas en la experiencia o en otra información.

3)

Se entiende que el resultado de la medición es la mejor estimacion del valor de la magnitud por medir, y que todos los componentes de la incertidumbre, incluyendo los ocasionados por efectos sistemáticos, tales como los componentes asociados con correcciones y con patrones de referencia, contribuyen a la dispersión.

Esta definición es de la "Guía para la expresión de la incertidumbre en la medición", en la cual se explican sus bases en detalle, especialmente en el numeral 2.2.4 y en el anexo D. 2.1.3 Clase de exactitud: clase de instrumentos de medición que cumplen ciertos requisitos metrológicos, previstos para mantener los errores dentro de límites especificados. Nota. Una clase de exactitud generalmente se indica mediante un número o símbolo adoptado por convención y que se denomina índice de clase.

2.1.4 Valor verdadero convencional (de una magnitud). Valor atribuido a determinada magnitud y aceptado, a veces por convención, como poseedor de una incertidumbre adecuada para un propósito dado. EJEMPLOS. a)

En una localización dada, el valor asignado a la magnitud y que se ha determinado mediante un patrón de referencia, se puede tomar como valor verdadero convencional.

b)

El valor recomendado por CODATA (1986) para la constante de Avogadro, NA = 6,022 136 6 x 10 23 mol -1

Notas: 1)

"El valor verdadero convencional" a veces se denomina valor asignado, mejor estimación del valor, valor convencional o valor de referencia. La expresión "valor de referencia", en este sentido, no se debe confundir con el "valor de referencia" en el sentido utilizado en la nota del numeral 5.7 de la NTC 2194.

2

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A menudo, para establecer un valor verdadero convencional se utilizan varios resultados de mediciones de una magnitud.

2.1.5 Magnitud de influencias: magnitud que no es la que se debe medir, pero que incide en el resultado de la medición. EJEMPLO.

2.2

a)

La temperatura de micrómetro que se utiliza para medir la longitud.

b)

La frecuencia en la medición de la amplitud de una diferencia de potencial eléctrico alternativo.

c)

La concentración de la bilurrubina en la medición de la concentración de hemoglobina, en una muestra de plasma sanguineo humano.

CLASIFICACIÓN

De acuerdo con la potencia nominal, la refrigeración natural y tensión de serie U, los equipos utilizados y el método de ensayo, se definen 4 categorías de campos de pruebas. Véase la Tabla 1. 2.2.1 Todo campo de prueba ya sea de un fabricante, un reparador o un reconstructor de transformadores, clasificado dentro de alguna de las categorías definidas en la Tabla 1, debe cumplir todos los requisitos contemplados en esta norma. 2.2.2 Todo transformador fabricado, reparado, reconstruido y clasificado por categorías de serie de tensión y potencia, debe ser ensayado en el campo de prueba correspondiente de acuerdo con la Tabla 1.

3

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Tabla 1. Clasificación de campos de prueba, descripción de equipos mínimos requeridos y ensayos mínimos realizables en el campo de prueba. Categorías Intervalo de fabricación Ensayo y características 1. Clase de exactitud de los equipos de medida para: Relación de transformación Pérdidas Tensión aplicada o inducida Impulso Resistencia de los devanados

Transformadores de corriente

Transformadores de tensión

I

II

POT > 10 MVA y/o U > = 66 kV

POT < = 10 MVA y/o U < = 66 kV

III POT < = 5 MVA y/o U < = 46 kV

IV POT < = 1 250 kVA y/o U < = 15 kV

0,1 0,5 1,5 1,5 1,0

0,1 0,5 1,5 3,0 1,0

0,1 0,5 3,0 2,0

0,1 0,5 3,0 2,0

15 ≥ U 0,3

15 ≥ U 0,3

15 ≥ U 0,3

15 ≥ U 0,3

15 < U 0,5

15 < U 0,5

15 < U 0,5

15 < U 0,5

15 ≥ U 0,3

15 ≥ U 0,3

15 ≥ U 0,3

15 ≥ U 0,3

15 < U 0,5

15 < U 0,5

15 < U 0,5

15 < U 0,5

2. Medida de resistencia de los devanados

Método tensión corriente Método ohmetro digital

Método tensión corriente Método ohmetro digital

Método puente

Método puente

3. Medida de relación de transformación

TTR con 3 decimales

TTR con 3 decimales

TTR con 3 decimales

TTR con 3 decimales

4. Medida de resistencia de aislamiento (1)

Megger > = 5 kV

Megger > = 5 kV

Megger > = 2 kV

Megger > = 1 kV

5. Pérdidas en devanados y tensión de cortocircuito Pérdidas en vacío y lo (2)

Si

Si

Si

Si

Continúa...

4

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NTC 2743 (Primera actualización) Tabla 1. (Continuación) Categorías

Intervalo de fabricación

I

II

III

IV

Ensayo y características

POT > 10 MVA y/o U > = 66 kV

POT < = 10 MVA y/o U < = 66 kV

POT < = 5 MVA y/o U < = 46 kV

POT < = 1 250 kVA y/o U < = 15 kV

6. Medición de polaridad

Método choque inductivo, TTR

Método TTR

Método TTR

Método TTR

Se debe realizar (cualquier método)

Se debe realizar (cualquier método)

Se debe realizar (cualquier método)

Determinación del grupo vectorial

Se debe realizar (cualquier método)

7. Ensayo de tensión aplicada

Si

Si

Si

Si

8. Ensayo de tensión inducida

Con medida por AT

Con medida por AT

Si

Si

9. Ensayo de líquido refrigerante (3) Véase la NTC1465

Realizar por lo menos los siguientes:

Realizar por lo menos los siguientes:

- Rigidez dieléctrica

- Rigidez dieléctrica

- Número de neutralización

- Número de neutralización

- Tensión interfacial

- Tensión interfacial

- Factor de potencia

- Factor de potencia

- Rígidez dialéctrica (Véase ASTM D 149)

- Rígidez dialéctrica (Véase ASTM D 149)

- Contenido humedad

- Contenido humedad

- Color

- Color

Hasta 50 MVA, 115 kVA inclusive

Hasta 5 MVA inclusive

Mínimo 2 500 kVA inclusive

Hasta 800 kVA inclusive

10. Ensayos de calentamiento

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NTC 2743 (Primera actualización) Tabla 1. (Continuación) Categorías

Intervalo de fabricación Ensayo y características

I

II

III

IV

POT > 10 MVA y/o U > = 66 kV

POT < = 10 MVA y/o U < = 66 kV

POT < = 5 MVA y/o U < = 46 kV

POT < = 1 250 kVA y/o U < = 15 kV

11. Ensayos de impulso

Si

Si

No

No

12. Medición tangente delta

Si

Si

No

No

13. Medición capacitancias

Si

Si

No

No

14. Ensayo descargas parciales

Si

No

No

No

15. Medición impedancia secuencia cero

Si

Si

No

No

16. Nivel de ruido

Si

No

No

No

17. Requisitos de Metrología (véase nota 5)

Existen patrones secundarios. Hoja de vida de los instrumentos

Existen patrones secundarios. Hoja de vida de los instrumentos

Hoja de vida instrumentos

Hoja de vida instrumentos

18. Fuente de tensión alterna

Máquina rotativa

De la red

De la red

De la red

Notas: 1)

La capacidad del megger debe estar de acuerdo con el nivel de tensión de serie máxima producida o reparada así: Tensión de serie (kV)

Tensión de megger (kV)

Escala

U ≤ 15 15 < U ≤ 66 U 〉 66

> = 1 > =2,0 > =5

mín 1 000 MΩ, 1 kV mín 5 000 MΩ, 2 kV mín 20 000 MΩ, 5 kV

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NTC 2743 (Primera actualización) Tabla 1. (Final)

2)

Para los intervalos de fabricación I y II en los transformadores de medida se debe calcular el error de la relación de transformación y su corrección (mediciones de tensión y corriente), además se debe calcular el error del ángulo de fase para el caso de medición de potencia. Para los vatímetros la clase de exactitud será de 0,5 y el factor de potencia de 0,2.

3)

La prueba a que se refiere el numeral se efectúa en condiciones ambientales normales y no en cámara acústica

4)

Donde no sea aplicable una NTC debe utilizarse una norma internacional reconocida.

5)

Los instrumentos que deben tener patrón secundario son : voltímetro, amperímetro y vatímetro

3.

REQUISITOS

Esta norma considera los siguientes aspectos concernientes a campos de prueba 3.1

CLASES DE EXACTITUD DE LOS INSTRUMENTOS

Se debe establecer de acuerdo con las definiciones del numeral 2. Las exactitudes requeridas para los diversos ensayos se encuentran en el ítem 1 de la Tabla 1. 3.2

ENSAYOS REALIZABLES

Para efectos de esta norma se considerarán como realizables en un campo de prueba, todos los ensayos indicados en la Tabla 1, de acuerdo con la categoría en que se encuentre clasificado, el campo de prueba. 3.3

METROLOGÍA

Como apoyo a la labor de medición se recomienda la existencia de una sección independiente físicamente del área de ensayos donde se cumplan entre otras, las siguientes funciones, de acuerdo con los requerimientos de la categoría aplicable. 3.3.1 Existencia de patrones secundarios trazables calibrados periódicamente en laboratorios autorizados por la autoridad competente. 3.3.2 Calibración y/o confirmación metrológica de los instrumentos usados en el campo de prueba. 3.3.3 Apertura de hojas de vida para todos los instrumentos de medida empleados en el campo de pruebas y archivo de certificados de calibración o confirmación para voltímetro, amperímetro y vatímetro. En cualquier caso debe disponerse de un apoyo metrológico, el cual al menos debe consistir en mantener los instrumentos de medida que se puedan verificar (voltímetros, amperímetros, vatímetros) con certificado de calibración vigente expedido por laboratorios autorizados por la Superintendencia de Industria y Comercio. Sólo se exime de este requisito, la posesión de patrones secundarios de voltímetro, amperímetro y vatímetro (los cuales sí deberán tener el certificado vigente) y el respectivo banco de calibración. 7

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3.3.4 Procedimientos de calibración y/o confirmación metrológica en los que se describa la metodología empleada en estas actividades. 3.4

FUENTE DE TENSIÓN ALTERNA

3.4.1 La forma de onda de tensión debe aproximarse a una sinusoidal con ambos semiciclos muy similares y con una relación del valor pico al valor eficaz igual a √2 con una tolerancia de ± 5 % 3.4.2

El contenido de armónicos definido como:

A =

( A23 + A25 + ...) / ( A21 + A23 + A25 + ...)

No debe ser superior a 5 % 3.4.3 Para satisfacer las condiciones anteriores se recomienda disponer de una fuente de c.a. independiente de la red (máquina rotatoria) y de una potencia que oscile entre 3 y 10 veces la absorbida en el ensayo. 3.5

PERSONAL

Todos los ensayos a que se refiere esta norma deben estar dirigidos por personal calificado, preferiblemente por un ingeniero electricista matriculado. Esta persona debe firmar los certificados de ensayos expedidos por la empresa. 3.6

SEGURIDAD

Entre otras, deben guardarse las siguientes precauciones dentro del campo de pruebas: 3.6.1 Como mínimo 2 personas del área deberán tener certificado de asistencia a cursos de primeros auxilios, especialmente en temas relacionados con electricidad. 3.6.2 Las personas que laboren en el campo de prueba deben hacerlo utilizando los elementos de seguridad industrial adecuados para este tipo de trabajo. Las características de dichos elementos de seguridad industrial se deben determinar de acuerdo con el panorama de riesgos. 3.6.3

No pueden utilizarse pisos resbalosos en el área.

3.6.4 Los interruptores para la iluminación deben quedar visibles cualquiera que sea la posición de las puertas (abiertas o cerradas) y a una altura aproximada de 1 m del suelo. 3.6.5 Debe existir una luz de seguridad intermitente que muestre que se está realizando un ensayo. Esta puede complementarse con una señal acústica. 3.6.6 Debe existir un teléfono provisto con la indicación de los lugares a donde se puede llamar en caso de accidentes. Así mismo, debe indicarse cómo hacer uso de éste. 3.6.7

Deberá existir un extintor clase C ubicado en un lugar de fácil acceso.

3.6.8 El área de ensayos debe estar encerrada por medio de una barrera puesta a tierra, la cual impedirá el paso de personal ajeno a ésta y estará enclavada con los circuitos de ensayo de 8

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manera que ningún ensayo se pueda realizar mientras la barrera no esté correctamente cerrada. Se recomienda que la barrera sea de color anaranjado. 3.6.9 El campo de pruebas deberá tener una malla de puesta a tierra a la cual estarán sólidamente unidas todas las tierras de los aparatos y circuitos eléctricos utilizados. 3.6.10 El campo de pruebas debe tener avisos donde se adviertan los peligros de alta tensión y las prohibiciones de ingresos al mismo. Cuando se realiza un ensayo de larga duración, deben colocarse los avisos indicando la situación. 3.7

REPRODUCIBILIDAD Y REPETIBILIDAD DE LOS ENSAYOS.

Para propósitos de aceptación, rechazo o penalización se deben tener en cuenta los resultados de los ensayos realizados en el campo de prueba del proveedor, si este cumple con los requisitos de esta norma y los procedimientos de la norma correspondiente. En caso de requerirse repetición de los ensayos en un campo de prueba diferente al del proveedor, se acepta una tolerancia máxima de 5 % entre los resultados de los ensayos obtenidos en los dos campos de prueba. La exactitud de los equipos del campo de prueba en el que se efectúe la repetición de los ensayos debe ser igual o superior a la exactitud de los equipos del campo de prueba del proveedor. Notas: 1)

Los campos de prueba a los que se refiere este numeral deben cumplir con lo establecido en esta norma.

2)

Para efectos de esta norma, penalización se entiende como la compensación económica a pagar por el fabricante al comprador cuando los valores de pérdidas garantizadas sobrepasan los valores ofrecidos y están dentro del valor normalizado; la penalización se efectúa bajo una fórmula pre-establecida para cada caso.

4.

APÉNDICE NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE

Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante la referencia dentro de este texto, constituyen disposiciones de esta norma. En el momento de la publicación eran válidas las ediciones indicadas. Todas las normas están sujetas a actualización; los participantes, mediante acuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar la última versión de las normas mencionadas a continuación. NTC 317: 1994, Transformadores de potencia y distribución. Terminología. NTC 1465: 1990, Especificaciones para aceites transformadores, interruptores y equipos eléctricos.

minerales.

Aislantes

nuevos

para

NTC 2194: 1994, Metrología. Vocabulario. NTC-ISO 10012-1: 1994, Requisitos de aseguramiento de la calidad para equipos de medición. Parte 1: sistema de confirmación metrológica para equipos de medición.

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Anexo A (Informativo)

A continuación se listan algunas normas referentes a ensayos, se recomienda sean consultadas por los responsables de los campos de prueba. NTC 2: 1975, Ensayo de tracción para productos de acero. NTC 21: 1966, Ensayo de embutido Erichsen para productos metálicos. NTC 316: 1987, Transformadores. Ensayo de calentamiento para transformadores sumergidos en líquido refrigerante con calentamiento de 65 oC de temperatura en los devanados. NTC 375: 1970,Transformadores. Medida de la resistencia de los devanados. NTC 380: 1970, Transformadores. Ensayos eléctricos. Generalidades. NTC 444: 1983, Caucho. Caucho vulcanizado. Determinación del módulo, tensión y alargamiento. NTC 467: 1971, Caucho vulcanizado. Determinación de su grado de dureza. NTC 471: 1974, Transformadores. Relación de transformación. Véase clasificación de la polaridad y relación de fase. NTC 558: 1987, Pinturas. Determinación de la viscosidad mediante un viscosímetro de copa stormer. NTC 811: 1987, Pinturas. Determinación de la adherencia. NTC 818: 1995, Transformadores monofásicos autorrefrigerados y sumergidos en líquido. Corriente sin carga, pérdidas y tensión de cortocircuito. NTC 819: 1995, Transformadores trifásicos autorrefrigerados y sumergidos en líquido. Corriente sin carga, pérdidas y tensión de cortocircuito. NTC 837: 1975, Transformadores. Ensayos del dieléctrico. NTC 1005: 1975, Transformadores. Determinación de la tensión de cortocircuito. NTC 1031: 1975, Electricidad. Transformadores. Determinación de pérdidas y corriente sin carga. NTC 1323: 1977, Pintura. Pigmentos y cargas. Determinación del bióxido de titanio. NTC 1465: 1990, Transformadores. Aceites aislantes para transformadores, interruptores y equipos eléctricos. NTC 1759: 1994, Empaques elastoméricos resistentes al aceite para transformadores eléctricos. NTC 2976: 1991, Electrotecnia. Métodos de ensayo para determinar la presencia de agua en líquidos aislantes (Método de reacción Karl Fischer). 10

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NTC 2977: 1991, Electrotecnia. Método de ensayo para determinar la tensión interfasial entre el aceite y el agua por el método del anillo. NTC 2979: 1991, Electrotecnia. Método de examen visual en el campo de aceites aislantes eléctricos derivados del petróleo. NTC 3217: 1991, Electrotecnia. Método de ensayo para determinar las características de las pérdidas en c.a. y la permitividad relativa (constante dieléctrica) de los líquidos aislantes eléctricos. NTC 3226: 1991, Electrotecnia. Método de ensayo para determinar la viscosidad Saybolt. ASTM D 92: 1990, Test Method for Flash and Fire Points by Cleveland Open. ASTM D 97: 1993, Test Method for Pour Point of Petroleum Oils. ASTM D 130: 1994, Method for Detection of Copper Corrosion from Petroleum. Products by the Copper Strip Tarnish Test. ASTM D 287: 1992, Test Method for API Gravity of Crude petroleum and petroleum products. ASTM D 445: 1994, Test Method for Kinematic Viscosity of Transparent and Opaque Liquids. ASTM D 611: 1982, Test Method for Aniline Point and Mixed Aniline Point of Petroleum Products and Hydrocarbon Solvents. ASTM D 664: 1995, Test Method for Neutralization Mumber by Potentiometric Titatrion. ASTM D 877: 1987, Test Method for Dielectric Breakdown Voltage of Insolating Liquids Using Disk Electrodes. ASTM D 974: 1995, Test Method for Neutralization Number by Color Indicator Titration. ASTM D 1149: 1991, Test Method for Rubber Deterioration - Surface Ozone Cracking in a Chamber. ASTM D 1275: 1996, Test method for corrosive sulfur in electrical insulating ASTM D 1500: 1996, Test Method for ASTM Color of Petroleum Products. ASTM D 1534: 1995, Test Method for Approximate Acidity for Used Electrical Insulating Liquids by Color - Indicator Titration. ASTM D 2285: 1985, Test Method for Interfacial Tension of Electrical Insulating Oils of Petroleum Origin Against Water by the Drop-Weight Method. ASTM D 3339: 1995, Test Method for Total Acid Numbers by Semi-Micro Color Indicator Titration. ASTM E 53: 1986, Standard Test Methods for Chemical Analysis of Cooper. DIN 7733: 1962, Laminated products; Pressboard for Electrical Engineering, Types. DIN 50017: 1982, Atmospheres and their Technical Application; Condesation Water Test Atmospheres. 11

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DIN 50018: 1988, Testing in a Saturated Atmosphere in the Presence of Sulfur Dioxide. JIS G 3141: 1996, Cold Rolled Carbon Steel Sheets and Strip. ISO 815: 1991, Vulcanized Rubbers. Determinations of Compression Set Under Constant Deflection at Normal and High Temperatures. ISO 3231: 1993, Paints and Varnishes. Determination of Resistance to Humid Atmospheres Containing Sulphur Dioxide. IEC 76-1: 1993, Power Transformer. Part 1: General. IEC 76-2: 1993, Power Transformer. Part 2: Temperature Rise. IEC 76-3: 1980, Power Transformer. Part 3: Insulation Levels and Dielectric Tests. IEC 76-4: 1976, Power Transformer. Part 4: Tappings and Connections. IEC 76-5: 1976, Power Transformer. Part 5: Ability to Withstand Short Circuit. IEC 554-2: 1977, Specification for Cellulosic Papers for Electrical Purposes. Part 2: Methods of Test.

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