Publications

Henrik Massmann, Alstom LHB GmbH; Gerd Albrecht, PFISTERER Kontaktsysteme GmbH & Co. KG
The Coradia Lirex regional train for Stockholm has now got off to a successful start in Sweden. The pluggable connectors from PFISTERER have turned out to be a highly reliable additional component, worthy of accompanying the innovative vehicle concept from Alstom LHB.
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SICON – The Bolted Connector with Stepless Shear Bolts for Low-, Medium- and High-Voltage Cables
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Spring-type tensioning equipment for overhead contact lines
Bertram Fischer
The new automatic tensioning equipment TENSOREX® employs spring forces to tension overhead contact lines automatically instead of equipments applying weight forces used predominantly so far. The new design enables new possibilities for installations and is advantageous especially under narrow conditions. Deutsche Bahn tested the equipment and the German railway authority EBA approved its use. The equipment has already been adopted in 20 countries.
(In German language)
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Further developments of compact lines for 420 kV with silicone insulators and their advantages for applications in
F. Schmuck, K. O: Papailiou, P. J. Kolmeijer, J. F. Van Wolven
The paper describes the test programme and results of a 420 kV braced line post arrangement manufactured from composite insulators. In comparison to a previously installed arrangement, a solution with solid core post has been introduced. The test results have shown impressively the high safety margins of glass-fibre reinforced structures an the technical potential for an increased reliability of compact lines. Further advantages are shown on the example of an Emergency Restoration System.

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A 110 kV Overhead Transmissionline of Compact Type: Design, Operating Experience, Conductor Oscillation Control
D.S. SAWAITOV, V.A. SHKAPTSOV, P.A. BUSI-IUEV, I.M. NOSOV,K.O. PAPAiLIOU, W.F. BÜCKNER, J.C. POFFENBERGER
The analysis is given of the design features of the first USSR commercial-and-test compact 110 kV line in comparison with conventional 110 kV lines. Described are the characteristics of conductors, insulators, structures. The subject for a more detailed study is aeolian conductor vibration.
The results are given of the operating experience gained by the Smolenskenergo power utility.
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Composite Insulators are Gaining Ground
Dr. Konstantin 0. Papailiou
This paper presents the newest applications of silicone composite insulators which are finding increasing use not only in Switzerland, but also in the power industry worldwide. These applications include interesting designs for railway overhead lines, medium voltage lines, and 400 kV high voltage overhead transmission lines. Moreover, solutions are presented for high-voltage outdoor equipment, which have recently been conceived and manufactured with housings made of Silicone hollow core composite insulators.

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Dynamic Loads Caused By Lightning Stroke In A Conductor Angle Arrangement
J.L. Lilien, E. Hansenne, D. Kokkinos, K.O. Papailiou
In an outside lightning protection scherne it is comrnonto have lightning conductors joined in an angle arrangement. The joining hardware consists normaily of a bolted type clamp. Practical expenence has shown that it is difficult to perform related realistic tests in the laboratory and for this reason it would be advisable to develop suitable calculation methods to study this phenomenon. Such a rnethod is developed and presented in this paper.
The conductor angle arrangement is rnodeled using large displacement, srnall deformation, non linear bearn elernents. The electrornagnetic forces caused by the lightning current are evaluated using a numericai integration of the Laplace formula and not the formula of Ballus [I], cornmonly used. Considenng the above, a time analysis of the system is performed and the maxirnurn instantaneous stress in the conductor is evaluated. The results of the calculation are used to facilitate the design of suitable clamping hardware in the Corner and to recommend equivalent rnechanical tests for this hardware.
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Fortschritte bei der Bestimmung der Lebensdauer von Freileitungsseilen unter dem Einfluß winderregter Schwingungen
Walter F.  Bückner, Rolf Helms und Konstantin O. Papailiou
Windbedingte Seilschwingungen waren nach den ersten Seilschäden (1925) Gegenstand zahlreicher Beobachtungen und Mcssungen. Sie führten zu keinen allgemein anwendbaren Dimensionierungsrichtlinien, auch nicht die zahlreichen theoretischen Untersuchungen der letzten 60 Jahre. Eine quantitativ zuverlässige Bestimmung der Lebenserwartung der Seile ermöglichte erst die stürmische Entwicklung der Elektronik. Sie schaffte preiswerte Meßgeräte. Neue interessante Erkenntnisse über den quantitativen Einfluss  verschiedener Parameter-Kombinationen wie von Gelände, Seilzugspannung, Wirkung der Dämpfer, Abstandhalter und Hängeklemmen auf die Schwingungsgefährdung der untersuchten Seile wurden bereits gewonnen. Im Laufe der Zeit werden diese Ergebnisse allgemeine Empfehlungen auch für die Planung neuer Freileitungen ermöglichen.
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Grenzflächen bei Silikon-Verbundisolatoren
Dr. Konstantin 0. Papailiou
Aus ökonomischen und betrieblichen Gründen werden Silikon-Verbundisolatoren seit über 30 Jahren in der Energietechnik einqesetzt. Um die Zuverlässiqkeit und Lanqlebiqkeit der Isolatoren abschätzen zu können verdienen vor allem ihre verschiedenen Grenzflächen besondere Beachtung. Sowohl die Praxis als auch Versuche im Labor haben gezeigt, dass die guten Isoliereigenschaften von Silikon auch von Silikon-Verbundisolatoren erreicht werden und dass die Lebensdauer der Isolatoren durch diese Verbundtechnik nicht verkürzt wird.
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Kunststoffisolatoren als Alternative
Heinz Büchner, Frank Schmuck und Arturo Zanetti
Aufgrund spezifischer Vorteile werden für Freiluftanwendungen in der Mittel-, Spannungs- und Hochspannungstechnik zunehmend Kunststoffisolatoren eingesetzt. Der vorliegende Beitrag geht den Gründen nach und verweist auf Unterschiede zwischen polymeren und keramischen Isolierstoffoberflächen bei simultaner Spannungs- und Fremdschichtbelastung. Er stellt Modelle zur Beschreibung des Isoliervermögens von Kunststoffisolatoren vor und präsentiert entsprechende Ergebnisse aus Freiluft- und Laborversuchen.
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On the Accuracy of the Determination of the Endurance Capability of transmission line conductors by the CIGRE Method CSC22-WG04
Bückner Walter F., Papailiou Konstantin 0.
Transmission line engineers throughout the world have been carrying out vibration measurements for the past 60 years whenever vibration dangen for the conductors have been evidenced because it is regarded as a quantitatilcereliable method (2;3;3;4;5;6;7;8). In the recent years numerous measurements of the aeolian vibrations of transmission line conductors have been carried out using modern recorders and the results have been evaluated and interpreted following the method recommended by CIGRE CSC 22 WG 04 in 1979,1985 and 1988 (9b;lO;ll; 12) .The experience gained thereby can give an indication of the credibility of the measurements and of the above-mentioned method. The publication of this experience seems advisable since in a recent working group report CIGRE 22-89-WG 11 (1) certain questions are posed regarding vibration tests on outdoor test spans which use recorders to determine the endurance capability of the conductors due to aeolian vibration according to the CIGRE 22 WG 04 method. 
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On the Raising Application of Polymeric Post Insulators
K. 0. Papailiou, F. Schmuck
The paper deals with the application of polymeric post insulators for different purposes. Their specific advantages are discussed. In a second part, the failure mode behaviour is shown and correlated with the recomrnendations of IEC Draft 61952. The terms "Maximum Design Cantilever Load (MDCL)" and "Specified Cantilever Load (SCL)" are explained by practical examples.
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Optimum Conductor Arrangement of Compact Lines for Electric and Magnetic Field Minimization - Calculations and Measurements
G.F ilippopoulos, D.T Sanakas, G. Kouvarakis, J. Voyatzakis, M. Amman, K. 0. Papailiou
The optimum phase conductor arrangement and the compaction (dimension reduction) as measures for the minimization of electric and rnagnetic fields of 400kV double circuit lines are examined. Computation results showed that the combination of compaction and optimum arrangement causes a drastic electric and rnagnetic field reduction. However, if the optimum arrangement is not used, the field values produced by the cornpact line are similar to those produced by the conventional (not compacted) one. Measurements made before and after the application of the optimum phase conductor arrangernent confirm the drastic reduction of the electric and magnetic field values. The application oft he optimum arrangement to a compact 400kV line rnade possible the reduction of the electric and magneticf ield values to similar values as those produced by a 125kV line.
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Planung und Betrieb von Freileitungen im Hinblick auf windbedingte Seilschwingungen
Walter F. Bückner  und Konstantin 0. Papailiou
Ein Aufsatz zum Stand der Technik der gefährlichen, windbedingten, unvermeidbaren Schwingungen von Freileitungsseilen wurde in der »Elektrizitätswirtschaft« 84 (1985) auf Seite 24 bis 30 veröffentlicht. Im folgenden Aufsatz erläutern die Verfasser praktische Erfahrungen mit der damals vorgestellten Methode zur Bestimmung der Schwingungsgefahrdung. Als Ergänzung dieser Methode stellen die Verfasser ein Verfahren zur Abschätzung der Schwingungsgefahrdung vor. Auf weltweite Forschungsarbeiten, Betriebserfahrungen und weiterführendes weisen sie ebenfalls hin.
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Schwingungsmessungen an Freileitungsseilen
K.O. Papailiou
Angeregt durch das bestehende Interesse der Fachwelt an Seilschwingungen und durch neue Entwicklungen auf dem Gebiet der Schwingungsrekorder und der Datenanalyse wird im folgenden Beitrag ein Lösungskonzept für Schwingungsmessungen an Freileitungsseilen beschrieben.
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Unterschätzte Dauerkraft der Verbundisolatoren
Clive Lumb und Konstantin 0. Papailiou
Entgegen landläufiger Meinung besitzen Verbundisolatoren nicht nur eine hohe Zugfestigkeit, sondern auch eine beachtliche Dauerkraft, die selbst bei längerer Belastungsdauer nicht unterschritten wird. Somit kann man Verbundisolatoren ähnlich dimensionieren wie Langstabisolatoren aus Porzellan. Im vorliegenden Aufsatz werden neue Resultate zum mechanischen Langzeitverhalten von Verbundisolatoren zusammen mit den relevanten Begriffen aus der massgebenden IEC-Norm und den darin definierten Prüfungen vorgestellt.
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Verbundisolatoren liegen im Trend: Die Baustromversorgung der Alptransit Gotthard AG in Sedrun
Giusep Cavelti, Konstantin Papailiou, Frank Schmuck
Die EW Bündner Oberland AG (EWBO) setzt seit etwa zehn Jahren in verschiedenen Versorgungsabschnitten Verbundisolatoren ein. Im Rahmen des Projekts Neue Alpentransversale (Neat) war im Jahr 1999 die 60-kV-Baustromversorgung des Alptransit-Gotthard-Zwischenangriffs Sedrun zu realisieren. Die bisher gesammelten positiven Erfahrungen haben zur Verwendung von Verbundisolatoren auch für dieses wichtige Projekt geführt. Nahezu zwei Drittel der Verbundisolatoren werden als Stützisolatoren eingesetzt. Im folgenden Beitrag werden die Aufgaben des EWBO im Neat-Projekt und die Bedeutung des Verbundisolators beschrieben sowie die spezifischen Eigenschaften von Verbundstützisolatoren vorgestellt.
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Experience with Silicone Composite Insulators in the Tunnels of the BLS Lötschberg Railway
Martin Kocher, Mech. & Elec. Ing.
The BLS Lötschberg Railway is a private company - the main shareholder is the Canton of Bern - which operates a small, standard gauge railway system. Technically and operationaliy, this system is fully integrated into the system of the Swiss Federal Railways SBB. The main line of the BLS Lötschberg Railway, the Lötschberg-Simplon line, forms the second transalpine  railway of Switzerland, after the Gotthard line of the SBB. In the years 1979 to 1992 the BLS Lötschberg Railway was expanded to double track, and now has the Same capacity as the  Gotthard line. As early as 1906 when work on the Lötschberg Railway was started, the programme decision was made to electrify the new railway line with single phase altemating current at a voltage of 15 kV and a frequency of 16 2i3 HZ. Since commencement of operations in 1913 trains on the BLS Lötschberg Railway have been driven by electricity. The BLS Lötschberg Railway has a track length of 240 km. Of this over 40 km, or more than one sixth, is in tunnel.
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Zur Berechnung von kurzzeitigen dynamischen Belastungsvorgängen in Freileitungsabschnitten
Karlheinz Beyer, Günter Müller,  Konstantin 0. Papailiou
Neben periodischen dynamischen Vorgängen an Freileitungen (z. B. Seiltanzen, äolische Schwingungen durch Wirbelablösungen) mit ihren bekannten, wenn auch noch nicht vollkommen beherrschten Auswirkungen, treten auch kurzzeitige dynamische Belastungen auf: z. B. Erdbeben, Kurzschlüsse, plötzliche Entlastungen (Seilriß, Kettenbruch, Eisabwurf). Vor allem der letztgenannte Lastfall hat in vergangenen Jahren zu erheblichen Schäden, besonders im Mittelspannungsbereich geführt, woraus neue Lastannahmen für die statische Berechnung von Freileitungsmasten hervorgingen. Zur Untersuchung des Einflusses verschiedener Parameter des mechanischen Systems Maste-Isolatoren-Seile wurden u. a. Versuche im Maßstab 1:1 durchgeführt. Die Verfasser berichten über eine Möglichkeit, derartige Studien mit rechnerischen Hilfsmitteln durchzuführen bzw. zu ergänzen.
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SEFAGs Silcosil - 20 Jahre innovative Lösungen im Einsatz von Silikonverbundisolatoren für Hochspannungsanwendungen
Konstantin O. Papailiou, Manfred Peter, Dr. Frank Schmuck
Die PFISTERER SEFAG AG (Schweiz) ist seit über vierzig Jahren ein marktführender Anbieter in der Entwicklung elektrischer Komponenten für Verteilungs- und Übertragungsnetze. Vorliegendes Dokument untersucht im speziellen die Entwicklungen von nicht keramischen Isolatoren (NCI) aus Verbundstoffen mit Silikongummi (SR), auch als Verbundisolatoren bezeichnet. Seit der Einführung von nicht keramischen Isolatoren in den 70er Jahren haben die Verfahren zur Verarbeitung der neuen Werkstoffe enorme Fortschritte gemacht. Moderne Verfahren gestatten es, maßgeschneiderte Lösungen für das Design von Hänge-,  Abspann-, Stützund Hohlisolatoren zu erstellen. Diese Designs sind auch für den Einsatz für hohe Umweltbelastungen ausgelegt, stellen aber zugleich einen kosteneffektiven Ersatz für keramische Isolatoren da. Vorliegendes Papier erörtert vier Aspekte der NCI-Entwicklung. Des Weiteren informiert das Dokument über aktuelle Entwicklungen bei der Optimierung des Designs von Verbundisolatoren und gewährt einen Einblick in die bei PFISTERER SEFAG praktizierte kontinuierliche Weiterentwicklung der Produkte.
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Steckbare Anschlusstechniken mit HV-CONNEX an gekapselten Betriebsmitteln in der Hochspannungstechnik bis Um = 245 kV
Dipl.-Ing. Martin Schuster
Zusammenfassung: Seit 1996 sind kompakte und trockene Steckanschlusssysteme verfügbar, um Baureihen von Transformatoren, Muffen und gasisolierten Schaltanlagen mit einer adäquaten Anschlusstechnik in platzsparender, sicher und schnell zu montierender Weise mit VPE-isolierten Hochspannungskabelstrecken zu verbinden. Weltweit sind mehr als 2000 dieser steckbaren HV-CONNEX-Systeme in Kabelnetzen bis Um = 145 kV in Betrieb. Das HV-CONNEX-Kabelanschlusssystem wurde zur Größe 6-S weiterentwickelt, um Kabelstrecken bis zur Spannungsebene Um = 245 kV und Kabelquerschnitte bis maximal 1600 mm2 steckbar anzuschließen. Die kompakten HV-CONNEX-Systeme, bestehend aus vorgefertigten und geprüften Komponenten, tragen mit kurzen Montagezeiten, einfachen Arbeitsabläufen und großer Montagesicherheit zu einer sicheren Verbindungstechnik in der Hochspannungsebene bei.
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Zunehmende Erfahrung und Lösungen für Anwendungen mit Verbundisolatoren
Wolfgang Huiber, Konstantin O. Papailiou, Manfred Peter, Dr. Frank Schmuck
Die PFISTERER SEFAG AG (Schweiz) ist seit über vierzig Jahren marktführender Anbieter in der Entwicklung und Herstellung von Komponenten für Verteilungs- und Übertragungsnetze. In allen Spannungsklassen der Energieversorgungsunternehmen werden Produkte von PFISTERER SEFAG installiert - von Verteilungs- und Übertragungsnetzen bis zum Anschluss von Privathaushalten. In den letzten zwanzig Jahren ist der Verbundisolator SILCOSIL zu einem wichtigen Bestandteil der Produktpalette von PFISTERER SEFAG geworden. Die Entwicklung dieses Isolators begann vor mehr als 25 Jahren, als in der Schweizer Bahn der Bedarf an zuverlässigeren Energieübertragungssystemen gegenüber konventionellen Isolierungen entstand. Seit dieser Zeit bis heute haben sich die Verfahrenstechniken zur Verarbeitung von Silikongummi bei PFISTERER SEFAG kontinuierlich weiterentwickelt. Heute stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung, die es gestatten, maßgeschneiderte Lösungen für das Design von Hänge-, Abspann-, Stütz- und Hohlisolatoren zu erstellen. Dank dieser Designflexibilität sind Verbundisolatoren für zahlreiche Umgebungsbedingungen ausgelegt und erweisen sich als kosteneffektiver Ersatz für Keramik- und Glasisolatoren. Diese Veröffentlichung behandelt einige Aspekte von Verbundisolatoren und geht vorrangig auf praktische Anforderungen ein. Darüber hinaus werden einige Fragen (FAQs) aus der täglichen Marktarbeit mit Verbundisolatoren beantwortet: Es wird darüber hinaus aufgezeigt wie adäquate Lösungen für Verbundisolatoren in enger Zusammenarbeit zwischen den Stromversorgern und dem Hersteller erarbeitet wurden und unterstreicht die Bedeutung dieses Vertrauensverhältnisses. Durch diese Zusammenarbeit wurde das Vertrauen in die Technologie der Verbundisolatoren weiter gestärkt.
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Zur Alterungsbeständigkeit von elektrischen Verbindungen in der Elektroenergietechnik
Jürgen Roth
Zur Alterung von elektrischen Verbindungen in der Elektroenergietechnik Wie die Veranstaltung zeigt, verändern sich die Rahmenbedingungen für den Netzbetrieb deutlich. Netzstrukturen, die wir in Deutschland haben, werden heute auf ganz andere Art und Weise beansprucht, als sie ursprünglich geplant waren. Die Nutzung der Windkraft und anderer regenerativer dezentraler Energiequellen ergibt eine Verschiebung von Erzeugerschwerpunkten mit schwankender Einspeisung. Der zunehmende internationale physikalische Stromhandel ja selbst Wetterkapriolen mit lang andauernder Hitze und Trockenheit verändern neben der Nachfrageintensität auch den Ausnutzungsgrad der Netze. Der oft jahrzehntelange Investitionsrückstau aus umweltpolitischen Gründen führt zu regionalen Engpässen. Häufig sind neue Trassen kaum realisierbar, die Ertüchtigung und Verstärkungen bestehender Freileitungen sind teuer, aber oft die einzig verbleibende Möglichkeit. Die „ereignisorientierte" Instandhaltung der letzten Jahre, das deutlich zurückgefahrene Entstörungsmanagement und ein Überschreiten der konzipierten Betriebsdauer erhöhen das Ausfallrisiko. Der Lebenslauf unseres Netzsystems sollte sich nicht lesen wie die Krankenakte eines Problempatienten. Die Festlegung der Transporttarife und generell der Regulierungsrahmen muss helfen die Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu sichern. Der Verbraucher legt mehr Wert auf Versorgungssicherheit als auf niedrige Netztarife. Die nachhaltige Sicherung der Zuverlässigkeit des Netzes in Systemgestaltung und -betrieb ist dafür ein entscheidender Baustein. Unsere Netze zeichnen sich durch große Langlebigkeit aus und brauchen neben verlässlichen Rahmenbedingungen für sichere und langfristige Investitionen natürlich auch verlässliche technische Komponenten. Stromwärmeverluste bei Transport und Verteilung elektrischer Energie dominieren die Ökobilanz unserer Netze. Permanentes Temperatur-Monitoring einzelner Systeme beispielsweise mit LWL in Leiterseilen, durch Passiv-Temperatursensoren oder durch Zugspannungs- und Durchhangsmessung sind im Gespräch. Zustandsbeurteilungen über Thermovision sind gängige Praxis. Die Verbindungen haben dabei ein besonders schlechtes Image.
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