@inproceedings{HallasHinrichsenNeumannetal., author = {Hallas, Martin and Hinrichsen, Volker and Neumann, Claus and Tenzer, Michael and Hausmann, Bruno and Gross, Detlev and Neidhart, Thomas and Lerch, Maximilian and Wiesinger, Doris}, title = {Cigr{\´e} Prototype Installation Test for Gas-Insulated DC Systems - Testing a Gas-Insulated DC Transmission Line (DC-GIL) for ±550 kV and 5000 A under Real Service Conditions}, series = {2020 CIGRE Session, CIGRE e-Session 48: Paris, France (virtual), 24.08.-03.09.2020}, booktitle = {2020 CIGRE Session, CIGRE e-Session 48: Paris, France (virtual), 24.08.-03.09.2020}, publisher = {CIGRE}, address = {Darmstadt}, doi = {10.26083/tuprints-00014132}, pages = {13}, abstract = {More and more generation facilities are installed far away from the load centers. Thus, long distance transmission is demanded, and with this regard DC transmission systems are of special interest. Transmission by overhead lines is a well-proven technology, but due to environmental concern and political decisions underground transmission systems are often requested. Besides DC cables, DC GIL are an interesting option. They enable transmitting high power by only one system in a small corridor only a few meters wide. GIL can be laid in a tunnel or directly buried in the soil. Meanwhile a lot of service experience has been collected with AC GIL technology, but no service experience is yet available with DC GIL. To close this knowledge gap and to investigate the long-term performance, a ±550 kV DC GIL prototype with a current carrying capacity of 5000 A is currently investigated in a HVDC test facility, both in directly buried and in above-ground installation. The test procedure follows the recommendations for long-term testing of gas-insulated systems, currently under preparation by Cigr{\´e} JWG D1/B3.57. This report describes the test sample arrangements, the high-voltage and high current test equipment and the commissioning procedure for the DC GIL. It illustrates the UHF PD monitoring system installed and the method to identify possible PD defects. The investigated DC GIL is subdivided into two parts: While an above-ground installation is simultaneously stressed by voltage and DC current, a directly buried part of the DC GIL is stressed with DC current only in order to investigate soil mechanics, the temperature distribution in the GIL and in the soil as well as the performance of the backfill material. The report also presents first results gained on the directly buried arrangement for studying the soil mechanics.}, language = {en} } @inproceedings{NeidhartLerchWiesingeretal., author = {Neidhart, Thomas and Lerch, Maximilian and Wiesinger, Doris and Hallas, Martin and Hinrichsen, Volker and Tenzer, Michael}, title = {Long-Term Tests of a DC Gas Insulated Transmission Line (DC GIL) embedded in Temporally Flowable Backfill: Soil-Mechanical and Thermic Interaction}, series = {VDE Hochspannungstechnik: ETG-Fachtagung, 9. - 11. November 2020, Online-Veranstaltung}, booktitle = {VDE Hochspannungstechnik: ETG-Fachtagung, 9. - 11. November 2020, Online-Veranstaltung}, edition = {CD-ROM}, publisher = {VDE-Verlag}, address = {Berlin}, isbn = {978-3-8007-5353-6}, pages = {518 -- 524}, abstract = {At present DC transmission systems for long distance transmission are of special interest, particularly with regard to transmission systems that proved ability for directly buried installation. Some service experience has been collected with directly buried AC GIL technology, but none with directly buried DC GIL. First pilot projects with directly buried AC GIL were designed conservative regarding the mechanical GIL support and the maximum allowable current. The aim is to optimize the mechanical and thermal design of directly buried DC GIL to offer cost efficient transmission line solutions. Therefore, a ±550 kV DC GIL prototype with a current carrying capacity of 5000 A is currently investigated in a HVDC test facility, both in above-ground installation and a buried installation. This report presents results gained on the embedded installation for studying the soil mechanics and long-term thermic interaction with the backfill material and the adjacent soil. A DC GIL with a total length of 130 m is embedded in a temporarily flowable backfill ("TFB") as re-use of the excavated soil on site, which minimizes transportation costs and energy use. TFB is characterized by high contact forces that restrain the DC GIL displacements and by stable thermal conductivity, which optimizes the heat transfer. In order to monitor the mechanical soil-structure-interaction ("SSI"), various temperatures and moisture content sensors were installed inside and around the DC GIL, in the TFB and the adjacent soil as well down to 4 m below the ground surface. Displacement and strain sensors measured the elongations and dilatations of the embedded enclosure tube. Compressive stresses caused by restrained displacements are monitored with load cells. A fiber optical cable is used to monitor the temperatures in the aluminum conductor, on top and at the base of the enclosure tube, as well as in the TFB and the sand cover layer and the adjacent soil. The measurements were completed with some single sensors for temperature, moisture content and porewater-tensions which were mainly concentrated nearby the DC GIL in the TFB and the cover layer. During 15 months, several load cycles impact on the embedded DC GIL. Each load cycle consists of a DC current feed of 5000 A for 4 weeks followed by another 4 weeks without current. Since the SSI is independent of voltage stress, this test is carried out with current only. After 4 load cycles only moderate temperatures are monitored at the enclosure tube and in the TFB, much lower as expected. Seasonal effects predominate the temperatures of the TFB, the cover layer and the adjacent soil, while the DC GIL generates only marginal increases. Moisture contents and porewater-tensions remain constant apart from some variations caused by rainfalls and vegetation cover. The elongation of the enclosure tube is shorter than 5 mm and the forces are lower than 500 kN. It can be concluded that the DC GIL with a current carrying capacity of 5000 A DC embedded in TFB shows temperature-rises far below the technical GIL limits after 4 load cycles. The TFB ensures high and stable heat conductivity and contact forces, thus restraining the GIL movement. The temperature-rises of the natural soil due to GIL heating are comparatively low in comparison to other effects like sun radiation. The TFB shows a good thermal and mechanical performance.}, language = {en} } @inproceedings{LerchNeidhartBubenicek, author = {Lerch, Maximilian and Neidhart, Thomas and Bubenicek, Michal}, title = {Fibre optic instrumentation of vibro concrete columns and surrounding ground for static and dynamic load tests}, series = {Zbornik Radova GEO-EXPO 2020: Proceedings - Scientific and expert conference GEO-EXPO 2020}, booktitle = {Zbornik Radova GEO-EXPO 2020: Proceedings - Scientific and expert conference GEO-EXPO 2020}, publisher = {Društvo za geotehniku u Bosni i Hercegovini}, doi = {10.35123/GEO-EXPO_2020_6}, pages = {40 -- 49}, abstract = {Instrumentation of full displacement pile like elements - at Keller called as vibro concrete columns (VCC) - is practically impossible due to utilisation of heavy deep vibro technique during the production and absence of any steel reinforcement. Thanks to cooperation between Keller and Faculty of Civil Engineering of OTH Regensburg a special procedure for post-instrumentation was developed that allows for the axial strain measurement in VCC during the loading tests. The instrumentation comprises among others optical fibre components. The procedure has been deployed on a test site during static as well as dynamic load tests. There were two different types of instrumentation implemented according to art of the load tests. Further there were robust piezometers installed in the soil in advance next to the VCC that allowed for continuous pore water pressure measurements during the load tests. Purpose of the instrumentation deployed is above all to obtain data for effective design of VCC.}, language = {en} } @techreport{NeidhartLerchWiesingeretal., author = {Neidhart, Thomas and Lerch, Maximilian and Wiesinger, Doris and Zrenner, Louis}, title = {Kompakte {\"U}bertragungsleitungen f{\"u}r hohe Gleichspannungen: Langzeituntersuchungen an einer erdverlegten Versuchsanlage}, doi = {10.35096/othr/pub-2173}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-21730}, pages = {62, 58}, abstract = {Durch den Ausstieg aus der Verstromung fossiler Energietr{\"a}ger und der daraus resultierenden dezentralen Stromerzeugung ist ein Aus- bzw. Umbau des deutschen {\"U}bertragungsnetzes erforderlich. Weil aus der dezentralen Energieerzeugung große Trassenl{\"a}ngen resultieren, welche bei Wechselstrom zu Blindleistungsproblematiken f{\"u}hren, wird dort vermehrt auf Hochspannungs-Gleichstrom-{\"U}bertragung zur{\"u}ckgegriffen. Im Rahmen des Forschungsprojekts DC CTL DBI (direct current compact transmission line - directly buried investigastions) wurde ein gasisolierte HG{\"U}-Leiter (GIL) erdverlegt und bei st{\"a}ndigem Monitoring {\"u}ber umfangreiche Sensorik einem Langzeitversuch unterzogen. Anstelle einer klassischen Sandbettung kam ein zeitweise fließf{\"a}higer, selbstverdichtender Verf{\"u}llbaustoff (ZFSV) zum Einsatz. Somit k{\"o}nnen Sch{\"a}den an der {\"U}bertragungsleitung infolge Verdichtungsaufwand vermieden und gleichzeitig bessere Bodeneigenschaften hinsichtlich der W{\"a}rme- und Wassertransportprozesse erreicht werden.}, language = {de} } @article{LerchNeidhartBubeniceketal., author = {Lerch, Maximilian and Neidhart, Thomas and Bubenicek, Michal and Pandrea, Paul}, title = {Ableitung der Tragf{\"a}higkeit aus Probebelastungen an Betonstopfs{\"a}ulen}, series = {geotechnik}, volume = {43}, journal = {geotechnik}, number = {4}, publisher = {Ernst \& Sohn}, doi = {10.1002/gete.202000030}, pages = {298 -- 306}, abstract = {Neben den konventionellen Pfahlgr{\"u}ndungen werden bei ung{\"u}nstigen Baugrundverh{\"a}ltnissen oft pfahlartige Tragglieder verwendet, um den Anforderungen an Gebrauchstauglichkeit und Standsicherheit bei der Gr{\"u}ndung von Bauwerken gerecht zu werden. Um Erkenntnisse {\"u}ber das Tragverhalten der S{\"a}ulen zu erlangen, wurden Probebelastungen durchgef{\"u}hrt. Hierbei kamen statische und dynamische Probebelastungen zum Einsatz. Die Tragglieder wurden mit faseroptischer Messtechnik ausgestattet, um eine getrennte Ermittlung der Mantel- und Spitzenwiderst{\"a}nde zu erm{\"o}glichen. Die aus den Messungen gewonnenen Erkenntnisse zum Lastabtragungsverhalten zeigen, dass die pfahlartigen Tragglieder aufgrund ihrer Herstellung h{\"o}here Gesamt- und insbesondere Mantelwiderst{\"a}nde als Schneckenortbetonpf{\"a}hle, die als Referenz mit gleichem Durchmesser und gleicher Einbindel{\"a}nge in identischen Baugrundverh{\"a}ltnissen gefertigt wurden, aufweisen. Es wird gezeigt, dass praxis{\"u}bliche Bemessungsverfahren das gemessene Last-Setzungs-Verhalten nur bedingt wiedergeben. Die Versuchsergebnisse stellen die Grundlage f{\"u}r zuk{\"u}nftige Anpassungen der Bemessungsverfahren f{\"u}r pfahlartige Tragglieder dar.}, language = {de} } @misc{WeberDendorferSuessetal., author = {Weber, Karsten and Dendorfer, Sebastian and S{\"u}ß, Franz and Kubowitsch, Simone and Schratzenstaller, Thomas and Haug, Sonja and Mohr, Christa and Kiesl, Hans and Drechsler, J{\"o}rg and Westner, Markus and Kobus, J{\"o}rn and Schubert, Martin J. W. and Zenger, Stefan and Pietsch, Alexander and Weiß, Josef and Hinterseer, Sebastian and Schieck, Roland and Scherzinger, Stefanie and Klettke, Meike and Ringlstetter, Andreas and St{\"o}rl, Uta and Bissyand{\´e}, Tegawend{\´e} F. and Seeburger, Achim and Schindler, Timo and Ramsauer, Ralf and Kiszka, Jan and K{\"o}lbl, Andreas and Lohmann, Daniel and Mauerer, Wolfgang and Maier, Johannes and Scorna, Ulrike and Palm, Christoph and Soska, Alexander and Mottok, J{\"u}rgen and Ellermeier, Andreas and V{\"o}gele, Daniel and Hierl, Stefan and Briem, Ulrich and Buschmann, Knut and Ehrlich, Ingo and Pongratz, Christian and Pielmeier, Benjamin and Tyroller, Quirin and Monkman, Gareth J. and Gut, Franz and Roth, Carina and Hausler, Peter and Bierl, Rudolf and Prommesberger, Christian and Ławrowski, Robert Damian and Langer, Christoph and Schreiner, Rupert and Huang, Yifeng and She, Juncong and Ottl, Andreas and Rieger, Walter and Kraml, Agnes and Poxleitner, Thomas and Hofer, Simon and Heisterkamp, Benjamin and Lerch, Maximilian and Sammer, Nike and Golde, Olivia and Wellnitz, Felix and Schmid, Sandra and Muntschick, Claudia and Kusterle, Wolfgang and Paric, Ivan and Br{\"u}ckl, Oliver and Haslbeck, Matthias and Schmidt, Ottfried and Schwanzer, Peter and Rabl, Hans-Peter and Sterner, Michael and Bauer, Franz and Steinmann, Sven and Eckert, Fabian and Hofrichter, Andreas}, title = {Forschungsbericht 2017}, editor = {Baier, Wolfgang}, address = {Regensburg}, organization = {Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg}, isbn = {978-3-9818209-3-5}, doi = {10.35096/othr/pub-1383}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:898-opus4-13835}, subject = {Forschung}, language = {de} } @phdthesis{Lerch, author = {Lerch, Maximilian}, title = {Hochaufl{\"o}sende faseroptische Dehnungsmessungen zur Ermittlung des Tragverhaltens von Pf{\"a}hlen und pfahlartigen Traggliedern}, publisher = {Berlin}, doi = {10.14279/depositonce-16492}, pages = {XXI, 260}, abstract = {Zur Untersuchung und Prognose des Tragverhaltens von Pf{\"a}hlen und pfahlartigen Traggliedern wurden auf einem geotechnisch umfangreich erkundeten Testfeld dynamische und statische Pfahlprobebelastungen durchgef{\"u}hrt und anschließend wissenschaftlich ausgewertet. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen im Maßstab 1:1 lieferten neue Erkenntnisse {\"u}ber die Tragmechanismen der Pf{\"a}hle und pfahlartigen Traggliedern und {\"u}ber Zusammenh{\"a}nge zwischen den Ergebnissen der dynamischen und statischen Probebelastungen. Dar{\"u}ber hinaus bildeten die Erkenntnisse und Messergebnisse aus den verschiedenen Probebelastungen die Grundlage f{\"u}r die Entwicklung innovativer numerischer Simulationsmodelle zur Prognose des Tragverhaltens der Tragglieder. Um die genannten Effekte im Tragverhalten der Pf{\"a}hle und pfahlartigen Tragglieder genauer zu untersuchen, wurde faseroptische Sensortechnik eingesetzt. Mit den Messergebnissen des Wellenausbreitungsverhaltens und deren Auswertung im Zeit- und Frequenzbereich konnte ein Zusammenhang zwischen Mantelreibung und Ausbreitungsgeschwindigkeit der eingeleiteten Welle in den Pf{\"a}hlen durch einen Vergleich mit den ermittelten Mantelreibungskurven aus quasi-kontinuierlicher Messung qualitativ nachgewiesen werden. Erg{\"a}nzend zu den Belastungsversuchen wurden numerische Simulationsmodelle erstellt, um das Pfahl-Boden-Interaktionsverhalten unter dynamischer und statischer Belastung darzustellen und vorherzusagen. Die entwickelten Verfahren zur Prognose des Tragverhaltens von Pf{\"a}hlen und pfahlartigen Traggliedern k{\"o}nnen fallspezifisch eingesetzt werden, um eine Optimierung des Planungsprozesses der Tragglieder zu erreichen. Zur Ermittlung des Tragverhaltens der Pf{\"a}hlen ist es nicht erforderlich, ein umfangreiches Versuchsprogramm mit statischen oder dynamischen Lastversuchen durchzuf{\"u}hren, wie es {\"u}blicherweise der Fall ist. Anhand von Lastversuchen an ausgew{\"a}hlten und sorgf{\"a}ltig instrumentierten Traggliedern k{\"o}nnen die erforderlichen Referenzdaten ermittelt werden, um mit den vorgestellten Simulationsverfahren und Simulationsmethodiken das Tragverhalten bzw. die mobilisierten Widerst{\"a}nde im Pfahl-Boden-Interaktionsverhalten vorherzusagen. Die Ergebnisse der Arbeit haben gezeigt, dass f{\"u}r CFA-Pf{\"a}hle Messdaten zum axialen Wellenausbreitungsverhalten in den Pf{\"a}hlen und konventionelle Messungen der Schwinggeschwindigkeit an den Pfahlk{\"o}pfen ausreichen, um das Tragverhalten in guter Korrelation zu den Messungen aus statischen Lastversuchen darzustellen.}, language = {de} } @inproceedings{LerchNeidhart, author = {Lerch, Maximilian and Neidhart, Thomas}, title = {Messtechnische Ausr{\"u}stung von Betonstopfs{\"a}ulen bei Probebelastungen}, series = {Messen in der Geotechnik 2020, Fachseminar am 20./21. Februar 2020 in Braunschweig}, volume = {110}, booktitle = {Messen in der Geotechnik 2020, Fachseminar am 20./21. Februar 2020 in Braunschweig}, editor = {Stahlmann, Joachim and Hinzmann, Nils and Stein, Philipp and Gattermann, J{\"o}rg}, publisher = {Selbstverlag}, address = {Braunschweig}, isbn = {978-3-948141-02-8}, doi = {10.24355/dbbs.084-201912181435-0}, pages = {275 -- 296}, abstract = {Die Ausr{\"u}stung vollverdr{\"a}ngter pfahlartiger Elemente - bei Keller Betonstopfs{\"a}ulen (BSS) genannt - mit Messtechnik ist w{\"a}hrend der Herstellung wegen des Einsatzes schwerer R{\"u}tteltechnik und fehlender Stahlbewehrung praktisch unm{\"o}glich. In Zusammenarbeit von Keller und der Fakult{\"a}t Bauingenieurwesen der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg wurde ein Verfahren zur nachtr{\"a}glichen Installation der Messtechnik entwickelt, das axiale Dehnungsmessungen in den BSS w{\"a}hrend der Probebelastungen erm{\"o}glicht. Die Ausr{\"u}stung besteht u. a. aus faseroptischen Komponenten. Das Verfahren wurde in situ an 1:1 Versuchen auf einem Testfeld sowohl bei statischen als auch dynamischen Probebelastungen umgesetzt. Es wurden zwei unterschiedliche Messtechniken gem{\"a}ß der jeweiligen Art der Probebelastungen eingesetzt. Daneben wurden robuste Piezometer in den Boden eingebracht, die kontinuierliche Porenwasserdruckmessungen nahe der S{\"a}ulen erm{\"o}glichen. Zweck der verwendeten Messtechnik war es vor allem belastbarere Ergebnisse f{\"u}r effektive Bemessungen der Stopfs{\"a}ulen zu liefern.}, language = {de} }