|
|
Хронология развития электрических систем
С давних времен человек использовал силы природы: силу падающей воды, затем энергию, открытую в каменном угле. Использовать эту энергию удавалось только в непосредственной близости от места установки водяного колеса мельницы или паровой машины, удаляясь от двигателя не более, чем на длину трансмиссионного вала или ременной передачи. И только благодаря многолетним работам ученых в области электричества удалось разрешить проблему передачи энергии на расстояния. Прежде всего, свойства электрического тока в начале девятнадцатого века были использованы для передачи сигналов телеграфии. Сложнее было с передачей по проводам значительных мощностей. Однако быстрый рост промышленности во второй половине девятнадцатого века в основных странах Европы и Америки стимулировал развитие электрических станций постоянного тока, обслуживающих общественные здания, фабрики, заводы, улицы и т.п. Район их действия ограничивался только потребителями, находящимися в непосредственной близости от станции. На смену старым источникам света пришли источники электрического освещения. Большую роль, при этом, сыграли работы Павла Николаевича Яблочкова над созданием электрического источника света. Внимание Яблочкова привлекла открытая русским физиком В.В. Петровым электрическая дуга. Проф. В.В. Петров, открывший электрическую дугу в 1802 году в Петербурге, и Гемфри Деви, демонострировавший ее девять лет спустя в Лондоне, прежде всего обратили внимание на яркость светового явления, и оба крупнейших физика своего времени указали на возможность применения ее для освещения. Однако прошло несколько десятков лет прежде, чем электрическая дуга получила практическое применение в качестве источника света.. Первыми электрическими источниками света, использующими дугу, были т.н. “регуляторы”. Ввиду сложности и дороговизны “регуляторы” не получили практического применения. Вопрос о практическом электрическом источнике света впервые решил Яблочков в 1876 г. изобретением своей “электрической свечи”. В свече Яблочкова нет никаких механизмов. Она состоит из двух угольных стержней, разделенных прослойкой какого либо огнеупорного изолирующего материала, например каолина, гипса и т.п., испаряющегося под действием электрической дуги. Узкая прослойка изолирующего вещества держит угли на неизменном расстоянии лучше, чем сложный регулятор, достигающий этого лишь приблизительно. Свеча Яблочкова получила в свое время широкое применение. Яблочков работал также над занимавшей в то время многих электриков проблемой дробления света ‑ питания нескольких светильников от одного источника тока. Для решения этой проблемы Яблочков пошел по пути применения переменного тока, создав впервые трансформатор. На это изобретение Яблочков получил привилегию в 1876 г. На основе трансформатора Яблочков разработал принцип распределения переменного тока. Принцип распределения переменного тока, предложенный Яблочковым лежит в основе развития современных электрических сетей. В это же время, другой русский электрик ‑ Александр Николаевич Лодыгин создал лампу накаливания, вытеснившую впоследствии “свечу Яблочкова”. Появление таких практических источников света как лампа накаливания в большой степени способствовало развитию электрических сетей. В тот же, примерно, период, когда работали Яблочков и Лодыгин, русский военный инженер Ф.А. Пироцкий впервые в 1874 г. показал возможность передачи электрической энергии, осуществив передачу 6 л.с. на расстояние около одного километра. В 1877 г. Пироцкий напечатал в “Инженерном журнале” статью, в которой пришел к выводу о возможности передачи электрической энергии на большие расстояния. К сожалению, опыты Пироцкого не привлекли особого внимания и были забыты В 1882 г. возможность передачи электрической энергии продемонстрировал также французский инженер Марсель Депре, передавший энергию водяной турбины на расстояние 57 км на Мюнхенскую выставку, где приводился в действие насос мощностью 1/2 л. с. (КПД передачи всего 22%). Современники, получившие известие об опытах Депре, придавали большое значение передаче электроэнергии на дальние расстояния. Однако потребовалась разработка ряда теоретических вопросов и производство многих исследований, прежде чем осуществилось то, чего ждали от электропередачи. Первую теорию передачи электроэнергии дал русский ученый Д.А. Лачинов. Этот труд, названный “электромеханическая работа” был напечатан в 1880 году в журнале “Электричество” (№ 1). Кстати, ряд довольно интересных статей из журнала “Электричество” рубежа XIX-XX вв в наше время было опубликовано журналом “Новости электротехники” в 2001м году. Архив журнала “Новости электротехники” можно найти здесь http://www.news.elteh.ru/arh/ Большим толчком в развитии передачи электроэнергии явилось создание русским инженером М.О. Доливо‑Добровольским систем трехфазного тока и асинхронного двигателя. Им же были сконструированы трехфазный синхронный генератор и трехфазный трансформатор. Таким образом Доливо‑Добровольским были изобретены и разработаны все элементы для трехфазной передачи энергии и для распределения энергии. Это позволило ему впервые в 1891 году осуществить достаточно мощную трехфазную передачу. Энергия передавалась от гидроэлектростанции мощностью 300 л.с. на расстояние 178 км при напряжении 30000 В с КПД 77%. Технические и экономические преимущества трехфазного тока высокого напряжения привели к широкому строительству электропередач и сетей. В 1908‑1910 гг. появились первые передачи напряжением 110 кВ. Затем появились линии с напряжением 150 кВ, а в 1923 г. были построены линии с напряжением 220 кВ. В конце тридцатых годов осуществлена электропередача длиною 155 км при напряжении 287 кВ от гидроэлектростанции Boulder Dam в Лос‑Ажелос. Затем наивысшим напряжением для электропередач явилось напряжение 500 кВ, которое было впервые применено для передачи электроэнергии от Волжской ГЭС им. В.И. Ленина в Москву. Следующим напряжением электропередач переменного тока стало 750 кВ (Конаковская ГРЭС – Москва, Москва – Ленинград, Донбасс – Западная Украина, в Канаде и США электропередачи 735‑765 кВ), а постоянного тока ‑ 800 кВ (Волгоград ‑ Донбасс), а затем 1150 кВ переменного тока и 1500 кВ постоянного тока. В дореволюционной России развитие электрических сетей шло сравнительно медленно, несмотря на плодотворную работу передовых русских ученых и инженеров. В 1902 году было осуществлено электроснабжение нефтепромыслов Баку при напряжении 20 кВ. Затем в 1912 г. была построена первая в мире мощная торфяная электростанция с линией передачи в Москву длиной 70 км при напряжении 70 кВ. Широкое строительство электрических сетей в Советском Союзе начинается с 1920 года. В декабре 1920 года был принят первый в мировой практике единый перспективный план развития народного хозяйства на базе электрификации – план ГОЭЛРО (государственный план электрификации России). План предусматривал перевооружение всех отраслей народного хозяйства на базе использования электрической энергии. План ГОЭЛРО был рассчитан на 10 ‑ 15 лет. В пятнадцатилетие этого плана, т.е. в 1938 году, он был перевыполнен в три раза. План ГОЭЛРО предусматривал объединение электростанций в энергетические системы. Дальнейшее развитие энергетических систем Советского Союза шло согласно пятилетним планам. В результате в СССР были созданы мощные энергетические системы с сетями всех ступеней напряжения и Единая энергетическая система СССР‑ Самая крупная электроэнергетическая система, которая была соединена с энергосистемами стран Восточной Европы и образовала международную энергосистему “Мир”. После распада Советского Союза связи со странами Восточной Европы нарушились. Но без сомнения они будут восстановлены и продолжены со странами Западной Европы. Следует подчеркнуть, что по ряду технических показателей – масштабам электростанций, развитию теплофикации, уровням напряжений высоковольтных электропередач, СНГ занимает передовые позиции в мире. Особенно интенсивно энергетика СССР развивалась в начале 50‑х годов после восстановительных работ по ликвидации разрушений, причиненных войной. В 1956 – 1960 гг. были введены в эксплуатацию ЛЭП 500 кВ от Волжских гидроэлектростанций на Москву и на Урал. Затем появились первые в мире электропередачи 750 кВ (60 – 70‑е годы) и несколько позже ЛЭП переменного тока 1150 кВ. Электропередачи 750 кВ переменного тока имеются также в США, Канаде и Бразилии. Сооружаются также электропередачи высокого напряжения постоянного тока. Применение этих электропередачи рассматривается в следующих направлениях: а) транзитная передача больших мощностей от удаленных источников энергии к центрам нагрузки; б) межсистемная связь; в) кабельные глубокие вводы в города; г) вставки постоянного тока. Первая опытно‑промышленная передача Кашира – Москва с кабельной линией 100 км, мощностью 30 МВт и напряжением 200 кВ была введена в 1950 г. В 1954 г. была введена в эксплуатацию кабельная однополюсная ЛЭП постоянного тока длиной 98 км, напряжением 100 кВ, мощностью 20 МВт, соединяющая остров Готланд с энергосистемой Швеции; линия проложена по дну Балтийского моря. В 1962 г. была построена ЛЭП постоянного тока Волгоград – Донбасс мощностью 720 МВт, напряжением ±400 кВ и длиной 475 км. В дальнейшем сооружались и строятся ЛЭП постоянного тока в различных странах. Кроме функции транспорта энергии электропередачи решают задачу – образование электрических систем. Независимо от развития путей выработки электроэнергии и техники передачи электрической энергии системообразующая функция электропередач будет оставаться весьма важной и существенной. Лычев П.В., Федин В.Т., Поспелов Г.Е. “Электрические системы и сети”, Мн. 2004 г. 720 стр. Источник: Повный А. В. www.electrolibrary.narod.ru
«История развития электрического освещения» История электрического освещения началась в 1870 году с изобретения лампы накаливания, в которой свет вырабатывался в результате поступления электрического тока. Самые первые осветительные приборы, работающие на электрическом токе появились в начале XIX века, когда было открыто электричество. Эти лампы достаточно неудобными, но, тем не менее, их использовали при освещении улиц. И, наконец, 12 декабря 1876 года русский инженер Павел Яблочков открыл так называемую "электрическую свечу", в которой две угольные пластинки, разделенные фарфоровой вставкой, служили проводником электричества, накалявшего дугу, и служившую источником света. Лампа Яблочкова нашла широчайшее применение при освещении улиц крупных городов. Точку в разработке ламп накаливания поставил американский изобретатель Томас Альва Эдиссон. В его лампах использовался тот же принцип, что и у Яблочкова, однако все устройство находилось в вакуумной оболочке, которая предотвращала быстрое окисление дуги, и поэтому лампа Эдиссона могла использоваться достаточно продолжительное время. Эдиссон начал работать над проблемой электрического освещения ещё в 1877 году. За полтора года он провел более 1200 экспериментов. 21 октября 1879 года он подключил к источнику питания лампу, которая горела два дня. В 1880 году Томас Эдиссон запатентовал свое изобретение. Первое коммерческое использование ламп Эдиссона состоялось в 1880 году на корабле Columbia. АН следующий год фабрика в Нью-Йорке была освещена лампами Эдиссона. Его изобретение стало приносить большие деньги, сделав изобретателя весьма богатым человеком. В то же время Павел Яблочков, не менее одаренный изобретатель, давший человечеству много полезных новинок, умер в бедности в Саратове 31 марта 1894 года.
Источники света всегда будут совершенствоваться во времени, пока человечество живо. В нижеследующей таблице представлено развитие источников света во времени. Таблица 1. Развитие источников света во времени
Эти материалы были предоставлены известным специалистом в области светотехники господином Боденхаузеном (Германия), за что мы ему очень благодарны. История развития электрического освещени переживала времена застоя и подъема. Самым долгим был путь от лучины к свече и затем к масляной лампе. Значительный интерес представляет история развития ламп накаливания, совершивших революцию в технике освещения. Несмотря на то что многие изобретения не нашли практического применения, с точки зрения развития технических идей они, несомненно, заслуживают внимания. В 1873 году А.Н. Лодыгин устроил первое в мире наружное освещение лампами накаливания Одесской улицы в Петербурге. В 1880 году он получил патент на лампу накаливания с металлической нитью. Совершенно естественно, что развитие и совершенствование источников света определялось: - повышением энергетической эффективности; - увеличением срока службы; - улучшением цветовых характеристик излучения (цветовой температуры, индекса цветопередачи и т.д.). В следующей таблице приведены некоторые характеристики источников излучения. Причем охвачена лишь небольшая группа (общее число типов источников излучения превышает 2 000). Разработка и производство люминесцентных ламп связано с именем С.И. Вавилова, под руководством которого был разработан люминофор, преобразующий ультрафиолетовое излучение в видимое. В 1951 году за разработку люминесцентных ламп С.И. Вавилов, В.Л. Левшин, В.А. Фабрикант, М.А. Константинов-Шлезингер, Ф.А. Бутаев, В.И. Долгополов были награждены Государственной премией. Кстати, Сергей Иванович Вавилов был также одним из первых, кто положил начало светотехнике в СССР. Он первым в МВТУ прочитал лекции по светотехнике, написал ряд книг по истории света и его физиологическом воздействии на человека. Необходимо отметить вклад Н.А. Карякина в развитие дуг высокой интенсивности с угольными электродами. Прожекторы с такими источниками света применялись во время Великой Отечественной войны, а также в киносъемках и для кинопроекций. Позже они стали вытесняться ксеноновыми лампами, но их значение в военные годы для СССР трудно переоценить. За работы по угольным дугам высокой интенсивности Н.А. Карякин с сотрудниками были удостоены Государственной премии. С целью увеличения срока службы разрядных ламп (причина выхода из строя, как правило, была связана с электродами) разработаны безэлектродные люминесцентные лампы. Сюда можно отнести высокочастотные компактные безэлектродные люминесцентные лампы, безэлектродные лампы в форме витка, микроволновые безэлектродные серные лампы. Одним из новых источников света, которые начали внедряться в практическое освещение (сигнальное, рекламное), являются светодиоды. С 1968 года (первое серийное изготовление) до настоящего времени световая отдача увеличена от 0,2 лм\Вт до 40 лм/Вт. Сегодня уже выпускаются серийно не только светодиоды монохроматического излучения, но и белого цвета. По прогнозам, в 2005 году световая отдача ряда светодиодов будет заметно превышать 100 лм\Вт. Основные преимущества светодиодов – большая сила света (для некоторых типов несколько тысяч канделл), малые размеры, большой срок службы (десятки тысяч часов), маленькое напряжение питания (единицы вольт). Совершенно очевидно, что в скором времени светодиоды составят серьезную конкуренцию не только лампам накаливания, но и люминесцентным лампам. Таблица 2. Некоторые характеристики источников излучения
Основные определения Электробезопасность- система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества (ГОСТ 12.1.009-82. ССБТ. Электробезопасность. Термины и определения).
Основные нормативные акты, содержащие требования электробезопасности Действующие в организации электроустановки должны эксплуатироваться согласно следующим основным нормативным актам: ПТЭЭП – Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. Приказ Минэнерго от 13.01.2003 № 6. Зарегистрировано в Минюсте 22.01.2003 № 4145. ПТЭ - Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. РД 34.20.501-95. 15-е издание, переработанное и дополненное. Утверждены РАО «ЕЭС России» 24.08.1995. ПУЭ - Правила устройства электроустановок. Утверждены Минтопэнерго РФ 06.10.1999. Не допускается выдача и выполнение распоряжений и заданий, противоречащих требованиям, содержащимся в указанных документах. 
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
Ежедневно каждый из нас пользуется десятками и сотнями электрических приборов и устройств, и если персональный компьютер ещё вызывает у части пользователей определённый пиетет, то такие приборы как розетка, лампа накаливания и выключатель стали настолько привычны, что городской житель едва ли не удивляется, когда сталкивается с их отсутствием.
История этих устройств хоть и недлинна, однако представляет определённый интерес.
1745 год — изобретение Эвальдом Юргеном фон Клейстом и Питером ван Мушенбруком Лейденской банки (прообраза современного конденсатора) — устройства, способного накапливать электрический заряд.
1791 год — открытие Л. Гальвани феномена движения электрических зарядов по проводникам, иными словами электрического тока. Именно это открытие сделало возможным дальнейшее прикладное использование электричества.
1800 год — представление широкой общественности первого генератора электрического тока А. Вольта — элемента Вольта и Вольтова столба — батареи таких элементов.
1802 год — открытие В. Петровым вольтовой (электрической) дуги.
1803 год — выход книги «Известие о Гальвани-Вольтовских опытах, которые производил профессор физики Василий Петров, посредством огромной наипаче батареи, состоявшей иногда из 4200 медных и цинковых кружков и находящейся при Санкт-Петербургской Медико-Хирургической Академии», где Петров отмечал потенциальную пригодность использования электрической дуги для освещения и плавки металлов.
1810 год — Г. Дэви продемонстрировал явление электрической дуги — её второе открытие.
Здесь следует сделать небольшое отступление. Появление уже таких устройств, как вольтов столб и их использование для опытов потребовало создания специфических электротехнических материалов, таких как изолированные провода, изоляторы и проч.
1827 год — изолирование провода шёлком (Дж. Генри, 1827).
1832 год — демонстрация членом-корреспондентом Петербургской академии наук П.Л.Шиллингом практически пригодной конструкции электрического телеграфа.
1834 год — первый в мире пригодный для практических целей электродвигатель создан академиком Б.С. Якоби.
1836 год — С. Морзе поставил в известность патентное бюро САСШ об изобретении им телеграфа.
1838 год — практическое применение двигателя Якоби для приведения в движение судна.
1839 год — открытие Б.С. Якоби гальванопластики и способа её промышленного применения.
1844 год — С. Морзе с помощью телеграфного аппарата осуществил практическую передачу телеграммы изобретённым им кодом.
1847 год — применение бесшовной резиновой изоляции проводов и кабелей (В. Сименс).
1850 год — изобретение буквопечатающего телеграфного аппарата (Б.С. Якоби).
1866 год — Вернер Сименс сконструировал динамо-машину.
1870 год — Зеноб-Теофиль Грамм, бельгийский инженер, проживающий и работающий во Франции, изобретает первый промышленный генератор — динамо-машину. постоянного тока с кольцевым якорем, дававшую ток высокого напряжения.
1872 год — А.Н. Лодыгин продемонстрировал образец лампы накаливания с угольной нитью и получил привилегию (патент) №1847.
1876 год — Павел Николаевич Яблочков изобрёл дуговую лампу без регулятора — электрическую «свечу».
1876 год — изобретение телефона (А. Г. Белл).
1878 год — изобретение угольного микрофона открыло путь для широкого распространения телефонной связи (Т.А. Эдисон).
1879 год — применение кабеля со свинцовой оболочкой (Ф.Борель).
1879 год — Вернер Сименс разрабатывает и демонстрирует свой электродвигатель.
1879 год — Эдисон демонстрирует разработанную им современную систему электрического освещения, включающую лампу накаливания, патрон с винтовой резьбой, цоколь, клеммы, выключатель, штепсельную розетку и вилку, электрический счётчик, предохранители. Таким образом, именно в этом году, видимо, были изобретены прототипы всех основных электроустановочных устройств, а Т.А. Эдисон стал их официальным изобретателем изобретателем, выдав идею Николы Тесла за свою.
1882 год — запатентован электрический утюг (Генри У. Сэлли).
1882 год — Н. Н. Бенардос построил первый в мире электросварочный аппарат.
1888 год — Никола Тесла, работающий на «Вестингауз Электрик», изобретает индукционный двигатель переменного тока.
Небольшое отступление. Гениальный изобретатель, бизнесмен и популяризатор Т.А. Эдисон за всю свою жизнь крупно ошибся один раз — не увидел перспектив, открывающихся перед электротехникой при переходе на переменный ток. Оставаясь сторонником устройств, использующих ток постоянный, он отстаивал их преимущества перед устройствами переменного тока иногда весьма нетривиальными методами:
1888 год — Эдисон организует пиар-кампанию, цель которой — убедить публику в опасности пользования переменным током высокого напряжения. Он устраивает показательные казни кошек и собак и пропагандирует лишение жизни приговорённых к смертной казни с помощью переменного тока. Несмотря на протесты «Вестингауз Электрик» и «Томсон и Хьюстон», указывавших на понижение напряжения трансформаторами перед подачей в дома, законодательное собрание штата Нью-Йорк принимает всерьёз «пропаганду» Эдисона и голосует за введение этой казни в тюрьмах штата. Х.П. Браун, бывший сотрудник Эдисона, стал первым «уполномоченным штата по приведению казни в исполнение». Он заявил, что для этого будут использоваться только генераторы переменного тока фирмы «Вестингауз», а сама процедура будет именоваться «вестингаузацией».
1889 год — Михаил Доливо-Добровольский, основоположник трёхфазной системы электрификации, начинает сотрудничать с Эмилем Ратенау. Постройка трёхфазного двигателя и первой высоковольтной электрической линии, по которой передавался трёхфазный ток напряжением 8500 В, мощностью 220 кВт на расстояние 175 км.
1890 год — первые электрические вентиляторы отделения «Бытовая техника» компании General Electric были выпущены на заводе в г. Форт Уэйн.
1890 год — Электросчётчик — начало широкого использования электроприборов в быту. По другим данным Дж.Лейн-Фокс изобрёл первые счётчики электроэнергии в 1880 году.
1890 год — 6 августа — первая казнь на электрическом стуле.
1891 год — семья Филипс создает одноимённую фирму в Нидерландах. Производство начинается с полуваттных электроламп.
1891 год — Август — Германия, Франкфурт-на-Майне, первый в мире трёхфазный двигатель Доливо-Добровольского, установлен в павильоне Международной электротехнической выставки, т.е. представлен широкой публике.
1891 год — в Лондоне выставлена на продажу полностью электрифицированная кухня. Непонятно, однако, что она в себя включала.
1892 год — появились первые тостеры, фритюрницы, кофеварки, холодильники, пылесосы, миксеры.
1894 год — первый электрический чайник.
1895 год — первый электрический инструмент — электродрель Вильгельма Эмиля Файна.
1896 год — каталог фирмы AEG за этот год включает в себя уже восемьдесят электрических бытовых и кухонных приборов для домашнего использования: подогреватели для бутылок и зажигалки для трубок, чайники, электроплиты и кофеварки, даже нагреватель для проточной воды.
1902 год — картельное предложение Э. Ратенау в адрес братьев Филипс, вызванное ценовой политикой семейной фирмы Филипс, которая состояла в том, что лампы Филипс всегда стоили на полпфеннига дешевле ламп производства AEG.
1906 год — Т.А. Эдисон представляет более долговечную лампу накаливания — с вольфрамовой нитью вместо угольной.
1906 год — Siemens представляет пылесос с мотором мощностью 1 л.с. (справедливости ради стоит отметить, что не совсем ясно, был ли он электрическим).
1907 год — отделением «Бытовая техника» компании General Electric была разработана целая серия нагревательных и кухонных бытовых приборов.
1912 год — Londa GmbH произвела первый электрический прибор для завивки волос.
1913 год — в Чикаго были произведены первые бытовые холодильники.
1916 год — Black & Decker получает патент на две новые дрели, которые до сих пор являются стандартом ручного электроинструмента.
1919 год — выпуск первого электроутюга ROWENTA.
1921 год — международный картель производителей электроламп в составе «Осрам ГмбХ» и «Филипс» развалился после появления на рынках мира огромных партий дешёвых японских электроламп (компании предпочли снижать цены самостоятельно).