История развития электроэнергетики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                              История развития электроэнергетики

 

 Наука в каждый рассматриваемый  момент времени представляет  собой итог – совокупность  знаний о природе, обществе, мышлении, накопленных в ходе общественно-исторической  жизни людей.  

Цель науки – вскрывать объективные законы явлений, давать им объяснение.  
Задачи науки – за случайным, хаотичным найти и исследовать объективные законы, скрытые от поверхностного взгляда, и вооружить знанием этих законов людей для их практической деятельности.  
В истории человечества наблюдаются четыре стадии познания природы.   Первая стадия начинается с древнейших времен (Архимед, Фалес Милетский и др.) и заканчивается примерно XV в. В ней формируется синкретическое, то есть недетализированное представление об окружающем мире; но уже в XIII-XIV веках зарождаются идеи и догадки, ставшие началом становления естественных наук.  

Вторая стадия – XV-XVI в.в. – называется аналитической, поскольку в этот период мышление начинает ориентироваться на расчленение понятий и выделение частностей, что привело к возникновению и развитию наук: астрономии, физики, химии, биологии, и других.  
Третья стадия – XVII-XX в.в.; ее называют синтетической. В это время происходит постепенное воссоздание целостной картины природы на основе ранее накопленного опыта.  
Четвертая стадия – конец XX в., начало XXI в. Здесь начинает формироваться интегрально-дифференциальный подход к познанию природы, то есть рассматривается единая наука о природе. Вселенная, Жизнь, Разум – трактуются как единый, но очень многогранный объект естествознания.  
Прогноз дальнейшего – ведущая роль в дальнейшем познании природы принадлежит синтезу знаний, интеграции наук, в центре которых будет находиться человек.  

Наука – многоаспектный, многогранный и сложно устроенный феномен. Наука – это и экспериментальные средства, необходимые для изучения явлений – в их число входят приборы и установки, с помощью которых эти явления фиксируются и воспроизводятся; это и методы, посредством которых выделяются и познаются предметы исследования; это и люди, занятые научными исследованиями; это и системы знаний, зафиксированные с помощью текстов и т. п. 

Общей основой перечисленных явлений служит технология человеческой деятельности по производству знаний, то есть наука – это определенная человеческая деятельность, которая направлена на получение знаний.  
Развитие науки и техники всегда происходит в конкретных исторических и культурных условиях, определяемых прежде всего производительными силами общества, способом производства. Достижения науки и технический прогресс одновременно с этим способствуют эволюции общества, генерируя и определяя уровень производительных сил.  
Сначала наука многое взяла у мастеров – инженеров эпохи Возрождения, затем, в XIX-XX в.в. инженерная деятельность стала строиться уже в соответствии с наукой. Специализация и профессионализация науки и техники привели к технизации науки и гуманизации техники.  
Вся история человечества показывает, что наука развивается под влиянием практических потребностей и, в первую очередь, потребностей производства. Однако потребности производства не определяют всей сложной динамики формирования знаний, создания новых идей, теорий, выводов. Здесь действуют свои собственные законы. Например, история развития естественных наук дает много примеров научных открытий, которые не порождались непосредственно запросами жизни:  
• открытие электричества,  
• дифракции,  
• магнетизма,  
• поляризации,  
• периодической системы элементов и многое другое.  
Научные фантасты, художники, писатели иногда способны вторгнуться в неведомое будущее и разглядеть контуры грядущих веков. Приведем этому несколько примеров.  
Англичанин Роджер Бэкон в XIII в. (примерно 1240-е гг.) занимался языками, математикой, астрономией, физикой, химией и сделал многочисленные важные открытия. Он писал о колесницах, двигающихся с невероятной быстротой без помощи животных, о летающих машинах, о свойствах вогнутых и выпуклых стекол для глаз (очки), создал теорию телескопа и многое другое. Один из величайших умов человечества!  
В XVI веке (1560-е гг.) Френсис Бэкон (однофамилец Роджера) – создал одно из блестящих творений человеческого разума – произведение «Новая Атлантида», в котором он изложил проект государственной организации науки, описал основы логики обновления науки, указал на возможность полезного применения наблюдаемых в природе явлений, предсказал создание подводных лодок, самолетов, кино, радио, телевидения, бионики, термоядерного реактора и многое другое.  
Далее рассмотрим некоторые законы развития науки. Первый закон. Он называется законом относительной самостоятельности развития науки.  
Такая относительная самостоятельность включает в себя внутреннюю логику развития, потребность в систематизации знаний, борьбу мнений, взаимное влияние наук, взаимодействие с разными формами общественного сознания, преемственность идей и т. п. – то есть все те факторы, от которых, если не считать потребности производства (или бытовые), зависит развитие науки.  
Второй закон. Следующий закон отражает такие явления, как критика и борьба мнений в науке. То есть развитие науки происходит на основе борьбы новых и старых идей. Без учета эмоциональных дискуссий нового знания со старым, без правильного понимания традиций в науке невозможно понять прогресс науки в целом. История науки есть история смены различных теорий и их борьбы. Неполнота, несовершенство знаний неизбежно приводит к тому, что один и тот же ряд наблюдаемых фактов получает разное объяснение у разных ученых, они видят эти факты как бы с различных ракурсов. Это зависит от различия взглядов, склада мышления, дарования и т. п. Однако с течением времени наука неизбежно приходит к единому взгляду на них.  
Третий закон. Этот закон выражает взаимодействие наук и имеет сейчас особенно важное значение для понимания происходящих процессов научно-технического прогресса. Наука представляет собой единое целое. Существующее разделение науки на отдельные области обусловлено различием природы вещей и закономерностей, которым эти вещи подчиняются в процессе движения и развития. Различные области науки развиваются, взаимодействуя друг с другом разными путями:  
• через использование знаний, полученных другими науками;  
• посредством использования методов изучения других наук;  
• через технику и производство;  
• через изучение общих свойств различных видов материи.  
Четвертый закон характеризует процесс математизации практически всех научных дисциплин. Математика проникает сейчас даже в такие области знания как история, лингвистика, биология и др. С помощью ЭВМ расшифровываются древние рукописи Майя и т. п. Во многих разделах физики, астрономии – математика является незаменимым аппаратом.  
Пятый закон относится к дифференциации и интеграции наук, которые неизменно присутствуют в развитии современного естествознания. Процесс дифференциации – перерождение различных ветвей науки в самостоятельные научные дисциплины. Вместе с тем этот процесс сопряжен с процессом интеграции, связывающим разные отрасли естествознания, так как наблюдается бурное развитие пограничных наук: генная инженерия, молекулярная геология, биогеохимия, инженерная психология и др.  
Шестой закон – преемственность в науке. Наука представляет собой продукт деятельности многих поколений. Ее объективное содержание не ликвидируется вместе с ликвидацией общественного строя, а развивается и накапливается на протяжении всей истории человечества. Использование и развитие знаний, накопленных предыдущими поколениями, то есть преемственность, представляет собой объективный закон развития науки. Без него просто невозможно никакое развитие!  
Седьмой закон, открытый Ф. Энгельсом, – ускоренное развитие науки – действует и сейчас. Достижения XIX века во много раз превосходят достижения XVIII века, а достижения XX века (даже второй его половины) превосходят достижения предыдущих времен.  
Восьмой закон свидетельствует о неизбежности научных революций. Анализ истории развития естествознания показывает, что оно развивалось очень неравномерно. Периоды относительной стабильности, постепенного накопления знаний неизбежно с течением времени сменялись более кратковременными периодами революций, когда происходит коренная ломка теоретических представлений, считавшихся ранее незыблемыми.  
Девятый закон описывает усиление связи науки с производством, что в итоге привело к пониманию науки как одного из важнейших элементов производительных сил. В результате возникла техногенная цивилизация, на смену которой идет антропогенная цивилизация или постиндустриальное общество.  
Наука есть создание жизни. Из окружающей жизни научная мысль человека берет приводимый в форме научной истины материал. Наука есть проявление действия в человеческом обществе совокупной человеческой мысли.  
                         

                        Энергия, энергетика, электроэнергетика  

Материальная жизнь человечества связана с двумя основными началами – веществом и энергией. Поэтому все техническое творчеcтво человека на всех этапах развития общества сводилось, по существу, к видоизменениям и превращениям как вещества, так и энергии.  
Энергия (гр. energeia – деятельность) – способность тел (существ) совершать работу. Это действие, общая количественная мера различных форм движения материи. Энергия связывает воедино все явления природы.  
Энергетика, энергетическая наука – это наука о закономерностях процессов и явлений, прямо или косвенно связанных с получением, преобразованием, передачей, распределением и использованием различных видов энергии.  
Электроэнергетика в целом рассматривается как сложное техническое образование, тесно взаимодействующее с топливным хозяйством и основными отраслями добывающей и перерабатывающей промышленности, транспортом, сельским хозяйством и т. п.  
Электрическая энергия является вторичной энергией и не заменяет первичную, например, тепловую, гидравлическую, ветровую, термоядерную, солнечную, приливную, ядерную, но в то же время стимулирует их развитие.  
Электроэнергетика – это ведущая отрасль энергетики. Применение электричества, использование электрической энергии – одно из величайших открытий и достижений XIX века. Этому предшествовали усилия многих и многих людей. Сейчас электрическая энергия является самым удобным видом энергии.  
Энергетической системой электроэнергетики называют совокупность электрических станций, электрических и тепловых сетей, соединённых между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, преобразования и распределения электрической энергии и теплоты при общем управлении этим режимом.  
Энергетика является определяющим фактором и для экономики, и для экологии. От нее зависит экономический потенциал государства и благосостояние людей. Она же оказывает наиболее сильное воздействие на окружающую среду, экосистемы и биосферу в целом.  
Наша планета наполнена энергиями, которые взаимодействуют с ней, с человеком на ее поверхности, с Космосом. Все – энергия! Дух – энергия, материя – энергия, мельчайший атом – энергия.  
                             

                              История открытия электричества 

Каждое поколение застает технику на том уровне, до которого она была доведена в предыдущий период, дополняет ее своими открытиями, изобретениями, устройствами, а затем передает следующему поколению.  
Применение электричества и использование электроэнергии было великим открытием XIX века. Следует заметить, что электрическая энергия является вторичной энергией и не заменяет первичную (тепловую, гидравлическую, водяную и др.), но стимулирует развитие первичной энергии, а для ее передачи и распределения – самой удобной признана именно электрическая энергия. Электричество является очень концентрированной энергией:  
1 кВт.ч = 1000 Дж/с ? 3600 с = 3600000 Дж;  
1 кВт.ч = 102 кг.м/с ? 3600 с = 367000 кг.м – это эквивалентно  
поднятию 367 т груза на высоту 1 метр.  
Развитие электроэнергетики носит интернациональный характер. В этом мы убеждаемся на протяжении всей истории ее развития. В создании энергетики и ее внедрении принимали и принимают посильное участие люди самых разных национальностей, разных стран, разных классов.  
Например, первые открытия, научные и практические разработки, законы в электроэнергетике являлись вкладом итальянцев, англичан, русских, французов, американцев, венгров, бельгийцев, югославов, датчан и др. В этом можно убедиться, рассматривая историю развития электроэнергетики.  
Широкое и разнообразное применение электроэнергии во всех областях народного хозяйства и быта объясняется рядом весьма существенных преимуществ ее по сравнению с другими формами энергии, а именно: 1) возможностью экономичной передачи на значительные расстояния; 2) простотой преобразования в другие формы энергии (тепловую, механическую, световую, химическую и др.); 3) простотой распределения любой мощности (от многих киловатт до микроватт) между любым числом потребителей.  
Большое значение имеет возможность использования для производства электроэнергии местных видов топлива (угля, торфа, сланца), энергии рек, водопадов, приливов, солнечной энергии и энергии ветра, геотермальной, атомной и др.  
Однако, и раньше, и в настоящее время существуют многочисленные проблемы электроэнергетики:  
создание экономичных конструктивных источников электричества – генераторов, электродвигателей, трансформаторов, фабрик электричества (электростанций), электрических линий передач (ЛЭП), подстанций, распределительных устройств;  
прокладка проводников, кабелей, их защита;  
изоляция токоведущих проводов, частей устройств;  
методы расчета электросетей, их защита от коротких замыканий;  
другие вопросы, которые решались и решаются учеными, инженерами, практиками, изобретателями.

           

 

 

 

 

 

 

 

 

           ТЕХНОЛОГИЯ МОНТАЖА ЭЛЕКТРОПРОВОДОК

 

            Монтаж открытых беструбных электропроводок

 

Открытые беструбные электропроводки должны быть выполнены в соответствии с требованиями СНиП III-33-76* «Правила производства и приемки работ. Электротехнические устройства» и «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ).

Крепление кабелей с металлической оболочкой и незащищенных проводов металлическими скобами необходимо выполнять с эластичными изоляционными прокладками толщиной не менее 0,3 мм, выступающими из-под скобы с обеих сторон не менее чем на 1,5-2 мм.

При непосредственном креплении незащищенных проводов и кабелей с металлической оболочкой к несущей полосе, струне, тросу эластичные изоляционные прокладки должны устанавливаться в местах креплений между проводниками и полосой, струной или тросом.

 

                            Монтаж трубчатых проводов

 

Небронированные защищенные кабели небольших сечений (до 16 мм2) с резиновой и пластмассовой изоляцией прокладывают преимущественно в цехах промышленных предприятий, в том числе во взрывоопасных зонах некоторых классов. Трубчатые провода с оболочкой из луженой стальной или алюминиевой ленты применяются для прокладки только в помещениях с нормальной средой и имеют повышенную стойкость к механическим повреждениям.

Для непосредственной прокладки по строительным основаниям применяются кабели марок АВРГ, АНРГ, АСРГ с резиновой изоляцией, марок АВВГ, АПВГ с пластмассовой изоляцией в общей оболочке и защищенные провода марок АПРФ, ПРФ и ПРФЛ.

Защищенные кабели и трубчатые провода прокладываются непосредственно по строительным основаниям. Разметку трасс и мест расположения щитков, светильников, коробок и других элементов осветительных электроустановок выполняют по нормированным размерам: расстояния между точками крепления при горизонтальной прокладке должны быть не более 500 мм, а при вертикальной 700… 1000 мм; крепление производят на расстоянии 10… 15 мм от изгиба трассы и 50… 100 мм от ввода в коробки, а также у приборов, проходов и др. Высота прокладки трассы от уровня пола до площадки обслуживания не нормируется. Радиусы изгибов небронированных кабелей сечением до 16 мм2 и трубчатых проводов должны быть не менее шести их наружных диаметров.

Для одиночных кабелей и проводов, прокладываемых по горизонтальной трассе, разметку выполняют скобками с одной лапкой, размещаемой ниже провода или кабеля; по вертикальной на стене — скобками с двумя лапками (допускается и с одной); на потолках, углах и в конце трассы (у вводов) — также скобками с двумя лапками. Скобки устанавливаются и на прямолинейных участках трассы, и на поворотах перпендикулярно осевой линии провода, отдельного кабеля или пучка.

Одновременно с подготовкой трасс для прокладки проводов кабелей на объекте в мастерских заготавливаются проводки: провода правятся, разделываются на отрезки, с их концов снимается изоляция, производятся изгибание жил, образование на их концах колец, ввод концов проводов в соединительные коробки, соединение, оконцовка жил проводов и изолирование мест соединений, а также проверка схемы и пометка нулевой жилы.

Крепление электропроводок из небронированных кабелей с малыми сечениями и трубчатых проводов к строительным основаниям производится следующими способами:

• металлическими скобами непосредственно к основанию;
• на несущей стальной полосе металлическими полосками с пряжками, приваренными точечной сваркой, или лентой с кнопками;
• на струнах бандажными металлическими полосками или поливинилхлоридной лентой с кнопками;
• бандажными полосками к специальным держателям, приклеенным к основанию;
• пластмассовыми скобками.

Новым крепежным изделием является полиэтиленовый закреп, который состоит из основания с двумя ушками для закладывания бандажных лент или зубчатых полосок-пряжек. Закреп устанавливают на основаниях с помощью распорных дюбелей или дюбелей-гвоздей, забиваемых с помощью оправки.

Широко применяется крепление кабеля на стальных полосах или проволоке, прикрепленных вплотную к основанию. В качестве несущей полосы используют монтажные перфорированные полосы или ленты шириной 16 мм и толщиной 0,8 мм, отрезки полос из отходов стального листа.

Прокладка трубчатых проводов имеет некоторые особенности из-за жесткости внешней металлической оболочки. Выпрямляются эти провода верстачными или ручными выпрямителями, изгибаются – специальными клещами. При пропускании трубчатого провода через роликовый выпрямитель шов оболочки должен быть расположен сбоку по прямой линии на всей его длине. При прокладке провода шов должен быть обращен в сторону опорной поверхности, а при горизонтальной прокладке по стене — вниз во избежание затекания влаги.

 

 

                       Монтаж тросовых электропроводок

 

Тросовые электропроводки являются разновидностью открытых и применяются для питания силовых и осветительных электроприемников производственных помещений, территорий, проездов, складов и т.п.

Несущим элементом этих проводок является стальной трос диаметром 3,0—6,5 мм или оцинкованная проволока диаметром 5—8 мм. С помощью анкерных и натяжных приспособлений трос (проволоку) натягивают вдоль трассы. Если длина электропроводки более 6 м, то устанавливаются поддерживающие струны из оцинкованной проволоки диаметром 1,5—2,0 мм. Стрела провеса должна быть не более 100—150 мм. Соединяют провода в соединительных коробках, а ответвления производят в ответвительных коробках, подвешенных на несущем тросе. Жилы проводов соединяют сваркой, опрессовкой или зажимами.

Тросовые проводки выполняются специальными проводами АВТ, защищенными и незащищенными изолированными проводами и небронированными кабелями, подвешенными к натянутому стальному тросу. Применяется стальной трос диаметром 3,0—6,5 мм или стальная оцинкованная проволока диаметром 5—6 мм. Диаметр троса зависит от длины и нагрузки на него. Для концевого крепления стальных тросов применяют анкерные или сквозные болты.

Тросовая электропроводка находит самое разное применение в народном хозяйстве и индивидуальном строительстве (например, для подвода энергии к летней кухне, хозяйственным постройкам, гаражу, мастерской или для питания отдельных электроприемников и механизмов с электроприводом, которые используются на территории участка). Проводка этого вида обладает рядом достоинств. Это, прежде всего, простота исполнения монтажных работ, установки крепежных деталей и надежное крепление к основаниям. Тросовые проводки могут быть приспособлены практически к любым условиям окружающей среды.

 

                            Монтаж плоскими проводами

 

Провода марок АППВ, ППВ, АППВС, АППР и им подобные разрешается прокладывать открыто и скрыто в сухих, влажных и сырых помещениях загородного (садового) домика и в надворных постройках. Провода АППВ, ППВ имеют светостойкую изоляцию, поэтому их разрешается применять при открытых электропроводках прямо по поверхностям несгораемых стен, перегородок и потолков (покрытых сухой гипсовой или мокрой штукатуркой, оклеенных обоями). Разрешается прокладка по деревянным и другим сгораемым конструкциям проводов с поливинилхлоридной изоляцией с подкладкой под них несгораемых материалов, например асбеста толщиной не менее 3 мм, выступающего с каждой стороны провода не менее чем на 10 мм.

При скрытой электропроводке запрещается замоноличивание в строительные конструкции проводов всех марок, а также прокладка плоских проводов под слоем цементного раствора, когда в штукатурные растворы или бетонные смеси добавляют поташ, мылонафт и другие компоненты, разрушающие изоляцию и алюминиевые жилы. Монтаж проводок плоскими проводами состоит из следующих операций: правка, разметка трасс, прокладка, крепление, изгибание и пересечение, проходы через стены и т.п. Правку плоских проводов лучше всего вести так: один конец зажать в тисках или закрепить другим способом, после чего протянуть провод через суконку или рукавицу. При правке одножильных проводов с поливинилхлоридной изоляцией (ПВ, АПВ и др.) протягивать их с большим усилием не рекомендуется, так как при этом может быть сдвинута изоляция. Прокладку проводов выполняют участками: квартирный щиток — ответвительная коробка — штепсельная розетка; ответвительная коробка — светильник и т.д. Все соединения проводов производят только в ответвительных коробках, соединение проводов между собой вне коробок не разрешается.