История электрификации горной промышленности

Слово «электричество» воспринимается в максимально широком смысле как обширнейшая область применения, включающая свойства, действия, проявление, получение, преобразование, передачу, распределение и, наконец, использование электричества как материала и энергии во всех видах.

Хотя рождение этого слова относят к эпохе античности, лишь к Х1Х в. была сформирована электрическая наука (1800–1830) и создана (1880) электрическая техника. Наука превратилась в теоретические основы электротехники (ТОЭ), а техника - в электротехнику как отрасль промышленности и сферу деятельности, в частности в направление высшего образования.

Электротехника начиналась с изобретений и экспериментов. Так, изобретение А. Вольтом гальванического элемента (1799) и исследования накаливания проводников током (1800) позволили предсказать появление электроосвещения и электротермии, изучать электролиз, гальваностегию и гальванопластику, открыть электрическую дугу (В.В. Петров, 1802) и начать ее применение для освещения, сварки и пайки.

Введение А. Ампером (1820) понятия о направлениях тока наряду с исследованиями Ж. Био и Ф. Савари (1820) по взаимодействию тока и магнитного поля, установление закона Ома (1827) и законов Кирхгофа (1845), работы М. Фарадея по вращению проводника с током (1821) и электромагнитной индукции (1831), исследование Э.Х. Ленцом обратимости электрических машин (1833) привели к созданию сначала прообраза генератора (Фарадей, 1831), а затем и к изготовлению И. Пикси (по заказу Ампера) электромагнитного генератора постоянного и переменного тока (1832), Б.С. Якоби – электродвигателя с непосредственным вращением якоря (1884), Дж. Вулричем – генераторов для питания гальванической ванны (1842).

Самовозбуждение машин, открытое В. Сименсом (1866) вместе с Г. Уайлдом (1863), открытие явления вращающегося магнитного поля, создание системы двухфазного тока Г. Феррарис (1885) и ее развитие (Н. Тесла, 1886), изобретение П.Н. Яблочковым (1876) и И.Ф. Усагиным (1882) трансформатора, М.О. Доливо-Добровольским асинхронного двигателя с «беличей клеткой» (1882) и трехфазного трансформатора с параллельными стержнями (1891), изолирование провода шелком (Дж. Генри, 1827), применение бесшовной резиновой изоляции проводов и кабелей (В. Сименс, 1847) и кабеля со свинцовой оболочкой (Ф. Борель,1879) определили практическую значимость электрических исследований.

Таким образом, открытия в физике и поиски технических решений уже к концу Х1Х в. превратили электротехнику во вполне значимую науку и технику. Завершение формирования основ электротехники отразилось в установлении наименования электрических единиц ( СGS – 1881, SI – 1960), характеристик переменного тока (1889) и обозначений (1893) и, наконец, в образовании (1904) Международной электротехнической комиссии – МЭК. Электротехнический отдел Русского технического общества был создан в 1880 г., тогда же начал выходить журнал «Электричество».

С точки зрения мировой истории именно развитие электротехники и ее экспансия во все отрасли техники, а затем и быта привело к развитию электроэнергетики, которая была сформирована в 1870– 1930 гг. (до этого считали технико-экономически бесперспективным создание и электродвигателя, и электрического генератора).

В 1924 г. был образован Мировой энергетический комитет (МИРЭК), призванный решать проблемы большой энергетики.

Можно выделить некоторые события становления большой энергетики:

• Г. Уайлд исследовал синхронизацию двух генераторов переменного тока (1868);

• З.Т. Грамм (1873) изготовил локомобильно-электрогенераторную установку для электроснабжения предприятия;

• Ф.А. Пироцкий исследовал передачу электричества, а Д.А. Лачинов теоретически обосновал вопрос о передаче большого количества электричества на большое расстояние;

• на первом Всемирном конгрессе электриков (1881) с докладом «О передаче и распределении электрических токов» выступил М. Депре, который позднее (1882) построил первую линию электропередачи постоянного тока высокого напряжения (2,4 кВ, 57 км).

• М.О. Доливо-Добровольский соорудил (1891) трехфазную ЛЭП с междуфазным напряжением 13 760–15 200 В для передачи 200 кВт (генератор 210 кВА, 86-95 В, повышающий трансформатор 150) на 175 км;

• Дж. Лейн-Фокс (1880) изобрел первые счетчики электроэнергии. В Англии были введены первые правила устройства электроустановок;

• Г. Феррарис (1884) ввел понятие коэффициента мощности, Э. Томпсон (1886) применил защитное заземление;

• А.Э. Кеннели (1886) получил зависимость между сечением проводника и длительно допустимым током нагрузки;

• П. Бушеро установил (1898) конденсаторы для компенсации реактивной мощности;

• В. Петерсен предложил (1917) систему компенсации емкостных токов замыкания на землю;

• область устойчивости параллельной работы энергосистем (1920) основополагающими теоретическими работами определил А.А. Горев;

• В.М. Монтсингер (1930) сформулировал основные закономерности между температурой обмотки, нагрузкой и сроком службы силовых трансформаторов;