Исследование и применение электротехнических материалов
Развитие электроэнергетики, изготовление источников электрической энергии, всевозможных устройств для ее использования и передачи на большие расстояния, расширение области их практического применения требовало раз-работки и создания различных электротехнических материалов. Все исследователи, изобретатели, электротехники понимали – для того, чтобы осуществить свои идеи – надо их материализовать, а для этого нужны материалы с определенными свойствами. В.В. Петров создал одну из лучших в мире лабораторию, в которой на-считывалось более 630-ти приборов. Большинство этих приборов изготовил он сам. В этой лаборатории работали замечательные ученые Э.Х. Ленц, Б.С. Якоби и др. В своей лаборатории В.В. Петров испытывал электропроводность раз-личных твердых и жидких материалов, составлял справочные таблицы их свойств. Материалы стали разделять на проводящие и изолирующие. Ток должен протекать по материалам с высокой электропроводностью, но в то же время эти каналы проводимости должны быть изолированы друг от друга. Петров одним из первых стал изолировать проводники тока шелком, про-питанным смолой или маслом. Затем он делал изоляцию с помощью расплав-ленного сургуча. В 1812 г. русский изобретатель П.Л. Шиллинг предложил гуттаперчивую изоляцию для проводов, прокладываемых под водой – подводный электриче-ский кабель. В 1832 г. для электромагнитного телеграфа П.Л. Шиллинг приме-нил каучук и пленку, пропитанную воском. В 1837 г. он создал подводную те-леграфную линию с резиновой изоляцией между Петербургом и Кронштадтом. В 1839 г. Б.С. Якоби изобрел пишущий электромагнитный телеграф, про-вода которого изолировал резиной и поместил их в свинцовую трубку. Первые подземные телеграфные кабели предложили П.Л. Шиллинг и Б.С. Якоби. Кабель с изоляцией пропускался через стеклянные или стальные трубки, которые в свою очередь укладывались в деревянные желоба, помещаемые в траншеи. При введении серы в каучук получали резину. Если содержание серы в каучуке увеличивали, то получался эбонит – твердое вещество 60 для изготов-ления электроприборов. В начале 40-х годов XIX в. начинают широко приме-нять резину и гуттаперчу. В 1847 году В. Сименс (Германия) применил резиновую изоляцию прово-дов и кабелей. С 1879 г. изолированный провод стали покрывать свинцовой оболочкой. В 1879 г. Ф. Борель (Швейцария) разработал технологию изготовления кабелей со свинцовой оболочкой. С 1890 г. начинают внедрять пропитанную маслом бумажную изоляцию. Развитие электрических машин, генераторов вызвало необходимость раз-работки теплостойкой изоляции. Создаются теплостойкие пропиточные соста-вы и покрытия, композиционные составы для изоляции пластин коллектора машин. В качестве изоляции стали использовать природную слюду (мусковит и флогопит), затем миканиты, микаленты, микафолии, микалексы. В конце XIX и начале ХХ в.в. создаются новые материалы – синтетиче-ские высокомолекулярные соединения с хорошими изоляционными свойствами – полиэтилен, полистирол, винипласт, поливинилхлорид, полиметилметакрилат и др. Позже создаются высокотемпературные полимеры, такие как фторопла-сты и элементоорганические соединения, сшитый и облученный полиэтилены и др. В конце 1906 г. были изобретены проходные, опорные, подвесные изоля-торы на основе керамики, покрытой глазурью, позже эти изоляторы стали изго-тавливать из электротехнических стекол и специальных пластмасс. Применение таких изоляторов было необходимо для передачи электриче-ского тока по воздуху на большие расстояния, когда требовалось увеличение напряжения до сотен и тысяч киловольт. Позднее возникает проблема передачи больших токов при относительно малых рабочих напряжениях. Для разрешения этих вопросов надо было умень-шать сопротивление линий электропередачи. Существенно снизить сопротивление проводников можно путем их глу-бокого охлаждения. Такие проводники получили название гиперпроводников. В 1911 г. голландский физик Камерлинг-Оннес открыл явление сверхпро-водимости, когда электрическое сопротивление проводников становится рав-ным нулю (обычно при 1…8 К). Несколько десятков лет сверхпроводники не могли применяться на практике, так как нужно было создавать очень низкие температуры для перевода их в сверхпроводящее состояние. После 50-х гг. ХХ в. были открыты сплавы (например, ниобия с оловом), которые переходили в состояние сверхпроводимости при более высоких темпе-ратурах. В настоящее время разрабатываются высокотемпературные сверхпровод-ники. В 1986 году А. Мюллер (США) и Г. Беднорц (Швейцария) открывают вы-сокотемпературную сверхпроводимость керамических материалов на основе трехвалентной меди с температурой перехода в сверхпроводящее состояние 35 К и 78 К. Совершенствование электрических генераторов, двигателей, трансформа-торов требовало изучения свойств металлов, магнитных материалов и создания сплавов с высокими ферромагнитными свойствами. Решению этих задач спо-собствовали работы П. Кюри, А. Г. Столетова, братьев Гопкинсонов, Т. Эдисо-на и др.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Исследование и применение электротехнических материалов» з дисципліни «Історія розвитку галузі електроенергетики»
