Юный техник, 2008 № 03

ЖУРНАЛ «ЮНЫЙ ТЕХНИК»

_{НАУКА ТЕХНИКА ФАНТАСТИКА САМОДЕЛКИ}

№ 03 март 2008

ВЫСТАВКИ

Электрические сети России

Как известно, наши энергетики занимают одно из ведущих мест в мире по строительству гидроэлектростанций и оборудования для них. Российские специалисты неоднократно помогали своим зарубежным коллегам в строительстве новых ГЭС в Азии, Африке и Америке.

Недавно, например, сотрудники ОАО «Силовые машины» обеспечили пуск первых агрегатов ГЭС «Эль Кахон» в Мексике, где на реке Сантьяго сооружена самая высокая в мире каменно-набросная плотина высотой в 180 м.

Уникальность этой электростанции в том, что она производит не только электричество, но и метан. В наших средних широтах этого газа в водах рек содержится очень немного. Иное дело — тропические районы той же Мексики или Бразилии.

Здесь метан в огромном количестве вырабатывается бактериями на дне рек, озер и водохранилищ. Большое количество этого газа растворяется потом в теплой воде. И когда эту воду перемешивают турбины ГЭС, растворенный в ней газ выбрасывается в воздух. А ведь этот газ — прекрасное топливо.

И потому бразильские ученые во главе с Фернандо Рамосом из объединенной лаборатории вычислений и прикладной математики Бразильского национального института космических исследований (INPE) предложили возвести перед плотиной стальную мембрану, расположенную под углом ко дну и не доходящую до поверхности воды. Она будет направлять к турбинам только верхний слой воды, блокируя донные слои, богатые метаном.

В это время специальный насос с водозаборником вблизи дна должен откачивать богатую метаном воду в особое устройство для отделения метана. Оно представляет собой закрытый в корпусе ротор, который будет разбивать воду на капли, заставляя быстро выходить метан. Его будут откачивать в резервуары, а затем использовать на теплоэлектростанции, возведенной рядом с ГЭС. Освобожденную же от метана воду выпустят в основной поток, и далее, как обычно, она будет крутить турбины ГЭС. При этом получится, как полагают специалисты, двойная выгода.

Еще в начале прошлого века Никола Тесла предлагал передавать электроэнергию от источников к потребителям без проводов, прямо по воздуху. С той поры прошло уже более 100 лет, но наш взгляд по-прежнему то и дело натыкается на мачты линий электропередачи. Мачты эти исправно несут свою службу — поддерживают высоковольтные провода, но вот сами сплошь и рядом выглядят весьма неказисто. Да и возведение их требует немалого труда.

Электростанция на реке Сантьяго.

Модернизировать подобные сооружения предлагают специалисты, казалось бы, непрофильного предприятия — ОАО «Опытный завод «Гидромонтаж». Взглянув на опоры ЛЭП «посторонним взглядом», они сконструировали металлические многогранные башни, которые выглядят куда элегантнее своих предшественниц. Сооружаются они из готовых секций в 2–3 раза быстрее обычного и обходятся на 10–20 % дешевле.

Аналогичные башни могут быть также использованы в качестве теле- и радиотрансляционных вышек.

Монтаж многогранной башни нового поколения.

В тех случаях, когда в городской тесноте никакую башню-опору поставить уже невозможно, электроэнергию передают по подземным кабелям. Аналогичные кабели используются также для телефонной связи, кабельного телевидения и т. д. И хотя первые кабели начали применять свыше столетия назад, их модернизация еще далеко не закончена.

Вот какую интересную идею, например, внедрили недавно в своих кабелях сотрудники финской фирмы Prysmian. Посмотрите на схему. Сам по себе кабель представляет собой довольно сложную конструкцию. Кроме токоведущих жил из меди или алюминия, здесь есть еще изолирующие и связующие ленты, экраны, бронированная и герметизирующие оболочки…

Так вот финские инженеры предложили добавить в один из слоев еще и оптические волокна. Теперь по ним можно получать информацию о перегреве кабеля, а также определять места возможного повреждения. Заодно силовой кабель теперь можно использовать и для передачи какой-либо полезной информации от подстанции к подстанции.

Кабели служат дольше, чем воздушные линии, но время от времени и они выходят из строя. А как узнать, где именно произошел обрыв? Не копать же траншею по всей длине трассы, поскольку оптические волокна встроены еще далеко не во все кабели…

«Первым на эту проблему обратил внимание все тот же Никола Тесла, — рассказал мне представитель сервисного центра «Пергам» Николай Холодный. — И предложил в аварийных случаях пускать по кабелю высокочастотный сигнал. Кабель при этом превращается в своеобразный генератор ВЧ-излучения. Так что достаточно пройти по трассе с приемником-кабелеискателем. В том месте, где сигнал из-под земли прервется, и нужно искать повреждение».

Ну, а чтобы ремонтникам не пришлось проходить с приборами многие километры в поисках места повреждения, можно провести предварительную диагностику. На подстанции прибор подключают к кабелю и посылают по нему ВЧ-сигнал. Тот доходит до места обрыва и возвращается. Зная скорость движения электромагнитной волны и время прохождения сигнала туда-обратно, несложно вычислить, где примерно произошел обрыв.

Прибор, похожий на пылесос, — это детектор неисправностей в подземных кабелях и трубопроводах.

Поскольку те же кабели, трубопроводы, линии электропередачи пролегают зачастую и за пределами населенных пунктов, контроль за их исправностью, поиск места аварии удобнее производить дистанционно, например, с помощью БЛА — беспилотного летательного аппарата.

Такой аппарат, построенный сотрудниками ООО «АФМ-СЕРВЕРС», представляет собой большую авиамодель с крылом 3-метрового размаха и взлетной массой около 16 кг. Причем около 4 кг приходится на полезную нагрузку — телекамеру, электронный фотоаппарат и иную аппаратуру.

Отличие данного аппарата от множества других, как пояснил мне главный инженер проекта Алексей Пучков, состоит в том, что данная конструкция состоит из десятка отдельных модулей. Они могут быть легко заменены в случае поломки БЛА или изменения полезной нагрузки.

Летает модель со скоростью до 120 км/ч, может подниматься на высоту до 3000 м и приземлиться где угодно с помощью парашюта.