Трансатлантический телефонный кабель

Первая трансатлантическая телефонная линия ТАТ-1

•Первая трансатлантическая телефонная линия ТАТ-1 имела 36 каналов, которые распологались в спектре частот 20–164 кГц. Линия состояла из трех участков: глубоководного между городами Обан (Шотландия) и Кларенвил (остров Ньюфаундленд) протяженностью 3620 км; короткого 100-километрового наземного, пересекающего Ньюфаундленд от Кларенвилла до Терренсвилла, и мелководного между до Терренсвиллом и Сидней-Майнс (полуостров Новая Шотландия) длиной 510 км. Из Сидней-Майнс сигналы передавались в Нью-Йорк и Монреаль по наземным коаксиальным кабелям.

•Через каждые 70 км в кабельную линию были вмонтированы ламповые усилители одностороннего действия, которые представляли собой цилиндр диаметром 170 мм и длиной 4 м. В каждый из двух кабеле был вмонтирован 51 усилитель. Для питания усилителей требуется постоянное напряжение для анодной цепи и для накала катода. Подводные усилители питались от источников, находящихся на береговых оконечных станциях. На линии ТАТ-1 по внутреннему проводнику подавалось с одной оконечной станции напряжение плюс 2300 В, с другой – минус 2300 В. Обратным проводом для питания служила земля.

Глубоководный телефонный кабель без брони

•В 1951 г. английский инженер Роберт Альстон Брокбэнк предложил отказаться от брони для глубоководных кабелей, так как на больших глубинах механические повреждения исключены. Для обеспечения продольной механической прочности на момент прокладки трос помещался в центр жилы, что не уменьшало электропроводности из-за поверхностного эффекта.

•Оптические волокна подразделяются на две группы: многомодовые и одномодовые. В многомодовых волокнах диаметр сердцевины больше длины волны, поэтому по нему распространяется большое число лучей (мод). В одномодовых волокнах диаметр сердцевины соизмерим с длины волны, поэтому по нему распространяется только одна мода (тип волны). Условия передачи по одномодовому волокну лучше, чем по многомодовым. В одномодовых в несколько раз меньше затухание передаваемого сигнала и меньше искажается его форма, однако изготовить, как более тонкое, одномодовое волокно сложнее.

•Стекловолокно изготавливают из плавленого кварца – кремнезема SiO2 высокой чистоты. Показатель преломления кварцевых стекол лежит в пределах 1,45–1,45. Даже при небольшом различии в показателях преломления, например, n1= 1,525 и n2 = 1,51 предельный угол полного внутреннего отражения равен: sinθпр =1,51/1,525 = 0,99737, откуда θпр = 85º. Существуют следующие виды оптических волокон: 1) кварцевая сердцевина и кварцевая оптическая оболочка; 2) кварцевая сердцевина и полимерная оптическая оболочка; 3) сердцевина и оптическая оболочка из полимерного материала. Сердцевина служит для передачи энергии. Основное назначение оболочки – создание лучших условий отражения на границе сердцевина-оболочка и защиты от излучения энергии в окружающее пространство. Снаружи оптическое волокно имеет покрытие из эпоксиакрилата, кремнийорганического или полимерного соединения (полиэтилена, политетрафторэтилена, полиамида). Таким образом, оптическое волокно имеет трехслойную структуру: сердцевина, оболочка и покрытие.

Первые линии для передачи электрической энергии

•В 1882 г. под руководством французского электротехника Депре была построена первая линия электропередач постоянного тока от Мисбаха до Мюнхена, протяженностью в 57 км. Энергия от генератора передавалась на электродвигатель, приводивший в действии насос. При этом потери в проводе достигли 75%. В 1885 году Депре осуществил электропередачу между Креймом и Парижем на расстояние 56 км при напряжении 6 кВ, потери снизились до 55%. Для снижения потерь в линии электропередач необходимо было строить генераторы постоянного тока на высокое напряжение. Однако потребителю требовалось низкое напряжение, порядка 100 В. Приходилось дополнительно ставить высоковольтный двигатель, который вращал низковольтный генератор.

•Переменный ток более удобен, его можно трансформировать, т.е. повышать или понижать напряжение. В 1884 году на Туринской выставке Голяр осуществил электропередачу на расстояние 40 км, подняв с помощью трансформатора напряжение до 2 кВ. Однако однофазный переменный ток не получил распространение, так как электродвигатели однофазного переменного тока по всем параметрам уступали двигателям постоянного тока. Однофазные двигатели переменного тока не имеют начального пускового момента и не могли использоваться для целей электропривода. В следующие годы были разработаны две системы многофазных токов – двухфазная Теслы и трехфазная Доливо- Добровольского.

Передачи электроэнергии на большие расстояния

1891 году была проведена международная электротехническая выставка, ее главная цель была демонстрация передачи электроэнергии на большие расстояния. Доливо-Добровольский построил линию длиной 170 км от из местечка Лауфен до Франкфурта. В Лауфене была построена небольшая гидроэлектростанция, турбина мощностью 250 кВт вращала генератор трехфазного тока. Два трансформатора мощностью по 150 кВт, вторичные обмотки которых были соединены последовательно, поднимали напряжение до 15 кВ.

Во Франкфурте напряжение понижалось до 116 В. К одному трансформатору было подключено 1000 ламп накаливания по 55 Вт каждая, к другому трехфазный асинхронный двигатель мощностью 75 кВт, который приводил в действие гидравлический насос, который подавал воду для ярко освещенного декоративного десятиметрового водопада. Трехфазный ток получил очень высокую оценку. Так была разрешена главная энергетическая проблема конца XX века – проблема централизации производства электроэнергии и передача ее на большие расстояния.

В 1889 г. Доливо-Добровольский изобрел удивительно простой трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, конструкция которого в принципе сохранилась и до наших дней. В том же году он создает трехфазный трансформатор.