Завод без людей

Теперь, пожалуй, мне осталось рассказать вам, где и как работают современные автоматы. Обо всех областях их применения я, конечно, рассказать не имею возможности, да и не знаю всего. Я приведу только примеры.

Мы уже знаем с вами, что автоматику очень выгодно применять при массовом производстве, где она значительно повышает производительность труда, улучшает качество продукции и снижает ее себестоимость. Но не менее важно применение автоматики в тех областях, где человек не может по каким-то причинам выполнять работу сам. Таких причин много. Основных же, пожалуй, две: безопасность человеческой жизни и здоровья и очень быстрое протекание некоторых процессов, такое быстрое, что человек не в силах уследить за ними.

Так, например, в настоящее время человек не может быть помещен в ракету. Первые космические ракеты покинут Землю наверняка без людей, слишком еще будет велик риск, слишком много впереди будет неизвестного. Поэтому полетом ракет будет управлять автоматика. В целях сохранения человеческой жизни и здоровья автоматизируют многие процессы в атомной промышленности, так как они часто оказывают вредное влияние на человека.

Возьмем другой случай. В настоящее время ученые очень интересуются метеоритами. Мы знаем, что метеоритов падает на Землю очень много. Но часто ли мы их видим? Очень редко. В иную августовскую безлунную ночь можно подолгу любоваться звездным небом, а увидишь за час-два, может быть, две — три «упавшие звезды». Бывает и так, что кто-нибудь заметит метеоритный след, вскрикнет даже: «Смотрите, звезда упала!», но, пока другие успеют повернуться, все уже исчезнет. Недаром же есть такое поверье, что, если успеешь загадать какое-нибудь желание при виде падающей звезды, это желание обязательно исполнится. Что же, попробуйте проверьте, правильно ли такое поверье. Я думаю, вам не удастся это сделать, не успеете еще ни о чем подумать, а метеорит уже сгорит и померкнет его след.

Естественно, что ученых такое положение не может устраивать, так они никогда не смогли бы изучить явления, связанные с попаданием метеоритов в атмосферу Земли. И вот, для того чтобы наверняка «ловить» метеориты, измерять скорость их движения, возмущения, которые они вызывают в верхних слоях атмосферы, ученые применили автоматы. Автоматы эти должны мгновенно обнаружить появление метеорита в атмосфере и следить за ним во все время его полета. Такие автоматы есть, и они легко и просто успевают следить за метеоритами.

Есть и много других случаев, когда человек просто-напросто не может даже сравниться по быстродействию с автоматами. Автоматическим же устройствам, особенно электронным, ничего не стоит управлять такими быстро протекающими процессами, длительность которых исчисляется очень малыми долями секунды, в некоторых случаях доходящими до сотых и даже тысячных долей. Некоторые электронные автоматы могут действовать и гораздо быстрее.

Все вы видели высоковольтные линии электропередач. Опоры линий — высокие ажурные мачты — шагают через леса, реки, соединяя мощные электростанции с крупными промышленными и экономическими центрами. К опорам подвешены гирлянды изоляторов, несущих провода, по которым течет ток высокого напряжения. Черепетская ГРЭС (Государственная районная электростанция) имеет, например, мощность 600 тысяч киловатт. Такой мощности достаточно для того, чтобы могли гореть шесть миллионов стоваттных лампочек, то есть, в среднем, осветить полтора — два миллиона квартир. Такая мощность может быть передана по одной трехфазной линии передач на напряжении 400 киловольт.

Представьте себе, что во время грозы молния ударила в линию или электрическую подстанцию, установленную на этой линии. Надо сказать, что такие случаи, когда удар молнии вызывает повреждения, очень редки, потому что применяется много средств защиты от грозы и на линиях и на подстанциях. Но все-таки полной гарантии от такого случая нет. Удар же молнии может привести к короткому замыканию между проводами — фазами или даже между фазами и землей.

Ясно, что при коротком замыкании на линии, если его не устранить как можно быстрее, может произойти порча оборудования на электроподстанциях и на самой электрической станции, а также и нарушение снабжения электроэнергией. Чем крупнее электростанция, чем крупнее потребитель электроэнергии, тем опаснее такое явление. Перерыв в подаче электроэнергии, даже если он будет длиться доли часа, может привести к колоссальным материальным потерям и даже к человеческим жертвам. Нет тока, значит, — не работают насосы и вентиляция в шахтах, нет тока — застывает металл в электропечах, останавливаются электропоезда, нарушается производственный цикл целого ряда непрерывных процессов, особенно химических и металлургических. Нет тока — и в руках хирурга перестают действовать новейшие хирургические инструменты и аппаратура.

Недаром же во всех особо важных случаях всегда предусматривается питание от резервных электростанций или даже аккумуляторных батарей.

Но все-таки много ли случаев бывало в вашей жизни, когда вы становились свидетелями длительных перерывов в подаче электроэнергии на предприятия или даже в жилые дома? Очень мало, а то и совсем не было. Как же? Ведь повреждения на линиях все-таки бывают? Бывают. Правда, чаще всего они не связаны с грозами, а происходят по самым разным причинам. И за год случаев, когда на линии происходит короткое замыкание, может быть даже не один, а несколько.

Что происходит, когда по неосторожности вы или ваши близкие вызываете короткое замыкание, включив неисправную настольную лампу, электрический утюг, пылесос или что-либо подобное? Свет в квартире моментально гаснет, проводка в квартире отключается от общей электрической сети. Отключение происходит оттого, что при коротком замыкании значительно увеличивается ток и перегорают пробки, или, как их называют электрики, плавкие вставки. Устранив причину замыкания и заменив пробки, мы снова восстановим цепь и снова, если, конечно, желание останется, можем проделывать столь же рискованные эксперименты. Хорошего в этом, правда, ничего нет, но все-таки, если пробки подобрать правильно, повреждений в остальной части сети не будет.

Если же плавкие вставки подобраны неправильно, а это всегда бывает, когда доморощенные электрики вместо пробок вставляют «жучки», то они при коротком замыкании могут не расплавиться. Тогда часть проводки, в которой произошло замыкание, не отключится от сети и по ней потечет ток короткого замыкания, в десятки, а то и в сотни раз превышающий нормальный ток. При этом начнут нагреваться провода не только в поврежденном участке, но и в остальной части сети, и могут случиться разные неприятности. От перегрева провода могут замкнуться еще где-нибудь, что приведет к новому возрастанию тока и еще большему нагреву остальной части проводки, обмоток понизительного трансформатора и так далее. Может возникнуть и пожар.

Поэтому плавкие вставки ставятся не только в квартирах. Ставятся они и дальше, на каждом разветвлении электрической сети низкого напряжения. Чем более мощный потребитель, тем более мощные плавкие вставки. Некоторые виды электрического оборудования защищаются плавкими вставками, которые перегорают от тока в 30 тысяч ампер! Такой ток потребляют почти 30 тысяч стоваттных лампочек на напряжении 127 вольт.

Что же, и линии электропередач тоже защищают от повреждений плавкими вставками? Нет, так делать невыгодно. Хоть плавкая вставка, перегорев, и защитит линию от развития повреждения или аварии, однако сделает это она не так хорошо, как другие автоматические устройства, называемые релейной защитой. Устройства релейной защиты — это автоматы, отключающие поврежденное оборудование от остальной части сети. По существу, они играют роль пробок, но только их задачи и условия работы значительно сложнее. Релейная защита применяется и для защиты линий и для защиты оборудования — трансформаторов, генераторов, синхронных компенсаторов. В наши дни, когда по линиям передач передаются очень высокие мощности, когда и генераторы и трансформаторы также работают на очень высоких мощностях и напряжениях, от релейной защиты требуется очень большое быстродействие.