Проблемы проектирования линий электропередач

Проблемы проектирования линий электропередач. Применение атомных энергетических установок связано со многими проблемами. Однако, уже существует проект ядерной космической электростанции SP - 100, которая разрабатывается для обеспечения энергией пилотируемой космической платформы LEO 2. Для уменьшения воздействия на астронавтов радиации, SP - 100 устанавливается на расстояние 1 - 5 км от платформы.

Преимущество этого метода заключается в том, что значительно уменьшается масса защитной оболочки реактора, а следовательно и общая масса системы.

Однако, при этом возникает проблема передачи энергии от источника до платформы на расстояние от 1 до 5 км. После термоэлектрического преобразования SP - 100 генерирует напряжение 200 В постоянного тока. Это достаточно высокое напряжение, чем необходимое для большинства потребителей космической платформы, но недостаточно высокое для допустимой массы соединительного кабеля. Для уменьшения необходимой массы соединительного кабеля необходимо высоковольтное преобразование.

В некоторых работах показано, что возможно соединить SP - 100 с космической платформой с помощью кабелей с коаксиальной оболочкой, которая служит для полной изоляции проводника от космической плазмы. Эта оболочка необходима, так как поведение космической плазмы сильно зависит от напряженности электрического поля - 8 - вблизи проводника. Эксперимент SPEAR показал что возможно оставить высоковольтный кабель незащищенным, и это не приведет к разрыву проводника, но напряженность электрического поля не должна превышать 400 Всм. Напряженность электрического поля вблизи кабеля, связывающего SP - 100 с космической платформой, будет составлять 20 - 100 кВсм. Однако, при этом появляются новые проблемы коаксиальная оболочка имеет большую площадь поверхности, и, следовательно, будет подвергаться воздействию метеоритов.

Кроме того вблизи ядерного реактора уровень радиации высок. Это вызывает возникновение в кабеле вихревых токов, что приводит к нагреву кабеля и уменьшению проводимости.

В процессе проектирования была разработана конструкция, позволяющая компактно разместить в одной защитной оболочке метеоритный бампер несколько коаксиальных высоковольтных кабелей. Для увеличения защищенности кабеля и уменьшения его массы, применяется газовое охлаждение. При применении газового охлаждения в одном метеоритном бампере располагается четыре коаксиальных кабеля, и этот бампер имеет диаметр в четыре раза меньший чем, бампер с двумя коаксиальными кабелями и с полимерной изоляцией 9 - 3.