Z historie přenosové trojfázové soustavy

Abychom mohli elektrickou energii využít, musíme ji nejen vyrobit, ale také dopravit k odběratelům. K tomu se dnes využívá mnoho složitých rozvodných a přenosových zařízení. Jak tomu však bylo v počátcích rozvoje elektroenergetiky ve druhé polovině 19. století? O zavedení moderní přenosové trojfázové soustavy se významně zasloužil i ruský fyzik M. O. Dolivo-Dobrovolskij, který se narodil právě před 150 lety.

Stál u zrodu „točivého proudu“

Prvotní přenosová vedení byla napájena stejnosměrným proudem. Ten sice postačoval pro Křižíkovy obloukovky i Edisonovy žárovky, motory lokomotiv a výtahů, ale jeho přenos na dálku provázely obrovské ztráty. Proto si elektrické „spotřebiče” vozily své energetické zdroje s sebou, jak o tom svědčí např. zemská Jubilejní průmyslová výstava v Praze z roku 1891. Její celkové osvětlení (220 obloukovek pro venkovní prostory a 1 400 žárovek pro interiéry a restaurace), včetně osvětlené fontány a obřího majákového světlometu, bylo napájeno proudem devíti dynam poháněných parní lokomobilou. Avšak právě téhož roku se poprvé uskutečnil přenos elektrického proudu o vysokém výkonu pro průmyslové a jiné účely na velkou vzdálenost. Jedním z řady vědců a techniků, kteří posunuli hranice lidského poznání v této oblasti silnoproudé elektrotechniky, byl ruský fyzik a elektrotechnik Michail Osipovič Dolivo‑Dobrovolskij, od jehož narození uplynulo počátkem letošního roku 150 let. Ačkoliv trochu zůstává v zapomnění, odhalil jako jeden z prvních možnosti třífázového střídavého proudu (sám jej pojmenoval „točivý proud”) a významnou měrou se podílel na vybudování teorie moderní vysokonapěťové přenosové třífázové soustavy a na jejím zavádění do praxe.

Poměry v carském Rusku ho vyhnaly do Německa

M. O. Dolivo‑Dobrovolskij se narodil 2. ledna 1862 v Petrohradu, studoval na reálce v Oděse a na technice v Rize. Již od mládí měl problémy se svými politickými názory; po atentátu na cara Alexandra III. byl pro „spojení s revolučními kruhy” vyloučen ze všech ruských vysokých škol. Emigroval proto do Německa, kde v letech 1881 až 1887 studoval na vysoké škole polytechnické v Darmstadtu. Po absolvování vysokoškolských studií zde zůstal jako asistent, poté krátkou dobu pracoval u švýcarské firmy Oerlikon a nakonec získal vedoucí místo u známé firmy Allgemeine Elektricität‑Gesellschaft (AEG), kde se záhy stal šéfkonstruktérem. V roce 1888 sestrojil třífázový asynchronní motor s klecovou kotvou, a v následujícím roce získal na tento typ stroje patent.

Frankfurtský experiment dosáhl 75% účinnosti přenosu

Jako již známý talentovaný odborník byl v roce 1891 spolu s dalším průkopníkem elektrizace hospodářství inženýrem Oskarem von Millerem pověřen ředitelem Frankfurtské elektrotechnické výstavy, aby celý její areál zásoboval elektrickou energií. Avšak alternátor vodní turbíny (300 HP) byl k dispozici až v Lauffenu na řece Neckar ve vzdálenosti 180 km od místa pořádání akce. Kromě toho poskytoval napětí jen 55 V (1400 A, 40 Hz). Jako zastánce střídavé energetické soustavy (přes odmítavé posudky tehdejších největších autorit T. A. Edisona a W. Siemense) sice využil dosažených zkušeností francouzského elektrotechnika Marcela Depreze s přenosem elektrické energie stejnosměrným proudem, avšak celý projekt vybudoval jinak. Napětí alternátoru transformoval na 3 × 8 500 V, výkon asi 75 kW přenášel třívodičovou sítí měděnými vodiči o průměru 4 mm na stožárech s dvojitými, olejem plněnými izolátory. Elektrický proud se na výstaviště dostal jen s minimálními ztrátami (účinnost asi 75 %). Ve Frankfurtu se napětí transformovalo na 100 V a vedle osvětlení zde proud poháněl vystavované obráběcí stroje, mlátičky obilí a zejména divácky atraktivní obří čerpadlo, vytlačující vodu na umělou skálu. Tento experiment se poprvé uskutečnil 28. srpna 1891 a byl přijat s velkým světovým ohlasem. Model přenosového systému je dnes k vidění v Technickém muzeu v Mnichově.

Úspěšný „Frankfurtský experiment” M. O. Dobrovolského znamenal zvrat v silnoproudé elektrotechnice a definitivně obrátil pozornost ke střídavému proudu a moderní přenosové trojfázové soustavě. Velký ruský vědec, konstruktér a vynálezce, působící po celý svůj plodný život v Německu, zemřel 15. listopadu 1919 v Heidelbergu.