Jak zostać elektrykiem wysokich napięć, czyli elektrotechnika w pigułce

O czym będzie ten artykuł? O podstawach - jaka jest droga do zostania słynnym elektrykiem wysokich napięć, jak wyglądają studia, czego można się nauczyć i jakie są perspektywy (gdzie znaleźć pracę).

Studia

Wiele osób twierdzi, że elektrotechnika jest jednym z najtrudniejszych kierunków technicznych. Trudno się z tym nie zgodzić, skoro tematyka kierunku jest ściśle powiązana z matematyką, fizyką, statystyką, elektryką, energetyką, automatyką, teletechniką, elektroniką, mechaniką, informatyką, a nawet… gospodarką, medycyną, geologią i meteorologią. Ale powoli, zacznijmy od przedmiotów, jakie czekają na nas na tej krętej ścieżce.

1. Matematyka i fizyka

Tego będzie bardzo dużo: algebra, analiza, równania różniczkowe, rachunek prawdopodobieństwa, fizyka i teoria pola elektromagnetycznego - czyli 1,5 roku ciągłego rozwiązywania zadań, które mają przygotować do przedmiotów kierunkowych. To w tej części najwięcej ludzi “wymięka” i kończy/zmienia kierunek. Ale trzeba mieć na uwadze, że prawdziwa zabawa prądem zaczyna się po 2. roku. Z ciekawszych rzeczy policzymy tutaj, co się dzieje pod linią wysokiego napięcia, albo jak wyglądają prądy wirowe.

2. Informatyka

Nie jest tego dużo - zwykle trzy przedmioty, ale można jako przedmioty obieralne dobrać kilka kolejnych i iść ścieżką programisty elektryka. Zwykle poznaje się tu podstawy programowania (języki C, Java, Asembler, HTML itp.) - wszystko by sobie ułatwiać życie i rozwiązywać zadania z przedmiotów na kolejnych semestrach.

3. Teoria obwodów

Chyba najważniejszy przedmiot, który trzeba “czuć”. Zaczyna się od prostych układów prądu stałego, potem przechodzi przez prąd przemienny oraz stany przejściowe i kończy się na zaawansowanych analizach efektów falowych w liniach długich (wysokoczęstotliwościowe sygnały potrafią się odbijać w linii wiele razy, prowadząc do uszkodzenia urządzeń).

4. BHP

Bardzo ważna część - trzeba wiedzieć, jak się zachować, gdy kogoś porazi 15 tys. woltów (15kV). Z informacji przydatnych: jaki wpływ ma pole elektromagnetyczne, hałas, migotanie światła na człowieka, przepływ prądu przy porażeniu oraz wszelkie możliwe informacje, jak nie dać się usmażyć.

5. Geometria i grafika

Masę rysunków technicznych na papierze, które później trzeba również odtworzyć na komputerze (AutoCad) - w końcu każdy inżynier musi wiedzieć, jak narysować wirnik silnika asynchronicznego pierścieniowego dwubiegunowego (:-]).

I teraz zaczyna się zabawa - przedmioty kierunkowe:

6. Wysokie napięcia

Praktycznie od tej pory większość czasu spędza się na laboratorium wysokich napięć. A co tam będzie ciekawego? Generowanie wyładowań piorunowych, palenie izolacji urządzeń, wyładowania na izolatorach, iskrzenie linii elektroenergetycznych - ogólnie dużo piorunów, wysokie napięcie i spory hałas.

7. Inżynieria materiałowa

Głównie rozchodzi się o badania materiałów w urządzeniach - od właściwości powietrza, przez oleje, aż po nowoczesne układy chłodzenia ciekłym azotem (tak - będzie zabawa z ciekłym azotem).

8. Metrologia i jakość energii

Pomiary, pomiary i jeszcze raz pomiary. Dowiemy się, jak wyglądają wszystkie możliwe mierniki, jak działają, jak nie dać się oszukać januszom miernictwa, dlaczego miga nam światło i co najważniejsze - czy i jak da się oszukać licznik energii elektrycznej :-).

9. Maszyny elektryczne

Czyli jak nie dać się wkręcić w wirnik. Testuje się tu wszystkie typy silników, bada ich właściwości i możliwości sterowania. Do tego dochodzą zagadnienia energoelektroniki (głównie układy półprzewodnikowe do sterowania silnikami i przekształtniki energii) i transformatory - dlaczego tak buczą.

10. Elektronika i technika mikroprocesorowa

Wzmacniacze, przetworniki, układy logiczne itd. Czeka nas sporo logicznego myślenia i tworzenia układów elektronicznych na płytkach drukowanych. Raz na jakiś czas spali się jakiś kondensator czy bezpiecznik. Do tego poprogramujemy sobie sterowniki, pouczymy się asemblera itp.

11. Teoria sterowania

Wysterujemy sobie silnik, serwomechanizm, kocioł - jednak po drodze czeka masa liczenia, tworzenia modeli, przekształceń wzorów i tworzenia schematów blokowych. Masa liczenia w programach typu Matlab, jednak będzie on przydatnych przy pisaniu pracy dyplomowej.

12. Sieci i systemy elektroenergetyczne

Przedmiot ważny dla energetyków. Informacje na temat sieci niskich, średnich i wysokich napięć - dlaczego mamy prąd w gniazdku, dlaczego niekiedy go nie ma no i dzięki temu znajdziemy kilka błędów w książce Blackout. A na poważnie to jest dużo analiz stabilności generatorów (w jakich warunkach będą się jeszcze kręcić) i całego systemu (zanim zapadnie ciemność).

13. Stacje elektroenergetyczne

Zaprojektujemy sobie stacje i dobierzemy słupy, transformatory, kable osprzęt - sama świetna zabawa. Potem można pochodzić koło stacji wysokich napięć i sprawdzić, ile błędów się zrobiło.

14. Wytwarzanie energii

Wszystko o elektrowniach, generatorach, węglu - sporo liczenia, ale znacznie więcej informacji o każdego typu elektrowni i ich wpływie na środowisko - w tym dlaczego Polska nie chce odejść do węgla i dlaczego wiatraki to droga do wielkiej awarii systemowej.

15. Gospodarka elektroenergetyczna

Chcesz wiedzieć, czemu tyle płacisz za prąd? Czy panele fotowoltaiczne się zwrócą i za ile? Tu dowiesz się tego wszystkiego i o wiele, wiele więcej.

16. Laboratoria i projekty

Trzeba pamiętać, że większość przedmiotów to też zajęcia w laboratorium i projekty - dwie najlepsze rzeczy na studiach. Na pierwszych nauczymy się tworzyć układy elektryczne, rozkręcimy silnik czy wygenerujemy sobie piorun, na drugich natomiast zaprojektujemy linie wysokich napięć, zasilanie zakładu przemysłowego czy morską farmę wiatrową.

17. Wyjazdy na obiekty

Ważną częścią edukacji jest obserwacja - dlatego czekają nas wyjazdy na stacje wysokich napięć, pod linie, do fabryk i firm (kable, izolatory, sterowniki, ramiona robota, rozdzielnie itd).

18. Praca dyplomowa

Jest to prawdziwy test wiedzy i umiejętności nabytych przez te lata studiów. Najważniejsze to mieć dobrego promotora i temat pracy. Można robić prace teoretyczne, obliczeniowe, symulacyjne albo też praktyczne - mamy na to pół roku dla pracy inżynierskiej i rok dla magisterskiej. Ale praca to nie wszystko. Musi być sprawdzona przez promotora i recenzenta oraz obroniona przed komisją. Po tym można postawić kilka dodatkowych liter przed nazwiskiem i zaczynać prawdziwą pracę.

Gdzie znajdziemy zatrudnienie?

Możliwości jest wiele. Zależne jest to od tego, jaką ścieżką kroczyliśmy prze studia (ja wybrałem ścieżką energetyka i projektanta - tak, można to łączyć). Po elektrotechnice można szukać pracy jako:

Elektromonter - od układania instalacji w domkach jednorodzinnych, przez zawieszanie linii na słupach, aż po budowanie elektrowni
Projektant instalacji - instalacje niskich napięć w domkach albo… 400kV w stacji. Wybór jest twój
Elektroenergetyk - praca w energetyce (na stacji, przy liniach, w elektrowni, w spółce energetycznej)
Automatyk - układy automatyzacji produkcji, sterowania (oświetleniem, piecem, elektrownią) itd.
Teletechnik - projektowanie, wykonanie bądź utrzymanie sieci teletechnicznej
Programista - wiele firm szuka programistów po studiach innych niż informatyka. Pozwala to na inne podejście do pewnych specyficznych problemów
Pomiarowiec - badanie jakości energii, uziemienia budynków, sprawności liczników itd.
Naukowiec - można pozostać na uczelni i przekazywać dalej wiedzę


...i wiele więcej. Rozległość wiedzy, jaką można zdobyć na elektrotechnice jest gigantyczna - zakres jaki wymieniłem wyżej jest tylko ułamkiem zagadnień, jakie można poznać (rozpisanie wszystkiego jest raczej niemożliwe), co pozwala na pracę w wielu, z początku bardzo odległych od siebie dziedzinach. Można wybierać pracę przy niskich bądź wysokich napięciach, albo takich, gdzie napięcie jest tylko parametrem czegoś bardziej rozległego (np. badać nerkę na podstawie parametrów elektrycznych otrzymanych z przepływu krwi - dlaczego by nie).

Gdzie studiować?

Najlepiej próbować na dobrych uczelniach (takich, gdzie wybrany kierunek jest wyróżniony przez Polską Komisję Akredytacyjną). Dodatkową podpowiedzią jest ostatni ranking studiów inżynierskich. Elektrotechnika została sklasyfikowana w następującej kolejności:

1. Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny
2. Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
3. Politechnika Wrocławska, Wydział Elektryczny

Jednak najważniejsze jest podejście. Im więcej będziemy wymagać od siebie i z większą determinacją podejdziemy do tematu, tym lepiej zaowocuje to w przyszłości. W końcu największą częścią studiowania jest samodzielna nauka i rozwiązywanie problemów (oczywiście nie licząc dobrych imprez :-]).

Mam nadzieje, że nie zanudziłem nikogo na śmierć :-) Jeśli ktoś ma pytania - proszę pytać. Czekam również na propozycje tematów do kolejnych części artykułu - tym razem będzie znacznie ciekawiej.

Moje propozycje:

1. Opowieść o maszynach elektrycznych
2. Troszkę o stacjach elektroenergetycznych
3. O co chodzi z tą geologią, medycyną, gospodarką i meteorologią
4. Odnawialne źródła energii a węgiel
5. Porażenie - czyli jak się nie dać usmażyć
6. Zabezpieczenie domu przed piorunami


Ważne jest też, jaką formę preferujecie - bardziej techniczną z rozległymi objaśnieniami w komentarzach, czy luźna i przystępną dla nieelektryków?