Kategorie: Zajímavé elektrické zprávy, Elektrické recenze, Jak to funguje
Počet zobrazení: 103287
Komentáře k článku: 13

Jak jsou síťové filtry uspořádány a jak fungují

 


Síťové rušení při jejich vzniku. Síťové filtrační zařízení, účel jeho prvků. Funkce síťových filtrů.


Jak jsou síťové filtry uspořádány a jak fungujíTeorie otázek

Střídavý proud v domácí síti je sinusový. To znamená, že ke změnám napětí a následně i proudu dochází podél sinusoidu, tj. Podél hladkého oblouku, který osciluje symetricky kolem časové osy. Během jedné sekundy změní napětí na výstupu padesátkrát svou hodnotu z +310 na -310 voltů. Teoreticky tedy funguje síť střídavého proudu 220 V a 50 Hz.

Pokud se však podíváme na průběh napětí v naší zásuvce, uvidíme, že není ani zdaleka ideální. Co je to sinusoid? Neustálé vrcholy, impulsy, zkreslení tvaru, změny amplitudy, házení a skoky - to je to, co uvidíme. To vše kazí obraz a je schopno deaktivovat domácí spotřebiče. Posledně jmenované se týká především hudebních center, televizí, napájecích zdrojů pro radiotelefony a jiná zařízení.

Existuje mnoho důvodů pro zkreslení sinusoidu síťového napětí. Patří mezi ně zapnutí a vypnutí výkonných elektrických přijímačů, atmosférické přepětí, zkraty na vysoké straně transformátorové stanice, jakož i různé komplexní přechodné stavy.

Z kurzu z matematiky je známo, že jakákoli složitá funkce může být reprezentována ve formě konvergující trigonometrické Fourierovy řady. To znamená, že naše zkreslené sinusoidy jsou jednoduše součtem jiných velmi odlišných sinusoidů, z nichž každý má svou vlastní frekvenci a amplitudu. Pro nás, pro bezpečný a spolehlivý provoz našich domácích spotřebičů, musíme nechat pouze jeden sinusoid - s amplitudou 310 voltů a frekvencí 50 hertzů. Všechny ostatní sinusoidy nebo, jak je obvyklé říkat, harmonické, musíme potlačit, vybít a nepředat přijímači energie.

Kromě toho existuje také zvláštní druh aperiodické interference, kterou nelze předpovědět nebo popsat pomocí matematických funkcí. Jedná se o impulzní rázy - velmi krátkodobé, ale významné zvýšení. Mohou se vyskytnout naprosto kdykoli a samozřejmě také neprospívají domácím spotřebičům. Proto musí být také potlačen impulsní šum.

Jak jsou síťové filtry uspořádány a jak fungujíK řešení těchto dvou problémů a jsou používány přepěťové ochrany. Chrání zařízení před vysokofrekvenčním, nízkofrekvenčním a impulzním šumem v síti. Jak ale fungují?


Přepěťová ochrana

Pokud odpor rezistorů nezávisí na typu proudu, který jimi prochází, potom je reaktance takových obvodových prvků, jako je kapacita a indukčnost, přímo závislá na frekvenci proudu. Například odpor induktoru prudce stoupá u vysokofrekvenčních proudů.

Tato indukčnost se právě používá u přepěťových ochrán pro potlačení vysokofrekvenčního šumu - sinusové vlny s malými periodami. Stačí umístit dvě cívky do série se zátěží - do nulového a fázového vodiče. Indukčnost každého z nich může být přibližně 60-200 μH.

Nízkofrekvenční rušení může být potlačeno aktivním odporem induktorů nebo jednotlivými odpory, které jsou také uspořádány v sérii se zátěží. Odpor takových odporů by neměl být velký, jinak budou mít významný pokles napětí. Proto musí mít odpory pro potlačení nízkofrekvenčního rušení maximální odpor 1 ohm.

Filtry nesoucí kódový název LC jsou však nejúčinnější proti rušení sítě. Nejsou omezeny na induktorya zahrnují kondenzátor s kapacitou 0,22 - 1,0 μF, připojený paralelně se zátěží.Jmenovité napětí kondenzátoru musí být zvoleno s nejméně dvěma okraji vzhledem k síťovému napětí, aby se zohlednily rozdíly v tomto napětí.

Účinek LC filtrů přímo souvisí se dvěma spínacími zákony: cívka L potlačuje náhlé změny proudu a kondenzátor C tlumí kolísání vysokofrekvenčního napětí.

Ale stále jsme pulzovali krátkodobé rušení. Lze je řešit pomocí speciálního polovodičového prvku majícího nelineární charakteristiku proudového napětí - varistor. Při nízkém napětí se varistor chová jako odpor s velmi vysokým odporem a prakticky neprochází proudem. Pokud ale napětí vzroste na nominální úroveň varistoru, jeho odpor se prudce sníží - prochází proudový impuls skrz sebe.

Pokud je varistor zahrnut do paralelní zátěže, pak „převezme“ vysokonapěťové impulsy a posunutí zátěže po dobu jejich expozice. Jmenovité napětí varistoru by mělo být asi 470 voltů.

přepěťová ochranaTakže síťový filtr pro více či méně úspěšný provoz musí obsahovat: dva induktory 60-200 μH připojené v sérii k chráněné zátěži, stejně jako varistor 470 V a paralelně zapojený kondenzátor 0,22 - 1,0 μF. V případě potřeby lze do obvodu zapojit odpory, které potlačí nízkofrekvenční rušení o maximum 1 Ohm. Jmenovitý proud prvků obvodu musí být zvolen v závislosti na výkonu zátěže.


Praxe


Drtivá většina levných síťových filtrů, které známe v každodenním životě, ve skutečnosti nejsou síťovými filtry. Obsahují pouze varistor a bimetalový kontakt pro maximální ochranu proudu.

Ale takové filtry lze snadno vylepšit, pokud paže s páječkou a shromáždit všechny potřebné položky k sestavení obvodu LC.

Výkon většiny přepěťových chráničů je nízký. Důvodem je skutečnost, že induktory a další filtrační prvky pro velká zatížení budou příliš objemné a drahé. Pro výkonové přijímače s vysokým výkonem obecně lze použít pouze filtry, které jsou polovodičovými převodníky. A cena takových filtrů bude mnohem vyšší, stejně jako složitost jejich zařízení.

Naštěstí nemusí být výkonné domácí elektrické spotřebiče chráněny před rušením v síti. A kamna, žehlička a konvice absolutně nezajímají kvalitu elektřiny, kterou dostávají. Proto nepotřebují přepěťové ochrany.

Počítače, televizory a hudební centra spotřebovávají jen velmi málo energie a na jejich ochranu stačí samostatný řádkový filtr s jmenovitým proudem jen několika ampér.

Alexander Molokov

Viz také na bgv.electricianexp.com:

  • Jaký je rozdíl mezi přepěťovou ochranou a prodlužovací šňůrou
  • Induktor pro ochranu před šumem v běžném režimu generovaným pulzním zdrojem ...
  • Zařízení na pulzní ochranu
  • Regulátory napětí a přepěťové ochrany
  • Přepěťová ochrana pro domácí elektroinstalaci
    •

     
     
    Komentáře:

    # 1 napsal: | [citovat]

     
     

    60-200 μg - kolik závitů a jaký průměr je závit?

     
    Komentáře:

    # 2 napsal: | [citovat]

     
     

    Ve skutečnosti jsou moderní typy elektronických zařízení, jako jsou televize a počítače, již vybaveny vlastní ochranou. Jedná se o vestavěný síťový filtr (LC) a napájecí napětí 100-260 V. (automatické napětí podle mého názoru) atd. Jsou obecně určeny pro nestabilní a nekvalitní elektrickou energii, nebo se mýlím? A má smysl používat další filtry?

    eugene,
    Můžete použít hotové ze starých desek, například z televizoru. Přímo říkají, kolik ICG.

     
    Komentáře:

    # 3 napsal: s | [citovat]

     
     

    hmm, proč od -310 do 310 voltů?

     
    Komentáře:

    # 4 napsal: | [citovat]

     
     

    Protože 220 voltů je efektivní hodnota napětí. Maximální, to znamená, amplituda je asi 310 voltů.

     
    Komentáře:

    # 5 napsal: | [citovat]

     
     

    Chci věnovat zvláštní pozornost skutečnosti, že existují síťové filtry, ve kterých jsou varistory zapojeny nejen mezi fází a nulou, ale také mezi fází a zemí a nulou a zemí! Proto nelze použít všechny přepěťové ochrany bez uzemnění v zásuvce! Když napětí stoupne nad 231 voltů, varistor obvykle „vypne“ mezi fází a nulou a přes 250-300 voltů, dojde k resetu na zemnící vodič. Pokud není uzemnění, bude proud procházet cestou nejmenšího odporu, tj. prostřednictvím domácích spotřebičů na místo „poruchy“.

    Na fotografii v článku vidíme velkolepou přepěťovou ochranu APC SurgeArrest® Home / Office PH6T3, je přísně zakázáno používat ji bez uzemnění.

    Při připojování takového filtru bez uzemnění jsem si všiml, že indikátor uzemnění svítí zeleně, což ukazuje plnou použitelnost! Po vypnutí počítače zhaslo světlo a po vypnutí telefonu zhaslo.

    Ze stejného důvodu důrazně nedoporučuji instalovat zásuvky s uzemňovacím kontaktem v bytě bez uzemnění! Používejte běžné prodlužovací kabely s vypínačem, s uzemňovacím kontaktem, a zkuste připojit zařízení, které je připojeno datovými kabely, k jednomu takovému prodlužovacímu kabelu.

    To je nezbytné k vyrovnání potenciálů mezi zařízeními. (Příklad 1: systémová jednotka, monitor, tiskárna, reproduktory. Příklad 2: TV, DVD přehrávač.)

    UZO, Difavtomat, napěťová relé a pojistky z těchto SÍŤOVÝCH FILTRŮ nebudou šetřit, vaše zařízení, budou šetřit pouze před ohněm vinou prodejců, kteří vám neřeknou úplné informace, a vinou výrobců, kteří nepíšou o potřebě uzemnění svých „zázračných zařízení“ .

    Není snadné rozpoznat takové filtry vedení: pokud po přečtení uživatelské příručky není jasné, zda je nutné uzemnění, nebo se předpokládá, přejděte na vizuální kontrolu. Obvykle mají takové přepěťové ochrany ochrannou žárovku nebo zemnící symbol a navíc tyto filtry stojí více než 20 $.

    Pokud máte uzemněné všechny zásuvky, ale vyřadili jste RCD nebo diferenciální stroj, věnujte pozornost filtrům linky. Přepěťové ochrany jsou jistě užitečnou věcí, ale ne všechny filtry lze zapínat postupně (jeden k druhému), a bod zde není celková zátěž, ale rezonanční jevy a zvýšené proudy na zemi!

    Pokud nemáte uzemnění a již jste si zakoupili přepěťovou ochranu s variostatickou ochranou k zemi (a od data nákupu uplynulo 14 dní), nepokoušejte se tento filtr vrátit do obchodu. Nepokoušejte se upgradovat obvod přerušením uzemňovacího vodiče a takový filtr odložit „až na lepší časy“.

    (Můžete samozřejmě vyříznout z toho všechno kurva a dát to dohromady přímo, ale je to škoda.)

     
    Komentáře:

    # 6 napsal: | [citovat]

     
     

    1. Ve skutečnosti je podivné, že jednotlivé impulsy jsou také rozloženy ve Fourierově sérii. Například, bleskový impuls je stejnosměrný proud, ale během rozkladu je jasné, že se jedná o vysokofrekvenční oscilace. Elektromagnetický impuls z takového stejnosměrného proudu se skutečně šíří až kilometry od místa úderu blesku a pálí vzduchové zesilovače ve vzduchu a 10 m obyčejného drátu (jako je nesmyslná indukčnost) představuje významný odpor vůči blesku.
    2. Pro lepší pochopení problému je třeba říci, že přepěťové napětí může procházet fázovými i neutrálními vodiči, proto se podle pravidel má na oba dráty dát ochrana (omezovače). To je nejzřetelněji vidět, když je ochrana aplikována na celý byt pomocí uzemnění (ne uzemnění!), Dobře vysvětleno v katalogu IEK. Musí existovat skutečné uzemnění (pokud neexistuje TN-S, vezmu to z vyztužení železobetonových budov)!
    3. Lze uvést, že existuje klasifikace filtrů (přepěťových supresorů) podle interferenčního výkonu a napětí, konečné přenosné filtry jsou nejslabší, ale omezují rušení na minimální napětí.
    4.Pro sériové připojení filtrů je vyřazení RCD pravděpodobně lépe vysvětleno ne rezonancí, ale zvýšením netěsnosti k zemi přes filtrační kondenzátory - čím více filtrů je, tím více úniků je.
    5. Mimochodem, u vchodu do výkonné pračky je také vlastní filtr z kondenzátorů, který chrání vlastní elektroniku. Myslím, že moderní varné desky a trouby s elektronikou mají své vlastní filtry. Možná už nějaké kompetentní konvice a žehličky nějaké mají. Takže se nemusíte uvolnit, musíte porovnat náklady na domácí spotřebiče a ochranu proti rušení.

     
    Komentáře:

    # 7 napsal: Dmitry | [citovat]

     
     

    Můj síťový filtr vykonává funkci automatu. Manželka ráda zapíná televizi, sušičku, topení, žehličku a několik mocných spotřebitelů současně :-)

     
    Komentáře:

    # 8 napsal: Alexander | [citovat]

     
     

    Ano, bez uzemnění není možné - je to nebezpečné nejen pro technologii, ale i pro život ...

     
    Komentáře:

    # 9 napsal: | [citovat]

     
     

    Pokud jde o výkonné jednotlivé impulsy:
    Vyskytují se nejen z blesku, ale také ze spínacích a výkonných zařízení a nejsou příliš výkonné. Jednotlivé nano- a pikosekundové pulzy je téměř nemožné detekovat, pokud se šťastným osudem nemají úložný osciloskop.
    Ochrana proti nim je komplikovaná a nákladná - vysokonapěťové kondenzátory malé kapacitní a toroidní indukčnosti na feritu s nízkou propustností s velmi vzácným vinutím - pro snížení kapacitance mezi zákruty. To vše ve speciálním průřezovém provedení se stříbrným vnitřním povrchem.
    Funguje to opravdu, chrání počítačovou technologii před zamrznutím.
    P.S. Nejjednodušší způsob, jak ucpat vaši síť a obtěžovat své sousedy, je použití stmívačů :)

     
    Komentáře:

    # 10 napsal: | [citovat]

     
     

    Spousta nových z oblasti elektrotechniky, tj. Know-how.

     
    Komentáře:

    # 11 napsal: Maxim | [citovat]

     
     

    Andrey,
    Můžete doporučit přepěťovou ochranu, kterou lze použít v zásuvce bez uzemnění?

     
    Komentáře:

    Napsal # 12: kouřil | [citovat]

     
     

    Mám ve filtru 3 konektory: 1 přímé připojení, 2 ochranu baterie, takže přestaly fungovat, v čem je problém?

     
    Komentáře:

    # 13 napsal: Igor | [citovat]

     
     

    Zřejmě nemáte filtr, ale nepřerušitelný filtr. A v nepřerušitelných bateriích v průběhu času dojde k selhání baterií, s největší pravděpodobností je to příčinou selhání ochrany baterií, ale může to být pouze porucha (nepravděpodobná).