kategorije: Zanimljive električne vijesti, Električni pregledi, Kako to djeluje
Broj pregledavanja: 103287
Komentari na članak: 13

Kako su uređeni i rade mrežni filtri

Smetanje mreže kako nastaju. Mrežni filterski uređaj, svrha njegovih elemenata. Značajke mrežnih filtera.

Teorija pitanja

Naizmjenična struja u kućanskoj mreži je sinusoidna. To znači da se promjene napona, a time i struje, događaju duž sinusoida, to jest duž glatkog luka koji simetrično oscilira oko vremenske osi. U jednoj sekundi napon u utičnici mijenja vrijednost s +310 na -310 volti pedeset puta. Dakle, u teoriji, djeluje izmjenična mreža od 220 volti 50 hertza.

Međutim, ako pogledamo oblik naponskog vala u našoj utičnici, vidjet ćemo da je daleko od idealnog. Što je tu sinusoid !? Neprekidni vrhovi, impulsi, izobličenja oblika, promjene amplitude, bacanja i skokovi - to ćemo vidjeti. Sve to vrlo pokvari sliku i može onemogućiti kućanske uređaje. Potonje se prije svega odnosi na glazbene centre, televizore, napajanja za radiotelefone i druge uređaje.

Postoji mnogo razloga za izobličenje sinusoida mrežnog napona. To uključuje uključivanje i isključivanje moćnih električnih prijemnika, atmosferskih prenapona, kratkih spojeva na visokoj strani transformatorske stanice, kao i raznih složenih prolaznih uređaja.

Iz kolegija matematike poznato je da se svaka složena funkcija može prikazati u obliku konvergirajućeg trigonometrijskog Fourierovog niza. To znači da je naš iskrivljeni sinusoid jednostavno zbroj drugih, vrlo različitih sinusoida, od kojih svaki ima svoju frekvenciju i amplitudu. A za nas, za siguran i pouzdan rad naših kućanskih aparata, moramo ostaviti samo jedan sinusoid - s amplitudom od 310 volti i frekvencijom od 50 hertza. Svi ostali sinusoidi ili, kao što je uobičajeno reći, harmonika koje trebamo potisnuti, isprazniti, a ne prenijeti na prijemnik napajanja.

Osim toga, postoji i posebna vrsta aperiodnih interferencija koje se ne mogu predvidjeti ili opisati pomoću matematičkih funkcija. To su impulsni naleti - vrlo kratkoročni, ali značajni porasti. Mogu se pojaviti apsolutno u bilo kojem trenutku i, naravno, također nemaju koristi od kućanskih aparata. Stoga se mora potisnuti i impulsni šum.

Za rješavanje ova dva problema i koriste se zaštitnici od prenapona, Oni štite opremu od visoke frekvencije, niske frekvencije i impulsne buke u mreži. Ali kako oni rade?

Zaštita od prenapona

Ako otpor otpornika ne ovisi o vrsti struje koja prolazi kroz njih, tada je reaktancija takvih elemenata kruga poput kapacitivnosti i induktivnosti izravno ovisna o frekvenciji struje. Primjerice, otpor induktora naglo raste na struji visoke frekvencije.

Ovo svojstvo induktivnosti upravo se koristi u prenaponskim zaštitima za suzbijanje visokofrekventnih buka - sinusnih valova s malim razdobljima. Dovoljno je postaviti dva svitka u nizu s opterećenjem - u neutralnom i faznom vodiču. Induktivnost svakog može biti približno 60-200 μH.

Smetnje na niskim frekvencijama mogu se suzbiti aktivnim otporom induktora ili pojedinačnim otpornicima, koji su također raspoređeni serijski s opterećenjem. Otpor takvih otpornika ne bi trebao biti velik, inače će imati značajan pad napona. Stoga otpornici za suzbijanje smetnji niske frekvencije moraju imati maksimalni otpor 1 ohm.

Međutim, filtri koji nose kodno ime LC najučinkovitiji su protiv mrežnih smetnji. Oni nisu ograničeni na induktori, a uključuju kondenzator kapaciteta 0,22 - 1,0 µF, spojen paralelno s opterećenjem.Nazivni napon kondenzatora mora se odabrati s najmanje dva margina u odnosu na mrežni napon kako bi se uzele u obzir razlike u ovom naponu.

Učinak LC filtera izravno je povezan s dva zakona uključivanja: zavojnica L suzbija nagle promjene struje, a kondenzator C smanjuje fluktuacije napona visoke frekvencije.

Ali još uvijek imamo pulsirajuće kratkotrajne smetnje. Njima se može baviti pomoću posebnog poluvodičkog elementa koji ima nelinearnu karakteristiku napona struje - varistor. Na niskom naponu, varistor se ponaša poput otpornika vrlo velikog otpora i praktički ne prolazi struju. Ali ako napon poraste na nominalnu razinu za varistor, tada se njegov otpor naglo smanjuje - on propušta strujni impuls kroz sebe.

Dakle, ako je varistor uključen u paralelno opterećenje, tada će "preuzeti" visokonaponske impulse, ranžirajući opterećenje tijekom trajanja njihove izloženosti. Nazivni napon varistora trebao bi biti oko 470 volti.

Dakle, linijski filter za manje ili više uspješan rad mora sadržavati: dva induktora 60-200 µH serijski spojena na zaštićeno opterećenje, kao i varitoror 470 volta i paralelno spojen kondenzator od 0,22 do 1,0 µF, Ako je potrebno, u krug se mogu uključiti otpornici za suzbijanje smetnji niske frekvencije maksimalno 1 Ohm. Trenutna vrijednost elemenata kruga mora biti odabrana ovisno o snazi opterećenja.

praksa

Velika većina jeftinih mrežnih filtera, kakve poznajemo u svakodnevnom životu, u stvari nisu mrežni filtri, Sadrže samo varistor i bimatalni kontakt za maksimalnu zaštitu struje.

Ali takvi se filteri lako rafiniraju ako ruku s lemilicom i prikupite sve potrebne popise stavki za sastavljanje LC kruga.

Snaga većine zaštitnika od prenapona je mala. To je zbog činjenice da će induktori i drugi elementi filtra za velika opterećenja biti previše glomazni i skupi. Za prijamnike velike snage općenito se mogu koristiti samo filtri koji su poluvodički pretvarači. I cijena takvih filtera bit će mnogo veća, kao i složenost njihovog uređaja.

Srećom, snažni kućanski električni uređaji ne moraju biti zaštićeni od smetnji na mreži. I peć, i glačalo i kuhalo apsolutno ne brinu o kvaliteti električne energije koju dobivaju. Stoga im ne trebaju zaštitnici od prenapona.

A računala, televizori i glazbeni centri troše vrlo malo energije, a zasebni linijski filter s nazivnom strujom od samo nekoliko ampera dovoljan je da ih zaštiti.

Aleksandar Molokov

Pogledajte također na elektrohomepro.com:

Koja je razlika između zaštitnika od prenapona i produžnog kabela

Induktor za zaštitu od buke uobičajenog načina rada koju stvara impulsni izvor ...

Uređaj za zaštitu od impulsa

Regulatori napona i zaštitnici od prenapona

Zaštita od prenaponske zaštite za kućno ožičenje

komentari:

# 1 napisao: | [Cite]

60-200 μg - koliko okreta i koji je promjer okretaja?

komentari:

# 2 napisao: | [Cite]

U stvari, moderne vrste elektroničke opreme poput televizije i računala već su opremljene vlastitom zaštitom. Ovaj ugrađeni linijski filtar (LC) i napon napajanja od 100-260 V. (po mom mišljenju automatski napon) itd. Općenito, dizajnirani su za nestabilnu i nekvalitetnu električnu energiju ili nisam u pravu? I ima li smisla koristiti dodatne filtre?

Eugene,
Možete koristiti gotove sa starih ploča, na primjer, s televizora. Izravno kažu koliko ICG-a.

komentari:

# 3 napisao: a | [Cite]

hmm, zašto od -310 do 310 volti?

komentari:

# 4 napisao: | [Cite]

Jer 220 volti je efektivna vrijednost napona. Maksimalna, odnosno amplituda je oko 310 volti.

komentari:

# 5 napisao: | [Cite]

Želim obratiti posebnu pozornost na činjenicu da postoje mrežni filtri u kojima su varistori spojeni ne samo između faze i nule, već i između faze i zemlje i nule i zemlje! Stoga se ne mogu koristiti svi zaštitnici od prenapona bez uzemljenja u utičnici! Kad napon poraste iznad 231 volta, varistor obično "troši" između faze i nule, a preko 250-300 volti, resetiranje se događa na uzemljenom vodiču. Ako nema uzemljenja, struja će ići stazom najmanjeg otpora, tj. preko kućanskih aparata do mjesta "kvara".

Na fotografiji u članku vidimo veličanstvenu zaštitnu zaštitu od prenapona APC SurgeArrest® Home / Office PH6T3, strogo je zabranjeno koristiti bez uzemljenja.

Prilikom spajanja takvog filtra bez uzemljenja primijetio sam da indikator za uzemljenje svijetli zelenom bojom, pokazujući punu servisnost! Nakon isključivanja računala, svjetlo se ugasilo, a nakon isključivanja telefona, ugasilo se.

Iz istog razloga, toplo ne preporučujem postavljanje utičnica s kontaktom uzemljenja u stanu bez uzemljenja! Koristite obične produžne kabele s gumbom za isključivanje, s kontaktom za uzemljenje i pokušajte spojiti opremu koja je spojena datumskim kablovima na jedan takav produžni kabel.

To je potrebno za izjednačavanje potencijala između uređaja. (Primjer 1: jedinica sustava, monitor, pisač, zvučnici. Primjer 2: TV, DVD uređaj.)

UZO, Difavtomat, naponski releji i osigurači s takvih MREŽNIH FILTERA neće uštedjeti, vaša oprema, uštedjet će samo od požara po krivici prodavača koji vam ne kažu potpune podatke i po krivici proizvođača koji ne pišu o potrebi uzemljenja za svoj "čudo uređaj" ,

Prepoznati takve filtre linija nije lako: ako nakon čitanja korisničkog priručnika nije jasno je li uzemljenje potrebno ili se pretpostavlja, idite na vizualni pregled. Takvi zaštitnici od prenapona obično imaju zaštitnu žarulju ili uzemljeni simbol, plus što ti filtri koštaju više od 20 dolara.

Ako su sve utičnice uzemljene, ali isključili RCD ili diferencijalni stroj, obratite pažnju na svoje linijske filtre. Štitnici od prenapona zasigurno su korisna stvar, ali ne mogu se svi filteri uključiti uzastopno (jedan na drugi), a poanta ovdje nije ukupno opterećenje, već fenomeni rezonancije i povećane struje na zemlji!

Ako nemate uzemljeni priključak i već ste kupili prenaponski zaštitnik s variostatskom zaštitom do mase (a proteklo je 14 dana od dana kupnje), nemojte pokušavati vratiti ovaj filtar u trgovinu. Ne pokušavajte nadograditi krug odsijecanjem uzemljene žice, takvi filtar odložite "do boljih vremena".

(Možete, naravno, izrezati sve jebote iz toga i izravno sastaviti, ali šteta.)

komentari:

# 6 napisao: | [Cite]

1. Zapravo, neobično, pojedinačni impulsi postavljeni su i u Fourier seriju. Na primjer, impuls munje je istosmjerna struja, ali tijekom raspada je jasno da su to visokofrekventne oscilacije. Uistinu, elektromagnetski impuls iz takve izravne struje proteže se na kilometre od mjesta udara munje i gori televizijskim pojačalima, a 10 m obične žice (poput gluposti) predstavlja značajan otpor struji munje.
2. Za bolje razumijevanje problema, mora se reći da naponski naponi mogu ići i po faznim i prema neutralnim vodičima, prema tome, prema pravilima, treba staviti zaštitu (ograničenja) na obje žice. To se najjasnije vidi kada se zaštita nanosi na čitav stan pomoću uzemljenja (a ne uzemljenja!), Što je dobro objašnjeno u IEK katalogu. Mora postojati pravo uzemljenje (ako nema TN-S, uzimam ga iz armature betonskih zgrada)!
3. Može se spomenuti da postoji klasifikacija filtera (supresori prenapona) po interferencijskoj snazi i naponu, krajnji prenosivi filtri su najslabiji, ali oni ograničavaju smetnje na minimalni napon.
4.Za serijsko povezivanje filtera, izbacivanje RCD-a vjerojatno se bolje objašnjava ne rezonancom, već povećanjem istjecanja na tlo kroz filtrijske kondenzatore - što je više filtera, to je više curenja.
5. Usput, na ulazu moćne perilice rublja nalazi se i vlastiti filtar iz kondenzatora za zaštitu vlastite elektronike. Mislim da moderne ploče za kuhanje i pećnice s elektronikom imaju svoje filtre. Možda neki kompetentni čajnici i glačala već imaju. Zato se ne opuštajte, trebate usporediti troškove kućanskih aparata i zaštitu od smetnji.

komentari:

# 7 napisao: Dmitry | [Cite]

Moj mrežni filter obavlja funkciju automata. Supruga voli istovremeno uključiti televizor, sušilicu, grijač, glačalo i nekoliko snažnih potrošača :-)

komentari:

# 8 napisao: Aleksandar | [Cite]

Da, nemoguće je učiniti bez uzemljenja - opasno je ne samo zbog tehnologije, nego i po život ...

komentari:

# 9 napisao: | [Cite]

Što se tiče snažnih pojedinih impulsa:
Pojavljuju se ne samo od munje, nego i od prebacivanja i moćne opreme, i ne baš moćne. Pojedinačne nano- i pikosekundne impulse gotovo je nemoguće otkriti, osim ako, srećom, koristite akumulacijski osciloskop.
Zaštita od njih je komplicirana i skupa - visokonaponski kondenzatori malog kapaciteta i toroidne induktivnosti na feritu niske propusnosti s vrlo rijetkim namotom - za smanjenje međuprekidne kapacitivnosti. Sve je to u posebnom presjeku dizajna, sa srebrnastom unutrašnjom površinom.
To stvarno djeluje, štiteći računalnu tehnologiju od smrzavanja.
P.s. Najlakši način da začepite električnu mrežu i razljutite susjede je korištenje prigušivača :)

komentari:

# 10 napisao: | [Cite]

Puno novog iz odjeljka elektrotehnike tj. Know-how.

komentari:

# 11 napisao: maksima | [Cite]

Andrija,
Možete li preporučiti prenaponski zaštitnik koji se može koristiti u utičnici bez uzemljenja?

komentari:

# 12 napisao: kapcheny | [Cite]

Imam 3 konektora u filteru: 1 izravni priključak, 2 zaštite baterije tako da su prestali raditi, u čemu je problem?

komentari:

# 13 napisao: Igor | [Cite]

Očito nemate filtar, već neprekidni. A kod neprekidnih baterija baterije s vremenom ispadnu, najvjerojatnije je to razlog neuspjeha zaštite baterije, ali može biti samo kvar (malo vjerovatno).