categorii: Știri electrice interesante, Recenzii electrice, Cum funcționează
Număr de vizualizări: 103287
Comentarii la articol: 13

Cum sunt aranjate și funcționate filtrele de rețea

Interferența rețelei pe măsură ce apar. Dispozitiv de filtrare de rețea, scopul elementelor sale. Caracteristici ale filtrelor de rețea.

Teoria întrebărilor

Curentul alternativ într-o rețea gospodărească este sinusoidal. Aceasta înseamnă că schimbările de tensiune și, în consecință, în curent, au loc de-a lungul unui sinusoid, adică de-a lungul unui arc neted care oscilează simetric în jurul axei timpului. Într-o secundă, tensiunea din priză își schimbă valoarea de la +310 la -310 volți de cincizeci de ori. Deci, teoretic, funcționează o rețea de curent alternativ de 220 volți 50 hertz.

Cu toate acestea, dacă ne uităm la forma de undă a tensiunii din priza noastră, vom vedea că este departe de ideal. Ce este un sinusoid !? Vârfuri continue, impulsuri, distorsiuni de formă, modificări de amplitudine, aruncări și salturi - asta vom vedea. Toate acestea strică foarte mult imaginea și este capabil să dezactiveze electrocasnicele. Acesta din urmă, în primul rând, se referă la centre muzicale, televizoare, surse de alimentare pentru radiotelefoane și alte dispozitive.

Există multe motive pentru denaturarea sinusoidului tensiunii de rețea. Acestea includ pornirea și oprirea receptoarelor electrice puternice, supratensiunile atmosferice, scurtcircuite pe partea înaltă a unei stații de transformare, precum și diverse tranzitorii complexe.

De la un curs de matematică se știe că orice funcție complexă poate fi reprezentată sub forma unei serii Fourier trigonometrice convergente. Aceasta înseamnă că sinusoidul nostru distorsionat este pur și simplu suma altor sinusoide foarte diferite, fiecare având frecvența și amplitudinea proprie. Și pentru noi, pentru funcționarea sigură și fiabilă a aparatelor de uz casnic, trebuie să lăsăm un singur sinusoid - cu o amplitudine de 310 volți și o frecvență de 50 hertz. Toate celelalte sinusoide sau, așa cum se obișnuiește să spunem, armonice de care avem nevoie pentru a suprima, descărca și nu trece la receptorul de putere.

În plus, există și un tip special de interferențe aperiodice care nu pot fi prezise sau descrise folosind funcții matematice. Acestea sunt creșteri de impulsuri - pe termen foarte scurt, dar creșteri semnificative. Ele pot apărea absolut în orice moment al timpului și, desigur, nu beneficiază de asemenea de aparatele electrocasnice. Prin urmare, zgomotul de impuls trebuie de asemenea suprimat.

Pentru a rezolva aceste două probleme și sunt utilizate protectori de supratensiune. Acestea protejează echipamentele de zgomotele de înaltă frecvență, de joasă frecvență și de impulsurile din rețea. Dar cum funcționează?

Protector de supratensiune

Dacă rezistența rezistențelor nu depinde de tipul de curent care trece prin ele, atunci reactanța unor astfel de elemente de circuit ca capacitate și inductanță depinde direct de frecvența curentului. De exemplu, rezistența unui inductor crește brusc pentru curenții de înaltă frecvență.

Această proprietate de inductanță este folosită doar la protectiile de supratensiune pentru a suprima zgomotele de înaltă frecvență - unde sinusoidale cu perioade mici. Este suficient să așezați două bobine în serie cu sarcina - în neutru și în conductorul de fază. Inductanța fiecăruia poate fi de aproximativ 60-200 μH.

Interferențele cu frecvență scăzută pot fi suprimate de rezistența activă a inductorilor sau de rezistențele individuale, care sunt de asemenea aranjate în serie cu sarcina. Rezistența unor astfel de rezistențe nu trebuie să fie mare, altfel vor avea o cădere semnificativă de tensiune. Prin urmare, rezistențele pentru suprimarea interferențelor de joasă frecvență trebuie să aibă o rezistență maximă de 1 ohm.

Cu toate acestea, filtrele care poartă numele de cod LC sunt cele mai eficiente împotriva interferențelor de rețea. Nu se limitează la inductoareși include un condensator cu o capacitate de 0,22 - 1,0 μF, conectat în paralel cu sarcina.Tensiunea nominală a condensatorului trebuie selectată cu cel puțin două margini în raport cu tensiunea de rețea, pentru a ține cont de diferențele din această tensiune.

Efectul filtrelor LC este direct legat de două legi de comutare: o bobină L suprimă schimbările bruște ale curentului, iar un condensator C amortizează fluctuațiile de tensiune de înaltă frecvență.

Însă mai avem pulsuri de interferență pe termen scurt. Acestea pot fi tratate folosind un element semiconductor special având o caracteristică de tensiune de curent neliniară - un varistor. La tensiune joasă, varistorul se comportă ca un rezistor cu rezistență foarte mare și practic nu trece curent. Dar dacă tensiunea crește la nivelul nominal pentru varistor, atunci rezistența acesteia scade brusc - trece un impuls de curent prin el însuși.

Astfel, dacă varistorul este inclus într-o sarcină paralelă, acesta va „prelua” impulsurile de înaltă tensiune, evazând sarcina pe durata expunerii lor. Tensiunea nominală a varistorului trebuie să fie de aproximativ 470 volți.

Astfel, filtrul de linie pentru funcționarea mai mult sau mai puțin reușită ar trebui să conțină: doi inductori de 60-200 μH conectați în serie la sarcina protejată, precum și un varistor de 470 volți și un condensator de 0,22 - 1,0 μF conectat în paralel.. Dacă este necesar, în circuit pot fi incluse rezistențe pentru a suprima interferențele de joasă frecvență cu maxim 1 Ohm. Evaluarea curentă a elementelor circuitului trebuie selectată în funcție de puterea de încărcare.

practică

Marea majoritate a filtrelor de rețea ieftine pe care le cunoaștem în viața de zi cu zi, nu sunt filtre de rețea. Nu conțin decât un varistor și un contact bimatallic pentru o protecție maximă a curentului.

Dar astfel de filtre sunt ușor rafinate dacă braț cu fier de lipit și colectați toate elementele listate necesare pentru a asambla circuitul LC.

Puterea majorității protectoarelor de supratensiune este redusă. Acest lucru se datorează faptului că inductorii și alte elemente de filtru pentru sarcini grele vor fi prea voluminoase și costisitoare. Adesea, pentru receptoarele de putere de mare putere, în general, pot fi utilizate doar filtre care sunt convertoare cu semiconductor. Iar prețul acestor filtre va fi mult mai mare, precum și complexitatea dispozitivului lor.

Din fericire, aparatele electrice electrocasnice puternice nu trebuie protejate de interferențele rețelei. Și aragazul, fierul și fierbătorul și ceainicul nu le pasă absolut de calitatea electricității pe care o primesc. Prin urmare, nu au nevoie de protectori de supratensiune.

Iar computerele, televizoarele și centrele muzicale consumă foarte puțină energie, iar un filtru de linie separat cu un curent nominal de doar câteva amperi este suficient pentru a le proteja.

Alexandru Molokov

Consultați și la i.electricianexp.com:

Care este diferența dintre un protector de supratensiune și un prelungitor

Inductor pentru a proteja împotriva zgomotului în modul comun generat de o sursă cu impulsuri ...

Dispozitiv de protecție împotriva impulsurilor

Regulatoare de tensiune și protectoare de supratensiune

Protecție împotriva supratensiunilor împotriva trăsnetului pentru cablarea caselor

Comentarii:

# 1 a scris: | [Cite]

60-200 μg - câte rotații și ce diametru este virajul?

Comentarii:

# 2 a scris: | [Cite]

De fapt, tipurile moderne de echipamente electronice, cum ar fi televizorul și computerul, sunt deja echipate cu protecție proprie. Acest filtru de linie încorporat (LC) și o tensiune de alimentare de 100-260 V. (Tensiunea automată în opinia mea) etc. În general, sunt proiectate pentru o energie electrică instabilă și de proastă calitate, sau mă înșel? Și are sens să folosești filtre suplimentare?

Eugene,
Puteți utiliza cele gata preparate de pe plăci vechi, de exemplu, de la un televizor. Ei spun direct câți ICG.

Comentarii:

# 3 a scris: s | [Cite]

hmm, de ce de la -310 la 310 volți?

Comentarii:

# 4 a scris: | [Cite]

Deoarece 220 volți este valoarea tensiunii efective. Maximul, adică amplitudinea este de aproximativ 310 volți.

Comentarii:

# 5 a scris: | [Cite]

Vreau să acorde o atenție deosebită faptului că există filtre de rețea în care varistorii sunt conectați nu numai între fază și zero, ci și între fază și masă și zero și masă! Prin urmare, nu toate protecțiile de supratensiune pot fi utilizate fără împământare în priza! Atunci când tensiunea crește peste 231 de volți, varistorul de obicei „declanșează” între fază și zero și peste 250-300 de volți, resetarea apare la conductorul de sol. Dacă nu există legare la pământ, curentul va merge pe calea cea mai mică rezistență, adică. prin electrocasnice la locul „defalcării”.

În fotografia din articol vedem magnificul protector de supratensiune APC SurgeArrest® Home / Office PH6T3, este strict interzisă utilizarea acestuia fără împământare.

Când conectați un astfel de filtru fără împământare, am observat că indicatorul de împământare se aprinde în verde, arătând o funcționare completă! După ce a oprit computerul, lumina s-a stins, după ce a stins telefonul, s-a stins.

Din același motiv, nu recomand cu tărie să instalați prize cu contact de împământare într-un apartament fără împământare! Folosiți cabluri de extensie obișnuite cu un buton de oprire, cu contact de împământare și încercați să conectați echipamentele conectate de cablurile de date la un astfel de prelungitor.

Acest lucru este necesar pentru egalizarea potențialelor dintre dispozitive. (Exemplul 1: unitate de sistem, monitor, imprimantă, difuzoare. Exemplu 2: TV, DVD player.)

UZO, Difavtomat, releele de tensiune și siguranțele de la astfel de FILTRE de rețea nu vor economisi, echipamentul dvs., acestea vor economisi doar de la un incendiu, din vina vânzătorilor care nu vă spun informații complete și din vina producătorilor care nu scriu despre nevoia de împământare pentru „dispozitivul lor miraculos”. .

Nu este ușor să recunoașteți astfel de filtre de linie: dacă după citirea manualului de utilizare nu este clar dacă este necesară legarea la pământ sau se presupune, mergeți la o inspecție vizuală. De obicei, astfel de protecții de supratensiune au un bec Protect sau un simbol la sol, plus aceste filtre costă mai mult de 20 USD.

Dacă aveți toate prizele la pământ, dar ați eliminat un RCD sau o mașină diferențială, acordați atenție filtrelor de linie. Protectorii de supratensiune sunt cu siguranță un lucru util, dar nu toate filtrele pot fi pornite secvențial (unul la celălalt), iar ideea aici nu este încărcarea totală, ci fenomenele de rezonanță și curenții crescuți la sol!

Dacă nu aveți o conexiune la sol și ați cumpărat deja la sol un protector de supratensiune cu protecție variostatică (și au trecut 14 zile de la data cumpărării), nu încercați să returnați acest filtru în magazin. Nu încercați să actualizați circuitul tăind firul de la sol, scoateți un astfel de filtru „până la perioade mai bune”.

(Bineînțeles, puteți tăia tot dracul din el și puneți-l împreună, direct, dar este păcat.)

Comentarii:

# 6 a scris: | [Cite]

1. De fapt, destul de ciudat, impulsurile unice sunt de asemenea prevăzute în seria Fourier. De exemplu, un impuls fulger este un curent direct, dar în timpul descompunerii este clar că acestea sunt oscilații de înaltă frecvență. Într-adevăr, impulsul electromagnetic dintr-un astfel de curent direct se extinde la kilometri de locul unui fulger și arde amplificatoare de televiziune în aer, iar 10 m de un fir obișnuit (precum inductanța prostii) reprezintă o rezistență semnificativă la curentul fulger.
2. Pentru o mai bună înțelegere a problemei, trebuie spus că tensiunile de supratensiune pot merge de-a lungul ambelor conductoare de fază și neutre, prin urmare, conform regulilor, se presupune că ar trebui să pună protecție (limitatoare) pe ambele fire. Acest lucru se vede cel mai clar atunci când protecția este aplicată întregului apartament folosind legarea la pământ (nu împământare!), Bine explicat în catalogul IEK. Trebuie să existe o împământare reală (dacă nu există TN-S, o iau de la armarea clădirilor din beton armat)!
3. Se poate menționa că există o clasificare a filtrelor (supresoare) în funcție de puterea de interferență și tensiune, filtrele portabile finale sunt cele mai slabe, dar limitează interferența la tensiunea minimă.
4.Pentru conectarea în serie a filtrelor, eliminarea RCD este probabil mai bine explicată nu prin rezonanță, ci printr-o creștere a scurgerii la sol prin condensatoarele de filtrare - cu cât sunt mai multe filtre, cu atât există mai multe scurgeri.
5. Apropo, la intrarea unei mașini de spălat puternice, există și propriul filtru de condensatoare pentru a-și proteja propria electronică. Cred că plitele moderne și cuptoarele cu electronică au propriile filtre. Poate că unele ceainice și fiare de calificare au deja unele. Deci nu vă relaxați, trebuie să comparați costurile electrocasnicelor și protecția împotriva interferențelor.

Comentarii:

# 7 a scris: Dmitry | [Cite]

Filtrul meu de rețea îndeplinește funcția unui automat. Soției îi place să pornească televizorul, uscătorul, încălzitorul, fierul și un cuplu de consumatori puternici în același timp :-)

Comentarii:

# 8 a scris: Alexander | [Cite]

Da, este imposibil de făcut fără împământare - este periculos nu numai pentru tehnologie, ci și pentru viață ...

Comentarii:

# 9 a scris: | [Cite]

În ceea ce privește impulsurile unice puternice:
Ele apar nu numai din fulgere, dar și din echipamente comutatoare și puternice și nu foarte puternice. Pulsurile singulare nano și picosecundă sunt aproape imposibil de detectat, cu excepția cazului în care, cu noroc, un osciloscop de stocare.
Protecția împotriva lor este complicată și costisitoare - condensatoarele de înaltă tensiune de capacitate mică și inductanțe toroidale pe ferită cu permeabilitate mică, cu o înfășurare foarte rarefiată - pentru a reduce capacitatea inter-viraj. Toate acestea sunt într-un design special în secțiune, cu o suprafață interioară argintată.
Funcționează cu adevărat, protejând tehnologia computerului de îngheț.
P.S. Cel mai simplu mod de a-ți înfunda rețeaua electrică și de a-ți enerva vecinii este să folosești dimmer

Comentarii:

# 10 a scris: | [Cite]

Multe noutăți din secțiunea inginerie electrică, adică know-how.

Comentarii:

# 11 a scris: maximă | [Cite]

Andrew,
Puteți recomanda un protector de supratensiune care poate fi utilizat într-o priză fără împământare?

Comentarii:

# 12 a scris: kapcheny | [Cite]

Am 3 conectori în filtru: 1 conexiune directă, 2 baterii de protecție, astfel încât au încetat să funcționeze, care este problema?

Comentarii:

# 13 a scris: Igor | [Cite]

Se pare că nu ai un filtru, ci unul neîntrerupt. Și în bateriile neîntrerupte, bateriile defectează în timp, cel mai probabil acesta este motivul defecțiunii protecției bateriei, dar poate fi doar o defecțiune (puțin probabilă).