Сетевой фильтр или сетевые фильтры для дома, компьютера и т.д.

Причинами отклонения напряжения или тока в электрической сети от нормальных значений могут быть: разряды молний, переключения подстанций, работа электротранспорта, сварка, а также включение или выключение мощных электрических потребителей. Нестабильность электрической сети является основной причиной выхода из строя электроники и компьютеров. Чтобы защитить различные электрические устройства часто используют сетевые фильтры.

Сетевые фильтры – устройства, защищающие аппаратуру от повышения (понижения) напряжения, импульсных и высокочастотных помех, а также от превышения тока более допустимого.

Обычно сетевой фильтр состоит из двух частей, размещенных на одной плате:

• Блок ограничителей напряжения.
• Электрический фильтр.

Блок ограничителей напряжения состоит из варисторов, включенных между ли-ниями фаза-ноль, фаза-земля и ноль-земля.

Электрический фильтр состоит из конденсатора (емкостной фильтр), или конденсаторов и катушки индуктивности (индуктивно-емкостной), соединенных по Т или П-образной схеме. Параметры электрического фильтра подбираются так, чтобы амплитуда выходного сигнала в определенном диапазоне частот была намного меньше его амплитуды на входе.

Повышение (понижение) напряжения на входе в сетевой фильтр может быть длительным или кратковременным. Сетевые фильтры не способны защищать аппаратуру при колебаниях напряжения, для этого служат стабилизаторы. Однако существуют фильтры способные отключать нагрузку от сети при превышении некоторого порогового значения напряжения (обычно 250 вольт), очень редко фильтры ограничивают и минимальное входное напряжение, например, 180 вольт. Это является существенным недостатком сетевых фильтров, так как невозможно использовать аппаратуру при длительном выходе напряжения за пределы указанных выше пороговых значений.

Импульсная помеха – это кратковременное (10⁶ – 10⁹ секунд) повышение амплитуды напряжения до 4-6 тысяч вольт. Блоки питания электронных устройств не рассчитаны на то, чтобы обеспечить необходимую защиту. Самыми уязвимыми элементами являются микросхемы, которые присутствуют во многих бытовых приборах ТВ, аудио-видео аппаратуре и, конечно же, компьютерах. Международная электротехническая комиссия ввела специальный стандарт для имитации импульсных помех: наносекундных (МЭК 801-4) микросекундных (МЭК 801-5).

Высокочастотная помеха (ВЧ-помеха) – неопределенный по времени и амплитуде сигнал в диапазоне 100 Гц – 30 Мгц, который искажает параметры входного напряжения (220 В / 50 Гц). Высокочастотная помеха негативно влияет на работу ТВ, аудио-систем, мониторов и всего оборудования. Иногда ВЧ-помеху называют «радиопомеха».

Варистор – активное сопротивление, величина которого зависит от напряжения. Начиная с определенного уровня входного напряжения (пороговое значение) величина сопротивления варистора начинает уменьшаться. Она становится тем меньше, чем больше входное напряжение. Варисторы подсоединены параллельно нагрузке и при броске входного напряжения основной ток помехи протекает через них, а не через аппаратуру.

Таким образом, варисторы рассеивают энергию импульсной помехи в виде тепла, а электрический фильтр подавляет ВЧ-помеху, возникающую при переходных процессах. Взаимодействие ограничителей напряжения и электрического фильтра позволяет добиться максимального эффекта при подавлении всех видов помех.

Основные параметры сетевых фильтров

1. Сечение жилы подводящего сетевого провода

Обычно сечение проводов в сетевых фильтрах составляет 0.75 мм 2 или 1мм 2, что вполне достаточно, так как ток нагрузки не должен превышать 10А (2.2 кВА), на него рассчитан предохранитель. Очень редко встречаются, так называемые, фильтры повышенной мощности, у которых сечение провода может составить 1.5 мм 2 и более. Предохранитель у них обычно рассчитан на 16 ампер, но их применение для аппаратуры малой мощности нецелесообразно.

2. Длина подводящего сетевого провода

Стандартная длина провода – 1.8 метра. В некоторых сетевых фильтрах она может составлять 1.9, 3.1, а иногда – 5 метров

3. Величина тока срабатывания теплового предохранителя

На большинстве сетевых фильтров декларируется максимальный ток 10А. Величина тока срабатывания предохранителя зависит от величины перегрузки по току и времени воздействия и часто 10А предохранитель имеет ток срабатывания 12 – 16 А.

4. Количество предохранителей, их тип.

Предохранители служат для исключения перегорания варисторов при перегрузке. Для большей надёжности некоторые производители, кроме теплового предохранителя в цепи фазы, ставят в цепь фазы быстродействующий предохранитель на основе металлоорганических полупроводников, а в цепь нейтрали плавкий предохранитель. Однако, как шутят электрики, предохранители срабатывают всегда последними.

5. Степень варисторной защиты

Она определяется рассеиваемой энергией варисторов, при которой они не разрушаются. В спецификации большинство производителей указывают суммарную энергию разрушения всех варисторов, что неправильно. Оценить энергию варисторов можно по их ТУ или ориентировочно по их размеру, либо по декларируемой энергии на удлинитель и количеству варисторов. Энергия, поглощаемая варисторами, зависит от его геометрических размеров, рабочего напряжения, длительности воздействия импульса.
Наиболее широко распространены варисторы, диаметр которых равен 8, 10, 14, 18 мм. При рабочем среднеквадратичном напряжении (СКН) 275 В их энергия соотносится, как 12, 36, 63, 104 Дж. Если выбрать рабочее СКН, например, 320 В для тех же условий то энергия изменится до 15, 44, 77, 120Дж. Длительность воздействия импульса принимается 1000 мксек, при фронте 10 мксек.

6. Дополнительные устройства в цепях защиты

• Индикация исправности защиты (светодиод)
  • Если предохранители или провода в цепи варисторов сгорели – светодиод не горит.
• Газовые разрядники
  • Служат для увеличения степени варисторной защиты. Этот элемент повышает энергию разрушения варисторов фаза – земля, нейтраль – земля, при ударе молнии в фазу и нейтраль, так как в начале срабатывает газовый разрядник, а затем варистор.

7. Емкостные фильтры

Служат для подавления помех с помощью шунтирования. Чем больше емкость фильтрующих конденсаторов (до определенного предела), тем лучше.

8. Индуктивные фильтры

Служат для подавления помех последовательным способом (включением большого сопротивления). Основные требования к проводу, как и для сетевого шнура, т.е. плотность тока через провод должна быть менее чем 10 А/мм 2, чем больше размер катушки, тем больше индуктивность, тем лучше. Наличие феррита улучшает свойства индуктивности. Тороидальные ферритовые сердечники предпочтительнее линейных, хотя и более трудоёмкие в изготовлении.

9. Индикатор правильности подключения фазы

Это устройство позволяет использовать однополюсный выключатель в фазной це-пи. Если используется двухполюсный выключатель (как в Platinum Pro) смысла особого в этом устройстве нет. Кроме того, это устройство требует трёхконтактную сетевую розетку (с заземлением).

10. Защита модема

Обычно применяют устройство защиты сетевых адаптеров и модемов в виде электронных или варисторных ограничителей напряжения на 100-150В и быстродействующих предохранителей на ток ~ 0,1-1А. Устройства защиты модема в виде двух розеток с электронной схемой встраиваются в ИБП или сетевой фильтр.

11. Укладчик кабелей, вешалка

Стоимость накладывает ограничения на наличие укладчика кабелей. Вешалка обычно выполняется в виде отверстий в корпусе.

12. Розетки

Обычно их от 4 до 6. Традиционно 5 – все Евро розетки (с заземлением). Ориентироваться на старый «советский» стандарт, нет смысла, так как новые устройства с такими вилками не выпускаются. Часто встречаются сетевые фильтры с различным типом розе-ток, например 5 Евро и 1 универсальная (без заземления) под любую вилку.

✏ Просмотров: 2587

Дата: Пятница, 12 Марта 2010