Устройство сетевого фильтра: Сетевой фильтр — устройство, для чего нужен. Защищают ли сетевые фильтры и нужны ли они, если нет заземления.

Сетевой фильтр — устройство, для чего нужен. Защищают ли сетевые фильтры и нужны ли они, если нет заземления.

Сетевой фильтр (Surge Protector — eng.)– недорогое и достаточно простое устройство для защиты электронной техники от сетевых, высокочастотных, низкочастотных, импульсных помех, перегрузок по току, а так же от короткого замыкания.

На специальной плате в корпусе фильтра расположены элементы для защиты.

Для защиты от импульсных токов применяются варисторы, которые подключены параллельно подключаемому оборудованию. В случае резкого импульсного скачка, сопротивление варистора резко увеличивается и энергия импульса преобразуется в тепловую энергию (что в некоторых случаях разрывает варистор), защищая оборудование, если помеха была поглощена варистором полностью. Для улучшения фильтрации импульсных помех, в паре с варисторами иногда применяются «газоразрядники» (замечены в Pilot GL, Pro). Также они могут применяться и отдельно.

 

Качественный сетевой фильтр:


Для фильтрации высокочастотных помех (радиопомеха) применяется LC-фильтр. Помехи данного типа могут нарушать работу электронного оборудования (в основном высокоточного). Создаются они электродвигателями, сварочными аппаратами, генераторами, электро-разрядниками газовых плит & etc. Эффективность фильтрации измеряется в Дб. Чем показатель выше тем лучше.

Фильтр может включать в себя катушки индуктивности и конденсаторы (вместе или порознь не важно). Они помогают улучшить долговечность, стабильность работы, уменьшить нагрузку на внутренние системы фильтрации аудио-видео и компьютерной техники.

Также, в сетевых фильтрах применяются ограничители тока по типу «кнопка», которые разрывают питание, если превышен допустимый потребляемый ток. Хотя в более дешёвых версиях, завязка идёт не на потребляемую мощность, а на температуру.

Ещё, во многих разновидностях фильтров применяются дополнительные плавкие предохранители, которые в придачу страхуют варисторную защиту. В случае их срабатывания, требуется вскрытие устройства и замена элемента на новый.

 

Защищает ли фильтр от помех, если нет заземления на заземляющем контакте?

Хорошему сетевому фильтру не так важно, есть ли заземление или нет.

Всё же в спецификациях фильтра должно быть обозначено – «защита 3-х фаз», либо «фаза-ноль, фаза-земля, ноль-земля защита». Это обезопасит вашу технику от импульсных скачков и означает, что на каждую из фаз параллельно впаян варистор. Даже если не будет заземляющего контакта, «фаза-ноль» будет фильтровать импульсные скачки. Последует небольшое ухудшение характеристик, но фильтрация всё равно будет происходить.

Примечательно, что LC-фильтру, если таковой имеется, не нужна «земля». Он будет фильтровать высокочастотные помехи в штатном режиме.

Защиты от перегрузки и короткого замыкания — будут функционировать в штатном режиме и без заземления.

 

О псевдо фильтрах вида «удлинитель с кнопкой» или с какими сетевыми фильтрами связываться не стоит.

Отличить довольно просто.

Бросаются в глаза низкой ценой, не известностью производителя, невнятными характеристиками фильтрации на коробке, либо их отсутствием. В названии таких фильтров, часто встречаются слова «Optimal, Standart, Based, SE, Basic». Цена колеблется в районе 3-10 $. Такие фильтры лучше обходить стороной. С таким же успехом можно использовать обычные удлинители с кнопкой, которые значительно дешевле.

Данные фильтры, защитят в лучшем случает от перегрузки (при наличии термопрерывателя). Иногда содержат один варистор, посаженный на заземляющий контакт. Потому отсутствии заземления — бесполезны.

Связываться с ними не стоит, так как они обычно не имеют никаких фильтрующих элементов, кроме предохранителя на 25-30А, который сгорит в случае серьёзного КЗ и не спасёт технику. Он может защитить только от возможного пожара, в редких случаях.

Сетевой фильтр – энциклопедия VashTehnik.ru

Содержание

  • 1 Форма напряжения промышленной сети
  • 2 Частотная характеристика сетевого фильтра
  • 3 Высшие гармоники в цифровой технике, их фильтрация
  • 4 Конструкция фильтров
  • 5 Конструкция сетевых фильтров

Сетевой фильтр – это устройство, предназначенное для подавления помех на границе питающей сети и оборудования. Различного рода возмущения легко искажают форму напряжения, в результате оно перестаёт соответствовать требованиям стандарта либо несёт опасность для потребителей. Указанный термин часто применяется в отношении удлинителей для компьютерной техники, попадая под определение.

Форма напряжения промышленной сети

Строжайшие требования предъявляются к частоте. Отклонение от нормы не превышает 0,2 Гц. Относительная величина составляет менее 1%. Прописаны в ГОСТ 54149 и требования к единичным скачкам напряжения. Нестабильность мешает правильной работе оборудования, способна привести к выходу из строя ряда приборов. Красочным примером считается электронный блок стиральной машины, стоимость которого такова, что часто ремонт техники становится нецелесообразен. Неудивительно, что на входе непременно стоит сетевой фильтр.

Классический тип фильтра

Ошибочно думать, что назначение указанного небольшого элемента исключительно в защите начинки оборудования. Сетевой фильтр предохраняет и сеть от выхода туда помех. Недаром в старых руководствах к электрическому инструменту настоятельно рекомендовалось всю цифровую технику в период работ из розеток выключать, пусть сетевой фильтр неизменно входит в состав любой дрели. Помехи от работы коллекторного двигателя настолько велики, что возникает смысл лишний раз перестраховаться.

В простейшем случае фликер (мерцание) осветительных приборов приводит к расстройствам нервной системы. Для цифровой электроники резкие выбросы представляют опасность. Сетевой фильтр представляет устройство для подавления всех частот, кроме 50 Гц. Единственное устройство не в силах справиться с масштабным спектром неприятностей.

Частотная характеристика сетевого фильтра

Рассмотрим, каким образом сетевой фильтр выполняет собственные обязанности. Для построения устройств применяются реактивные элементы:

  1. Ёмкости (конденсаторы).
  2. Индуктивности.

Указанные составляющие характеризуются избирательностью по частоте. Индуктивности становятся фильтрами нижних частот, а ёмкости – верхних. В первом случае на выход проходят медленные изменения напряжения, во втором быстрые. Кажется, хватит поставить на входе в технику дроссель, чтобы избавиться от неприятностей, но дело обстоит сложнее. Характеристика получится слишком пологой, и масса вредных сигналов пройдет сквозь схему.

На практике сетевой фильтр строится на основе резонансных контуров, выборочно пропускающих частоты 50 – 60 Гц и подавляющих лежащие выше и ниже указанного диапазона. Это позволяет максимально оградить технику от нежелательного воздействия. Каждый резонансный контур включает одновременно индуктивность и ёмкость. Комбинация свойств придаёт специфическое качество: на резонансной частоте система показывает нулевое сопротивление. Поэтому требования стандартов настолько жёсткие (отклонение менее 1%).

Смысл амплитудно-частотной характеристики – продемонстрировать, какая часть спектра сигнала пройдет на выход. Профессионалы по графику сразу скажут, что получится в итоге. Чем выше кривая поднимается над горизонтальной осью, тем лучше соответствующие частоты проходят на выход. АЧХ сетевого фильтра представляет равносторонний колокол с макушкой, расположенной в районе 50 Гц.

Амплитудно-частотная характеристика объясняет существующее на рынке разнообразие принципиальных схем сетевых фильтров. В каждом случае пытаются минимальными затратами достигнуть требуемого результата. Для объяснения затруднений посмотрим, как работает, к примеру, импульсный блок питания.

Высшие гармоники в цифровой технике, их фильтрация

В персональных компьютерах используются импульсные блоки питания, как и в большинстве приборов. Суть действия приспособлений сводится к выпрямлению входного тока и дальнейшей нарезке его пачками высокочастотных импульсов. Такой сигнал обнаруживает сложный спектр, часть его проходит на вход устройства (вилку).

По определению сетевая частота 50 Гц состоит из единственной гармоники. На графике это просто вертикальная линия с амплитудой 311 В. Значение получается, если квадратный корень из двух умножить на 220 В (действующее значение напряжения в сети). В действительности искажения приводят к спектру сложной формы. Сетевой фильтр по определению должен пропускать исключительно полезный сигнал. Это единственная линия на графике частотой 50 Гц.

Фильтр с европейскими разъёмами

Подобный сетевой фильтр сегодня построить невозможно, характеристика прибора представляется с вертикальными склонами и крайне узкой полосой. Уже говорили, что в каждом случае, выбирая принципиальную схему, конструктор пытается минимальными затратами решить задачу. В развитых странах известно, что при обилии в доле потребителей нелинейной нагрузки (более 15%), к которой относятся компьютерные системные блоки, возникает ряд ситуаций:

  1. Перегрев и разрушение нулевых проводников. В теории по закону Кирхгофа ток в последовательной одинаков, на практике иначе. Реактивные элементы запасают мощность, и в конкретный момент времени отдают её неравномерно. За счёт этого пики мощности в нулевых проводах превышают фазные в 1,5 и более раз. В результате страдает изоляция, жила способна сгореть. Читатели уже догадались, зачем требуются компьютерные сетевые фильтры, называемые в народе крысами.
  2. Даже зануление корпуса системного блока не всегда устраняет проблематику кусающегося компьютера. Порой человек не знает, что нельзя одновременно касаться железного помощника и заземлённых предметов. Возможно получить удар током. Сетевой фильтр блока питания устроен так, что гармоники направляет на корпус. Потому техника непременно включается в правильно оборудованную розетку. Нередко в домах система снабжения электричеством TN-C-S либо TN-C. В этом случае проход гармоник в сеть вызовет неприятный эффект (но уже не столь болезненный, как при отсутствующем занулении).
  3. Установлено, что импульсный блок питания вызывает уплощение вершин питающей синусоиды и для остальных потребителей. Если брать компьютерную технику, это приводит к ряду негативных эффектов.

Сетевые фильтры имеют кнопку выкл.-вкл.

  1. Во-первых, за счёт снижения амплитуды напряжения повышается выделение тепла в активных сопротивлениях. Это прямо вытекает из закона Джоуля-Ленца, утверждающего, что эффект зависит от квадрата тока. А ток, понятное дело, увеличивается при падении напряжения, импульсный блок питания следит, чтобы мощность (произведение тока на напряжение) оставалась прежней.
  2. Во-вторых, снижается устойчивость к провалам напряжения. Импульсный блок питания продолжает работать и после исчезновения фазы. Проще заметить на примере колонок, которые ещё полсекунды продолжают воспроизведение, будучи отключены от розетки. Эффект обусловлен запасённой во входных конденсаторах энергией, зависящей от амплитуды напряжения (уплощённые вершины пониже).

Известны прочие негативные последствия. К примеру, гармоники повышенной частоты отрицательно влияют на работы трансформаторов за счёт поверхностных токов и эффекта близости. Тесла установил, что электрические колебания частотой выше 700 Гц не приносят вреда человеку. Объяснение – ток высокой частоты течёт лишь по поверхности, нарушая передачу магнитного поля в трансформаторе. Эффект близости проявляется в возникновении наводок в проводке за счёт переизлучения энергии.

Все описанное требует использования сетевых и промежуточных фильтров. В электронике между каскадами включают как минимум разделительные конденсаторы для развязки по постоянному току. Для профессионалов сетевые фильтры считаются лишь примером в комплексе средств борьбы с гармониками. Из-за пологости амплитудно-частотных характеристик отдельные спектральные составляющие свободно проходят, хотя ослабляются.

Использование фильтра

К примеру, использование внешних сетевых фильтров для компьютеров (крыс) считается стандартом де-факто и призвано защитить не столько офисную технику, сколько провода и прочих потребителей. Аналогичное скажем про электрический инструмент, стиральные машины. Коллекторные двигатели сильно искрят, сетевые фильтры защищают собственно сеть от выхода туда лишних помех.

Конструкция фильтров

Рассказывали про бытовой инструмент, известно, что там нет, как правило, индуктивностей, а выше говорили, что фильтры строятся на основе резонансных контуров, где элементы обязаны присутствовать. Но ёмкость здесь выполняет роль барьера плюс компенсатора. Двигатель любого типа обнаруживает резко выраженное индуктивное сопротивление за счёт обмоток. В результате возникает уход части мощности в реактивную.

Важно знать, что конденсатор подобные негативные эффекты компенсирует. Одновременно становится частью фильтра, второй составляющей которого служит обмотка двигателя. В прочей технике присутствует в определённом виде резонансный контур. Если посмотреть на принципиальные схемы, легко заметить, что для правильной работы требуется правильное заземление: в импортной технике защищается и фазный, и нулевой проводник.

По возможности нужно использовать систему NT-S, которая в СССР не применялась. Тогда контур заземления не касается нулевого проводника. Так обеспечивается истинная защита питающей сети от эксцессов. Непонимание, нежелание решать задачу правильно приводит к негативным эффектам.

Конструкция сетевых фильтров

Сетевые фильтры стиральных машин единственные, где элемент вынесен в отдельный блок. Это требуется, чтобы подготовить напряжения для потребления электроникой, защитить внешних потребителей от результатов работы коллекторного двигателя. Присмотритесь: для холодильников аксессуары не продаются. Двигатель здесь асинхронный, не искрит и не вызывает неприятностей. Однако не запрещено купить внешний фильтр и подключать технику через него.

Для стиральных машин комплектующие выпускаются в герметичном корпусе, где указана минимально необходимая информация:

  • Наименование изделия, по коду легко пробить нужную запасную часть в магазине.
  • Принципиальная электрическая схема помогает найти аналог, что увеличивает ремонтопригодность техники, даёт понятие, куда и что подключается (особенно важно, когда находят не оригинальную деталь).

Сетевой фильтр доступен для самостоятельной сборки. Дали понятие, насколько сложно собрать элемент правильно, и насколько массивная информация учитывается в процессе конструирования.

Что такое сетевой фильтр? (с картинками)

`;

Промышленность

Факт проверен

Алан Рэнкин

Сетевой фильтр — это электронное устройство, входящее в состав многих приборов и машин, работающих от электричества. Его цель состоит в том, чтобы уменьшить, удалить или отклонить электромагнитные помехи (EMI) или радиочастотные помехи (RFI). Любое электрическое устройство может генерировать электромагнитное поле. Многие устройства могут улавливать эти поля, создавая помехи радиочастотам, используемым оборудованием связи. Сетевой фильтр устраняет эти помехи, позволяя передавать более чистый сигнал.

Устройства связи, такие как телевизоры, телефоны и радиоприемники, работают путем преобразования звуковой и визуальной информации в электронные сигналы. Затем эти сигналы передаются на принимающие устройства, которые преобразуют их обратно в понятные сообщения. В электронной форме эти сигналы являются частью более широкого поля энергии, известного как электромагнитный спектр. Все электронные устройства, включая линии электропередач, также излучают электромагнитные поля вследствие их нормального функционирования. Для отделения этих случайных электромагнитных сигналов необходимо использовать сетевой фильтр.

Когда появились первые бытовые коммуникационные и развлекательные устройства, в окружающей среде обычно было мало других электронных устройств.

В наше время в любом месте будет несколько электрических устройств, включая компьютеры, кухонную технику и электроинструменты, среди прочего. Любая из этих машин может создавать электромагнитные помехи. В большинстве стран действуют правила, ограничивающие уровень помех, которые может создавать промышленное устройство. При осмотре устройства часто обнаруживается уведомление с описанием применимых правил.

Даже устройство, которое не подключено напрямую к линии электропередач, например сотовый телефон, все равно подключено к внутренней батарее.

Между тем сигнал, который достигает телефона, часто передается по телефонным линиям до того, как достигнет передающей вышки. Любой из этих источников питания или линий будет генерировать электромагнитные поля, которые могут создавать помехи. Наиболее распространенный тип сетевого фильтра используется для предотвращения помех от собственных силовых разъемов устройства. Другой вид предотвращает помехи от внешних линий электропередач или других устройств, которые могут находиться поблизости.

Сетевой фильтр обычно представляет собой электронный компонент, называемый конденсатором. Конденсатор представляет собой встроенную в устройство пассивную электронную схему, состоящую из проводников, разделенных изолятором. Конденсатор сетевого фильтра предназначен для беспрепятственного прохождения полезного сигнала при распознавании мешающего сигнала и его подавлении. Он часто направляет этот мешающий сигнал на «землю» устройства, где он безвредно рассеивается. Когда сетевой фильтр не работает или отсутствует, помехи могут быть обнаружены как визуальные или слуховые статические помехи, которые, если они достаточно сильны, могут полностью нарушить сигнал связи.

Вам также может понравиться

Рекомендуется

КАК ПОКАЗАНО НА:

Зачем нужен сетевой фильтр и где его разместить? | SCHURTER

Входной модуль EMCInletMedicalPower

В настоящее время практически невозможно выполнить требования стандартов ЭМС. Компоненты Schurter EMC помогут вам в этом.

Мирослав Пискор

Специалист по SOS electronic

Другие статьи автора

 Шуртер предлагает широкий ассортимент компонентов ЭМС:

● Модули ввода питания с фильтром для токов от 0,5 до 20 А.
● Фильтры ЭМС (1-фазный, 3-фазный переменный и постоянный ток). Самый маленький, 1-фазный, 6A/250VAC FMLB-09 5500.2031 имеет размеры 50x45x28,6мм и весит 116г. Один из самых больших — трехфазный, 1100A/520VAC FMAC-0974-K152I, с размерами 590x230x200 мм и весом 47 кг.
● Дроссели с компенсацией тока (1-фазные и 3-фазные) для токов от 0,4 до 50 А.

Большинство модулей ввода питания оснащены системой блокировки V-Lock. Разъем питания оснащен штифтом, который сцепляется с прорезью в модуле ввода питания и, таким образом, надежно предотвращает непреднамеренное выдергивание шнура.

Дополнительную информацию обо всех компонентах ЭМС Schurter можно найти в обзорах PEM, фильтров и дросселей.

Зачем нужен сетевой фильтр?

В настоящее время в электронном оборудовании обычно используется импульсный источник питания и быстродействующая цифровая схема. Такие устройства генерируют высокочастотные напряжения и токи при нормальной работе. Без сетевого фильтра практически невозможно выполнить требования стандартов ЭМС.

Две основные функции сетевого фильтра:
● Предотвращение попадания высокочастотных сигналов внутри устройства во входную линию питания.
●  Предотвращение попадания в оборудование системы распределения высокочастотных сигналов (помех).

В настоящее время оборудование информационных технологий (ITE) должно соответствовать требованиям стандарта излучения EN55032 и стандарта устойчивости EN55035 .

EN55032 определяет пределы кондуктивных помех на сетевых клеммах в диапазоне частот от 150 кГц до 30 МГц и излучаемых помех в диапазоне от 30 МГц до 1 ГГц.

 Сетевые фильтры Schurter оптимизированы для частотного диапазона от 150 кГц до 30 МГц, где они обеспечивают наилучшее затухание, но в то же время они также имеют затухание около 20 дБ на частоте 400 МГц, что помогает уменьшить излучение от антенны, создаваемое шнуром питания.

Нормы кондуктивного излучения предназначены для контроля излучения от общественной системы распределения электроэнергии переменного тока, возникающего в результате токов высокой частоты, возвращающихся в линию электропередач. Обычно эти токи слишком малы, чтобы создавать помехи другим устройствам, подключенным к той же линии электропередачи, однако они достаточно велики, чтобы вызвать излучение линии электропередачи и, возможно, стать источником помех, например, для AM-радио.

(Например, EN 55032 требует кондуктивных помех от устройств класса A ≤ 60 дБмкВ = 1 мВ в диапазоне частот от 500 кГц до 30 МГц.)

Сетевой фильтр также эффективно ослабляет непрерывные радиопомехи во время испытаний в соответствии с EN 55035 §4.2. 2.3, где РЧ-сигнал 3 В RMS в диапазоне от 150 кГц до 10 МГц, от 3 до 1 В в диапазоне от 10 МГц до 30 МГц и 1 В в диапазоне от 30 МГц до 80 МГц подается в линию электропередачи.

В сочетании с защитой от перенапряжения фильтр также помогает пройти испытания в соответствии с EN 55035 §4. 2.4 – электрические быстрые переходные процессы и EN 55035 §4.2.5 – скачки напряжения.

Где разместить сетевой фильтр?

Эффективность фильтра в равной степени, если не больше, зависит от того, как и где он установлен, и от того, как провода проложены к фильтру, чем от электрической конструкции фильтра. На рисунке ниже показаны три распространенные проблемы , связанные с установкой сетевого фильтра, которые значительно снижают его эффективность.

1. Фильтр не монтируется вплотную к месту входа силовой линии в корпус. Открытая линия электропередачи (антенна) может улавливать шум от электрических и магнитных полей внутри корпуса.
2. Провод заземления фильтра к корпусу имеет большую индуктивность, что снижает эффективность Y-конденсаторов в фильтре. Производитель собирает Y-конденсаторы так, чтобы соединение с крышкой имело минимальную индуктивность.

3. Емкостная связь возникает между шумной проводкой от источника питания к фильтру и линией питания переменного тока.

На следующем рисунке показан правильно установленный сетевой фильтр.

Фильтр монтируется там, где линия питания переменного тока входит в корпус, чтобы предотвратить наложение электромагнитного поля на фильтруемую линию питания. Металлический корпус теперь также блокирует любую емкостную связь между входным кабелем фильтра и линией питания с фильтром.

Фильтр монтируется таким образом, что металлический корпус фильтра непосредственно соприкасается с корпусом устройства, что устраняет любую дополнительную индуктивность последовательно с внутренними Y-конденсаторами. Любой провод между корпусом фильтра и корпусом снижает эффективность фильтра из-за его индуктивности.

Провода между фильтром и источником питания должны быть проложены близко к корпусу, чтобы свести к минимуму любые наводки. Не прокладывайте входные провода фильтра близко к выходным проводам питания постоянного тока, так как это максимизирует паразитную емкостную связь. Входные провода также должны находиться вдали от любых сигнальных кабелей (особенно цифровых кабелей) и не должны прокладываться над цифровой логической печатной платой или рядом с ней.

Дополнительным усовершенствованием схемы, показанной выше, является установка блока питания рядом с сетевым фильтром.

Вышеприведенный факт указывает на преимущества сетевого фильтра, имеющего встроенный разъем для шнура питания переменного тока.

В этой конфигурации фильтр должен быть установлен там, где шнур питания входит в корпус и где металлический фланец фильтра прикручен к корпусу винтами или заклепками (на неокрашенной проводящей поверхности), чтобы Y-конденсаторы были должным образом заземлены.

Для получения дополнительной информации о продуктах Schurter, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу [email protected]

Не пропустите эти статьи

Вам нравятся наши статьи? Не пропустите ни одного из них! Вам не нужно ни о чем беспокоиться, мы организуем доставку к вам.

Статья обновлена ​​01.08.2022. Оригинал статьи был впервые опубликован 08.01.2019.
При размещении статьи на своем сайте указывайте ее источник: https://www.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *