Сетевые фильтры

на страницах сайта

www.electrosad.ru

Сетевой фильтр предназначен для защиты цепей электропитания компьютеров, периферии и другой электронной аппаратуры от:
импульсных перенапряжений и выбросов тока, возникающих в результате коммутации и работы промышленного оборудования высокочастотных помех, распространяющихся по сетям электропитания импульсных перенапряжений, возникающих в результате грозовых разрядов.

 
 

Некоторые особенности сетей

Все продающиеся в магазинах фильтры выполненные по Европейскому стандарту и стандартам США и Канады предназначены для работы в симметричных трехпроводных линиях. Эта линия (розетка) имеет два фазных провода (например фазы А и В) и провод заземления.

Вы наверное обратили внимание на более толстые штыри на вилках выполненных по Евростандарту. Причина в том, что они сделаны для работы при более низком напряжении, а это значит при большем токе (при той же мощности).

По их стандарту принято включение "ТРЕУГОЛЬНИК" на стороне потребителя, которое показано на рис. 1.

Рисунок 1.

Потребители подключаются к такому источнику по трем симметричным двухпроводным линиям, подобным двухпроводным линиям для передачи сигнала. Это линии A-B, B-C, C-A. Нулевой провод используется только для "заземления". Практически по каждой фазе течет ток для двух потребителей. В такой схеме по фазовым проводам A, B, C течет потребляемый нагрузкой ток, а нулевой провод не предназначен для передачи мощности, по нему только стекают заряды, фильтруемые токи помех. Напряжение в такой сети может быть 120 или 230 вольт. Эти 230 вольт Вы и видите на шильдике своего устройства, а на поставляемых в Россию иногда пишут 220-250 вольт или просто 220 вольт. Что недалеко от истины, тем более они аттестуются в России.

 

Рисунок 2. Упрощенная схема симметричного фильтра.

 

Вот для применения в таких электросетях и предназначены продаваемые Фильтры.

А что в нашей особенной России?

Во времена промышленной революции в России дальновидные энергетики решили повысить мощность передаваемую по сетям, не меняя сами сети. Считалось это особенно важно для России, где на ее просторах применялись длинные линии питания потребителей. Поступили просто, выбрали схему включения на источнике электоэнергии (трансформатор, генератор) схему "ЗВЕЗДА" (Рис. 3). Это позволило при питании по трем линиям фаза - ноль (A-0, B-0, C-0) использовать напряжение 220 вольт (3х220 вольт) (передаваемые к потребителю по несимметричным линиям), а для 3х фазных потребителей по фазам A, B, C 3х380  вольт (симметричная схема), при тех же токах, но больших мощностях. Передача мощности по сетям от распределительного устройства к конечным потребителям осуществляется на напряжении 380 вольт, что дает возможность при том же сечении провода передавать по сетям большую мощность по сравнению с европейским стандартом.

Принимая такое решение не думали что пройдет время и возникнут проблемы. Они подробно описаны в статье О.Григорьева "Компьютер в нагрузку" , Компьютера №472 http://www.computerra/ru/offline/2002/22266 для наших трехфазных питающих сетей.

 

Рисунок 3.

 

Эта схема не симметричная, здесь для питания потребителя используется любая фаза и нулевой провод.

Рисунок 4. Упрощенная схема несимметричного фильтра при "идеальном" нуле.

 

С этой несимметричной линией добавляется проблем.

Вроде один из проводов "0" сети, и на нем должны отсутствовать помехи, наводки.

Но по нему течет ток к потребителю и могут поступать и наводиться помехи как и в симметричных линиях, выполненных по евро стандарту. А вот отдельного заземляющего провода нет. И главный недостаток реального "нуля", описанный в статье "Компьютер в нагрузку". Это появление на нулевом проводе помех вызванных характером нагрузки и равномерностью загрузки фаз. Эту помеху средствами фильтра подавить невозможно.

Получается, и в наших сетях с реальным "нулем" возможно распространение помех по обоим проводам, поэтому необходимо использовать стандартный сетевой фильтр, Но заземления в нашей сети не предусмотрено. Поэтому необходимо применят специально спроектированное и построенное заземление, подключаемое к заземляющим контактам фильтра. Нулевой провод нашей трехфазной сети можно использовать только в целях техники безопасности, как раньше это называли - для защитного зануления оборудования.

Схемы существующих фильтров

Для примера, ниже приведены схемы и характеристики двух выпускаемых сейчас фильтров. Наиболее простого Pilot L, где нет катушек индуктивности, а в их качестве работает индуктивность линии. И более сложного APC E25-GR. Сейчас существуют даже модели с микропроцессорным контролем.

 

Pilot L

Рисунок 5.

 

Технические характеристики. Значение
Номинальное напряжение/частота 220 В/50-60 Гц
Суммарная мощность нагрузки 2,2 кВт
Номинальный ток нагрузки 10А
Ослабление импульсных помех Импульсы 4 кВ, 5/50 нс не менее 10 раз
Импульсы 4 кВ, 1/50 мкс не менее 4 раз
Ток помехи, выдерживаемый ограничителем не менее 2.5 кА
Макс. поглощаемая энергия 80 Дж
Уровень ограничения напряжения при токе помехи 100 А.....700 В
Ослабление высокочастотных помех 0,1 МГц 5 дБ
1 МГц 10 дБ
10 МГц 30 дБ
Потребляемая мощность(не более) 2 ВА


 

APC E25-GR

Рисунок 6.


В качестве сердечника у катушек вместо воздуха используется ферритовый стержень, у каждой катушки свой. Оси катушек расположены под углом 90 градусов.
Имеется детектор защитного заземления и газовый разрядник.
 

Технические характеристики. Значение
Номинальное напряжение/частота 220-240V ,50-60 Гц
Суммарная мощность нагрузки 2,2 кВт
Номинальный ток нагрузки 10А
Пропускаемое напряжение (режим “фаза – ноль” при напряжении 6 кВ –  категория А, тест кольцевой волны) <15%
Ток помехи, выдерживаемый ограничителем не менее 40кА
Макс. поглощаемая энергия ( один 10х 100мкс импульс) 1400Дж
Уровень ограничения напряжения при токе помехи 100 А.....600 В
Фильтрация радиочастотных и электромагнитных помех
(режим “фаза – ноль”, 100 кГц-10 МГц)
20-70 дБ
Потребляемая мощность(не более) 6 ВА

 

Сетевой фильтр Defender SMART 100

Позиционируется как - фильтр для защиты дорогой бытовой техники.

Сетевой фильтр Defender SMART 100 относится к устройствам высшего класса. Фильтр снабжен устройством автоматического определения режима потребления энергии, основанным на микропроцессорном контроле. При завершении работы устройство автоматически прекращает подачу питания к подключенной аппаратуре. Четыре розетки фильтра всегда включены и обеспечивают постоянное электропитание.

Фильтр включается с помощью любого пульта дистанционного управления, находящегося у вас дома или в офисе. Модель имеет дисплей, отображающий значение подключенной токовой нагрузки и снабжен индикаторами состояния питания и защиты.

Не рекомендуется подключать электронагревательные приборы.

Фильтр обеспечивает:

  • 4 постоянно включенные евророзетки с заземлением
  • 4 евророзетки с заземлением и функцией сбережения электроэнергии
  • Индикаторы состояния питания и защиты
  • Сбрасываемый предохранитель
  • Технология безопасного отключения
  • Защита кабельной линии

 

Технические характеристики. Значение
Номинальное напряжение/частота: 220-250 В / 50-60 Гц
Максимальный ток нагрузки: 16 А
Максимальная суммарная мощность нагрузки: 3680 Вт
Максимальная рассеиваемая энергия: 3672 Дж
Защищаемые цепи: L-N, L-G, G-N
Уровень ограничения напряжения: 800В
Максимальный импульсный ток помехи: 144000 А
Максимальное импульсное напряжение помехи: 6 кВ
Фильтр ВЧ помех: Частота - 150 кГц – 100 МГц, Ослабление - До 75 дБ
Защита кабельной линии: Элемент защиты - Газовый разрядник
Напряжение пробоя - < 75 В
Вносимые потери - < 0,1 дБ
Количество линий - 2 пары (антенный тип)


В виде заключения

Современные сетевые фильтры работоспособны и в наших сетях. Что касается соответствия их рабочих характеристик, то они могут отличаться от декларируемых производителем.

Если делать по уму, то для наших сетей необходимо учитывать их специфику и делать специальные фильтры.

Сложно втиснуть качественный фильтр в удлинитель. Но такие конструкции существуют.

Поскольку у нас в квартирах сейчас много различной электронной аппаратуры то напрашивается решение - поставить на розеточную сеть квартиры общий фильтр, в конструктиве соответствующем электротехнической промышленности именно для несимметричных сетей. Но в дальнейшем, все равно каждого потребителя желательно защищать своим фильтром, конечно более простым. Тем более что современные потребители сами являются источниками помех для других устройств.

Если будет время и просьбы в следующей статье попробую привести схему и сделать упрощенный расчет такого фильтра.

А. Сорокин
март 2009 года.

Яндекс.Метрика

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через
гостевую книгу или
почтой.

Copyright © Sorokin A.D.

2002-2012