Hvordan nettverksfiltre er ordnet og fungerer

Nettverksforstyrrelse når de oppstår. Nettverk filter enhet, formålet med elementene. Funksjoner ved nettverksfiltre.

Spørsmålsteori

Vekselstrøm i et husholdningsnettverk er sinusformet. Dette betyr at endringer i spenning, og følgelig i strøm, skjer langs en sinusoid, det vil si langs en jevn bue som svinger symmetrisk rundt tidsaksen. I løpet av ett sekund endrer spenningen i uttaket verdien fra +310 til -310 volt femti ganger. Så i teorien fungerer et vekselstrømnettverk på 220 volt og 50 hertz.

Hvis vi ser på spenningsbølgeformen i stikkontakten, vil vi imidlertid se at den er langt fra ideell. Hva er det en bihule !? Kontinuerlige topper, impulser, formforvrengninger, amplitudeendringer, kast og hopp - dette er hva vi vil se. Alt dette ødelegger bildet veldig og er i stand til å deaktivere husholdningsapparater. Det siste gjelder først og fremst musikksentre, TV-apparater, strømforsyninger for radiotelefoner og andre enheter.

Det er mange årsaker til forvrengning av sinus i netspenningen. Disse inkluderer å slå av og på kraftige elektriske mottakere, atmosfæriske overspenninger, kortslutninger på høysiden av en transformatorstasjon, samt forskjellige komplekse transienter.

Fra et kurs i matematikk er det kjent at enhver kompleks funksjon kan være representert i form av en konvergerende trigonometrisk Fourier-serie. Dette betyr at vår forvrengte sinusoid rett og slett er summen av andre, veldig forskjellige sinusmidler, som hver har sin egen frekvens og amplitude. Og for oss, for sikker og pålitelig bruk av husholdningsapparater, trenger vi bare å forlate en sinusoid - med en amplitude på 310 volt og en frekvens på 50 hertz. Alle andre bihuler eller, som det er vanlig å si, harmonikker vi trenger for å undertrykke, utlade og ikke overføre til strømmottakeren.

I tillegg er det også en spesiell type aperiodisk interferens som ikke kan forutses eller beskrives ved bruk av matematiske funksjoner. Dette er impulsstøt - veldig kortsiktig, men betydelig økning. De kan oppstå absolutt når som helst, og kommer selvfølgelig ikke til nytte for husholdningsapparater. Derfor må impulsstøy også undertrykkes.

For å løse disse to problemene og brukes overspenningsvern. De beskytter utstyr mot høyfrekvent, lav frekvens og impulsstøy i nettverket. Men hvordan fungerer de?

Overspenningsvern

Hvis motstanden til motstandene ikke er avhengig av typen strøm som passerer gjennom dem, er reaktansen for slike kretselementer som kapasitans og induktans direkte avhengig av frekvensen av strømmen. For eksempel øker en induktors motstand kraftig for høyfrekvente strømmer.

Denne induktansegenskapen brukes bare i overspenningsvern for å dempe høyfrekvente støy - sinusbølger med små perioder. Det er nok å plassere to spoler i serie med belastningen - i nøytral og i faseleder. Induktansen til hver kan være omtrent 60-200 μH.

Lavfrekvensinterferens kan undertrykkes av induktorenes aktive motstand, eller av individuelle motstander, som også er ordnet i serie med belastningen. Motstanden til slike motstander skal ikke være stor, ellers vil de ha et betydelig spenningsfall. Derfor må motstander for å undertrykke lavfrekvent interferens ha en maksimal motstand på 1 ohm.

Imidlertid er filtrene som har kodenavnet LC mest effektive mot nettverksforstyrrelser. De er ikke begrenset til inductors, og inkluderer en kondensator med en kapasitet på 0,22 - 1,0 μF, koblet parallelt med lasten.Kondensatorens nominelle spenning må velges med minst to marginer i forhold til nettspenningen for å ta hensyn til forskjellene i denne spenningen.

Effekten av LC-filtre er direkte relatert til to koblingslover: en spole L undertrykker plutselige endringer i strøm, og en kondensator C demper høyfrekvente spenningssvingninger.

Men vi har fremdeles pulset kortsiktig interferens. De kan håndteres ved hjelp av et spesielt halvlederelement som har en ikke-lineær strømspenningskarakteristikk - en varistor. Ved lav spenning oppfører varistor seg som en motstand med veldig høy motstand og passerer praktisk talt ikke strøm. Men hvis spenningen stiger til det nominelle nivået for varistoren, reduseres motstanden kraftig - den fører en strømpuls gjennom seg selv.

Så hvis varistoren er inkludert i en parallell belastning, vil den "overta" høyspenningsimpulser, og shunting belastningen i løpet av eksponeringen. Den nominelle spenningen til varistoren skal være omtrent 470 volt.

dermed Linjefilteret for mer eller mindre vellykket drift skal inneholde: to 60-200 μH induktorer koblet i serie med den beskyttede belastningen, samt en 470 volt varistor og 0,22 - 1,0 μF kondensator koblet parallelt. Om nødvendig kan motstander inkluderes i kretsen for å undertrykke lavfrekvensinterferens med maksimalt 1 Ohm. Avhengig av lastekraften må strømstyringens gjeldende rangering velges.

praksis

De aller fleste billige nettverksfiltre som vi kjenner i hverdagen, er faktisk ikke nettverksfiltre. De inneholder bare en varistor og en bimatall kontakt for maksimal strømbeskyttelse.

Men slike filtre blir lett raffinert hvis arm med loddejern og samle alle nødvendige listede gjenstander for å sette sammen LC-kretsen.

Kraften til de fleste overspenningsvern er liten. Dette skyldes det faktum at induktorer og andre filterelementer for tung belastning vil være for klumpete og dyre. For strømmottakere med høy effekt generelt kan bare filtre som er halvlederomformere brukes. Og prisen på slike filtre vil være mye høyere, så vel som kompleksiteten til enheten deres.

Heldigvis trenger ikke kraftige elektriske husholdningsapparater beskyttes mot nettverksforstyrrelser. Og komfyren, og strykejernet, og kjelen bryr seg absolutt ikke om kvaliteten på strømmen de får. Derfor trenger de ikke overspenningsvern.

Og datamaskiner, TV-apparater og musikksentre bruker veldig lite energi, og et eget linjefilter med en nominell strøm på bare noen få ampere er nok til å beskytte dem.

Alexander Molokov

Comments

[#1]

60-200 μg - hvor mange svinger og hvilken diameter er svingen?

[#2]

Faktisk er moderne typer elektronisk utstyr som TV og datamaskin allerede utstyrt med sin egen beskyttelse. Dette er et innebygd linjefilter (LC) og en forsyningsspenning på 100-260 V. (Autospenning etter min mening), osv. Er de generelt designet for ustabil elektrisk kraft av dårlig kvalitet, eller tar jeg feil? Og er det fornuftig å bruke tilleggsfiltre?

Eugene,
Du kan bruke ferdige fra gamle brett, for eksempel fra en TV. De sier direkte hvor mange ICG.

[#3 s]

hmm, hvorfor fra -310 til 310 volt?

[#4]

Fordi 220 volt er den effektive spenningsverdien. Maksimumet, det vil si amplituden er omtrent 310 volt.

[#5]

Jeg vil være spesielt oppmerksom på at det finnes nettverksfiltre der varistorer er koblet ikke bare mellom fase og null, men også mellom fase og jord og null og jord! Derfor kan ikke alle overspenningsvern beskyttes uten jording i stikkontakten! Når spenningen stiger over 231 volt, "vandrer" varistoren vanligvis mellom fase og null, og over 250-300 volt, skjer tilbakestillingen til jordlederen. Hvis det ikke er noen jording, vil strømmen gå langs banen med minst motstand, dvs. gjennom husholdningsapparater til stedet for "sammenbrudd".

På bildet i artikkelen ser vi den fantastiske APC SurgeArrest® Home / Office PH6T3 overspenningsvern, det er strengt forbudt å bruke den uten jording.

Når jeg koblet et slikt filter uten jording, la jeg merke til at jordingsindikatoren lyser grønt, og viser full brukbarhet! Etter å ha slått av datamaskinen, ble lyset svakt; etter å ha slått av telefonen, slukket det.

Av samme grunn anbefaler jeg sterkt ikke å installere stikkontakter med en jordingskontakt i en leilighet uten jording! Bruk vanlige skjøteledninger med en av / på-knapp, med en jordingskontakt, og prøv å koble utstyr som er koblet av datakabler til en slik skjøteledning.

Dette er nødvendig for å utjevne potensialene mellom enhetene. (Eksempel 1: systemenhet, skjerm, skriver, høyttalere. Eksempel 2: TV, DVD-spiller.)

UZO, Difavtomat, spenningsreléer og sikringer fra slike NETTVERKFILTER vil ikke lagre, utstyret ditt, de vil bare spare fra en brann gjennom feilen til selgere som ikke forteller deg full informasjon og gjennom feilen til produsenter som ikke skriver om behovet for jording for deres "mirakelapparat" .

Det er ikke lett å gjenkjenne slike linjefiltre: Hvis du ikke har lest brukerhåndboken, er det klart om jording er nødvendig eller antas, gå til en visuell inspeksjon. Vanligvis har slike overspenningsvern en Protect-lyspære eller et bakkesymbol, pluss at disse filtrene koster mer enn $ 20.

Hvis du har alle stikkontaktene jordet, men slått ut en RCD eller en differensialmaskin, må du ta hensyn til linjefiltrene. Overspenningsvern er absolutt en nyttig ting, men ikke alle filtre kan slås på sekvensielt (det ene til det andre), og poenget her er ikke den totale belastningen, men resonansfenomener og økte strømmer på bakken!

Hvis du ikke har en jordforbindelse og allerede har kjøpt en overspenningsvern med variostatisk beskyttelse til bakken (og det har gått 14 dager siden kjøpsdatoen), ikke prøv å returnere dette filteret til butikken. Ikke prøv å oppgradere kretsen ved å kutte av jordledningen, sett av et slikt filter “til bedre tider”.

(Du kan selvfølgelig klippe all faen ut av den og sette den sammen, direkte, men det er synd.)

[#6]

1. Egentlig, merkelig nok, er det også lagt ut enkeltpulser i Fourier-serien. For eksempel er en lynimpuls en jevn strøm, men under dekomponering er det tydelig at dette er høyfrekvente svingninger. Faktisk strekker den elektromagnetiske pulsen fra en slik likestrøm seg til kilometer fra stedet for et lynnedslag og brenner fjernsynsforsterkere i luften, og 10 m av en vanlig ledning (som tullens induktans) representerer betydelig motstand mot lynstrømmen.
2. For en bedre forståelse av problemet, må det sies at overspenningsspenninger kan gå langs både fase- og nøytrale ledere, derfor er det, i henhold til reglene, ment å sette beskyttelse (begrensere) på begge ledningene. Dette sees tydeligst når beskyttelse påføres hele leiligheten ved hjelp av jording (ikke jording!), Forklares godt i IEK-katalogen. Det må være skikkelig grunnstøting (hvis det ikke er noen TN-S, tar jeg det fra armeringen av armert betongbygning)!
3. Det kan nevnes at det er en klassifisering av filtre (overspenningsdempere) etter interferenskraft og spenning, de endelige bærbare filtrene er de svakeste, men de begrenser interferensen til minste spenning.
4.For en seriekobling av filtre, er sannsynligvis bedre knockout av RCD-er forklart ikke med resonans, men av en økning i lekkasje til bakken gjennom filterkondensatorene - jo flere filter det er, desto flere lekkasjer er det.
5. For øvrig, ved inngangen til en kraftig vaskemaskin er det også et eget filter fra kondensatorer for å beskytte sin egen elektronikk. Jeg tror at moderne kokeplater og ovner med elektronikk har sine egne filtre. Kanskje har noen kompetente tekanner og strykejern allerede noen. Så slapp ikke av, du må sammenligne kostnadene for hvitevarer og beskyttelse mot forstyrrelser.

[#7 Dmitry]

Mitt nettverksfilter utfører funksjonen til en automat. Kona liker å slå på TV, tørketrommel, varmeapparat, strykejern og et par kraftige forbrukere samtidig :-)

[#8 Alexander]

Ja, det er umulig å gjøre uten jording - det er farlig ikke bare for teknologi, men også for livet ...

[#9]

Angående kraftige enkeltpulser:
De vises ikke bare fra lyn, men også fra bytte og kraftig utstyr, og ikke veldig kraftig. Enkelte nano- og pikosekundpulser er nesten umulige å oppdage, med mindre med hell, med et lagringsoscilloskop.
Beskyttelse mot dem er komplisert og dyrt - høyspentkondensatorer med liten kapasitans og toroidinduktanser på ferritt med lav permeabilitet med en veldig sjelden vikling - for å redusere kapasitansen mellom svingene. Alt dette er i en spesiell snittkonstruksjon, med en sølvfarget innerflate.
Det fungerer virkelig og beskytter datateknologien mot frysing.
PS! Den enkleste måten å tette strømnettet og irritere naboene på, er å bruke dimmere :)

[#10]

Mye nytt fra delen elektroteknikk, dvs. kunnskap.

[#11 Maxim]

Andrew,
Kan du anbefale en overspenningsvern som kan brukes i en stikkontakt uten jording?

[#12 kapcheny]

Jeg har 3 kontakter i filteret: 1 direkte tilkobling, 2 batteribeskyttelse så de sluttet å virke, hva er problemet?

[#13 Igor]

Tilsynelatende har du ikke et filter, men et uavbrutt filter. Og i batterier som ikke kan avbrytes, svikter batteriene over tid, mest sannsynlig er dette grunnen til svikt i batteribeskyttelse, men det kan bare være et sammenbrudd (usannsynlig).