Hvordan netværksfiltre er arrangeret og fungerer

Netværksinterferens, når de opstår. Netværksfilterenhed, formålet med dets elementer. Funktioner i netværksfiltre.

Spørgsmålsteori

Vekselstrøm i et husholdningsnetværk er sinusformet. Dette betyder, at ændringer i spænding og følgelig i strøm forekommer langs en sinusform, dvs. langs en glat bue, der svinger symmetrisk omkring tidsaksen. På et sekund ændrer spændingen i stikkontakten sin værdi fra +310 til -310 volt halvtreds gange. Så i teorien fungerer et vekselstrømsnetværk på 220 volt 50 hertz.

Hvis vi imidlertid ser på spændingsbølgeformen i vores stikkontakt, vil vi se, at den langt fra er ideel. Hvad er der en sinusoid !? Kontinuerlige toppe, impulser, formforvrængninger, amplitudeændringer, kast og spring - det er, hvad vi vil se. Alt dette ødelægger billedet meget og er i stand til at deaktivere husholdningsapparater. Sidstnævnte vedrører først og fremmest musikcentre, fjernsyn, strømforsyning til radiotelefoner og andre enheder.

Der er mange grunde til forvrængning af sinus i netspændingen. Disse inkluderer at tænde og slukke for kraftige elektriske modtagere, atmosfæriske overspændinger, kortslutninger på den høje side af en transformerstation samt forskellige komplekse transienter.

Fra et kursus i matematik er det kendt, at enhver kompleks funktion kan repræsenteres i form af en konvergerende trigonometrisk Fourier-serie. Dette betyder, at vores forvrængede sinusbølge simpelthen er summen af ​​andre meget forskellige sinusbølger, som hver har sin egen frekvens og amplitude. Og for os for sikker og pålidelig drift af vores husholdningsapparater skal vi kun efterlade en sinusoid - med en amplitude på 310 volt og en frekvens på 50 hertz. Alle andre sinusoider eller som det er sædvanligt at sige, harmonikker, vi har brug for at undertrykke, aflade og ikke videregive til strømmodtageren.

Derudover er der også en speciel type aperiodisk interferens, som ikke kan forudsiges eller beskrives ved hjælp af matematiske funktioner. Dette er impulsstød - meget kortvarig, men betydelig stigning. De kan forekomme absolut på ethvert tidspunkt og er naturligvis heller ikke husholdningsapparater til gavn. Derfor skal impulsstøj også undertrykkes.

For at løse disse to problemer og bruges overspændingsbeskyttere. De beskytter udstyr mod højfrekvens-, lavfrekvens- og impulsstøj i netværket. Men hvordan fungerer de?

Overspændingsbeskytter

Hvis modstanden af ​​modstanderne ikke afhænger af typen af ​​strøm, der passerer gennem dem, er reaktansen for sådanne kredsløbselementer som kapacitans og induktans direkte afhængig af strømens frekvens. F.eks. Stiger en induktors modstand kraftigt for højfrekvensstrømme.

Denne induktansegenskab bruges netop i overspændingsbeskyttere til at undertrykke højfrekvent støj - sinusbølger med små perioder. Det er nok at placere to spoler i serie med belastningen - i den neutrale og i faselederen. Induktansen af ​​hver kan være ca. 60-200 μH.

Lavfrekvent interferens kan undertrykkes af induktorernes aktive modstand eller af individuelle modstande, som også er arrangeret i serie med belastningen. Modstanden for sådanne modstande bør ikke være stor, ellers vil de have et betydeligt spændingsfald. Derfor skal modstande til at undertrykke interferens med lav frekvens have en maksimal modstand på 1 ohm.

De filtre, der bærer kodenavnet LC, er dog mest effektive mod netværksinterferens. De er ikke begrænset til induktionsspolerog inkluderer en kondensator med en kapacitet på 0,22 - 1,0 μF, forbundet parallelt med belastningen.Kondensatorens nominelle spænding skal vælges med mindst to margener i forhold til netspændingen for at tage hensyn til forskellene i denne spænding.

Effekten af ​​LC-filtre er direkte relateret til to skiftelove: en spole L undertrykker pludselige ændringer i strømmen, og en kondensator C dæmper højfrekvensspændingssvingninger.

Men vi har stadig pulseret kortvarig interferens. De kan håndteres ved hjælp af et specielt halvlederelement med en ikke-lineær strømspændingskarakteristik - en varistor. Ved lav spænding opfører varistor sig som en modstand med meget høj modstand og passerer praktisk talt ikke strøm. Men hvis spændingen stiger til det nominelle niveau for varistoren, falder dens modstand kraftigt - den fører en strømpuls gennem sig selv.

Således, hvis varistoren er inkluderet i den parallelle belastning, vil den "overtage" højspændingsimpulser, hvorved lasten skiftes i varigheden af ​​deres eksponering. Varistorns nominelle spænding skal være omkring 470 volt.

således liniefilteret til mere eller mindre vellykket drift skal indeholde: to induktorer 60-200 μH, der er seriekoblet til den beskyttede belastning, samt en 470 volt varistor og en 0,22 - 1,0 μF kondensator, der er forbundet parallelt. Om nødvendigt kan modstande inkluderes i kredsløbet for at undertrykke lavfrekvensinterferens med maksimalt 1 Ohm. Afhængig af belastningen skal den aktuelle kredsløbskreds vælges.

praksis

Langt de fleste billige netværksfiltre, som vi kender i hverdagen, er faktisk ikke netværksfiltre. De indeholder kun en varistor og en bimatallisk kontakt for maksimal strømbeskyttelse.

Men sådanne filtre raffineres let, hvis arm med loddejern og saml alle de nødvendige listede genstande til at samle LC-kredsløbet.

Kraften hos de fleste overspændingsbeskyttere er lav. Dette skyldes det faktum, at induktorer og andre filterelementer til en stor belastning vil være for klodsede og dyre. Ofte kan der kun bruges filtre, der er halvlederomformere, til strømmodtagere med høj effekt generelt. Og prisen på sådanne filtre vil være meget højere såvel som deres enheds kompleksitet.

Heldigvis behøver elektriske husholdningsapparater ikke at være beskyttet mod interferens i netværket. Og komfuret og jernet og kedlen er ligeglad med kvaliteten af ​​den elektricitet, de modtager. Derfor har de ikke brug for overspændingsbeskyttere.

Og computere, fjernsyn og musikcentre bruger meget lidt energi, og et separat linjefilter med en nominel strøm på bare et par ampere er nok til at beskytte dem.

Alexander Molokov

Comments

[#1]

60-200 μg - hvor mange vendinger, og hvilken diameter er drejen?

[#2]

Faktisk er moderne typer elektronisk udstyr såsom tv og computer allerede udstyret med deres egen beskyttelse. Dette indbyggede linjefilter (LC) og en forsyningsspænding på 100-260 V. (Autospænding efter min mening) osv. Generelt er de designet til ustabil elektrisk strøm af dårlig kvalitet, eller har jeg forkert? Og giver det mening at bruge yderligere filtre?

Eugene,
Du kan bruge færdige fra gamle tavler, for eksempel fra et tv. De siger direkte, hvor mange ICG.

[#3 s]

hmm, hvorfor fra -310 til 310 volt?

[#4]

Fordi 220 volt er den effektive spændingsværdi. Det maksimale, dvs. amplituden er ca. 310 volt.

[#5]

Jeg vil være særlig opmærksom på det faktum, at der er netværksfiltre, hvor varistorer ikke kun er forbundet mellem fase og nul, men også mellem fase og jord og nul og jord! Derfor kan ikke alle overspændingsbeskyttere bruges uden jordforbindelse i stikkontakten! Når spændingen stiger over 231 volt, "skifter" varistoren normalt mellem fase og nul, og over 250-300 volt, sker nulstillingen til jordlederen. Hvis der ikke er jordforbindelse, vil strømmen gå langs med mindst modstand, dvs. gennem husholdningsapparater til stedet for "sammenbrud".

På billedet i artiklen ser vi den storslåede APC SurgeArrest® Home / Office PH6T3 overspændingsbeskytter, det er strengt forbudt at bruge det uden jordforbindelse.

Når jeg tilslutter et sådant filter uden jordforbindelse, bemærkede jeg, at jordingsindikatoren lyser i grønt og viser fuld brugbarhed! Efter at have slukket computeren blev lyset svagt; efter at have slukket telefonen, slukede det.

Af samme grund anbefaler jeg kraftigt ikke at installere stikkontakter med en jordforbindelse i en lejlighed uden jordforbindelse! Brug almindelige forlængerledninger med en sluk-knap, med en jordforbindelse, og prøv at tilslutte udstyr, der er forbundet med datakabler til en sådan forlængerledning.

Dette er nødvendigt for at udligne potentialerne mellem enheder. (Eksempel 1: systemenhed, skærm, printer, højttalere. Eksempel 2: TV, DVD-afspiller.)

UZO, Difavtomat, spændingsrelæer og sikringer fra sådanne NETVÆRKSFILTER sparer ikke, dit udstyr, de sparer kun fra en brand gennem fejlen hos sælgere, der ikke fortæller dig fuld information og gennem fejlen fra producenter, der ikke skriver om behovet for jordforbindelse for deres "mirakelapparat" .

Det er ikke nemt at genkende sådanne linjefiltre: Hvis det efter at have læst brugermanualen ikke er klart, om jordforbindelse er påkrævet eller antages, skal du gå til en visuel inspektion. Sådanne overspændingsbeskyttere har typisk en Protect-pære eller et jordsymbol, plus disse filtre koster mere end $ 20.

Hvis du har alle stikkontakter jordede, men har slået en RCD eller en differentiel maskine ud, skal du være opmærksom på dine liniefiltre. Overspændingsbeskyttere er bestemt en nyttig ting, men ikke alle filtre kan tændes sekventielt (den ene til den anden), og pointen her er ikke den samlede belastning, men resonansfænomener og øgede strømme på jorden!

Hvis du ikke har en jordforbindelse, og du allerede har købt en overspændingsbeskytter med variostatisk beskyttelse til jorden (og der er gået 14 dage siden købsdatoen), skal du ikke prøve at returnere dette filter til butikken. Forsøg ikke at opgradere kredsløbet ved at afskære jordledningen, tag et sådant filter af ”indtil bedre tider”.

(Du kan selvfølgelig klippe al den fuck ud af den og sætte den sammen direkte, men det er synd.)

[#6]

1. Faktisk, mærkeligt nok, er enkeltimpulser også lagt ud i Fourier-serien. For eksempel er en lynimpuls en jævn strøm, men under nedbrydning er det tydeligt, at dette er højfrekvente svingninger. Faktisk strækker den elektromagnetiske puls fra en sådan jævnstrøm sig til kilometer fra stedet for et lynnedslag og brænder fjernsynsforstærkere på luften, og 10 m af en almindelig ledning (som nonsensinduktansen) repræsenterer betydelig modstand mod lynstrømmen.
2. For en bedre forståelse af problemet skal det siges, at overspændingsspændinger kan gå langs både fase- og neutrale ledere, og derfor skal det ifølge reglerne lægge beskyttelse (begrænsere) på begge ledninger. Dette ses tydeligst, når der anvendes beskyttelse på hele lejligheden ved hjælp af jordforbindelse (ikke jordforbindelse!), Godt forklaret i IEK-kataloget. Der skal være reel jordforbindelse (hvis der ikke er nogen TN-S, tager jeg den fra armeringen af ​​armeret betonbygninger)!
3. Det kan nævnes, at der er en klassificering af filtre (overspændingsdæmpere) efter interferensstyrke og spænding, de endelige bærbare filtre er de svageste, men de begrænser interferensen til mindste spænding.
4.For en serieforbindelse med filtre, er knockout af RCD'er sandsynligvis bedre forklaret ikke med resonans, men af ​​en stigning i lækage til jorden gennem filterkondensatorerne - jo flere filtre der er, jo flere lækager er der.
5. Forresten, ved indgangen til en kraftfuld vaskemaskine er der også sit eget filter fra kondensatorer for at beskytte sin egen elektronik. Jeg tror, ​​at moderne kogeplader og ovne med elektronik har deres egne filtre. Måske har nogle kompetente tepotter og strygejern allerede nogle. Så slap ikke af, du er nødt til at sammenligne udgifterne til husholdningsapparater og beskyttelse mod interferens.

[#7 Dmitry]

Mit netværksfilter udfører funktionen af ​​en automat. Kona kan lide at tænde for tv, tørretumbler, varmelegeme, strygejern og et par magtfulde forbrugere på samme tid :-)

[#8 Alexander]

Ja, det er umuligt at gøre uden jordforbindelse - det er farligt ikke kun for teknologi, men også for livet ...

[#9]

Vedrørende kraftfulde enkeltimpulser:
De ser ikke kun ud fra lyn, men også fra omskiftning og kraftfuldt udstyr og ikke meget kraftfuldt. Enkelte nano- og picosekundimpulser er næsten umulige at opdage, medmindre, med held, med et lagringsoscilloskop.
Beskyttelse mod dem er kompliceret og dyrt - højspændingskondensatorer med lille kapacitet og toroidinduktanser på ferrit med lav permeabilitet med en meget sjælden vikling - for at reducere kapacitansen mellem omdrejningerne. Alt dette er i en speciel sektionsdesign med en sølvfarvet indre overflade.
Det fungerer virkelig og beskytter computerteknologi mod frysning.
P. S. Den nemmeste måde at tilstoppe dit strømnet og irritere dine naboer er at bruge dæmpere :)

[#10]

Meget nyt fra sektionen for elektroteknik, dvs. know-how.

[#11 Maxim]

Andrew,
Kan du anbefale en overspændingsbeskytter, der kan bruges i en stikkontakt uden jordforbindelse?

[#12 kapcheny]

Jeg har 3 stik i filteret: 1 direkte forbindelse, 2 batteribeskyttelse, så de stoppede med at fungere, hvad er problemet?

[#13 Igor]

Tilsyneladende er dit ikke et filter, men et uafbrudt filter. Og i uafbrudte batterier går batterier ikke i løbet af tiden, sandsynligvis er dette grunden til, at batteribeskyttelsen svigter, men det kan bare være et sammenbrud (usandsynligt).