Сегодня можно купить электрический фильтр для аудиотехники или телевизора с выключателями на каждую розетку. Это очень удобно, позволяет вывести отдельного потребителя из сети без броска напряжения и других нежелательных электрических явлений.
Сетевой фильтр, что это такое и для чего он нужен
Поведение напряжения в бытовой электрической сети непредсказуемо. Причин, по которым параметры тока выходят за пределы допустимых отклонений, может быть несколько. Часто – это кратковременные перепады напряжения и помехи, а иногда – систематические нарушения стандартных норм. Вечернее напряжение в сети отличается от утреннего из-за большого количества подключенных приборов. Подключение мощного строительного или домашнего оборудования приводит к импульсным помехам, которые мешают работе аудио- и видеоаппаратуры. Результатом временных и постоянных отклонений напряжения от синусоиды становится ухудшение качества работы и поломки домашней техники. Один из способов избежать неприятностей – подсоединить электроприборы через сетевой фильтр (СФ). Если сказать простыми словами, то сетевой фильтр – это удлинитель с тумблером и встроенным блоком защиты, обеспечивающий пассивную фильтрацию входного напряжения. Рассмотрим подробнее конструктивные варианты разных моделей и выполняемые ими задачи.
Проблемы бытовой электрической сети, с которыми борются различные модели сетевых фильтров:
- Короткое замыкание. Фаза и ноль соединяются без нагрузки. Такая ситуация возникает при обрыве провода или замыкании, происшедшем в каком-либо приборе. В этом случае сетевой фильтр отключает всю аппаратуру.
- Помехи. Возникают из-за подключенных к сети приборов с импульсными блоками питания. К такой аппаратуре относятся компьютеры и телевизоры. Высокочастотные помехи не выводят из строя электронику, но ухудшают качество ее работы. На экранах аналоговых телевизоров появляется рябь, искажается изображение, в аудиоаппаратуре появляются посторонние звуки. Посторонние сигналы искажают работу звукозаписывающих и звуковоспроизводящих устройств.
- Скачки напряжения. Их могут вызвать приборы с индуктивной нагрузкой, например, холодильники, сварочные аппараты.
Существует еще одна, многим неизвестная, опасность помех. С помощью специальной техники через электромагнитный шум, который передается по нулевому проводнику, находящемуся вне дома или квартиры, можно получить доступ к конфиденциальной информации.
Принцип работы сетевого фильтра
С факторами, искажающими идеальный вид синусоиды переменного напряжения, борются фильтры различных типов:
- Помехи высокой частоты. Для их ликвидации используют катушки индуктивности. Если в них подается ток высокой частоты, то сопротивление в катушках возрастает, и синусоиды периодов, приводящих к высокочастотным помехам, отсекаются. Достичь максимального эффекта позволяет использование двух катушек, устанавливаемых на фазном и нулевом проводах.
- Помехи низкой частоты. Бороться с такими помехами помогают активные сопротивления – резисторы. В сетевых фильтрах используются резисторы номиналом 0,5-1,0 Ом. Обычно устанавливаются 2 резистора.
Применение комплекса этих фильтров позволяет избавиться от высокочастотных и низкочастотных помех и в результате получить синусоиду частотой 50 Гц.
Почти все СФ оснащены функцией защиты от скачков перенапряжения. Но сетевые фильтры нужны только при наличии кратковременных импульсов напряжения. От длительного превышения этого параметра они не защищают. Если в данной местности длительно присутствует слишком высокое или слишком низкое напряжение, то рекомендуется установить стабилизатор, поскольку сетевой фильтр в этом случае бесполезен.
Кроме того, в недорогих фильтрах часто устанавливаются варисторы на очень высокое напряжение — на 470 В и выше. От кратковременного скачка, вызванного ударом молнии, такой варистор защитит. А вот повышение напряжения до 380, вызванное неправильным подключением проводов на подстанции, фильтр «не заметит».
Что такое сетевой фильтр
Сетевой фильтр представляет собой устройство для сглаживания импульсных и высокочастотных помех в электросети. Подобного рода помехи негативным образом сказываются на работе бытовой техники и способны вывести её из строя.
Помимо распространенного мнения, сетевой фильтр — это не просто дорогой удлинитель. Внутри него имеется сложная начинка из конденсаторов, варисторов, симметричных дросселей и предохранителей, которые в общей схеме способны защитить электроприборы, как по ограничению электропитания, так и от его перепадов.
Время срабатывания сетевого фильтра является одним из самых важных параметров устройства. Качественный сетевой фильтр способен мгновенно отреагировать даже при ударе молнии. Более простые модели сетевых фильтров работают по принципу «предохранителя», который перегорает в случае серьезного скачка напряжения.
Устройство сетевого фильтра
На вид сетевой фильтр представляется обычным удлинителем с массивной колодкой для подключения различного рода электроприборов. Однако это не так. Внутри сетевого фильтра располагается встроенная схема, основная задача которой сглаживать скачки напряжения и искажения частот электрического тока.
В случае более серьезных помех, в конструкции сетевого фильтра имеется плавкий предохранитель, который даёт возможность безболезненно отключить электроприборы от сети 220 Вольт. Дорогие модели сетевых фильтров — это сложные электронные устройства, способные очень быстро рассчитывать параметры входного напряжения и своевременно реагировать на его отклонения от требуемых норм.
Как было сказано ранее, устройство сетевого фильтра снабжено конденсаторами (для сглаживания помех), индукторами с сердечником (для выравнивания напряжения), термопредохранителем (как основная защита от перенапряжений). Следует заметить, что качественная и надежная работа сетевого фильтра невозможна без заземления. Использование устройства без предварительного заземления в доме, резко снижает его эффективность.
Для чего нужен сетевой фильтр?
Сетевой фильтр нужен для обеспечения надлежащей защиты бытовой технике. К такой технике относится холодильник, телевизор, компьютер, и другие приборы, подключённые к домашней электросети 220 Вольт.
Многие люди путают, и думают, что сетевой фильтр и стабилизатор напряжения, это одно и то же. К сожалению, это не так, и сетевой фильтр не способен существенно повышать или понижать входное напряжение в электросети, как с этим умело справляется стабилизатор. Простыми словами, если у вас дома пониженное напряжение, скажем 170 Вольт, то сетевой фильтр в данном случае никак не поможет.
Основная функция сетевого фильтра это защита электроприборов от скачков напряжения и помех.
Кроме того, сетевой фильтр может:
- Обеспечить кратковременную защиту электропотребителей от импульсов напряжения. Подобные импульсы возникают при ударе молнии, например, или из-за неправильной работы системы заземления.
- Защитить электроприборы от электромагнитных или радиочастотных помех, вследствие работы вблизи радиостанции или других бытовых приборов.
- Автоматически выключить электроприборы от сети в случае КЗ (короткого замыкания) или большого скачка напряжения.
- Защитить бытовую технику от негативного воздействия всплесков напряжения.
Чем качественнее будет выполнен сетевой фильтр, тем лучше он будет справляться с поставленной задачей по устранению помех в электросети.
Но, как было сказано ранее, обязательным условием к этому, является подключение сетевого фильтра к заземлённой розетке.
Какие бывают сетевые фильтры
В зависимости от уровня установленной защиты, на сегодняшнее время бывают следующие виды сетевых фильтров:
- Базовые модели — представляют собой простейшие устройства с предохранителем и другими, недорогими компонентами на борту. Простой сетевой фильтр способен защитить бытовую технику от скачков напряжения и короткого замыкания.
- Продвинутые модели — улучшенный вариант сетевого фильтра с возможностью сглаживания помех в электросети. Подобные модели сетевых фильтров среднего класса отлично подходят для большинства бытовой техники установленной в доме.
- Профессиональные модели — дорогостоящие сетевые фильтры, которые используются преимущественно для защиты сверхчувствительной техники к перепадам напряжения (например, для домашних кинотеатров).
Чтобы правильно выбрать сетевой фильтр, следует обращать внимание на то, какая именно бытовая техника к нему будет подключена.
Чтобы выбрать качественный сетевой фильтр важно учитывать множество параметров. Помните, что залог бесперебойной и долгой работы бытовой техники зависит, прежде всего, от качества напряжения. И хотя сетевой фильтр не способен поднять или понизить напряжения, по принципу стабилизатора, он является надежной защитой в работе электроприборов.
Принцип действия
Принцип действия сетевых фильтров достаточно прост и заключается в фильтрации помех и ограничении напряжения.
Защита от радио и электромагнитных шумов осуществляется с помощью индуктивных элементов (тороидальные катушки индуктивности) и конденсаторов, которые помогают понизить высокочастотные составляющие до нормальной частоты в 50 Гц. Это происходит за счет того, что у индуктивности сопротивление увеличивается при возрастании частоты, а у конденсатора уменьшается.
Ограничение напряжения осуществляется при помощи металлооксидного варистора, который отводит дополнительное напряжение, образуя связь между фазой и заземляющим проводником. Если напряжение ниже определенного значения (равно или ниже номинальному), то варистор создает значительное сопротивление, а если напряжение превышает номинальное, то этот электронный компонент наоборот, уменьшает сопротивление. Основная защита от перенапряжения выполнена в виде плавкого и/или биметаллического предохранителя.
Из чего состоит и как устроен
Внешне сетевой фильтр выглядит как стандартный удлинитель с кабелем различной длины и несколькими розетками для подключения бытовых приборов. Но внутренняя схема принципиально отличается от обычных бытовых удлинителей. Внутри сетевого фильтра, помимо колодок находится защитная микросхема и предохранитель. Также сетевой фильтр имеет кнопку включения.
Дорогие и качественно выполненные сетевые фильтры имеют батарею конденсаторов и несколько дросселей и дополнительные системы защиты, а вот недорогие устройства (часто китайского изготовления) лишены таких компонентов, но все же содержат варистор.
К сожалению, проверить сетевой фильтр непосредственно перед покупкой нельзя. Его можно только правильно выбрать по ключевому параметру напряжения. В частности, большинство фильтров имеют рабочий диапазон в пределах от 184 до 250 В. Некоторые дорогие модели, хоть и обеспечивают меньшую мощность, действуют в диапазоне от 150 до 290 Вольт.
Параметры выбора сетевого фильтра
Подходя к выбору сетевого фильтра ответственно и разумно, необходимо обратить внимание на следующие параметры и особенности конструкции устройства…
Во-первых, следует изучить внешний вид, качество материалов корпуса и технический дизайн фильтра. У качественной модели на корпусе должны присутствовать чётко различимые поясняющие надписи, логотип или название производителя, какой-то вариант таблички с основными параметрами. Что касается материалов корпуса, то тут нужно обратить внимание на их ударопрочность и реакцию на нагрев. Как уже было сказано, принципиальная схема сетевого фильтра приспособлена на перевод электрического импульса в тепловую энергию – что в критических случаях может привести к резкому нагреву корпуса устройства. В этом случае нужно быть уверенным, что материалы корпуса не склонны к возгоранию и не выделяют опасных для здоровья веществ при оплавлении.
К особенностям технического дизайна сетевого фильтра, на которые стоит обратить внимание, мы относим количество розеток, длину шнура, наличие сигнальных индикаторов, наличие портов USB, гнёзд для защиты телефонной сети, телевизионной антенны и так далее… У некоторых моделей фильтров также имеются фиксаторы проводов подключённых электроприборов, шторки на розетках – для защиты от детей, механизмы крепления на стену. Всё это, при необходимости, также нужно уточнить.
Во-вторых, необходимо выяснить технические характеристики сетевого фильтра и его возможности по защите подключённых приборов. Основные параметры – это максимальная входная мощность (она выражена в ваттах), максимальная нагрузка (выражается в амперах) и максимальная рассеиваемая энергия (в джоулях). Чем больше входная мощность – тем большее количество подключений приборов и тем большую их совокупную мощность может «переварить» фильтр. А максимум рассеиваемой энергии показывает, насколько сильный всплеск напряжения в сети способен поглотить фильтр при защите подключенной техники.
Также, изучая технические характеристики, полезно узнать какое количество и какого вида предохранителей установлено в сетевом фильтре.
