Возникновение перепадов напряжения в электрической сети приводит к различным поломкам в технике. Для решения проблем нестабильного питания выпускаются защитные приборы, такие как стабилизатор или сетевой фильтр. Эти устройства различаются не только возможностями, но и стоимостью. В некоторых случаях достаточно применения сетевого фильтра, в других только стабилизатор поможет сохранить работоспособность техники при появлении внештатных ситуаций.
Классификация помех в электросети
Помехи, возникающие в электросети, негативно влияют на подключённую технику. Они способны за короткий промежуток времени привести к серьёзным неисправностям. Резкие скачки напряжения могут быть вызваны как воздействием природных явлений (молнии, магнитные поля), так и качеством линии к потребителю или оборудованием энергопоставляющей компании.
В зависимости от природы возникновения помехи могут быть двух видов:
- высокочастотные (ВЧ);
- импульсные.
Высокочастотные помехи появляются от электронных узлов работающего оборудования, включённого в сеть. Например, при работе холодильника, стиральной машины, и другой техники, имеющей в своей конструкции двигатели. В меньшей степени от приборов с импульсными блоками питания: телевизор, магнитофон, компьютер и т. п. ВЧ помехи присутствуют всегда и полностью убрать их невозможно. Хоть такого рода помехи и существуют, но негативное их влияние не велико.
Импульсные помехи проявляются в виде шумов, и могут быть как в виде одиночных импульсов, так и их последовательности. Параметры и форма импульсов обычно хаотичная, возникают они из-за резких перепадов тока и напряжения. Эти броски вызываются коммутационными процессами, связанными с запуском мощного оборудования или при возникновении короткого замыкания, а также магнитными полями.
Измерить присутствующие помехи в домашних условиях без специальных приборов невозможно, самый простой вариант использовать осциллограф. Он покажет частоту и величину получаемого сигнала, гармоники в удобном виде на экране.
Бороться с существующими отклонениями в работе электрической сети можно несколькими способами. Доступнее всего использовать стабилизаторы напряжения или защитные фильтры. Применение таких устройств в быту, не требует переделки или модернизации электролинии. Защищаемое оборудование подключается к ним через встроенную в них розетку, а они сами, через вилку непосредственно в сеть 220 в.
Применение сетевых фильтров
Переменное напряжение, поступающее из промышленной сети, характеризуется частотой сигнала 50 Герц. При включении приборов в розетку или запуске двигателей, в электросети проникают гармоники сигнала с частотой, менее 50 Герц или превышающей это значение. Такие гармоники оказывают влияние на работу импульсной техники, заставляя её работать в предельных режимах. Для отсечения паразитных частот используется фильтр питания. В качестве элементов фильтра применяются пассивные радиоэлементы:
- конденсатор;
- дроссель;
- варистор;
- самовосстанавливающийся предохранитель.
Конденсатор, подключается параллельно нагрузке. Он не пропускает постоянный ток, в то время как переменный проходит через него беспрепятственно. Чем больше ёмкость конденсатора, тем меньше искажений синусоидального сигнала пройдёт через него. Характеризуется это временем разряда и заряда. Таким образом, при изменении частоты, меняется и реактивное сопротивление конденсатора.
Дроссель, представляет собой катушку индуктивности. Характеризуется он тем, что по отношению к переменному сигналу имеет большое сопротивление, а к постоянному его сопротивление незначительно. Обладая явлением самоиндукции, дроссель не позволяет увеличиваться нарастанию тока, и поддерживает его значение при снижении. Катушка индуктивности включается с нагрузкой последовательно.
Варистор или нелинейный резистор, это полупроводниковый прибор с нелинейной вольт-амперной характеристикой. В зависимости от уровня приложенного сигнала его сопротивление изменяется. При нормальной работе варистор характеризуется высоким сопротивлением и не оказывает влияния на проходящий сигнал. Если происходит скачок напряжения, то его сопротивление уменьшается, входная цепь шунтируется и весь пиковый ток проходит через него. Подключается он, как и конденсатор параллельно нагрузке.
Устройство сетевого фильтра может включать в себя как все радиоэлементы одновременно, так и только отдельно взятые. Кроме этого, если есть нескольких розеток, соединение между ними осуществляется высокопроводными пластинками или медным проводом сечением не менее 2,5 квадрата. Для хорошей работы фильтр собираться из таких элементов: два дросселя на 60−200 мкГн, варистор не менее 500 вольт, конденсатор 0,33−1,0 мкФ.
Виды фильтров питания
Фильтр питания, сглаживая скачки напряжения и искажения частоты, нередко используется в качестве удлинителя с возможностью подключения нескольких устройств одновременно. В продаже можно встретить различного вида и разного ценового диапазона фильтры. Главными требованиями предъявляемым к ним является уменьшение величины различного вида помех и соблюдение безопасности использования. Различаются они в первую очередь по своим характеристикам:
- рабочее напряжение;
- максимальная мощность;
- способы защиты;
- рабочее напряжение;
- дополнительные возможности.
Значение максимальной мощности показывает, какую нагрузку одновременно может выдержать фильтр. Используемые радиоэлементы фильтра определяют способ защиты. Дополнительные возможности заключаются в подсветке клавиши выключения, количестве розеток, наличия выходов для подключения телефонных приборов, USB выходов, при этом фильтры выпускаются с проводом на разную длину. Фильтры питания выпускаются в диэлектрических корпусах, стойких к нагреву и ударам.
Выбор фильтра для защиты
Использование некачественного сетевого фильтра не только не улучшает параметры питающего напряжения, но и приводит к возникновению короткого замыкания или пожара. Перед приобретением потребуется определиться защиту какую он должен выполнять, будет ли использоваться как удлинитель, общую пиковую мощность устройств, планируемую к подключению. Выбирать следует из известных производителей продукция которых сертифицирована и безопасна.
Согласно опросу, проведённому на интернет-сайте, был определён следующий рейтинг сетевых фильтров для бытовой техники, согласно отзывам покупателей.
Defender DFS 501. Лучший выбор. Устройство имеет шесть розеток с заземляющим контактом мощностью 10А, два порта USB со стабилизированным напряжением пять вольт. Розетки выполнены с защитными шторками защищают подключённые приборы от короткого замыкания, перегрузки, паразитного высокочастотного сигнала. Длина провода составляет два метра. Кроме всего, прибор снабжён индикатором состояния.- Pilot S 014. Экономное решение с надёжным контактом в розетке. Включает основные элементы защиты, индикацию работы. Имеет шесть розеток рассчитанных на 10А. Длина провода 5 метров.
- Sven SV-0231018GR Pro. Комплектуется сразу восемью розетками с контактом заземления. Корпус выполнен из ABS пластика. Кроме, стандартной индуктивно-ёмкостной защиты, имеет в схеме варистор и автоматически восстанавливающийся предохранитель. Длина провода 1,8 метра.
- Daesung MC2345. Хоть и имеет только четыре розетки, но зато каждая оснащена выключателем и рассчитана на ток 16 ампер. Состоит из высококачественного медного кабеля длиною пять метров. Замечательно справляется с защитой от перегрузки. Корпус из поликарбоната, немаркий. Производитель даёт 5 лет гарантии, при этом проводит не ремонт, а замену на новый.
- ЭРА USF-5es-1.5m-B. Защитный фильтр состоит из 5 розеток. Предохраняет от повреждения проводку и технику вследствие скачка напряжения в сети. Ток нагрузки составляет 10А. Все электропроводные части выполнены из меди. Длина провода полтора метра.
Типы стабилизаторов сети 220 вольт
Каждое электрическое устройство работает в определённом диапазоне величины напряжения. Согласно нормам допускается отклонение от нормального напряжения 220 В не более десяти процентов. Для приборов опасно как повышение напряжения, так и понижение. В первом случае происходит быстрый выход из строя блока питания, во втором блок питания работает на предельной мощности, что тоже приводит к его поломке. Если перепады напряжения существуют, установка стабилизатора просто необходима.
При производстве стабилизаторов используется разный подход для обеспечения стабильного напряжения. Но при этом, любое такое устройство, обязано поддерживать напряжение в допустимом диапазоне при его отклонении. Если отклонение составляет большое число, стабилизатор отключится и прервёт подачу электричества к подключённому электроприбору. В зависимости от типа электропроводки они бывают однофазными и трёхфазными. По принципу работы различают:
Релейные. Такие устройства в основе работы используют многообмоточный трансформатор и мощные реле. При отклонениях от нормы происходит автоматическое переключение обмотки через силовое реле. Такой тип характеризуется низкой ценой. Главный недостаток в ступенчатой подстройке величины напряжения и искажения выходного сигнала, т. е. на выходе получается уже не чистая синусоида.- Сервоприводные. Другое их название электромеханические. Работают за счёт автотрансформатора с управляющей электродвигателем системой контроля. Характеризуются низкой ценой, плавной регулировкой, небольшими размерами и хорошей формой сигнала на выходе. К минусам относят шумность и низкое время срабатывание.
- Инверторные. Используют в работе двойное преобразование, переменный ток в постоянный и опять в переменный. Для этого применяется сложная схема с микроконтроллером. Могут работать в большом диапазоне входного напряжения с высокой скоростью реагирования на изменение величины сигнала. Обеспечивают защиту от любого вида помех, но при этом являются самыми дорогими устройствами.
- Феррорезонансные. Не получили особого применения из-за большого веса и шумности при работе, хотя и обладают высокой точностью регулировки. Работают на эффекте феррорезонанса.
- Тиристорный. Принцип работы такой же, как у релейного типа, но вместо шумных реле используются полупроводниковые элементы тиристоры. Для этого типа характерна быстрота срабатывания и высокий коэффициент полезного действия. При этом они совершенно бесшумные, но по цене они ненамного дешевле инверторных стабилизаторов.
Выбор способа защиты
При выборе часто возникает вопрос, что лучше: сетевой фильтр или стабилизатор напряжения. Если есть возможность, несомненно, необходимо приобретать стабилизатор. Ведь только стабилизатор сможет защитить устройство от перепадов напряжения, губительно сказывающихся на электроприборах.
К защитному фильтру нельзя подключать устройство с большим пусковым током, он просто выйдет из строя от перегрузки. Поэтому котёл, электроника которого чувствительна к перепадам напряжения, подключают только через стабилизатор. Но например, в случае с персональным компьютером использовать стабилизатор незачем, так как его блок питания способен работать в широком диапазоне входного сигнала, а в случае возникновения короткого замыкания самостоятельно отключается.
Поэтому когда возникает вопрос, что нужно выбрать для защиты стабилизатор напряжения или сетевой фильтр, то предпочтение отдаётся стабилизатору. Хоть по цене это устройство выйдет и дороже, чем просто фильтр защиты. Считается, что применение бесперебойника (ИБП) полностью заменяет собой стабилизатор и фильтр, но это в корне не так. Хоть ИБП и имеет в себе элементы фильтра, но предназначен он только для постоянного обеспечения сигнала на выходе при его отсутствии на входе и никоим образом не защищает приборы от перенапряжения в сети.
