Что такое сетевой фильтр и для чего он нужен?

Для чего нужен сетевой фильтр?

Холодильник, и телевизор, микроволновая печь с компьютером, все данные электроприборы очень плохо реагирует на перепады напряжения и могут выйти из строя вследствие этого. Чтобы предотвратить пагубное воздействие скачков напряжения, используется сетевой фильтр.

Конструкция сетевого фильтра достаточно проста, а само устройство позволяет сглаживать скачки напряжения и даже поглощать искажения частоты электрического тока. В случае короткого замыкания или серьезного перепада напряжения, сетевой фильтр и вовсе, способен на автоматическое отключение приборов от электросети.

В данной статье строительного журнала samastroyka.ru будет рассказано о том, для чего нужен сетевой фильтр, а так же, как его правильно выбрать исходя из различных характеристик.

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.

Как выбрать сетевой фильтр

Сетевой фильтр имеет немало параметров, на которые важно обращать собственное внимание при выборе. Одним из таких параметров, является мощность сетевого фильтра, чем она выше, тем больше к устройству можно будет подключить электропотребителей.

Для подбора оптимальной мощности сетевого фильтра, следует сложить мощность всех электроприборов, которые к нему будут в дальнейшем подключены, и добавить к полученному значению, не менее 20% запаса.

Вторым важнейшим параметром при выборе сетевого фильтра, является максимальный ток нагрузки. Данная характеристика сетевого фильтра указывается в (А) амперах, а для того, чтобы её правильно определить, следует также учитывать параметры подключаемых к сетевому фильтру электроприборов.

Например, электроприбор мощностью в 2,2 кВт, должен подключаться к сетевому фильтру, с допустимой нагрузкой по току, не менее чем на 10 А. Для правильного определения данной характеристики, также следует суммировать величины тока всех подключаемых бытовых приборов к сетевому фильтру.

Кроме того, не менее важной характеристикой сетевого фильтра является и максимальный ток импульса помех, на которые он рассчитан. Лучше отдавать предпочтение таким моделям сетевых фильтров, которые рассчитаны на 3500-10000 А. Данный параметр, очень важен для надежной защиты электроприборов от различного рода помех в электросети.

Чем выше будет степень подавления высокочастотных помех сетевым фильтром, тем лучше и надежнее будет защита. Данный параметр указывается в ДБ, и его можно найти в паспорте к устройству. При этом не менее важно обратить внимание и на такую характеристику, как «энергия скачка», чем она будет выше, тем лучше.

Характеристики сетевого фильтра

К другим характеристикам сетевого фильтра, также относятся:

Наличие грозозащиты;
Предустановленный датчик перегрева (возможность автоматического отключения сетевого фильтра в случае перегрузок);
Наличие в сетевом фильтре телефонного разъёма и портов USB, также существенно расширяет функции использования данного устройства;
Возможность подключения по Wi-Fi;
Индикатор нагрузки и включения.

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.

Что такое сетевой фильтр, для чего он нужен и где применяется

Любое электрическое оборудование нуждается в защите от нарушения в работе электрической сети: перепадов напряжения, перезагрузки и прочих негативных влияний. Для этих целей создано огромное количество автоматических защитных устройств и оборудования. Некоторые из них являются технически сложными и дорогими, а другие доступными и простыми. Одним из таких простых устройств является сетевой фильтр.

Для чего нужен сетевой фильтр и от чего он защищает

Сетевой фильтр – это электрическое устройство, предназначенное для подключения различного бытового оборудования и способное защищать его от негативного воздействия скачков напряжения.

Электрические сети любого назначения не являются идеальными с точки зрения качества передаваемой энергии. Неравномерность нагрузки на электрическую сеть, аварии и влияние различных факторов может вызвать перепады напряжения в сети, которые в свою очередь могут привести к нарушению в работе или выходу из строя бытовых приборов.

Чтобы защитить домашние устройства от резких скачков напряжения выше номинального применяют сетевые фильтры. Также такие устройства используют для уменьшения влияния радио и электромагнитных на работу бытовых приборов ().

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 () 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 (), 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 () лишены таких компонентов, но все же содержат варистор.

Разновидности сетевых фильтров

Сетевые фильтры, как и любые бытовые приборы, выпускаются в огромном количестве и имеют различные характеристики и внешний вид. Выделяют базовые, продвинутые и профессиональные варианты.

Базовые сетевые фильтры являются доступными устройствами и часто применяются для подключения неприхотливой домашней техники. Они имеют очень простую конструкцию, защищают от перепадов напряжения, но могут не защищать от помех.

Продвинутые устройства используют для любых бытовых приборов. Они выполнены сложнее, чем базовые варианты, являются более качественными и надежными приспособлениями.

Профессиональные фильтры применяют для высокочувствительного и дорогого оборудования. Такие устройства выполнены очень качественно, их схема сложна и надежна.

Существуют также различные дополнения к стандартному устройству сетевого фильтра, например, возможность управления включением и отключением устройств дистанционно (). Также сетевые фильтры могут иметь любую длину кабеля и количество мест подключения в розеточной группе от 1 до 10 штук.

Как выбрать сетевой фильтр для бытовой техники

Выбор сетевого фильтра во многом зависит от бюджета и оборудования, которое этот фильтр должен защищать. Нужно понимать, что чем чувствительнее бытовой прибор к перепадам напряжения, тем сложнее по устройству и дороже необходимо приобретать сетевой фильтр. Также важно продумать на какое количество электрических приборов будет рассчитан данный фильтр: это влияет на размеры розеточной группы и допустимую нагрузку.

Читайте также Основы разведения кур

Для чего нужен сетевой фильтр и как его правильно выбрать для бытовой техники, и можно ли использовать без заземления

Наличие в доме сложной электроники и бытовой техники требует обязательной защиты от негативного влияния скачков в электросети. Перепады напряжения негативно влияют на бытовую технику, и чтобы сгладить последствия, используются специальные приборы – сетевые фильтры. Это устройство, защищающее электроприборы от импульсных помех и перепадов напряжения. Внешне похожий на удлинитель, только с внутренним блоком, который смягчает негативные последствия скачков электроэнергии.

Сетевой фильтр: для чего нужен
Какие бывают
Базовый
Продвинутый универсальный с крышками
Профессиональный с защитой
Умный управляемый
Устройство фильтра
Фильтр помех
Тумблер
Варистор
Розеточная группа
Шнур
Лучшие фильтры для бытовой техники
Как выбрать для холодильника
Как выбрать для телевизора
Для бесперебойника
Зачем нужен сетевой фильтр с заземлением для стиральной машины
Лучшие и надежные фильтры для компьютера
С заземлением: принцип работы
Без заземления: от чего защищает
Встраиваемые в стену
Как работает с автоматическим отключением
Как подключить обычный и встроенный фильтр
Что лучше – стабилизатор или сетевой фильтр
Полезное видео

Сетевой фильтр: для чего нужен

В розетке в домашней сети сеть переменного тока напряжением в 220 В. Ток и напряжение периодически меняют величину и направление. На выходе на клеммах генерируется синусоидальное ЭДС.

Так как электрические приборы имеют емкостной характер, появляются электромагнитные помехи. Из-за помех в розетки поступает синусоида неровной формы, поэтому и бытовые приборы будут работать с помехами. Фильтр помогает уменьшить помехи для чистого питания устройств и удалить радиопомехи приборов.

Состоит из фильтра помех, кнопки, варистора, розеточной группы и сетевого шнура. Встречаются оборудованные различными датчиками, USB и другими составляющими.

Какие бывают

Существуют следующие типы:

базовый – это недорогие приборы, которые применяются для мелкой бытовой техники;
продвинутые – используются для любой домашней техники;
профессиональный – используются для дорогих домашних приборов, которые чувствительны к перепадам напряжения. Покупаются для домашних кинотеатров, дорогостоящих стереосистем.

Чем выше качество фильтра, тем надежнее он работает.

Базовый

Базовые (Essential) покупаются для недорогой бытовой техники – настольных ламп, часов. Отличаются невысокой стоимостью, простотой использования. Такие приборы предназначены для подавления всплесков напряжения величиной до 960 Джоулей. Несмотря на небольшой рабочий диапазон, также надежно выполняют работу по защите домашней техники.

Продвинутый универсальный с крышками

Самые используемые – это продвинутые (home, office) устройства с крышками.

Подходят для защиты домашнего оборудования – компьютеров, стиральных машин, телевизоров. Рассеивают 900 – 2000 Дж в зависимости от модели. Считаются универсальными с точки зрения соотношения цены и качества, поэтому используются чаще остальных видов.

Профессиональный с защитой

Профессиональный (Performance) – рассеивает свыше 2000 Дж. Используются при работе со сложной техникой, которая чувствительна к изменениям напряжения – например, дорогостоящие акустические системы, домашние кинотеатры. Цена таких устройств значительно выше.

Умный управляемый

Управляемые выделяются в отдельную категорию, из системы «умный дом». Радиоуправляемые сетевые фильтры существуют много лет, современные модификации с Bluetooth или WLAN более удобные для применения. Управлять таким устройством можно с помощью телефона или планшета даже находясь вне дома. Благодаря таким приборам можно контролировать работу домашнего оборудования, даже находясь на удалении от дома.

Устройство фильтра

В конструкции 2 обязательных рабочих элемента – варистор для нормализации напряжения и LC-фильтр для сглаживания помех. Также в составе устройства присутствуют и другие элементы, продлевающие срок службы устройства и увеличивающие КПД.

Фильтр помех

Конструкция (LC) состоит из нулевого и фазного провода, которые подключены к катушке индуктивности. Между проводами имеются один или несколько конденсаторов. Типовые номиналы катушек – 50-200 микрогенри, конденсаторов – 0,22-1 микрофарад. Необходим для сглаживания импульсных помех, которые негативно влияют на работу приборов. LC-фильтр «поглощает» эти помехи, делая сигнал более гладким и ровным.

Тумблер

Используется для того, чтобы не вытаскивать лишний раз вилку из розетки. Тумблер уменьшает износ контактных пластин розеток, увеличивая их срок службы. Является необязательной частью.

Варистор

Полупроводниковый компонент с нелинейной вольт-амперной характеристикой – это варистор. При достижении определенного значения напряжения защищает нагрузку кратковременным замыканием цепей.

Помогает обезопасить технику от «плохого» напряжения. Стандартно используется варистор номиналом 470 Вольт.

Розеточная группа

Розеточная группа представляет собой набор розеток для подключения к ним устройств. Существуют фильтры на 1, 2, 3 и более домашних приборов.

Любой фильтр оснащен защитным шнуром, через который подключается к сети. Шнур имеет изоляционное покрытие и защищает провода внутри. При покупке берут фильтры с подходящей длиной шнура.

Лучшие фильтры для бытовой техники

Выбирать фильтр для домашней техники стоит, учитывая различные факторы. В первую очередь нужно заранее узнать, на какие приборы он будет подключен.

Мелкие бытовые приборы и мощные устройства не могут защищаться фильтром одного вида. Также следует выбирать приборы от зарекомендовавших себя производителей. При покупке нужно обращать внимание и на маркировку – например, обозначение CE говорит о том, что это устройство является проверенным и качественным.

Как выбрать для холодильника

Основные критерии выбора:

мощность, которую фильтр выдерживает;
количество и тип розеток;
наличие заземляющих контактов;
конструктивные особенности;
длина кабеля;
внешний вид устройства и дизайн.

Нагрузка важнейший параметр выбора. Перед покупкой внимательно изучают паспорт холодильника, и только потом покупают прибор.

Как выбрать для телевизора

Устройство для телевизора гарантирует бесперебойную работу без помех и импульсных перенапряжений.

Для недорогих телевизоров достаточно будет приобрести фильтр в 250 В. Для ЖК телевизоров можно дополнительно установить стабилизаторы, подобранные под напряжение розетки.

Для бесперебойника

Подключать ИБП (источник бесперебойного питания) можно через сетевой фильтр. Он позволит снизить нагрузку на бесперебойник.

Зачем нужен сетевой фильтр с заземлением для стиральной машины

Сетевой фильтр для стиральной машины устроен таким образом, что гасит любые частоты кроме 50 Гц. Большой скачок напряжения может вывести стиральную машину из строя. Избыточные токи, которые могут возникнуть, сбрасывает на заземление. Стиральную машину, как и другое мощное оборудование, нужно подключать через отдельно.

Лучшие и надежные фильтры для компьютера

Компьютеры и ноутбуки нуждаются в защите от скачков напряжения и помех. Для стабильной работы стоит правильно выбрать фильтр. Существуют устройства с заземлением и без заземления. Для компьютера следует также приобретать источник бесперебойного питания, который позволит сохранить данные на ПК при резком отключении электричества.

С заземлением: принцип работы

Заземление – главное условие безопасности устройства. При перегреве или коротком замыкании прибор сбрасывает лишнее напряжение или ток на заземление, чем оберегает устройство от поломки или возгорания.

Без заземления: от чего защищает

Гасит кратковременные импульсные помехи благодаря полупроводниковому элементу. Чтобы подавить сетевые помехи, в конструкции присутствуют катушки индуктивности. От короткого замыкания стоит специальный предохранитель.

Встраиваемые в стену

Встраиваемые в стену приборы используются в домах с трехпроводной сетью. Популярные модели такого вида устройств – Mosaic 45 компании Legrand.

Как работает с автоматическим отключением

Модели с автоотключением реагируют на превышение тока/напряжения в сети. Отключают подачу питания на устройства, защищая от возгорания и поломки. Автоматические агрегаты не требуют постоянной замены, выше срок службы. Для восстановления работы после скачка напряжения достаточно нажать кнопку на фильтре. Такие приборы стоят дороже классических.

Как подключить обычный и встроенный фильтр

Сетевой фильтр нередко путают с классическим удлинителем. Из общих характеристик у них только внешний вид. Принцип работы у них отличается. Главная задача – поглощение скачков напряжения.

Подключение аналогично включению переходника. Включают в розетку, затем к нему присоединяют нужные бытовые приборы. После того, как бытовая техника будет подключена, включают кнопку на корпусе. При использовании более семи дней, в перерывах его следует вытаскивать из розетки.

Каждая модель имеет свой предельный показатель мощности, на которую рассчитана. Поэтому важно следить, чтобы суммарная нагрузка подключенных приборов не превышала это значение, иначе прибор выйдет из строя.

При работе нужно соблюдать правила безопасности:

нельзя подключать несколько фильтров друг к другу;
если к фильтру подключен компьютер, то нельзя к нему подключать вентиляторы, кондиционеры и другое мощное оборудование;
для оборудования с большой мощностью следует покупать отдельный фильтр.

Что лучше – стабилизатор или сетевой фильтр

Сетевой фильтр и стабилизатор напряжения выполняют схожие функции. Первый сглаживает импульсы, а второй поддерживает напряжение на нормальном уровне.

Стабилизатор предпочтительнее выбирать, так как он выполняет защиту оборудования на нескольких уровнях. Сетевой фильтр при срабатывании на понижение или превышение напряжения придется заменять, так как в нем перегорает предохранитель. Стабилизатор в свою очередь мягко отключает питание от сети, при необходимости его можно будет снова подключить.

Запас по мощности у обоих видов защитных приборов одинаков, примерно 20-30%. Ценовая категория также схожа, за одинаковую стоимость можно купить как качественный сетевой фильтр, так и надежный стабилизатор напряжения.

Стабилизатор напряжения нельзя заменить фильтром в случае, если сеть работает нестабильно и со скачками напряжения. Также стабилизатор лучше покупать, когда в доме установлена дорогостоящая бытовая техника.

Приобретая ценную электронику для дома, нужно решить вопрос безопасности. Сетевой фильтр – это защитное устройство, которое помогает обезопасить домашнюю технику от перепадов напряжения и импульсных помех. Бывают разных типов и разного назначения, поэтому под определенный тип оборудования нужно покупать свое устройство. Правильный выбор обеспечит надежное электроснабжение домашней техники на долгие годы.

Полезное видео

Как устроен сетевой фильтр и что у него внутри?

Содержание

Наверняка в каждом доме найдется сетевой фильтр, а может даже не один. При этом мало кто серьезно задумывается, зачем он нужен и какие функции выполняет. В данном материале рассмотрим устройство «безмолвного» защитника и назначение его компонентов.

Зачем нужен сетевой фильтр

Прежде чем начать препарировать сетевой фильтр, нужно определиться с проблематикой. Так ли он нужен и может можно без него обойтись?

Современная квартира полна разной электронной техники, которая подключается к обычной электрической розетке. В розетке как раз и кроется основная угроза для «здоровья» техники. Дело в том, что форма питающего напряжения далека от идеала, известного из учебников физики. Помимо основной, «правильной» синусоиды, в ней присутствует огромное количество различных помех, наводок и возмущений, оказывающих негативное влияние на работу электронных компонентов устройств. Природа этих помех многогранна, но, если коротко, то основные причины кроются в следующем:

работа импульсных преобразователей и блоков питания, дающих часть «шума» в общую сеть;
неравномерность нагрузки общей системы электроснабжения, в которой то и дело включают мощных потребителей (электродвигатели; сварочные трансформаторы, микроволновки и т. д.);
природные явления, в частности грозы, вызывающие в проводниках электросети импульсы высокого напряжения;
нелинейность нагрузки, что приводит к некоторой разбалансировке питающих сетей, в результате чего между фазным и нейтральным проводом возникают токи высоких гармоник, существенно искажающих эталонную синусоиду как по форме, так и по величине.

Если подойти к решению вопроса по созданию комфортных условий для работы техники кардинально, то наилучшим решением будет установка на ввод электропитания в жилище стабилизатора и фильтров помех. Но такое решение громоздко и достаточно дорого. Компромиссом являются сетевые фильтры для бытовой техники. В них удачно сочетаются невысокая стоимость и необходимый уровень защиты.

Устройство сетевого фильтра

В зависимости от комплектации и ценовой категории сетевого фильтра, в нем могут быть установлены различные компоненты, являющиеся элементами тех или иных видов защиты. На данном этапе познакомимся с максимальной комплектацией сетевого фильтра.

Итак, «правильный» сетевой фильтр должен содержать в своем составе следующие элементы.

Кнопка включения

Подает питающее напряжение на группу розеток. Функционал достаточно простой — банальное включение и отключение напряжения для всех устройств, подключенных к фильтру. Может совмещать в себе функции предохранителя, вызывая обесточивание розеток при необходимости.

Если нужна более гибкая конфигурация фильтра — есть модели с индивидуальными кнопками для каждой розетки.

С точки зрения безопасности наиболее правильными считаются широкие кнопки, одновременно размыкающие линейный и нейтральный проводники. Так фаза никогда не появится на контактах при отключенной кнопке.

Предохранитель

Основная задача предохранителя — защита питающей сети от коротких замыканий в цепях потребителей, а также отключение устройств при превышении расчетной мощности, на которую спроектирован сетевой фильтр. Значения мощности и допустимого тока указываются на информационной табличке, нанесенной на корпус устройства.

Предохранитель состоит из биметаллической пластинки, разрывающей цепь питания при превышении заданной температуры, обусловленной протеканием по цепям токов больших величин. Восстановить цепь можно спустя некоторое время, необходимое для отключения неисправного устройства и остывания биметаллической пластины, просто нажав на кнопку предохранителя.

Варистор

Варистор выполняет в устройстве функцию защиты от импульсного (кратковременного) перенапряжения, вызванного помехами или грозовыми разрядами.

Физически он представляет собой переменный резистор, сопротивление которого резко меняется при достижении определенного порогового значения напряжения. Причем чем выше напряжение порогового значения, тем меньше сопротивление элемента. Таким образом, при прохождении импульса высокого напряжения, варистор шунтирует цепь и вызывает срабатывание предохранителя. При этом, как правило, элемент приходит в негодность.

Конденсатор

Основная задача конденсатора — отсечь от нагрузки высокочастотную помеху, возникающую между фазным и нейтральным проводниками, и вернуть ее обратно в сеть, поскольку он является прекрасным проводником сигналов высокой частоты.

Как правило, для защиты используются конденсаторы, рассчитанные на работу с напряжением питающей сети до 250 В и способные «пережить» кратковременный его всплеск до 2,5 кВ. Обычно емкость используемых конденсаторов находится в диапазоне от 0,1 мкФ до 1 мкФ.

Дроссель

Из курса электротехники известно, что с ростом частоты растет и реактивное сопротивление катушки индуктивности. Она просто не способна пропустить через себя высокочастотные помехи, поскольку они в ней, что называется, «вязнут» и преобразовываются в тепло. Если катушка намотана на ферритовый сердечник, то ее способность противостоять высокочастотным помехам только усиливается.

Свойства дросселя и конденсатора нашли широкое применение в борьбе с помехами высокой частоты, а именно в LC-фильтрах, являющихся недорогим и достаточно эффективным способом противостояния паразитным возмущениям.

Катушка за счет своего индуктивного сопротивления не пропускает к розеткам фильтра высокочастотные помехи, зато их хорошо проводит конденсатор, возвращая их обратно в сеть.

Как работает сетевой фильтр

Работа сетевого фильтра в плане «очистки» от помех и импульсов высокого напряжения наглядно показана на схеме.

В итоге, «грязное» напряжение, пройдя последовательно через функциональные блоки сетевого фильтра, очищается от помех и попадает на сетевые розетки устройства с пригодными для работы подключенных потребителей параметрами.

Зачем нужны сетевые фильтры? Выбор сетевого фильтра на примере модели APC PM5U-RS

Как устроен сетевой фильтр?

Что же это, собственно, такое – сетевой фильтр? Это устройство, предназначенное для защиты подключённых к электросети устройств от скачков напряжения. В частности, от резкого кратковременного увеличения напряжения.

Кроме того, сетевые фильтры успешно справляются с нагрузками, которые возникают в первые мгновенья после включения электроприбора. Эти нагрузки – неотъемлемая часть технологии передачи электричества по современным сетям. С их последствиями хорошо знакомы все, кто замечал, как лопаются казалось бы вполне нормально работавшие лампы сразу после включения освещения в комнате.

Получая на входе ток с внезапно возросшим напряжением, сетевой фильтр умеет превращать излишек энергии в тепло. Как же это происходит?

В отличие от обыкновенного удлинителя и тройника, сетевой фильтр имеет относительно сложную конструкцию.

Как уже было сказано, схема преобразовывает энергию импульса в тепловую и носит название компенсационной. Работа схемы использует варисторы, резисторы, позволяющие резко уменьшать своё сопротивление. В том же случае, когда их возможностей оказывается недостаточно, сетевой фильтр применяет «вторую линию обороны»: встроенные плавкие предохранители. Они защищают подключенные к устройству электроприборы от больших колебаний напряжения. Кстати, в хороших сетевых фильтрах предохранителей может быть несколько. Наконец, абсолютную степень защиты подключённых к фильтру электроприборов обеспечивает ограничитель по току, который в экстренной ситуации призван полностью отрезать устройство и соединённое с ним электрооборудование от сети.

Помимо варисторов и предохранителей в конструкцию сетевого фильтра входят конденсаторы различной ёмкости и симметричный дроссель. Его функция – сглаживать помехи, присутствующие в электросети. Шум электролинии фильтруют интегрированные в общую схему устройства индукторы.

В отличие от обычного удлинителя, сетевой фильтр невозможно представить без заземления. Оно присутствует во всех – даже самых бюджетных – моделях. Без обеспечения заземления эффективность фильтра резко падает.

От чего защищает сетевой фильтр?

Сложная внутренняя схема нужна сетевому фильтру для защиты подключённых к нему устройств. Что же именно позволяет предотвратить его включение в общую цепь электропитания?

Основное предназначение сетевых фильтров – это компенсация краткосрочных повышений напряжения. Также сетевые фильтры могут помочь технике пережить смену частоты тока. Наконец, они защищают её от электромагнитных помех в сети и шумового компонента. Последнее весьма актуально для современной электроники и компьютеров, собранной из деталей с «тонким» техпроцессом.

Надо отметить, что современная техника и электроника всё-таки отнюдь не беззащитна. Большинство производителей закладывают определённые допуски в колебании характеристик электросети. К примеру, рабочим напряжением тока обычно считается диапазон от 200 до 240 вольт. Однако, чем менее доложит своей репутацией компания или брэнд – тем легче и чаще она использует в своих разработках некачественные, «капризные» детали. Впрочем, и электроника известных марок может стать жертвой «удачной» атаки электросети. При этом ущерб для бюджета пользователя будет заметно выше.

Если попытаться сделать список устройств и компонентов, наиболее тяжело переживающих скачки напряжения и его кратковременное повышение, то в первую очередь нужно вспомнить о блоках питания ноутбуков и компьютеров, микросхемах памяти и процессорах видеокарт, двигателях стиральных и посудомоечных машин, моторах и электронной «начинке» электрокотлов, мультиварок, нагревательных элементах чайников, сенсорах и датчиках пылесосов-роботов, компрессорах холодильников и контроллерах жёстких дисков, Bluray-приводов и приводов игровых приставок.

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.

Сетевой фильтр APC PM5U-RS

В качестве примера выбора хорошего сетевого фильтра для дома и офиса мы расскажем о модели APC PM5U-RS, яркого представителя доступного по бюджету, качественного и полезного устройства от известного брэнда.

Сетевой фильтр с номенклатурным именем APC PM5U-RS относится к линейке устройств APC SurgeArrest PM, представленных компанией Schneider Electric (владелец марки APC) в 2015 году. Модель относится к классу сетевых фильтров начального уровня Essential (предназначенных для использования в бытовых условиях и условиях малого офиса).

Сетевой фильтр APC PM5U-RS имеет классический для устройств этого типа дизайн в виде параллелепипеда с габаритами 370х73х56 миллиметров и массой 670 грамм. Оригинальной особенностью внешнего вида модели стала скошенная верхняя грань.

Корпус APC PM5U-RS сделан из ударопрочного пластика белого цвета. Вариантов модели с иным цветом на рынке не представлено.

На нижней грани (на «подошве) корпуса APC PM5U-RS есть четыре фигурных углубления для крепления фильтра к стене. Также всю нижнюю грань вдоль прорезает специальная канавка для укладки провода в любую сторону.

Основные элементы конструкции сетевого фильтра APC PM5U-RS расположены на верхней грани. Тут мы находим пять розеток типа CEE 7 Schuko (EURO) с заземлением и встроенными защитными шторками на отверстиях. Четыре розетки скомпонованы блоком, а одна отнесена от них на увеличенное расстояние – такая особенность будет полезна при включении в фильтр устройства с массивной вилкой.

Читайте также Капуста китайская

Также на верхней грани разместился логотип производителя APC, качелька-включатель фильтра и два информационных светодиода («защита работает» и «заземление»). На правой стороне грани находятся два порта USB. Они предназначены для безопасной зарядки от сетевого фильтра мобильных гаджетов и имеют характеристики по силе и напряжению тока 5 вольт на 2,4 ампера. Отметим, что в составе линейки APC SurgeArrest PM есть модель сетевого фильтра без портов USB. Её номенклатурное название — APC PM5-RS.

Ещё один важный элемент конструкции расположился на левой грани APC PM5U-RS. Это – кнопка многоразового термопредохранителя. Она полностью утоплена в корпус в штатном режиме и «отщёлкивается» при чрезмерных перегрузках и задействовании защитной схемы.

Сетевой фильтр APC PM5U-RS подключается к электросети с помощью стандартной вилки Schuko CEE 7/7P (EURO). Длина шнура составляет 1,8 метра.

Технические характеристики сетевого фильтра APC PM5U-RS вполне достаточны, чтобы обеспечить защиту большинства бытовых электроприборов, домашней электроники и офисной техники. Так, максимальная входная мощность модели составляет 2300 ватт. Максимальная нагрузка APC PM5U-RS равна 10 амперам, а максимальная рассеиваемая энергия – 918 джоулям.

Предоставляемая защита от пиков силы тока в синфазном режиме находится на уровне 24 килоампер в секунду, а в дифференциальном режиме – 12 килоампер в секунду.

APC PM5U-RS обеспечивает фильтрацию помех электросети на уровне до 40 децибел, работает в температурном диапазоне от 0 до 40 градусов Цельсия при относительной влажности до 95%.

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.

Что делает сетевой фильтр и от чего он защищает

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.

Устройство сетевых фильтров разной функциональности

Дешевые варианты СФ, по сути, представляют собой «переноску» с защитой от перенапряжения и тумблером «включить-выключить». Защиту от перенапряжения обеспечивает варистор.

Схемы более дорогих сетевых фильтров, включают:

Встроенные LC-фильтры , представляющие собой катушки индуктивности. Предназначены для борьбы с высокочастотными помехами.
Катушки с активным сопротивлением – резисторами. Присутствие этих элементов в схеме сетевого фильтра ликвидирует низкочастотные помехи.
Автоматический предохранитель , который отключает электропитание при токовой перегрузке.
Металл-оксидные варисторы , которые срабатывают при запредельно высоких напряжениях, которые возможны при грозе, коротком замыкании.

Стандартные номиналы применяемых деталей:

Индуктивность катушек – 50-200 мкГн.
Емкость конденсаторов – 0,22-1 мкФ.
Варисторы – рассчитаны на напряжение до 470 В.

В схему может входить датчик перегрева, который обесточивает устройство при превышении температуры выше установленного значения. Датчик спасает СФ от поломки в случаях, если он находится возле отопительных приборов или к нему подключается слишком высокая нагрузка.

Конструктивные особенности

Основные элементы современного качественного сетевого фильтра:

Вилка из негорючего ПВХ. В современных устройствах применяют эргономичные вилки улучшенной конструкции, которая обеспечивает простое вытаскивание из розетки.
Провод из трех изолированных медных жил в общей оболочки. На месте присоединения провода к корпусу предусмотрена эластичная муфта, которая предохраняет кабель от заломов. Длина провода – 1,5, 1,8, 3,0, 4,0, 5,0, 10,0 м.
Корпус. Выполнен из износоустойчивого ABS пластика. Выполняется в белом, светло-сером, сером цветах. В корпусе расположены блоки фильтрации помех, выключатель, терморазмыкатель. Отверстия розеток могут оснащаться защитными шторками, которые предотвращают попадание в них грязи. Защитные шторки также мешают маленьким детям прикоснуться к токоведущим частям.

Общие. Отключают от питания сразу все розетки устройства. Этот вариант встречается чаще всего.
Индивидуальные. Отключают отдельные розетки.
Пульты ДУ. СФ с пультами дистанционного управления встречаются редко и стоят довольно дорого. Удобны для людей с ограниченными физическими возможностями.

Дополнительно в конструкции может присутствовать световой индикатор, чаще всего соединенный с выключателем. Сигнализирует о включенном или выключенном состоянии устройства. Некоторые модели оснащены петлями с обратной стороны корпуса, предназначенными для крепления на стену.

Уровни защиты, обеспечиваемые фильтрами разной функциональности

Условно СФ по степени защиты можно разделить на следующие группы:

Базовый уровень ( Essential ). Стоят недорого, конструктивно просты, применяются для подключения недорогой домашней техники. Отличие недорогих сетевых фильтров от обычных удлинителей – то, что они дают защиту от кратковременных скачков напряжения, принимают удар на себя и отключают аппараты.
Продвинутый уровень ( Home/Office ). Широко используются для приборов, эксплуатируемых дома и в офисе. Представлены на рынке в богатом ассортименте.
Профессиональный уровень ( Perfomence ). Такие сетевые фильтры способны гасить все помехи, поэтому они предназначены для подключения дорогой техники, чувствительной к помехам.

Количество и тип розеток

В современных устройствах предусмотрено от 4 до 8 розеток европейского типа. Такие розетки предназначены для вилок с двумя круглыми штырями. Выпускаются они двух типов – C и F. Розетки C изготавливаются без пластины заземления, в изделиях типа F она присутствует. Пластина заземления повышает безопасность пользования электрическими приборами.

Основные параметры сетевых фильтров

СФ различаются по сечению подводящих проводов. Наиболее распространенные варианты – жилы сечением 0,75 или 1,0 мм2. Таких сечений достаточно, чтобы обеспечить максимальный ток нагрузки в 10 А. Если необходимо обеспечить номинальный ток в 16 А, то приобретают СФ с сечением жил 1,5 мм2.

Выбирая устройство, обращают внимание на максимально допустимую мощность нагрузки, которую можно подключать. Этот показатель равен произведению максимально допустимой величины тока нагрузки и напряжения в сети. Для обеспечения работы компьютеров и периферийных устройств подойдет практически любая модель. А вот перед покупкой сетевого фильтра для бытовой техники необходимо примерно определить суммарную мощность приборов, которые планируется подключать. Если суммарная мощность аппаратуры выше мощности, допустимой для данной модели, то покупать такой СФ не стоит.

Способы усовершенствования схем простых сетевых фильтров

Радиолюбители могут модернизировать сетевой фильтр с выключателем и варистором путем усовершенствования его схемы.

Для этого необходимо:

вскрыть корпус;
в параллельные ветви после выключателя и варистора впаять резисторы R1, R2 и индуктивные катушки (дроссели) L1, L2;
поочередно замкнуть ветви через конденсатор C1 и резистор R3;
концевой конденсатор C2 можно установить между розетками в любом месте. Если внутри корпуса места нет, можно обойтись без него. В этом случае корректируются параметры конденсатора C1.

Рекомендации по выбору деталей:

дроссели с незамкнутыми ферритовыми сердечниками индуктивностью от 10 мкГн;
конденсаторы – 0,22-1,0 мкФ;
резисторы – для нагрузки 500 Вт применяются резисторы 0,22 Ом, R3 не менее 500 кОм.

Схемы подключения сетевого фильтра к электрической сети

Во многих современных моделях СФ провод заземления не имеет связи с внутренней схемой, кроме заземляющих контактов евророзеток и евровилки. Это прогрессивное решение, которое обеспечивает важное преимущество. При функционировании от сети с заземлением все розетки СФ заземляются, как положено. Если в сетевой розетке «земля» отсутствует, то все розетки СФ объединяются между собой по заземляющему контакту. Сам сетевой фильтр при этом не заземлен. Рассмотрим, что же может случиться при разных вариантах подключения компьютера и его периферийных устройств:

Подключение к заземленной сети питания. Это идеальный вариант, поскольку при пробоях или повреждении изоляции любого из устройств «лишнее» напряжение направляется в провод заземления.
Подключение к сети без заземления. В этом случае корпуса компьютера и периферийных устройств связаны только слаботочным интерфейсным кабелем. При возникновении разности потенциалов появляются уравнивающие токи, которые при течении от большего потенциала к меньшему приводят к сгоранию входных и выходных портов устройств.
Подключение к сети без заземления через СФ с розетками, объединенными по заземляющему контакту. В этом случае выравнивающие токи пойдут через заземляющие контакты евророзеток и порты останутся невредимыми.

Источник: gk-rosenergo.ru