Как сделать сетевой фильтр своими руками

С заземлением или без

Ответ на вопрос, покупать сетевой фильтр с заземлением или без, зависит от типа подключаемого оборудования. Например, для стиральной машинки или другого мощного устройства существует опасность пробоя напряжения на корпус. Такой технике понадобится сетевой фильтр с заземлением. Для холодильника, для ИБП, для бытовой техники можно выбрать более простое устройство. Однако стоит учитывать режим его эксплуатации. Если не предусматривается защита от пробоя, перенапряжения, можно купить любое устройство.

Однако в случае покупки устройства для защиты от аварийных ситуаций (перенапряжение, пробой грозовым разрядом и так далее) неверный выбор способен нести опасность. В качестве примера можно рассмотреть модель Pilot BIT. Его модификация в черном корпусе, фильтр с заземлением, в домах с розетками без заземления может вызвать аварийную ситуацию. Схема замыкания варисторов инициирует попадание напряжения на корпус, возникновение опасности электротравмы. Модификация S в белом корпусе рассчитана на розетки без заземления. В случае возникновения аварийной ситуации при грозовом пробое фильтр не сможет защитить подключенные устройства. В сети с заземлением такая модификация имеет ключевой недостаток в виде отсутствии развязки между сети дома с заземлением и соответствующего контура электронных приборов.

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:

  1. Обеспечить кратковременную защиту электропотребителей от импульсов напряжения. Подобные импульсы возникают при ударе молнии, например, или из-за неправильной работы системы заземления.
  2. Защитить электроприборы от электромагнитных или радиочастотных помех, вследствие работы вблизи радиостанции или других бытовых приборов.
  3. Автоматически выключить электроприборы от сети в случае КЗ (короткого замыкания) или большого скачка напряжения.
  4. 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:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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

Выбор сетевого фильтра основывают на следующих характеристиках прибора:

  1. Допустимая мощность нагрузки.
  2. Количество и тип розеток.
  3. Длина сетевого шнура.
  4. Наличие предохранителей.
  5. Наличие светового индикатора (кнопка подсветки).
  6. Наличие USB-разъема.

Домашние электроприборы легко защитит фильтр, имеющий показатель номинального тока нагрузки в 10 А. Если предполагается подключение офисных приборов, то там расчет мощности нагрузки будет совсем другой (16 А-20 А). Чем выше показатель максимальной импульсной нагрузки, тем большие колебания в сети выдержит устройство. Некоторые модели способны выдержать даже последствия удара молнии.

По количеству приборов, которые планируется подключать к фильтру-удлинителю, определяют количество розеток в нем. Если это удлинитель для компьютера, то разумно предположить, что понадобится подключить системный блок, акустическую систему, монитор, принтер, стабилизатор напряжения, роутер и прочие устройства, поэтому надо выбрать устройство с пятью или шестью розетками. Розетки должны быть евростандарта с заземлением.

Что касается длины шнура, то здесь все индивидуально. Как правило, для дома хватает 1,8 метра, но бывают шнуры на 3 и 5 метров. В любом случае лучше взять с запасом, вдруг захочется сделать дома перестановку. Важный момент при выборе – наличие предохранителей и их тип. Некоторые производители снабжают устройства несколькими предохранителями – плавким, тепловым и быстродействующим. Большинство устройств снабжены индикатором функционирования устройства. разница в том, что светодиод сразу отключается, когда пришел в негодность один из защитных элементов прибора.

Лучшие сетевые фильтры на сегодняшний день признаны следующих марок:

  • APC;
  • Vektor;
  • Defender;
  • Pilot;
  • BURO;
  • DNS;

Эти фирмы выпускают устройства:

  • простые, назначение которых базовая защита (Essential);
  • оптимальные с продвинутой (Ноте/Office) защитой и соотношением цены и качественной работы;
  • с профессиональной (Performance) защитой дорогостоящей техники.

Рекомендации по эксплуатации:

  1. Нельзя фильтры подсоединять друг к другу, поскольку это приведет к увеличению тока на фазе земли.
  2. Нельзя подключать приборы с высоким входным напряжением (холодильник, кондиционер, пылесос, нагревательные приборы).
  3. Нежелательно подключать устройство к источнику бесперебойного питания – повредятся защитные схемы.

Как работает защита

Устройство сетевого фильтра обязательно включает несколько ключевых блоков.

  1. Контуры с катушками индуктивности и конденсаторами.
  2. Варистор, один или несколько. Они могут замыкаться по цепи фаза-ноль или работать с отводом заземления.
  3. Контур многоразового предохранителя с отдельной лампой, свидетельствующей о его срабатывании (или выполненный как кнопка на сетевом фильтре).
  4. Надежный двухконтактный выключатель, прерывающий оба проводника, фазу и ноль питающей сети.
  5. Хорошие модели оснащаются термическим предохранителем, защищающим устройство от перегрева.

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.

Принцип работы защиты следующий.

  1. Гармонические помехи, меняющие кривую синусоиды напряжения, демпфирует электрический фильтр, построенный на катушках индуктивности и конденсаторах.
  2. Броски напряжения свыше верхней планки рабочего диапазона гасятся варистором. Этот элемент резко меняет сопротивление на очень маленькое при превышении нормированного показателя. Грубо говоря, варистор создает короткое замыкание, преобразуя возникающие токи в тепло. На корпусе прибора указывается значение энергии в Джоулях, которое он способен рассеивать.
  3. При превышении максимального уровня рабочего тока срабатывает многоразовый предохранитель. Он скрыт за небольшой круглой кнопкой на корпусе. В сетевых фильтрах используются быстродействующие предохранители, поэтому подключенная техника выживает при аварийных ситуациях с большой вероятностью.

2 варианта подключения бытовой проводки, влияющие на работу сетевого фильтра

В наших квартирах существует 2 типа заземления электрической схемы:

  1. двухпроводная, выполненная по системе TN-C с проводниками фазы и рабочего нуля;
  2. трехпроводная (TN-S, TN-C-S. TT), дополненная РЕ-проводником или по-простому — землей.

Под них разрабатывается индивидуальная схема подавления посторонних импульсов, обеспечивающая качество работы фильтра.

В двухпроводной схеме опасность создает дифференциальный сигнал напряжения помехи, который идет только через провода фазы и нуля. Другого пути замкнутой цепи для прохождения постороннего тока высокой частоты здесь просто нет.

Для трехпроводной схемы добавляется еще синфазное напряжение помех. Оно проникает через земляной проводник и цепочку фазы либо нуля.

По этим причинам конструкции фильтров для двухпроводной и трехпроводной сети питания отличаются. Использовать их необходимо по назначению, а путать или произвольно подключать не рекомендуется.

Устройство, фильтрующее только дифференциальное напряжение помехи, не станет бороться с синфазными составляющими.

Фильтрация же посторонних в/ч токов, поступающих из двухпроводной сети, устройствами с защитой от синфазных сигналов происходит лучше, но требует их корректировки.

Когда удлинитель типа «Пилот» с контактом земли подключают в двухпроводную сеть, то он объединяет все корпуса периферии (системный блок, монитор, принтер…). В итоге через мощный земляной провод постоянно выравниваются потенциалы, уменьшается их переток по слаботочным цепям интерфейсного проводника.

Однако здесь не все так просто. Для фильтрации синфазных помех конденсаторами создается искусственная средняя точка, которая подключена в трехпроводной схеме РЕ проводником на контур земли.

По этой цепочке снимается создаваемый потенциал порядка ста вольт, образующийся на корпусах подключенного оборудования. У двухпроводной схемы магистрали отвода этого потенциала нет.

Человек, оказавшийся случайно между таким корпусом и землей, получает непередаваемые ощущения прохождения тока сквозь свое тело.

↑ Принципиальная схема сетевого фильтра для УМЗЧ

показана на рис. 1. Элементы С1 – С4, Т1 образуют фильтр нижних частот. Сопротивление конденсаторов фильтра понижается с ростом частоты, а сопротивление обмоток трансформатора наоборот, повышается. В результате с помощью указанных реактивных элементов достигается ослабление помех, как проникающих из питающей сети, так и с устройства (УМЗЧ).

Симметричному току питания двухпроводной линии L, N (фаза, нуль) обмотки трансформатора Т1 не оказывают сколь — либо существенного индуктивного сопротивления, так как включены встречно. Вместе с тем по отношению к синфазной помехе, наведенной в сети, трансформатор создает большое индуктивное сопротивление, возрастающее с ростом частоты.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Рис. 1. Принципиальная схема сетевого фильтра с контролем правильности подключения к питающей сети

Конденсаторы С3, С4 замыкают остаточный сигнал помехи на провод защитного заземления PE, соединенный с корпусом устройства.

Для индикации правильности включения фильтра в сеть имеется цепь HL1, VD1, VD2, R2, R3. Здесь для индикации использован двухцветный светодиод HL1, состояние которого описывается таблицей 1.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Резистор R1 служит для разрядки конденсаторов фильтра при выключении устройства из сети, что необходимо для исключения поражения электрическим током. Варистор RU1 защищает от перенапряжений между линейными проводами питающей сети.

Сетевой фильтр – что это

Сохранить технику в исправном состоянии поможет фильтр сетевого напряжения. Это устройство, защищающее технику от помех и перепадов напряжения в сети. Внешне он может походить на обычный удлинитель, но отличие в том, что сетевой удлинитель снабжен специальным блоком, смягчающим последствия от резких скачков электроэнергии.

Для чего нужен

На паспорте каждого бытового прибора указывается частота входного напряжения по ГОСТу (50 Гц), но показатели в сети далеки от идеала. Вокруг нас множество потребителей электричества: кто-то делает ремонт и включил болгарку или делает сварку, на ближайшей фабрике одновременно включили производственные мощности, произошел сбой на подстанции. Все это сделает напряжение в сети нестабильным, и это скажется на работе чувствительной компьютерной техники, телевизоров.

Рассмотрите, для чего нужен сетевой фильтр и каков принцип его работы на примере математических функций. Изменение частоты напряжения переменного тока в сети происходит по синусоиде (плавная дуга, колеблющаяся многократно за единицу времени). В дополнение к этому происходят высокочастотные (100 Гц до 100 МГц), и низкочастотные импульсы, пики напряжения, изменения амплитуды, искажения формы, скачки. Это мало похоже на плавную синусоиду (гармонику), а больше схоже с показателями кардиографа, и к тому же таких кривых одновременно фиксируется множество.

Для нормальной работы бытовых приборов необходимо, чтобы была одна плавная синусоида, поэтому все остальные гармоники и импульсные помехи необходимо разрядить и не допустить к приемнику электрического тока. Всю эту работу выполняет фильтр-удлинитель, оборудованный встроенной схемой, которая поглощает все частотные погрешности. Для больших перепадов предусмотрен предохранитель, который перегорая при перегрузке, обесточивает приборы. Фильтр-розетку лучше использовать совместно со стабилизатором напряжения.

Устройство

Если род тока, проходящий через резисторы, не влияет на их сопротивление, то емкостное и индуктивное сопротивления непосредственно зависят от частоты тока. Чем больше частота тока, тем больше сопротивляемость индукционной катушки. Такое свойство индуктивности применяется в устройстве, чтобы сглаживать высокочастотные помехи (синусоиды с маленькими периодами). Для этого последовательно нагрузке размещают в нулевой и фазный проводники две катушки индуктивностью от 60 до 200 мкГн каждая.

Помехи низкой частоты гасятся сопротивлением индукционных катушек или резистором с сопротивлением не более 1 Ом, расположенными последовательно. Эффективнее всего фильтровать помехи могут LC-фильтры, которые состоят не только из индукционных катушек, но и дополнены конденсатором (емкость 0,22-1,0мкФ), подсоединенным параллельно нагрузке. Напряжение данного конденсатора подбирается таким, чтобы оно превышало напряжение сети хотя бы вдвое, учитывая возможные перепады.

Справиться с импульсными кратковременными помехами поможет полупроводниковый элемент – варистор. Если напряжение в сети низкое, то варистор выступает в качестве резистора большого сопротивления и не пропускает ток. При возрастании напряжения до номинального показателя варистора (470 вольт), сопротивление полупроводника снижается, и импульсы тока проходят через него. Значит, если варистор включить параллельно нагрузке, то импульсы высокого напряжения будут им поглощаться, временно сглаживая их воздействие.

Настоящая розетка-фильтр должна состоять из:

  • двух катушек с индуктивностью от 60 до 200 мкГн, последовательно нагрузке;
  • варистора 470 вольт, включенного параллельно нагрузке;
  • конденсатора 0,22-0,1 мкФ, включенного параллельно нагрузке;
  • резистора на 1 Ом, чтобы подавлять помехи низкой частоты (при необходимости).

Большинство дешевых вариантов на практике ими не являются. Они состоят только из варистора и биметаллического контакта для максимальной защиты. Однако легко собрать LC-контур собственными руками и работать он будет не хуже заводского. Хотя если в доме есть только обычные мощные бытовые приборы, то они не нуждаются в фильтрах, поскольку качество электроэнергии на них не влияет, а электроника (компьютер, телевизор, музыкальный центр) потребляют малое количество энергии и для них вполне подойдет фильтр-удлинитель с номинальной величиной тока в несколько ампер.

Основные эксплуатационные характеристики фильтров, которые важно знать

Борьба с электромагнитными помехами из сети выполняется разными способами. Популярными являются экранизация и использование электронных компонентов.

Какой корпус эффективнее борется с помехами

Отличительной чертой качественных изделий является закрытый металлический экран, исключающий прохождение и наводку посторонних электромагнитных сигналов. Его подключают на контур заземления.

В советское время на нем указывали схему внутренних соединений и технические характеристики изделия.

Такой корпус может изготавливаться общим для всего устройства, как делается у микроволновки или системного блока компьютера.

Многочисленные современные модули, выпускаемые для фильтрации помех из бытовой сети, имеют обычный пластиковый кожух.

Они лишены возможности защиты от внешних наводок и посторонних излучений.

К тому же часто маркетологи называют обычные удлинители сетевым фильтром, что не совсем правильно. При этом используется их внешнее сходство.

Принцип работы фильтра

Сетевое напряжение 220 вольт является переменным и имеет синусоидальную форму. Однако синусоида представлена не в чистом виде, а с помехами электромагнитного характера. В идеале синусоида выглядит в виде волнообразной линии, но в реальности напряжение имеет всплески, перекосы фаз и т.п.

Сетевые помехи влияют на работоспособность чувствительных электроприборов. Поэтому возникает необходимость фильтровать ток от ненужных помех. Для этих целей используется сетевой фильтр, который подключается между электрической сетью и потребителем. Фильтрующий прибор выполнен по своеобразной схеме из конденсаторов и дросселей. Основная функция фильтра – не пропускать высокочастотные помехи и паразитные импульсы. С первыми справляются индуктивности, со вторыми – емкости.

Конструкция

Поэтому обмотки каждого дросселя должны быть одинаковыми и симметрично намотанными на магнитопроводы. Дополнительно на сетевой провод возле самого удлинителя желательно одеть ферритовую шайбу удобнее всего разрезную на защелках — рис.

Как бы он ни выглядел, в какой бы корпус его ни запихал производитель, какой бы прочей эргономичности не придумали, главное, чтобы все это внешнее изящество не затмило основных задач.

Как же эту ситуацию предотвратить? К сетевому фильтру подключен шнур электросети 7.

При всем этом показатель цены, что якобы, чем дороже, тем лучше и качественней, в данной ситуации значения не имеет. Подходящие провода надо сделать как можно более короткими. Фильтр верхних частот без изменения передает сигнал верхних частот, а на низких частотах обеспечивает затухание сигналов.

Интернет магазин

Его обмотки содержат по 25 витков и намотаны тем же проводом и таким же образом, что и обмотки дросселя L1. Одни из них фильтры, готовые к установке на печатной плате.

Из этого графикавидно, что чем выше частота помех, тем эффективнее они подавляются. Как бы он ни выглядел, в какой бы корпус его ни запихал производитель, какой бы прочей эргономичности не придумали, главное, чтобы все это внешнее изящество не затмило основных задач. Вторая схема более эффективная, от этого и соответствующее название сетевого фильтра производителем — Pilot Pro, максимальный ток которого также 10 ампер; но по существу тоже примитивная. Существует целый класс сетевых фильтров, у которых заземляющий провод не имеет никакой связи с внутренней схемой, кроме соответствующих контактов самих евророзеток и заземляющего контакта евровилки. Кроме таких вариантов встречаются еще и модели, где сетевой шнур проходит через ферритовое кольцо, или делает вокруг него пару витков.

Самодельные сетевые фильтры Нередко имеющиеся в продаже дешевые фильтры на самом деле фильтрами не являются. Tweets by qrzru Схема простого сетевого фильтра для бытовой техники Сетевые фильтры стали неотъемлемым обязательным аксессуаром оргтехники и некоторой бытовой техники и приборов. Подключенные параллельно конденсаторам резисторы R Петельку на конце нужно разрезать, в идеале — сразу мотать двумя параллельными проводами. А если учесть, что у многих есть несколько ненужных, неработоспособных приборов, то выходит, что запчасти буквально валяются у нас под ногами.

К сетевому фильтру подключен шнур электросети 7. Сетевой фильтр Uniel S GSP4 Принцип работы сетевого фильтра В качестве питающего в сети служит напряжение переменного тока, изменяющегося по синусоидальному закону. Эта деталь представляет собой ферритовый сердечник и медную лакированную проволоку, намотанную вокруг него.
Как правильно подключить УЗО? Схемы подключения.

Как правильно подключить УЗО? Схемы подключения.

Как правильно подключить УЗО? Схемы подключения.

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.

Промышленные и самодельные фильтры для трехпроводной системы питания

Среди серийно выпускаемых изделий имеются довольно полезные технические решения, на которые домашнему мастеру стоит обратить внимание

Краткий обзор полезных функций заводских моделей

Одной из популярных разработок, широко представленной в торговле, считается серия фильтров Pilot разных конструкций.

Принципиальная электрическая схема сетевого фильтра Пилот показана на картинке для облегчения понимания его возможностей.

Остановлюсь на задачах, которые призван решать Pilot XPro, специально созданный для комфортной работы, продления ресурса подключенных потребителей и снижения расхода электричества. Это:

  • защита варисторами от импульсных перенапряжений;
  • предотвращение действия высокочастотных помех индуктивно-емкостными сопротивлениями;
  • управление электропитанием за счет введения функции Master Control;
  • защита от перенапряжений, связанных с обрывом нуля;
  • плавное отключение и включение оборудования под нагрузку функцией Zero Start за счет исключения бросков тока встроенной схемой;
  • автоматика включения потребителей после устранения аварийного пропадания питания;
  • два уровня защиты от токовых перегрузок или коротких замыканий за счет плавкого предохранителя и биметаллического расцепителя;
  • индикация подключения к сети и уровня напряжения питания;
  • контроль температуры и автоматическое отключение при перегреве.

Функция Master Control определяет одну розетку основной (как master-розетка). На нее подключают основной потребитель мощностью более 50ватт, например, системный блок компьютера.

При его включении автоматика одновременно запитывает три других розетки с периферийным оборудованием. Она же отключает их при снятии питания с основного блока.

На корпусе имеются розетки, не управляемые микропроцессорной автоматикой. Их используют для освещения, телефона, другого оборудования

Более подробные сведения об этом оборудовании можете узнать в коротком видеоролике владельца ZIS Company.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий