Для чего нужен сетевой фильтр

Сетевой фильтр — обзор моделей. Зачем нужен сетевой фильтр, устройство и выбор для бытовой техники

В каждом доме есть масса электроники, бытовой техники. Хочется, чтобы она служила как можно дольше, не страдая от резких скачков напряжения в электросети, которые случаются по многим причинам: включение мощного прибора, короткое замыкание на подстанции, атмосферные перенапряжения, другие сложные переходные процессы.

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.

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.

Как выбрать сетевой фильтр

Выбирать сетевые стабилизаторы напряжения, фильтры и удлинители не так просто, как кажется. Специалисты выделяют несколько критерий, которым должен соответствовать прибор:

1. Продумайте сколько портов должен иметь сетевой удлинитель. Желательно, чтобы устройства имели как можно больше ответвлений, это значительно сэкономит Ваше время, уменьшит количество кабелей в квартире, увеличит безопасность;
2. У всех усилителей есть определенный предел подавления помех, защиты от скачков напряжений и допустимая нагрузка мощности. Особенно важно в этом плане рассчитывать межсетевые устройства и их характеристики. Также продумайте заранее, как Вы будете подключать разветвитель, нельзя одновременно включать несколько мощных приборов (стиральную машину, гидробокс, кондиционеры и плиту);
3. Проверьте наличие прокладки UL, убедитесь, что это «переходное импульсное напряжение супрессоров». Обязательно узнайте, сертифицирован ли прибор знаком отличия лаборатории качества UL 1449;
4. Уточните назначение устройства: это удлинитель для компа, стиральных машин с защитой от воды или аудио-техники;
5. Проверьте гарантию и сертификат на ремонт. Некоторые трансформаторные однофазные и трехфазные стабилизаторы напряжения могут загореться из-за перенапряжения, но если они сертифицированы, то этого не должно произойти.

Сравнение со стабилизатором напряжения

Помимо сетевого фильтра, для контроля электронапряжения используется стабилизатор, который имеет свое отличие, и разница эта заключается в следующем.

• Стабилизатор обеспечивает постоянное напряжение электротока. При скачках напряжения в сети этот прибор повышает или снижает коэффициент трансформации тока.
• Стабилизатор преобразует напряжение и защищает аппаратуру от воздействия импульсных и высокочастотных помех.
• Если уровень напряжения в электросети превышает допустимые параметры, то стабилизатор сможет понизить входное значение тока и отключить приборы от сети.

Стабилизатор напряжения целесообразно приобретать для дорогостоящей электротехники – компьютерной системы, телевизора, холодильника, аудиоаппаратуры и т. д. Если сравнивать сетевой фильтр и стабилизатор, то между ними есть различия.

• Стоимость стабилизатора выше, чем у сетевого фильтра. Если поставить стабилизатор для сети, где нет резких перепадов напряжения, то потенциал устройства не будет задействован, поэтому есть смысл пользоваться сетевым фильтром.
• Для питания чувствительного оборудования подключать стабилизатор нельзя, такие приборы нуждаются в синусоидной кривой подачи напряжения, а не в ступенчатой, которую предоставит стабилизатор. Сетевой фильтр не влияет на вид подачи электронапряжения, поэтому спектр применения его намного шире.
• У стабилизатора замедлена скорость срабатывания при скачке напряжения, поэтому для компьютерной техники устройство будет непригодно, так как оборудование уже будет повреждено замыканием. В этом случае сетевое устройство обеспечит ровное и непрерывное электроснабжение и своевременную защиту. Для приборов, которым важна быстрота срабатывания защиты, потребуется выбирать специализированные стабилизаторы или пользоваться источником бесперебойного питания.

Однозначно сказать, что лучше – стабилизатор или сетевое устройство, невозможно, так как выбор таких устройств зависит от их функциональных возможностей. Каждое устройство имеет свои достоинства и недостатки.

Устройство сетевого фильтра — как он работает

Внутри фильтров находится встроенная схема, задача которой — поглощать искажения частоты и скачки напряжения. При серьезных помехах в работу включается предохранитель, который в экстренной ситуации отключает все оборудование.

Срабатывают сетевые фильтры мгновенно даже при ударе молнии. Электронные схемы сетевых фильтров моментально делают расчет и поглощают либо рассеивают энергию. Превышение допустимого уровня напряжения вынуждает качественный фильтр и вовсе отключить оборудование для предотвращения поломки и даже пожара.

Несложные модели устройств работают как предохранители — после скачка напряжения они просто выгорают и требуют замены. Однако при всей примитивности работы со своей минимальной задачей они справляются.

Что лучше — стабилизатор или сетевой фильтр?

У многих возникает вопрос, чем сетевой фильтр отличается от стабилизатора.

Сетевой фильтр способен защитить оборудование только в случае небольших скачков напряжения. Стабилизаторы же, хоть и выполняют ту же функцию, но фактически работают в гораздо большем диапазоне отклонений напряжения, а также длительности помех.

Они способны поддерживать в сети напряжение 220В с небольшой корректировкой в несколько процентов. При необходимости это устройство понизит или повысит напряжение, а также в случае аварийной ситуации отключит технику от сети.

Использовать стабилизатор можно один для всей квартиры или же установить только для конкретных приборов. Самые дешевые – ступенчатые, более дорогие – электромеханические следящие. Вторые используются в офисах, банках, коттеджах, на промышленных объектах, в медицинских учреждениях.

Точный ответ на вопрос, нужно ли ставить сетевой фильтр после стабилизатора, нет. Как правило, дорогой надежный стабилизатор справляется со своими задачами и не требует использования дополнительного оборудования. Но если у вас есть опасения, можно дополнительно приобрести и поставить сетевой фильтр.

Стабилизатор или фильтр

Чтобы понять, что лучше, сетевой фильтр или стабилизатор, стоит рассмотреть принцип работы последнего. Ключевые черты, интересные для защиты оборудования, выглядят так:

• стабилизатор повышает и понижает коэффициент трансформации при плавных бросках напряжения сети, обеспечивая постоянное значение на выходе;
• гармонические помехи демпфируются достаточно хорошо, благодаря особенностям работы электронных компонентов преобразователя напряжения;
• при превышении максимального порога напряжения на входе стабилизатор плавно и безопасно снижает выходное значение и выключает подключенные приборы.

Как видно из описания принципа работы, стабилизатор подойдет для телевизора, для холодильника, для аудиоцентра и другого не требовательного оборудования. Однако у такого решения есть несколько недостатков.

1. Первый – стоимость. Стабилизатор заметно дороже сетевого фильтра. При этом в сетях, где не наблюдается резких падений или скачков напряжения, его главный функционал не будет использован. Здесь сетевой фильтр выигрывает.
2. Второй недостаток стабилизатора – изменение кривой напряжения на выходе. Множество моделей формируют так называемую ступенчатую кривую, а не синусоиду. Поэтому они не могут использоваться для питания чувствительного оборудования, например, газовых отопительных котлов. В это же время сетевой фильтр никак не влияет на форму кривой выходного напряжения.
3. Третий недостаток стабилизатора — скорость срабатывания. Компьютерное оборудование может выйти из строя по причине запаздывания регулировки напряжения. Поэтому рекомендуется выбирать для приборов, которым критично важна скорость срабатывания защиты, дорогие специализированные стабилизаторы или ИБП.

Сказать, что именно лучше, стабилизатор или сетевой фильтр, достаточно сложно. Выбор того или иного оборудования зависит от требований к его функциональности. На практике достоинства двух устройств защиты объединяет в себе ИБП, источник бесперебойного питания. Он имеет встроенный сетевой фильтр, специально разрабатывается для быстрой реакции (малого запаздывания регулирования), стабилизирует напряжение. Единственная сфера применения, где нужно внимательно выбирать ИБП – питание газовых котлов и другого оборудования, требующего идеальной кривой синусоиды.

Где применяется фильтр и что делать, если его нет

Дело в том, что в качественных блоках питания он должен быть установлен, прям на плате и тем более на БП высокой мощности, например компьютерных. Но, к сожалению, ваши зарядные устройства для смартфона, БП от ноутбука, ЭПРА люминесцентных и светодиодных ламп чаще всего не имеют их в своем составе. Это связано с тем, что китайские производители упрощают схемы своих устройств для снижения их себестоимости. Часто бывает, что на плате есть места для деталей, назначение которых фильтровать помехи, но они просто не распаяны и вместо них стоят перемычки. Компьютерные блоки – это отдельная тема, схема практически у всех одна, но исполнение разное, и в самых дешевых моделях фильтр отсутствует.

Вы можете снизить помехи вашего телевизора или другого устройства которое хотите защитить и улучшить свойства его электропитания дополнив обычный удлинитель таким фильтром. Его можно собрать самому или извлечь из хорошего, но ненужного или неисправного БП.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Сетевой фильтр – это простое, но полезное устройство, которое улучшит качество электропитания ваших приборов и снизит вред, наносимый его частоте работой импульсных БП, а область применения достаточно широка – используйте его для любой современной аппаратуры. Его устройство позволяет повторить схему даже начинающему радиолюбителю, а ремонт не составит труда. Использование сетевого фильтра крайне желательно для потребителей любого рода.