Для чего используется сетевой фильтр
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 (например, это заметно у акустического и теле-, видеооборудования).
Принцип действия
Принцип действия сетевых фильтров достаточно прост и заключается в фильтрации помех и ограничении напряжения. 
Защита от радио и электромагнитных шумов осуществляется с помощью индуктивных элементов (тороидальные катушки индуктивности) и конденсаторов, которые помогают понизить высокочастотные составляющие до нормальной частоты в 50 Гц. Это происходит за счет того, что у индуктивности сопротивление увеличивается при возрастании частоты, а у конденсатора уменьшается.
Ограничение напряжения осуществляется при помощи металлооксидного варистора, который отводит дополнительное напряжение, образуя связь между фазой и заземляющим проводником. Если напряжение ниже определенного значения (равно или ниже номинальному), то варистор создает значительное сопротивление, а если напряжение превышает номинальное, то этот электронный компонент наоборот, уменьшает сопротивление. Основная защита от перенапряжения выполнена в виде плавкого и/или биметаллического предохранителя.
Из чего состоит и как устроен
Внешне сетевой фильтр выглядит как стандартный удлинитель с кабелем различной длины и несколькими розетками для подключения бытовых приборов. Но внутренняя схема принципиально отличается от обычных бытовых удлинителей. Внутри сетевого фильтра, помимо колодок находится защитная микросхема и предохранитель. Также сетевой фильтр имеет кнопку включения.
Дорогие и качественно выполненные сетевые фильтры имеют батарею конденсаторов и несколько дросселей и дополнительные системы защиты, а вот недорогие устройства (часто китайского изготовления) лишены таких компонентов, но все же содержат варистор.
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 (с помощью интерфейсов Wi-Fi или Bluetooth). 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.
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:
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:
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:
Стандартные номиналы применяемых деталей:
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:
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:
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:
Рекомендации по выбору деталей:
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:
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.
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:
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.
Сетевой фильтр – купить
Искушенный современный потребитель, прежде чем выбрать в каталоге по фото и купить сетевой фильтр, внимательно изучает рейтинги и отзывы покупателей. Купить в интернет-магазине любой товар сейчас просто, поскольку каждый продавец заботится о максимальном предоставлении информации о характеристиках каждой позиции своего ассортимента. Вашему вниманию представлен краткий обзор популярных устройств мировых производителей.
С USB
При перегреве и коротком замыкании устройство срабатывает на автоматическое отключение, предупреждая поломку электрических приборов и возникновение пожара. Сетевой с USB портами предусматривает защиту от перенапряжений и высокочастотных помех нескольких приборов одновременно. Большое преимущество – на корпусе имеются USB порты для зарядки планшетов и смартфонов.
Buro BU-SP5 USB 2A-W:
Для ИБП
При перегреве и коротком замыкании устройство срабатывает на автоматическое отключение, предупреждая поломку электрических приборов и возникновение пожара. Сетевой для ИБП применяется для подключения бытовой и электронной техники к источнику бесперебойного питания. Время работы зависит от емкости аккумулятора ИБП, встроенного в прибор.
Для компьютера
Все разъемы с заземлением, длина шнура варьируется в зависимости от модели. Сетевые фильтры для компьютера от фирмы Pilot отличаются продуманностью функционала. Они имеют розетки евростандарта и одну советского образца. Пилот для компьютера подходит также и для бытовой техники. Кнопка со светодиодом отключает от питания все приборы. При перегреве и коротком замыкании устройство срабатывает на автоматическое отключение, предупреждая поломку электрических приборов и возникновение пожара.
Для стиральной машины
Стиральная машина-автомат современного образца, особенно ее электронная часть очень чувствительны к помехам в сети, поэтому нуждаются в защите. Сетевые фильтры для бытовой техники надежно защитят от перегрева и короткого замыкания все домашние приборы. Нет необходимости для этих целей покупать большие фильтры, подойдут компактные модели, представленные следующими наименованиями.
Inter-Step SP-ONE (1140J):
С выключателем на каждую розетку
Устройство гарантирует защиту от импульсных перенапряжений и высокочастотных помех нескольких приборов одновременно. Сетевой фильтр с выключателем на каждую розетку хорош тем, что можно контролировать подачу питания на каждый включенный прибор. При перегреве и коротком замыкании предохранитель срабатывает на автоматическое отключение, предупреждая поломку электрических приборов и возникновение пожара.
MOST ERG в белом корпусе:
MOST EHV в черном корпусе:
Для телевизора ЖК
Устройство гарантирует защиту от импульсных перенапряжений и высокочастотных помех нескольких приборов одновременно. Сетевой фильтр для телевизора ЖК защищает от короткого замыкания и высокочастотных помех видеоаппаратуру, телефонные линии, локальные сети. При перегреве и коротком замыкании он срабатывает на автоматическое отключение, предупреждая поломку электрических приборов и возникновение пожара.
С заземлением
Заземление – это главное условие безопасного использования розеток. Сетевой фильтр с заземлением гарантирует защиту от импульсных перенапряжений и высокочастотных помех шести приборов одновременно, это основные плюсы. При перегреве и коротком замыкании фильтр срабатывает на автоматическое отключение, предупреждая поломку электрических приборов и возникновение пожара.
Как выбрать сетевой фильтр
Выбор сетевого фильтра основывают на следующих характеристиках прибора:
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:
Эти фирмы выпускают устройства:
Рекомендации по эксплуатации:
Видео: какой сетевой фильтр лучше купить
Отзывы
Дмитрий, 27 лет Я хотел выбрать для своего компьютера круглый фильтр, но не получилось найти, а тут попался такой интересный, как корабль инопланетный марки Pilot X-PRO. Мне очень понравился дизайн, гармонично подошел к остальной технике, много розеток, а функционал во всех моделях одинаковый – защита и энергосберегающий, что очень важно.
Игорь, 28 лет Затрудняюсь, какой вид фильтра мне выбрать для компьютерной техники. Остается полагаться на то, что именитая фирма не будет выдавать желаемое за действительное. Решил заказать Пилот для компьютера. Фирма на слуху, распространенная, цена в общем устраивает, китайскую дешевку брать даже боюсь.
Влад, 35 лет Хотел купить серверный корпус со встроенным съемным фильтром, но потом решил купить его отдельно. В хозяйстве эта вещь всегда пригодится и для бытовой техники, и в гараж с собой взять поработать. Там как раз эта вещь пригодится – постоянно кто-то ремонтируется, то сварку включит, то еще что-то. Перепады случаются постоянно.
Как устроен сетевой фильтр и что у него внутри?
Содержание
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:
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.