для чего необходим 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.
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.
Как выбрать сетевой фильтр
С развитием технологий растет и количество полезных приборов, без которых уже трудно представить свою жизнь. Сегодня все бытовые приборы и гаджеты необходимо подключать к электросети для постоянной работы или подзарядки, поэтому потребность в большом количестве розеток постоянно растет. Сетевые фильтры оснащают защитой от короткого замыкания, отдельными или общими выключателями. Кроме этого, продвинутые и дорогие модели фильтруют высокочастотные помехи, которые образуются из-за большого количества подключенных к электрической сети приборов и плохой, старой проводки.
Как это работает?
Сетевой фильтр, в зависимости от стоимости, выполняет следующие функции:
1. Защита от короткого замыкания;
2. Фильтрация высокочастотных помех;
3. Защита от кратковременных импульсов напряжения.
Короткое замыкание – состояние электрической цепи, когда фаза и ноль соединены напрямую без нагрузки. Т.е. если где-то обрыв провода, если что-то в каком-то приборе замкнуло, то сетевой фильтр должен вырубиться и защитить оставшуюся аппаратуру.
Помехи – следствие работы приборов, подключенных к сети. Почти вся электроника сейчас на импульсных источниках питания – телевизоры, компьютеры и т.д. Импульсные блоки питания неизбежно дают помехи в сеть. Кроме них помехи дают и приборы с индуктивной нагрузкой, например холодильник.
Высокочастотные помехи не вредят электронике, но сказываются на её работе. Например, в аудиотехнике могут появиться посторонние звуки, на экране аналогового телевизора или монитора рябь и искажения.
Импульсы напряжения возникают из-за подключения к сети любой реактивной нагрузки, опять же холодильник, сварочные аппараты и прочее. Чтобы случайно ничего не сгорело, в сетевые фильтры ставят варристоры, которые поглощают эти имульсы. Но от длительного воздействия высокого напряжения они редко защищают.
Типы сетевых фильтров
Удлинитель – самый простой прибор, состоящий из провода и розеток. У него нет фильтров и автоматов для предотвращения короткого замыкания.
Сетевой фильтр – тоже, что и удлинитель, но еще с высокочастотным фильтром, т.е. устраняет высокочастотные помехи. В дополнении к этому с выключателем и зачастую с терморазмыкателем.
Тройник , разветвитель – обычный разветвитель на несколько розеток без провода.
Ваттметр – измерительный прибор, определяет мощность потребления электричества.
Количество и тип розеток
В современных сетевых фильтрах бывает до восьми розеток. Следовательно, в одну настенную розетку вы можете через фильтр подключить до восьми сетевых приборов – это несомненный плюс. Но стоит учитывать: подключение к фильтру большого количества приборов может привести к его автоматическому отключению из-за перегрузки.
Существует множество различных видов разъемов, в сетевых фильтрах выделяют два типа розеток:
— Тип С и тип F. Европейский вид розетки, два круглых штырька. Отличие типа F в том, что у него присутствуют контактные пластины для заземления, чего нет у типа С. Заземление розетки позволяет избежать неприятных, а порой и опасных ситуаций. Многие сталкивались с проблемой, когда при прикосновении к стиральной машине или электроплите ударяет током, это возникает по причине отсутствия заземления. В большинстве квартир заземление сделано только у плиты.
Производители выпускают фильтры с вилкой IEC C14 (компьютерная). Данный тип разъема используется для прямого соединения к источнику бесперебойного питания. Сетевой фильтр подключенный напрямую через ИБП способствует более надежной защите оборудования от скачков напряжения и отключения электричества.
Основные параметры сетевых фильтров
Выбирая сетевой фильтр следует обратить внимание на максимальную мощность подключенной нагрузки и максимальный ток нагрузки. Эти параметры позволяют рассчитать целесообразность приобретения различных моделей. При расчете максимальной мощности ток необходимо умножить на напряжение (к примеру: 5 А умножаем на 220 В и получаем 1100 Вт). Затем складываем мощность приборов, которые планируется подключать через сетевой фильтр. Если суммарная мощность техники выше максимально допустимой мощности фильтра, то следует подобрать модель, выдерживающую более высокую нагрузку.
К примеру: при подключении к сетевому фильтру ПК и периферии, он будет работать без нареканий, так как мощность потребления у этих приборов невысокая. Но если планируется использовать сетевой фильтр на кухне, подключать одновременно электрочайник, плиту, водонагреватель, то при одновременной работе всех приборов фильтр отключится.
Уровни защиты
По степени защиты сетевые фильтры можно условно разделить на:
2. Продвинутый уровень защиты (Home/Office). Подходят для большинства приборов в доме и офисе, представлены на рынке широким ассортиментным рядом и лояльной стоимостью по отношению к качеству.
3. Профессиональный уровень защиты (Performance). Гасит практически все помехи, рекомендуется к приобретению для дорогой чувствительной к помехам технике. Сетевые фильтры с профессиональным уровнем защиты дороже по стоимости в отличии от предыдущих, но их надежность полностью окупает издержки.
Защита от кратковременных скачков/импульсов напряжения – практически все фильтры оснащены данной функцией, принцип ее действия заключается в поглощении кратковременных высковольтных импульсов. От длительного повышенного напряжения она не защищает. Если в вашем доме большую часть времени повышенное или пониженное напряжение, то лучше отдать предпочтение стабилизатору, так как сетевой фильтр будет бесполезен.
Выключатель
Сетевые фильтры оборудованы выключателем для того чтобы постоянно не выдергивать вилку из розетки, выключатель бережет время и безопасен в использовании.
Выключатели встречаются нескольких видов:
Индивидуальные – установлены для каждой розетки сетевого фильтра, нет необходимости выдергивать из фильтра конкретный прибор, можно просто нажать кнопку.
Общие – устанавливаются на верхней или боковой стороне фильтра, обесточивают все приборы, подключенные к сетевому фильтру.
Пульты ДУ – модели сетевых фильтров с пультом ДУ встречаются редко, цена на них высока, но за удобство приходится платить. Удобны в использовании, подходят для людей с ограниченными возможностями.
Длина кабеля
Длинный кабель обеспечивает мобильность, увеличивает площадь, на которой можно использовать подключаемый прибор. Длинные кабели удобны в помещениях с большой площадью для строительных инструментов, пылесосов и прочей переносной техники. Но в небольших помещениях нет необходимости брать удлинитель «с запасом», достаточно ограничиться моделями со средней длиной кабеля, иначе он будет мешать и путаться. Наиболее распространенными длинами сетевых фильтров считается: 1,5; 1,8; 3; 4; 5; 10.
Дополнительные особенности
Индикатор – информирует о включении сетевого фильтра, часто совмещен с кнопкой выключателя. В зависимости от модели может быть общим или индивидуальным для каждой розетки сетевого фильтра.
Крепление на стену – некоторые фильтры оснащены петлями с обратной стороны. Такое дополнение призвано снизить риск повреждения проводов, упростить уборку. Сетевой фильтр удобно крепить к стене или же к внутренней стороне компьютерного стола, провода не будут мешать под ногами.
Крепление для проводов – необходимо если к фильтру подключено большое количество приборов, предотвращает спутывание и залом провода.
Порты USB – созданы для прямого подключения гаджетов к электросети без использования индивидуального зарядного устройства. Стандарт USB получил свое широкое распространение во всем мире, можно заряжать аккумуляторы и при этом не занимать розетку.
Ценовой диапазон
Сетевой фильтр это тот прибор, который может себе позволить каждый, незаменимая вещь в любом доме. Помимо широкого ассортиментного ряда фильтры имеют и большой ценовой диапазон. Стоимость варьируется в зависимости от производителя, степени защиты, максимальной мощности и дополнительных функций. Если нет необходимости в высокой степени защиты, если в вашем доме скачки напряжения редкое явление, то нет смысла переплачивать. В случае постоянных помех электросети сетевой фильтр с высокой степенью защиты незаменим. Следует отметить, что дешевой моделью лучше не ограничиваться, как известно, «скупой платит дважды».
Зачем нужен сетевой фильтр?
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.
Видео
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.
Принцип функционирования сетевого фильтра
У всех сетевых фильтров подобные принципы похожи:
Для каждого из данных элементов отведена своя определённая опция. Другими словами, одни делали отвечают за ровный ток, другие за нивелирование скачков напряжения.
В обычной ситуации в СФ главная работа отдана катушке индуктивности и конденсаторам, гасящим гармоничные помехи, которые характерны для домашней сети электропроводки.
Если допустимая нагрузка повысится (данное повышение может произойти от того, какое устройство вы применили) то сработает варистор. Эта деталь на автомате уменьшит сопротивление соразмерно повышению результата нормы. При этом, варистор начнёт преобразовывать излишки сопротивления в теплоту. Из-за этого СФ имеют термический предохранитель. Он не допустит перегрев.
Если напряжение в сети во много раз превысит показатели нормы, то сработает предохранитель многоразового пользования. Эта деталь отключит электропитание, из-за чего подключенные электроприборы не сгорят.
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.
Требования нормативных документов
При покупке следят, чтобы сетевой фильтр 220В был в комплекте с паспортом, техническим описанием, инструкцией по эксплуатации.