Что такое сетевой фильтр: что делает, схема устройства, для чего предназначен

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.

Подготовка места для холодильника

Прежде чем приступать к установке холодильника, необходимо подготовить место для него. Прежде всего, поверхность пола в месте установки должна быть ровной. В том случае, когда пол выложен гладкой плиткой, следует заранее запастись специальными наклейками, чтобы обезопасить холодильный агрегат от возможного скольжения.

Корректировку его высоты производят с помощью подкручивания ножек. В некоторых случаях, чтобы обеспечить плотное закрывание дверей, холодильник устанавливается с небольшим уклоном в сторону задней стенки (примерно 1-2 градуса).

Холодильник нельзя ставить рядом с кухонной мебелью или другим бытовым оборудованием, не оставляя зазоров. Стенки холодильного шкафа из-за того, что компрессор во время работы сильно нагревается, нуждаются в свободной циркуляции воздуха. Если мебель, бытовая техника или стены будут мешать циркуляции, то срок эксплуатации холодильника существенно снизится, как и эффективность его работы. Оптимальное расстояние между стенками холодильника и прочими поверхностями составляет 5 см.

Следует избегать соседства холодильника с плитой и батареями отопления, поскольку подобная установка очень часто становится причиной чрезмерного перегрева этого агрегата. Если же соседства с батареей или плитой не удается избежать, то следует позаботиться о защитном барьере. Им может стать обычный лист фанеры с наклеенной на него фольгой, которая очень хорошо отражает тепло. Не желательно устанавливать холодильник и там, где на него будут воздействовать прямые солнечные лучи.

При выборе места для холодильника следует учитывать, что он работает от электросети, поэтому ему необходимо наличие электрической розетки. Желательно, чтобы розетка имела заземляющий контакт. Но, трехжильная разводка имеется далеко не в каждой квартире. Поэтому при установке нового холодильника лучше было бы заменить старые электрические провода на современные, с тремя жилами. Если же такой возможности нет, то холодильник придется подключать к имеющейся сети.

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.

Выбор рабочей температуры

Холодильник после подключения к электросети не стоит сразу заполнять продуктами. Лучше дать ему время приспособиться к температурному режиму. Обычно рабочий цикл холодильника состоит из 10 минут работы и 20-30 минут отдыха. Чтобы холодильник мог начать нормальную работу, должно пройти, как минимум, три цикла с первого включения. Некоторым моделям для вхождения в рабочий режим может понадобиться до трех дней.

В зависимости от модели режим охлаждения может быть разным. Рекомендуется сначала установить температуру внутри холодильника +5 градусов и проконтролировать состояние продуктов. Если обнаружится, что они быстро портятся, то температуру следует уменьшить.

При настройке оптимального режима в морозильной камере следует учитывать, что температура в ней не должна быть выше нуля. Для длительного хранения продуктов современные производители рекомендуют температуру не ниже -30 градусов, но на практике обычно бывает достаточно и -20. Тем более, что размножение микробов прекращается уже при -18 градусах.

Регулировка температуры внутри холодильника может осуществляться при помощи механического терморегулятора. В этом случае то температура настраивается путем поворота ручки регулятора от 1 до 7 или же по рисунку шкалы до о или «colder». «1» на шкале соответствует самой высокой рабочей температуре, а «7» или «max» – самой низкой.

Современные холодильники зачастую оснащаются электронным способом установки температуры. Для этого на двери агрегата имеется панель управления. Необходимый температурный режим выбирается простым нажатием кнопок. На самых продвинутых моделях устанавливаются сенсорные панели управления.

В холодильниках с электронным управлением вместо терморегуляторов используются специальные датчики – термисторы. Они устанавливаются на испарителе, в холодильной и морозильной камерах и даже на ледогенераторе, если такая опция присутствует. Показания датчиков поступают на электронную плату управления и после обработки служат сигналом для включения или выключения компрессора. Электронный способ управления обеспечивает более тонкую и точную настройку режимов работы холодильника.

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.

Заземление

Если в розетке есть контакт заземления, имеет смысл обратить внимание на переноску с заземлением (дополнительной жилой провода). Зачем это нужно?

Наличие заземления — это плюс к безопасности пользователя, подключенной техники. Если вдруг прибор поломался, можно не беспокоиться, что случайно ударит током.
Кроме того, заземление считается хорошей преградой для помех. Причем как от оборудования, подключенного в одну цепь, так и от того, что работает рядом.
Такая модель точно пригодится, если планируется подключать круглосуточно работающие холодильники, TV, ПК, другие приборы.

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.

Виды выключателей:

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.

Обзор популярных моделей

Рассмотрим лучшие сетевые фильтры, предлагаемые производителями. Первый из них – Buro BU-SP5 USB 2A-W. Имеет органичный внешний вид, занимает мало места, относительно недорогой. Средняя стоимость 790 рублей. Корпус белого цвета, снабжён 6 евророзетками и 2 USB-портами, позволяющими заряжать мобильные устройства. Провод длинной 5 метров, максимальная мощность не более 2,2 кВт.

Идеальный фильтр для подключения компьютера – Pilot X-PRO. Длина провода в зависимости от модели варьируется от 1,8 до 7 метров. В наличии 5 евророзеток и одна старого образца. Обладает оригинальным внешним видом, напоминающим космический аппарат в лучших традициях фантастики.

Особое преимущество – наличие функции Master Control, позволяющей подавать напряжение остальным потребителям после включения основного. Например, модем, принтер и монитор могут включаться только после запуска системного блока. Средняя цена 1980 рублей.

8 розеток расположены на удалённом друг от друга расстоянии, что позволяет подключать любые блоки питания. Длина шнура – 3 метра. Снабжён световыми индикаторами, сигнализирующими об отсутствии защиты. Цена – 3630 рублей.

Правильно подобранный сетевой фильтр позволит значительно продлить срок эксплуатации зачастую дорогостоящей бытовой техники. Не стоит экономить на этом – лучше заплатить сейчас, чем потом нести гораздо большие расходы за ремонт.

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.

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.

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.

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.

О безопасном использовании

Электроудлинитель предназначен для временного подключения. По окончанию работы, включенные в него устройства, обязательно отсоединяют от сети. Запрещено самостоятельно разбирать, менять конструкцию переноски. Особенно, если электричество и все, что с ним связано — не Ваш конек. Кабель не стоит прокладывать под ковром, линолеумом, через дверные пороги. Есть опасность нарушить целостность изоляции. Если же обмотка все же нарушена, электротехнический прибор немедленно отключают. Потом устраняют повреждения или покупают новый.

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.

Вывод

Специалисты не рекомендуют применять устройства этого вида цепочкой, другими словами запитывать один фильтр от другого, что приводит к повышению значения тока. Не рекомендуется подключать через устройство фильтрации сети оборудование с большим входным напряжением, это приборы отопления (электрообогреватель), кондиционер, пылесос. Не рекомендуется подключать через фильтр ИБП для компьютера, есть высокая вероятность повреждения схем защиты «бесперебойного питания ПК».