Какие бывают помехи в электросети и как от них защититься?

Что такое наведенное напряжение и чем оно опасно? Наводка в электрике

ГлавнаяРазноеНаводка в электрике

Возникновение наводки на воздушных линиях электропередачи и в электроустановках, связанных с ними, представляет опасность не меньшую, чем присутствие рабочего напряжения на них. Также данное явление возникает в бытовых условиях в сети 220 В, поэтому необходимо понимать природу возникновения и меры защиты от наведенного напряжения, о чем мы и поговорим далее.

Причины возникновения

Наведенное напряжение возникает на выведенной в ремонт и обесточенной воздушной линии электропередач (ВЛ), вследствие влияния на нее электромагнитного поля расположенной в непосредственной близости работающей электроустановки или другой ВЛ, которая находится под напряжением. Таким образом, ВЛ, которая проходит параллельно отключенной линии, наводит сторонний потенциал, который представляет существенную опасность для обслуживающей ремонтной бригады. Значение наведенного напряжения в проводе изменяется в зависимости от протяженности участка, на котором ВЛ идут параллельно, тока нагрузки и величины рабочего напряжения, отдаленности фазных проводов, метеорологических условий. Потенциал, который наведен на ВЛ, объединяет в себе два вида воздействия – электромагнитную и электростатическую составляющую:

  • Электромагнитная часть появляется под действием магнитного поля, возникающего от протекания тока по работающей рядом ВЛ. Отличительной особенностью данной составляющей является то, что при заземлении даже в нескольких местах линии, она не изменяет свою величину. Единственное, что можно изменить с помощью заземлений – это расположение точки нулевого потенциала.
  • Электростатическая часть, в отличие от электромагнитной, устраняется путем заземления линии в ее концах и в месте ведения работ. Снизить же величину наведенного напряжения возможно установив заземление хотя бы в единственной точке ВЛ.

Давайте рассмотрим подробнее, что это такое – наведенное напряжение и природу его возникновения. Чтобы понять, как оно появляется, обратимся к фото, на котором изображен проводник:

Имеется проводник, обозначенный на картинке как А-А. При протекании по нему переменного тока создается электромагнитное поле, интенсивность которого уменьшается по мере отдаления от проводника (на изображении можно заметить снижение яркости окраски).

Также изменяются пульсации электромагнитного поля с изменением направления и величины тока. При попадании в поле любого другого проводника в нем индуцируется наведенное напряжение.

Обратите внимание

Ниже на картинке показаны проводники с подключенными измерительными приборами для определения величины напряжения:

Какое значение считается опасным для персонала? Считается, что если на отключенной ВЛ присутствует наведенное напряжение и его значение не превышает 25 В, то ремонтные мероприятия производятся с применением обычных средств защиты.

В случае превышения безопасной величины следует пользоваться специальными средствами защиты и выполнять технические мероприятия, обеспечивающие требуемую степень защиты от опасного воздействия наведенного потенциала.

Такими мерами безопасности могут быть разземление вначале и конце линии, разрез провода, установка заземления на участках ВЛ.

Узнать о том, какие электрозащитные средства используют в установках выше 1000 Вольт, вы можете из нашей статьи!

В чем опасность явления?

Наведенное напряжение можно считать более опасным и коварным в отличие от рабочего в силу того, что на него никак не реагирует защитная аппаратура.

Например, при попадании под него ремонтного персонала, работник будет находиться под опасным воздействием до момента освобождения от его влияния.

А вот если на человека воздействует рабочее напряжение, то срабатывает защита и происходит автоматическое отключение, вследствие короткого замыкания.

Важно

Кстати, о коротком замыкании (КЗ). При КЗ в рабочей линии происходит наводка на отключенную ВЛ и многократное превышение тока, что, естественно, отражается на персонале, занятом ремонтом на отключенной ВЛ.

Последствия могут быть весьма плачевными – от сильных ожогов, до протекания тока по жизненно важным органам с их поражением, вплоть до летального исхода.

Поэтому не нужно пренебрегать правилами безопасности при проведении работ на отключенных ВЛ.

Что же делать в случае попадания человека под наведенное напряжение? Как избавиться от его воздействия? Необходимо устранить протекание тока через тело человека. Для этого понадобится соединить опасную часть электроустановки с «землей», набросив на нее заземление.

Наводка в квартире

Не считая ВЛ и электроустановок, наведенное напряжение может также возникать в квартире и в частном доме в сети 220 В. Так называемая «наводка» появляется в кабеле, проложенном опять же рядом с проводом, по которому протекает ток.

Для примера приведем ситуацию, когда при выключенном выключателе на диодных лампочках появляется еле заметное свечение. Происходит это из-за того, что рядом с проводом, питающим лампы, проложен проводник с фазной жилой. А действие электромагнитного поля никто не отменял.

Отсюда и возникает небольшая наводка, величины которой достаточно для того, чтобы «подсветить» светодиоды.

Еще один случай – это наводка в розетке. Возникает она, если произошел обрыв нулевого провода. Тогда при измерении индикатором на клеммах розетки получим две фазы. Но на самом деле, фазный провод как был один, так и останется, а «вторая фаза» пропадет, как только нулевой провод будет заново подключен.

С примером опасного влияния наводки вы можете ознакомиться на видео:

Реальный пример

Вот мы и рассмотрели, что такое наведенное напряжение, чем опасно это явление и какие меры защиты нужно предпринимать для того, чтобы обезопасить персонал от поражения электрическим током. Надеемся, предоставленная информация была для вас понятной и полезной!

Наверняка вы не знаете:

samelectrik.ru

Наведённым называют напряжение, возникающее в обесточенном проводнике, находящемся под воздействием располагающегося рядом высоковольтного оборудования или провода. Это явление уникально и представляет собой немалую опасность, по этой причине стоит узнать о нем более подробно.

Воздушная линия электропередачи

Для того чтобы разобраться в природе явления, придётся немного освежить в памяти уроки физики. Итак, что такое наведённое напряжение, и чем оно опасно?

Природа явления

Суть наведённого напряжения в том, что в обесточенном проводнике, который находится рядом с источником электромагнитного поля, возникает опасный потенциал. Источником излучения может стать находящаяся рядом с обесточенным проводом линия ВЛ или другое оборудование, создающее такое поле.

Наиболее ярким примером будет рассмотрение наведённого напряжения на ВЛ (воздушной линии электропередачи).

При отключении одного провода от источника тока рядом находящийся провод электропередачи имеет электромагнитное поле, которое, в свою очередь, создаёт потенциал в обесточенном проводнике.

Этот потенциал вполне может принимать опасные для здоровья и жизни значения, особенно при расположении рядом мощного источника магнитного поля.

Значение потенциала зависит лишь от рабочего напряжения, токов нагрузки и общего расположения относительно друг друга. Потенциал условно представлен суммой электромагнитной и электростатической частей:

  1. Электростатическая составляющая наведённого потенциала обусловлена воздействием на проводник электрического поля рядом расположенного источника, в нашем случае это оставшийся в работе провод. Номинальное значение этого параметра зависит только от электрического потенциала влияющей ВЛ, это значение постоянно наводится действующим рядом источником поля. Наводка осуществляется на всем протяжении отключённого от источника тока проводника. Для снижения её до безопасного уровня достаточно заземлить её на любом участке сети;
  2. Электромагнитная часть, она появляется от воздействия магнитных полей, которые создают токи фазных проводов. Отсюда её нестабильность, особенностью проявления этой составляющей служит то, что её значение неизменно на всем протяжении участка сети и не зависит от заземления или изоляции провода от земли. Наводка в этом случае не зависит от включённой линии, а только от параметров магнитного поля и отдаления. При изменении расположения или числе точек заземления на ВЛ меняется лишь расположение точки нулевого потенциала. Само же наведённое напряжение остаётся прежним.

Пикового значения электромагнитная часть достигает на концах взаимного влияния линий, на нашем примере это расположение отключённых линейных разъединителей. В этих точках и измеряется его значение.

Стоит отметить, что даже в процессе определения значения обязательно заземление обоих концов ВЛ.

Класс оборудования, применяемого для измерения значений и параметров тока, подбирается, исходя из расчётных параметров потенциала, чаще всего используются приборы с пределом измерения не менее 0,5-1 кВ.

Совет

В процессе измерения потенциала обязательно соблюдение правил техники безопасности, ввиду того что вольтаж может иметь значение намного выше расчётного. Нарушение правил техники безопасности чревато электротравмой или ожогами.

Понятно, что электростатическую составляющую можно легко исключить и тем самым обеспечить безопасность работы по обслуживанию или ремонту отключённого провода. Но с электромагнитной частью потенциала справиться не так легко.

Одним из вариантов борьбы с ним служит процесс разделения линии на отдельные участки, электрически не связанные между собой, либо работы под воздействием напряжения.

Согласно нормам ПУЭ, номинальное значение до 25В считается формально неопасным и позволяет проводить работу при строгом следовании правилам техники безопасности .

Тем не менее, на сегодняшний день существует мнение, что требования Правил охраны труда на электрообъектах несколько устарели. Ряд специалистов считает, что заземление воздушной линии электропередачи в одной точке и такелажная схема не обеспечивают безопасность монтажников. По этой причине требуются другие способы обеспечения защиты ремонтных бригад при работе.

Важно! Нужно отметить, что несмотря на приведённый пример, источником наводки тока может служить не только рядом расположенная ВЛ, это просто наиболее яркий случай возникновения этого потенциала. Наведённые токи могут возникнуть в любом проводнике при наличии рядом работающего оборудования, создающего электромагнитное поле, в том числе генератора или трансформатора.

Работа на ВЛ

Явление в быту

Несмотря на сравнительно небольшое напряжение, используемое для бытовых электросетей, наводка токов может возникнуть и внутри дома или квартиры.

Достаточно часто это можно видеть на светодиодных лампах или лентах, чей провод включения проходит рядом с кабелем, который находится под напряжением, он и производит наводку напряжения на провод или сами лампы.

Под влиянием наведённого тока лампочки начинают светиться.

Также в качестве примера можно рассмотреть розетку при обрыве провода ноля в ней. При использовании индикатора можно обнаружить в розетке две фазы, несмотря на то, что она подключена к однофазной домашней сети. Для исчезновения второй фазы достаточно устранить обрыв.

Схема

Основы безопасности

Явление возникновения напряжения в проводнике под воздействием электромагнитного поля и статического электричества уникально, но вместе с тем оно достаточно опасно. Привычные устройства, обеспечивающие защиту, действуют на него избирательно, либо не действуют вообще.

Примером может служить замыкание цепи при попадании в неё человека, в этом случае автоматика просто отключит источник питания. Но при наведённом потенциале сети нет, а, значит, при отключении устройства безопасности не будет.

Это служит причиной того, что к наводке тока нужно относится внимательно и осторожно.

Безопасность работы при возможности существования наведённого напряжения обеспечивается, в первую очередь, правилами безопасности.

Обратите внимание

Если есть хоть небольшая возможность его возникновения, то следует измерить вольтаж отключённого провода. При наличии его обеспечить безопасность монтажников.

Правила безопасности проведения работ на отключённых линиях электропередач написаны на печальном опыте предыдущих поколений и изучения работы с токами различных типов.

Стоит учитывать! Фактическое значение наведённого напряжения может достигать десятка и более киловольт. Неаккуратное обращение с таким потенциалом может привести к поражению электротоком, вследствие чего к ожогам и другим травмам.

Читайте также:  Котел работает не на полную мощность из-за неправильного подключения

Основными мерами безопасности в этом случае служат:

  • работа в средствах индивидуальной защиты: резиновых перчатках, ботах с использованием диэлектрических ковриков и инструментов;
  • заземление и выравнивание потенциалов провода заземления и рабочего места электрика;
  • при необходимости проведения работ одновременно в нескольких местах обязательно разделение электросети на несколько не связанных между собой участков с последующим их заземлением;
  • дублирование заземления, особенно при разъединении основной линии, в этом случае заземление устанавливается с обеих сторон места отреза провода.

Только в этом случае можно приступать к работе, уже не опасаясь замкнуть на себя ток, наводка которого в этом случае затруднена.

При проведении контрольно-измерительных операций также стоит озаботиться безопасностью. Все сборки схем измерений производятся перед подключением, а не в процессе или после него. При изменении контрольно-измерительной схемы её предварительно отключают от линии электропередачи.

Замер

Наведённое напряжение – уникальное физическое явление, в этом случае источником тока служит расположенный неподалёку объект-излучатель. Вполне возможно именно этот эффект и хотел использовать в своей работе Никола Тесла, создавая свою башню для воздушной передачи энергии.

Но на настоящее время полезное использование наведённых токов невозможно, а вот борьба с ними продолжается с переменным успехом. Пока наука смогла обеспечить безопасную работу с ним. Но кто знает, что будет дальше.

Вполне возможно, именно эффект наведённого напряжения в последующем послужит человечеству для передачи энергии на расстояния без использования линий проводников.

Видео

Источник: https://led-set.ru/raznoe/navodka-v-elektrike.html

Hi-Fi аппаратура – как защитить от сбоев в электросети. Часть 1

Многие знают: чтобы достичь качественного звука в теле- и радиостудиях прежде всего необходимо позаботиться о питающем напряжении.

Однако большинство не догадывается, что практически все устройства кондиционирования напряжения спроектированы для питания компьютеров, в то время как для успешной работы приборов в домашней Hi-Fi системе нужно совсем другое оборудование, которое легко защитит их от сетевых помех.  

                                                                                                                                              
В чем проблема?

По данным американской фирмы Bell labs, аномалии электропитания выглядят следующим образом: пониженное напряжение – 87%, импульсы напряжения (плюс наличие в напряжении сети постоянной составляющей, заставляющей «рычать» сетевые трансформаторы) – 7,4%, внезапное отключение (плюс последующее внезапное включение, вызывающее сильнейший бросок тока) – 4,7%. повышенное напряжение – 0,7%. Эти сведения приведены для относительно благополучной американской сети, в России же ситуация намного хуже, т.к. количество различной сетевой «грязи» значительно выше.

Во всех странах ЕЭС, США и Японии действуют жесткие нормы, ограничивающие уровень искажений, которые генерируют электронные и электрические приборы, искажая форму тока в сети. Там в домашние розетки запрещено включать устройства с реактивным характером нагрузки и импульсным характером потребления.

У нас же, например, сосед может установить дома какой-нибудь строгальный станок, сварочный аппарат, или, что еще интереснее, известен случай, когда в одном из домов «повесили» питание лифтов на квартирную сеть.

Ко всему перечисленному можно еще добавить чисто российские проблемы, такие, как перекос фаз от неравномерного подключения потребителей, и еще одну, известную как «синдром пьяного электрика». Разумеется, никто ни за что не отвечает.

Важно

Страшно? Тем не менее, в ближайшее время ситуация вряд ли кардинально изменится в лучшую сторону, грязи и помех в сети меньше не станет. Но кое-что можно сделать и самому, нужно только правильно выбрать приоритеты.

Каким бы электрооборудованием вы не пользовались, поступающее напряжение содержит сетевые помехи (или имеет непостоянные параметры), от которых необходимо защищаться.

Дело в том, что они приносят реальный физический ущерб вашим приборам: даже незначительный скачок напряжения может привести к потере данных в памяти цифрового прибора и вызову шума в оборудовании (как в цифровом, так и в аналоговом).

                                                                                                                          

Классифицировать помехи в электросети можно следующим образом:

1. «Шипы»

– кратковременные (миллисекунды или менее) скачки напряжения до 600V(!) – могут вывести из строя чувствительные компоненты оборудования или привести к потере данных памяти какого-либо из приборов. Кроме того, они окисляют контакты и снижают параметры проводной изоляции. Возрастающее напряжение, не ощущаемое вами, может постепенно “убивать” ваш прибор. И в один прекрасный день…Особо сильные пульсации, возникающие в зонах с повышенной частотой грозовых явлений могут вызвать ощущаемые щелчки в вашем акустическом приборе. Отличное средство защиты от них – молниеотводы, установленные по правилам, применяемым в данной местности.

2. Влияние РЧ (радиочастот) и ЭМП (электромагнитных полей).
РЧ и ЭМП содержат небольшое количество энергии, но в отличие от “шипов” являются зачастую постоянными. Продолжительное же влияние РЧ и ЭМП может вызывать аудиошум или эффект “снега” на видео. Особо длительное воздействия могут привести к потере данных в цифровых схемах.

3. Длительные увеличения напряжения – обычно длятся дольше, чем “шипы” на 10-35%, от 15 миллисекунд до минуты. Могут привести к открытию “нейтрали” или замыканию между линиями, потребляющими высокое и низкое напряжения.

4. Долговременное и кратковременное понижение напряжения в сети, связанное с выключением вблизи от вашей студии прибора, потребляющего большое количество энергии.

5. Полное отключение энергоснабжения. Работа на компьютере и пользуясь источниками бесперебойного питания, можно без особого труда сохранить данные в случаях потери электроэнергии, что зачастую невозможно в мире звукозаписи. 

Важный шаг…

Сетевые помехи, попадающие в нашу аппаратуру, по своему происхождению можно разделить на два вида: приходящие извне и собираемые внутри квартиры.

Одно из возможных решений по приведению квартирной электросети в порядок, направленное на максимальное снижение активного сопротивления участка от распределительного щитка на лестничной площадке до нашей с вами аудиосистемы, если мы действительно хотим обеспечить качественное питание нашей системы, то говорить приходится только об отдельном подводе сетевого напряжения от электрощита на лестничной площадке – при всем богатстве выбора альтернативы, как говорится, нет. 

Системы защиты                                                                                                         

Системы защиты подразделяются на сетевые фильтры и стабилизаторы напряжения.

Сетевые фильтры предохраняют оборудование от “шипов”, недолговременных повышений напряжения и ЭМП. Но при более длительных перепадах напряжения вам могут помочь только стабилизаторы. Хорошие приборы защиты являются комбинацией фильтра и стабилизатора.

Из чего же состоят приборы защиты? Широко распространены вставки оксидов металлов (МОV), варисторы, хорошо вбирающие в себя “шипы” и увеличения напряжения. Они рассчитываются по характерным для данной местности скачкам повышения напряжения и количеству впитываемой энергии (в Дж), которую они могут поглотить без перегрева и ущерба для нормального электропитания.Прибор с одним маломощным МОV не сможет обеспечить нужную защиту, и размещать их нужно не только между фазовым проводом и нулём, но а также между несущим и “землей”; фазой и нулём. Вставок оксидов металлов необходимо несколько с тем, чтобы “шипы” поглощались ступенчато. Этого, как правило, нет в дешевых приборах. Несмотря на то, что МОV способны впитывать повышения напряжения, они могут быть выведены из строя особенно сильным скачком напряжения. В этом случае их необходимо будет заменить. Поэтому многие сетевые кондиционеры содержат индикатор выхода МОV из строя. Замена МОV обойдется гораздо дешевле, нежели полная замена прибора защиты.МОV – не единственные компоненты, помогающие предотвратить воздействие “шипов”. Многие диоды и все вакуумные лампы также защищают от них приборы, но при большой частоте пульсации электроэнергии могут легко пропускать некоторые из них, поэтому и используются они в связке с МОV.Помехи от ЭМП и РЧ хорошо ликвидируются низкопроводным фильтром (lovpass filter). В дешевых приборах такой фильтр обычно ставится между фазой и нейтралью, хотя должен в то же время применяться между линиями (“земля”- фаза, “земля”- “нейтраль”). Хороший фильтр ослабляет помехи до 40-60 dB при диапазоне радиочастот от 1 до 100 МГц.

Источник: http://phonoparadise.blogspot.com/2012/07/hi-fi-1.html

Защита электротехники: что лучше хороший стабилизатор напряжения или сетевой фильтр?

Сложно представить современного человека, который не пользуется бытовыми электроприборами. Но зачастую такие изделия имеют высокую стоимость и поэтому будет очень неприятно, если с ними что-либо произойдёт. Поэтому бережливые люди стараются обезопасить работу техники от перебоев в электросети, которые, к сожалению, не являются редкостью.

Основной причиной большинства поломок электрических приборов считаются скачки напряжения, для борьбы с которыми были разработаны различные фильтрующие и стабилизирующие устройства.

Эти приборы помогут защитить имущество человека от непредвидимых поломок.

Но чтобы выбрать подходящее устройство в конкретно взятом случае нужно разбираться, что лучше подойдёт для того или иного вида техники стабилизатор напряжения, а, может, сетевой фильтр.

Для чего нужна защита бытовой техники?

Большинство электроприборов не переносят изменений параметров электросети, особенно если происходит резкий скачок напряжения.

Если напряжение длительно будет выше нормы, то увеличится риск поломки блоков питания, микросхем и других запчастей, которые будут сильно греться.

Если же напряжение сильно понизится, то все узлы и схемы начнут работать на предельных нагрузках, что в итоге в лучшем случае значительно снизит их эксплуатационный ресурс, а в худшей ситуации приведёт к их поломке.

Совет

Пагубно влияют на срок службы электронных узлов незапланированные отключения электричества. К несчастью с такими проблемами отечественного электроснабжения знакомы как люди, проживающие в мегаполисах, так и в отдалённых деревнях.

Обычно производители бытовых приборов предусматривают минимальную защиту выпускаемой электронной продукции, но диапазон стабильной работы большинства изделий не превышает 198–242 В. При этом в случае поломки техники, по причине перебоев в электроснабжении она не подлежит гарантийному обслуживанию.

Основные разновидности устройств защиты

В зависимости от того, какое электрическое устройство и с какой целью требуется защищать, происходит классификация защитного оборудования:

  • выключатели автоматического типа;
  • источники, обеспечивающие бесперебойное питание;
  • приборы, фильтрующие сетевое напряжение;
  • изделия, стабилизирующие параметры электрической сети.

Автомат – устройство, предназначенное для аварийного отключения электроприборов. Такие устройства защищают электронное оборудование от утечки тока и перегрева, обусловленного нарушением изоляции или плохого контакта. Это позволяет предотвратить пожар или поражение человека током. Такие изделия используют в распределительных щитках в квартирах и частных домостроениях.

Выбор автоматических выключателей основывается на параметрах номинального тока и количестве потребителей используемых в квартире.

Сегодня на рынке электротехники представлены переносные модели таких защитных устройств, которые просто включают в розетку, а уже через них подаётся питание к электроприборам.

Однако такое изделие не защитит от перебоев в электросети, а просто отключит потребитель, в случае если показатели тока превысят максимально допустимые значения.

Для электроники, которая требует деликатного обращения, например, компьютер, который должен правильно завершить свою работу целесообразно использовать устройство обеспечения бесперебойного питания. Такой прибор продлевает подачу электричества на протяжении определённого времени в случае незапланированного отключения основной электросети.

Для чего нужен сетевой фильтр?

Основным предназначением сетевого фильтра является сглаживание помех в электросети. Такой эффект был достигнут благодаря использованию небольшой электронной схемы, которая поглощает незначительные скачки напряжения и изменения частотных показателей в сети. При возникновении более серьёзных проблем такое устройство просто отключает подачу питания за счёт предохранителя.

Читайте также:  Как подключить многорожковую люстру с заземлением?

Сетевые фильтры выпускаются с разным числом розеток, что позволяет подключать несколько бытовых приборов одновременно. Однако нужно учитывать, что фильтр рассчитан на определённый уровень нагрузки, превышение которой недопустимо. Поэтому подключать несколько мощных устройств к одному фильтру нельзя.

Таким образом, можно резюмировать, что под сетевым фильтром подразумевается защитное устройство, которое эффективно сглаживает низкочастотные и высокочастотные помехи в сети и отключает оборудование в случае перегрузок по току или возникновении короткого замыкания.

Особенности работы сглаживающего фильтра

Для защиты электротехники от импульсных скачков в электросети фильтры оснащаются варисторами – приборами, которые могут увеличивать внутреннее сопротивление, преобразовывая импульсную энергию в тепловую. Очень часто это приводит к поломке варистора, но защищает дорогостоящую технику.

Чтобы подавить помехи высокой частоты от электросварки или электродвигателя схемой предусмотрена установка LC-фильтров. Качественные сглаживающие устройства включают в свою конструкцию конденсаторы и индукционные катушки, которые улучшают стабильность подачи электричества, тем самым продлевая срок службы бытовых устройств.

Обратите внимание

Увлекаться экономией при покупке сетевого фильтра не целесообразно, так как дешёвые модели скорее выполняют функции удлинителя, а не защитного прибора.

Также, покупая защитное устройство, важно обращать внимание на количество розеток и длину кабеля, так как часто удобно проложить такую переноску для подключения множества приборов, например: компьютера, монитора и принтера в одном месте.

Конструктивные особенности и принцип работы стабилизатора

Под стабилизатором подразумевается устройство в автоматическом режиме, преобразующее разные показатели напряжения в стабильное значение, равное 220 В.

Электронный прибор, подключённый к источнику питания со стабильными параметрами напряжения, работает значительно дольше, чем аналог, включённый напрямую в розетку.

При этом к основным функциям стабилизатора можно отнести следующие параметры:

  • стабилизация перепадов напряжения;
  • защита потребителей от помех в электросети;
  • защита от возможности возникновения коротких замыканий;
  • сглаживание частотных помех.

Самыми распространёнными типами стабилизаторов являются приборы со ступенчатым и электромеханическим принципом работы. При этом популярными и недорогими являются ступенчатые стабилизаторы, которые работают по принципу переключения обмоток трансформатора путём прерывания на несколько миллисекунд. Благодаря этому происходит увеличение или уменьшение параметров напряжения.

Электромеханические приборы работают по принципу плавной регулировки напряжения без прерывания. Они обладают высокой нагрузочной способностью, но требуют проведения регулярных профилактических мероприятий из-за повышенного износа сервомотора и токосъемных щёток. Плюс ко всему они дороже ступенчатых аналогов.

Чему отдать предпочтение – сетевому фильтру или стабилизатору?

Проводя сравнительную характеристику сетевого фильтра и стабилизатора, становится понятно, что последний намного эффективней справляется с различными проблемами энергоснабжения.

По сравнению со сглаживающим фильтром, который имеет простейшую конструкцию стабилизатор – сложное устройство, с многоуровневой защитой, благодаря которой любая бытовая техника будет надёжно защищена.

Сетевые фильтры абсолютно бесполезны, если в электросети понижается или повышается напряжение.

В свою очередь, стабилизирующее устройство выравнивает параметры напряжения в достаточно широких диапазонах в зависимости от модели прибора.

При этом в случае с резким увеличением напряжения стабилизатор плавно отключит электронный прибор, когда в фильтрующем устройстве сгорит предохранитель.

Естественно, цена стабилизаторов немного выше сетевых фильтров, но затраты того стоят. Единственно, что при выборе подходящего прибора нужно учитывать параметры его мощности и выбирать изделие исходя из суммарных показателей подключаемого в него электрического оборудования с запасом в 20%.

Когда лучше стабилизатор, а когда сетевой фильтр?

Покупки сетевого фильтра достаточно только в том случае, когда в доме не наблюдается скачков напряжения, особенно в меньшую сторону. Но если выбор пал на фильтрующий прибор, то не стоит экономить, так как дешёвые изделия чаще вредят электронному оборудованию, чем защищают его.

В свою очередь, установка качественного стабилизатора напряжения оправдана в следующих ситуациях:

  • при частом понижении напряжения в электросети до таких значений, что бытовые приборы начинают работать на износ или, вообще, отключаться;
  • в случае использования дорогостоящей техники, в разы превосходящей цену стабилизатора.

Ознакомившись с принципом работы разных защитных устройств, потребителю будет несложно понять, что лучше выбрать сетевой фильтр или стабилизатор напряжения. Чтобы защитить дорогостоящий двухконтурный котёл лучше потратиться на покупку стабилизатора. В свою очередь, для старого монитора вполне достаточно фильтра.

Источник: https://elektro.guru/elektrooborudovanie/bytovaya-tehnika/stabilizatory-i-ibp/chto-luchshe-kupit-stabilizator-napryazheniya-ili-setevoy-filtr.html

Источники помех в электрических сетях

Гармоники

Высшие гармоники (кратные) представляют собой синусоидальные напряжения либо
токи, частота которых отличается от основной частоты в целое число раз.

Гармонические преломления напряжений и токов появляются из-за наличия в сетях частей либо оборудования с нелинейной вольт-амперной чертой.

Главные источники гармонических помех — преобразовательные и выпрямительные установки, индукционные и дуговые печи, люминесцентные лампы. Из бытового оборудования более сильными источниками гармонических помех являются телеки.

Определенный уровень гармонических помех может создавать и оборудование энергосистем: крутящиеся машины , трансформаторы. Но, обычно, эти источники не главные.

Основными источниками некратных гармоник являются: статические преобразователи частоты, циклоконверторы, индукционные движки, сварочные машины, дуговые печи, системы управления токами наложенной частоты.

Статические преобразователи частоты состоят из выпрямителя переменного тока начальной частоты в неизменный ток и преобразователя неизменного тока в переменный требуемой частоты.

Напряжение неизменного тока модулируется выходной частотой преобразователя, вследствие чего во входном токе появляются некратные гармоники.

Статические преобразователи частоты употребляются, приемущественно, для движков с регулируемой скоростью вращения, применение которых стремительно развивается. Движки мощностью до нескольких 10-ов кв присоединяются конкретно к низковольтным сетям, более массивные — к сетям среднего напряжения через собственные трансформаторы. Существует несколько схем выполнения статических преобразователей частоты с разными чертами. Частоты некратных гармоник зависят от выходной частоты и пульсности преобразователя. Подобные преобразователи употребляются также для печей, работающих на средних частотах.

Циклоконверторы представляют собой трехфазные преобразователи большой мощности (несколько мегаватт), которые превращают трехфазный ток начальной частоты в трехфазный либо однофазовый ток пониженной частоты (обычно наименее 15 Гц), применяемый для питания тихоходных движков большой мощности. Они состоят из 2-ух управляемых выпрямителей, проводящих ток попеременно то в одном, то в другом направлении. Циклоконверторы употребляются в очень редчайших случаях. Токи интергармоник добиваются 8-10% от тока основной частоты. В связи с большой мощностью циклоконверторов они присоединяются к сетям с большой мощностью недлинного замыкания, потому напряжения интергармоник оказываются малыми. Измерения, проведенные на 2-ух таких установках в Швейцарии, проявили, что их величины в сетях 50 и 220 кВ не превосходят 0,1% от номинального напряжения.

Важно

Индукционные движки могут в ряде всевозможных случаев генерировать интергармоники из-за наличия зазора меж статором и ротором, в особенности в купе с насыщением стали.

При обычной скорости вращения ротора частоты интергармоник находятся в спектре 500-2000 Гц, но при запуске мотора «пробегают» весь спектр частот прямо до установившегося значения.

Помехи, создаваемые движками, могут быть значительными при установке их в конце длинноватой полосы низкого напряжения (более 1 км). В этих случаях были замерены интергармоники величиной до 1%.

Сварочные машины и дуговые сталеплавильные печи генерируют широкий и непрерывный диапазон гармоник. частоты гармоник и интергармоник, генерируемых преобразова-тельным

оборудованием.

Отклонение напряжения

Отличия напряжения обуславливаются конфигурацией нагрузок потребителей в течение суток и соответственной работой устройств, регулирующих напряжения (трансформаторы с РПН).

Колебания напряжения

 Колебания напряжения представляют собой серию конфигураций случайного либо повторяющегося нрава.Колебания напряжения вызываются работой электроприемников с резко-переменным нравом употребления мощности и происходят при работе последующего оборудования: сварочных машин сопротивления и дуговых, прокатных станов, массивных движков с изменяющейся нагрузкой, электродуговых сталеплавильных печей.

Скачкообразные конфигурации напряжения могут появляться также при коммутациях нагрузок и электрического оборудования (к примеру: конденсаторных батарей).

Краткосрочные провалы напряжения

Краткосрочные провалы напряжения представляют собой внезапные понижения напряжения с его восстановлением через интервал времени от нескольких периодов основной частоты до нескольких электронных градусов.

Краткосрочные провалы напряжения вызываются коммутационными процессами в энергосистемах, связанных с маленькими замыканиями, также пуском массивных движков. Определенное количество таких провалов, вызванных работой автоматики энергосистем по ликвидации маленьких замыканий, не может быть устранено и потребители должны учесть это событие.

Импульсы напряжения

Источниками импульсов напряжения являются коммутационные операции в сетях энергосистем и грозовые явления.

Несимметрия трехфазной системы напряжений

Несимметрия трехфазной системы напряжения появляется, если фазные либо междуфазные напряжения не равны по амплитуде либо угол сдвига меж ними не равен 120 эл.
град.

Несимметрия трехфазной системы напряжений может быть вызвана 3-мя причинами: несимметрией характеристик воздушных линий вследствие отсутствия транспозиции проводов либо внедрения удлиненных циклов транспозиции.

Этот фактор проявляется в большей степени на линиях высочайшего напряжения; неравенством нагрузок фаз вследствие неравномерного рассредотачивания их меж фазами (периодическая несимметрия) или неодновре-менностью их работы (вероятностная несимметрия); — неполнофазными режимами линий электропередач (после отклю-чения одной из фаз вследствие повреждения).

Степень несимметрии напряжений, вызываемая несимметрией характеристик линий электропередач, обычно, невелика (до 1%). Более значимая несимметрия появляется при неполнофазных режимах работы линий электропередач, но такие режимы бывают очень изредка. Потому основной более всераспространенной предпосылкой несимметрии являются нагрузки сети.

В сетях промышленных компаний источниками несимметрии могут быть: массивные однофазовые нагрузки, индукционные плавильные и нагревательные печи, сварочные агрегаты, печи электрошлакового переплава; трехфазные электроприемники продолжительно работающие в несимметричном режиме, электродуговые сталеплавильные печи.

Отличия частоты

Совет

Отличия частоты появляются вследствие несоответствия мощности генераторов вырабатывающих электроэнергию и потребляемой нагрузки.
При превышении генераторной мощностью мощности нагрузки скорость генераторов растет, пропорционально ей растет частота.

Мощность, потребляемая нагрузкой, также возрастает, при определенном значении частоты наступает баланс меж генерируемой и потребляемой мощностью. Подобная картина понижения частоты наблюдается, если мощность нагрузки превосходит мощность генераторов.

Источник: http://elektrica.info/istochniki-pomeh-v-e-lektricheskih-setyah/

Qed- Кабели для дома – Статьи – Проблемы электросетей и почему это так важно

Компания QEDвсегда стремится к полному пониманию области применения новой продукции. Следующий материал создан на основе презентации, состоявшейся несколько лет назад и касающейся вопросов электропитания, его качества и влияния на производительность аудио и видеотехники.

Говоря откровенно, за последние десятилетия линии электросетей становились все более и более «грязными», что связано с массовым использованием в устройствах нелинейных блоков питания и высокочастотной электроники.

Ситуация усугубилась настолько, что пришлось ввести специальные правила, ограничивающие искажения, вносимые в сеть различным электрооборудованием. В теории синусоида в сети не должна нести более 4% искажений, но на практике это значение достигает 10%.

Вплоть до 60-х годов прошлого века линии электроснабжения были очень чистыми по сравнению с сегодняшним днем, почти все потребители пользовались электрооборудованием, работающим на чистой синусоиде: индукционные моторы, лампы накаливания и обогреватели.

К сожалению, с появлением полупроводниковых приборов и более сложных устройств в электросеть стало попадать больше шумов и искажений. В итоге когда-то чистая синусоида сигнала электросети теперь выглядит примерно так…

Откуда же берется весь этот шум в электросети и кто самые злостные виновники загрязнения?

  • Регуляторы освещенности: этими приборчиками оснащаются многие современные дома, обычно они содержат симистор, который включает и выключает цепь. Переключение ведется на удвоенной промышленной частоте, генерируя паразитный сигнал на частоте 100 или 120 Гц, также в спектре сигнала появится суммарная частота примерно 150/180 Гц.
  • Импульсные блоки питания: блоки этого типа широко применяются в персональных компьютерах и телевизорах из-за их высокой производительности и небольшого размера. Как обычно в источнике питания используется трансформатор, но чтобы сделать его как можно меньше, применяется высокая частота переключения 50 – 400 кГц.
  • Электромоторы с последовательным возбуждением: эти двигатели широко распространены, например, используются в бытовых пылесосах. Моторы генерируют много импульсного шума из-за быстрого переключения полярности, частота повторения – несколько кГц, спектр шумов – широкий.
  • Коммуникационные шумы: появляется все больше технологий, использующих для связи сети электропитания, даже обеспечивающие доступ в Интернет. Рабочие частоты для этих видов связи занимают диапазон 150 – 500 (или выше) кГц.
Читайте также:  Где применяется система заземления it?

Кто-то может заметить, что в его доме нет этих «загрязняющих» электросеть устройств, но наверняка, они есть у соседей. Многие из этих устройств подключены к той же фазе, что и Вы, а значит, они напрямую влияют на качество Вашей электросети. Для того чтобы лучше понять возникающие проблемы мы рассмотрим подробнее свойства «загрязняющих» сеть шумов.

Кратковременные помехи/Выбросы напряжения

К ним относятся возмущения в виде коротких импульсов, очень опасные для чувствительного оборудования, потому что пиковое напряжение иногда может достигать значений в тысячи вольт.

Выбросы напряжения возникают не только при переключении высоковольтных линий, подключении мощных конденсаторов, из-за удара молнии или резком отсоединении нагрузки с высокой реактивной мощностью, но также могут генерироваться приборами ограниченной мощности: например, принтерами, копирами и кондиционерами, подключенными к той же силовой линии, что и чувствительная аппаратура.

Гармонический шум

Обратите внимание

Проблема проявляется из-за участившегося применения в блоках питания схем выпрямления тока, которые возвращают в сеть импульсы в конце каждого рабочего цикла. 

типичная схема источника питания

Этот эффект часто называют гармоническими искажениями: в сети питания наряду с сигналом основной синусоиды частотой 50/60 Гц появляются ее четные и нечетные гармоники.

График токовых пиков в зависимости от входного напряжения

Эффект может показаться не слишком значительным, но именно он может приводить к увеличению шума трансформаторов. Можно заметить, что упомянутые шумы становятся более заметными в определенное время суток, часто это связано с гармоническими искажениями в сети.

Эти же гармоники могут проходить через линейные блоки питания аудио-компонентов и, если на их выходах нет стабилизации напряжения, искажения проникнут и в сигнальный тракт, поднимая уровень собственных шумов аудио-системы.

Например, усилители мощности обычно не дают 100-процентной стабилизации напряжения, потому что вольтаж на выходной шине блока питания часто выходит за рабочий диапазон коммерческих регуляторов. В результате у таких усилителей ухудшается как отношение сигнала к шуму, так и параметр THD.

Спектр шумов в сети

Проблемы, вызванные гармоническим шумом, на самом деле могут быть серьезными – так высокие уровни третьей гармоники и ее «производных» могут появляться на нейтральном сетевом проводе, который в идеале должен иметь нулевой потенциал.

Это приводит к дополнительному разогреву трансформаторов, ухудшающему их эффективность и увеличивающему собственные шумы схемы.

Буферные конденсаторы, применяемые для восполнения тока в индуктивных нагрузках, также работают неэффективно, так как малый импеданс конденсаторов на частотах высших гармоник требует больших значений тока.

Реальный график сети 220В

Важно

Принятие новых инструкций для производителей электронного оборудования (в Великобритании – EN61000, в Японии – JEIDA и MITI) частично решило эту проблему в современной технике, но это не означает, что проблема была решена полностью.

Во-первых, еще существует винтажное оборудование, изготовленное по старым спецификациям, а во-вторых, к электросети подключаются все больше и больше устройств.

Это похоже на проблему экологии с автомобильными выхлопами: снижение выхлопов отдельной машины ничего не дает, пока увеличивается их общее число.

Мерцание электросети

Этот термин описывает вариации в напряжении электросети, связанные с разными потребностями в токе у подключенных приборов. Приборы берут из сети ток в разное время и на разных частотах.

При этом электросеть как источник не имеет нулевого импеданса – линии между электростанцией и потребителем имеют и резистивные и реактивные части импеданса – в итоге напряжение сети слегка меняется, «мерцает».

Эти изменения напряжения могут иметь как короткий, так и длинный период.

Электромагнитные наводки

Элементы оборудования, подключенного к электросети, взаимодействуют с прочими устройствами с помощью электромагнитных волн. При этом разделяют два типа взаимодействий: обычное и кондуктивное.

В первом случае излучение проходит сквозь атмосферу, во втором через присоединенные к устройствам кабели. По сетевым кабелям кондуктивное излучение может легко добираться от одного устройства к другому, подключенному к той же розетке или даже контуру питания дома.

Последствия могут быть разными: от вполне безобидного, хотя и надоедливого, шума в домашней аудио-системе до сбоев в работе жизненно важного оборудования в больнице.

Обычное излучение может испускаться от любой части аппаратуры, которая может служить антенной: дорожки печатной платы, провода внутренней разводки и так далее, переизлучать электромагнитные волны могут корпуса, кабели и все устройства, которые к ним подключены.

Опыт с кондуктивным излучением

Совет

Первый график демонстрирует спектр шума в электросети лаборатории QED. Для удобства интерпретации измерений основная частота сети была вырезана из спектра фильтром.

График 1

Когда к другой розетке лаборатории был подключен CD-проигрыватель, спектр был измерен снова. Оба графика были получены в режиме отслеживания пиков в 30-миллисекундном интервале.

Обратите внимание на диапазон 0-0.2 МГц, на нижнем графике сетевой шум подрос на несколько децибел – результат работы встроенной в проигрыватель электроники. Представляет интерес и пик на частоте 100 кГц – он вызван импульсным блоком питания лабораторного компьютера

Дрейф частоты

Внезапные изменения нагрузки электросети могут вызвать и еще одну проблему, хотя и не такую страшную – флуктуации основной частоты вокруг ее обычного значения в 50 Гц.

Параметр Минимум Максимум Среднее значение
Напряжение (Вольт) 232.432 243.846 239.384
Частота (Гц) 47.97 50.24 49.99

QED: переход от теории к практике

Наш краткий обзор дает понять, в каких трудных условиях работает электронная техника с питанием от сети.

В каких-то бытовых приложениях все эти помехи не играют значимой роли, но аудио- и видео-техника высокого качества действительно извлекает выгоду из чистой синуса в линиях питания – это неоднократно подтверждалось как объективными измерениями так и субъективно, с помощью прослушивания.

Одна из причин изучения этих эффектов состоит в том, чтобы определить какие из параметров силовых кабелей действительно имеют значение для конечного пользователя.

На рынке присутствует множество продуктов, в том числе кабельных.

Компания QED разработала линейку силовых кабелей Qonduit, которые не только имеют низкий импеданс, но также дают высший уровень защиты от внешних источников электромагнитного излучения.

Кроме того, силовые кабели QEDуменьшают собственное излучение, что важно в случае использования кабеля для подключения к сети такого «шумного» устройства как плазменная панель.

Сравнивая «качество звучания» силовых кабелей, присутствующих на рынке, мы, с помощью тестов, действительно показали, что хорошо сделанные продукты позволяют уловить разницу в звучании аудиосистемы.

Однако при проведении субъективных тестов необходимо тщательно следить за тем, чтобы сравнивать друг с другом подобные продукты. Один из наиболее значительных факторов – плавкий предохранитель.

Часто в презентации используют стандартный кабель и предохранитель на 5А вместе с  «аудиофильским» кабелем и предохранителем на 13А, системы дадут различный звук, причем в «аудиофильском» случае звучание будет чище и даст лучшее пространственное разрешение.

Простое увеличение токового рейтинга плавкого предохранителя в инсталляции со стандартным кабелем быстро заполнит пробелы в качестве звучания, почувствовать разницу с «аудиофильским» вариантом будет очень трудно. Надо, правда, отметить, что при такой замене предохранителя пострадает безопасность системы.

Обратите внимание

Плавкие предохранители кажутся простыми элементами, но при моделировании в программе SPICE можно легко увидеть, что их импеданс ведет себя нелинейно. Поэтому при проектировании продукта даже к выбору плавкого предохранителя нужно подойти со всей серьезностью.

Проект разработки силового кабеля Qonduitконцентрировался на двух важнейших целях: минимальные наводки от внешних источников шума, а также уменьшение перекрестных помех между нейтральной «землей» и проводниками под напряжением.

Во многих дизайнах применяется полное экранирование «земли», но конструкторы пренебрегают вредными эффектами наведенных искажений в других проводниках.

Очевидно, должны быть учтены и такие инженерные детали как малое сопротивление соединений кабеля и коннекторов.

Для того, чтобы сделать силовой кабель по-настоящему хорошим, нужно остановить шумы, не позволяя им просачиваться в AV-аппаратуры из сети и обратно. Для этого применяются технологии защиты от помех и электрические фильтры.

Снова обращаясь за аналогией в мир автомобилей: чтобы двигатель работал как нужно, необходимо обеспечить не только достаточную проводимость топливных трубопроводов, но и соответствующую очистку топлива.

Поэтому сложная конструкция силовых кабелей Qonduit продиктована необходимостью тщательной экранировки внутренних проводников от внешних и взаимных электромагнитных наводок.

Performance Qonduit

Внутри кабеля проложены 3 проводника, состоящих из 84 жил бескислородной меди 99.999% толщиной 0.15 мм. Жилы в каждом проводнике разделены на 7 групп по 12 штук. Затем каждый из проводников помещается в изоляцию из ПВХ.

Проводники скручены и покрыты бумажной оболочкой, оставшееся внутри пространство набито хлопчатобумажным наполнителем.

Важно

Затем проводники снова покрываются изолятором из ПВХ, на этот раз общим, толщиной 0.9 мм.

Далее вся конструкция кабеля проходит два этапа экранирования: внутри – 2-слойная фольга из алюминия и майлара, снаружи идет оплетка из бескислородной луженой меди. Наконец, все это закрывается внешней оболочкой из ПВХ толщиной 1.1 мм.

Общая толщина кабеля составляет около 12 мм. Поставляется кабель в 50-метровых катушках.

Reference Qonduit

Внутри кабеля находятся 3 проводника, составленных из 70 жил толщиной 0.24 мм. Материал проводников – не просто бескислородная медь, а более качественная медь 99.999% с длинно-кристаллической структурой. Каждый проводник заключен в оболочку из ПВХ толщиной 0.8 мм.

Проводники скручены и покрыты бумажной оболочкой, оставшееся внутри пространство набито хлопчатобумажным наполнителем.

Затем следует первая общая оболочка из ПВХ толщиной около 1 мм, снаружи упакованная в двойной экран: алюминиево-майларовая фольга и оплетка из луженой бескислородной меди.

Между экранами проложен заземляющий (дренажный) провод, свитый из 7 жил бескислородной меди толщиной 0.15 мм. После экрана идет вторая общая оболочка из ПВХ, хлопчатобумажный наполнитель, обернутый бумагой и, наконец, наружная оболочка кабеля из ПВХ.

Общая толщина кабеля составляет 20 мм. Кабель поставляется в 30-метровых катушках.

Многожильное строение проводников Performanceи ReferenceQonduit обеспечивает большую площадь сечения и позволяет кабелям работать с большим током, сохраняя при этом высокую гибкость.

Совет

Двойное экранирование защищает кабели от внешних электромагнитных помех и ограничивает собственное излучение.

Скручивание проводников кабелей защищает их от синфазных шумов, вызванных взаимными наводками.

Хлопчатобумажный слой, проложенный между внешними оболочками кабеля ReferenceQonduit, служит амортизатором, уменьшая микрофонный эффект.

Источник: http://qed.ru/hom/text/articles/15/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector