Содержание
Всем читателям этой статьи, наверное, известно, что большинство электроприборов рассчитаны на напряжение 220 В/50 Гц. Заключается в том, что это обеспечивает поставщик электроэнергии. К сожалению, это абсолютно не так. Мы можем считать, что вода в наших кранах идеально чистая, но опыт подсказывает нам, что она содержит загрязнения, которые изменяют вкус. Те же «примеси» в виде дополнительных частот и импульсов направляются к потребителю. Это означает помехи в сети.
Классификация помех
Все сетевые возмущения можно разделить на две категории: происхождение шума и типы электромагнитных аномалий.
Причины неисправностей сети включают
- Природные явления (например, гроза, ионизация воздуха от седла)
- Антропогенное воздействие (например, повреждения линий, мощные устройства)
- Электромагнитное излучение естественного и технологического происхождения.
Вышеуказанные причины могут вызвать множество импульсных помех или волн гармонической деформации, связанных с синусоидальными токами.
Наличие электричества в сети очень вредно для работы современных приборов, наполненных электронами. Если не использовать защитные устройства, можно повредить электронные приборы, не говоря уже о качестве работы. Конечно, чувствительное оборудование защищено цепями помех, применяемыми разработчиком, но часто требуются дополнительные внешние устройства, такие как источники бесперебойного питания, сетевые фильтры (рис. 1) и т. д.
Рисунок 1. Импульсный фильтр
Радиочастотные помехи могут стать причиной нормальной работы большинства бытовых приборов. Однако радиоприемники, телевизоры и некоторое медицинское оборудование чувствительны к ним. Однако современная цифровая радиоэлектроника очень хорошо защищена от таких деформаций.
Понимание причин деформации электрической сети может помочь решить проблему защиты оборудования и осознанно выбрать оптимальную систему подавления шума.
Источники помех
Как природные явления, так и различные антропогенные устройства могут деформировать синусоидальный поток переменного тока. В результате их действий происходит следующее.
- ;
- Отклонения от номинальных параметров частоты; ;.
- Изменения в гармоническом содержании электроэнергии,.
- Колебания ширины тока,.
- ВЧ шум,.
- Импульсивные волны,.
- Интерпретация общих режимов работы.
Кратко обсудите основные источники вышеуказанных аномалий.
Отпуск напряжения.
Это происходит из-за коммутационных устройств в энергосистеме. Она может быть вызвана ошибками в линии, пусками большой мощности и другими изменениями силовой нагрузки. Наличие таких кратковременных замыканий неизбежно при срабатывании системы защиты, и поставщик электроэнергии не может их устранить.
Изменение частотной характеристики.
Отклонения частоты возникают в результате значительных изменений токов нагрузки. Если потребляемая мощность превышает мощность пары генераторов, генераторы замедляют работу и частота снижается. Когда нагрузка принимается, производственная частота увеличивается.
Автоматика регулирует распределение до тех пор, пока нагрузка не будет прекращена, но в сети все еще остается частотный провал.
Гармонизация.
Причиной данного вида деформации является наличие в сети оборудования с нелинейным напряжением — амперами.
- Подстанции преобразователей и выпрямителей, подстанции
- Общие дуги
- Трансформеры,.
- Сварочные двигатели,.
- ТЕЛЕВИДЕНИЕ,.
- циклоконвертеры и многие другие.
Гармонические искажения могут быть вызваны электродвигателями и особенно заметны при установке в конце длинных линий.
Колебания напряжения.
Потенциальные колебания стабильности вызваны периодическими скачками пикового потребления тока. Колебания нагрузки вызываются устройствами регулирования напряжения, такими как трансформаторы с переключателями ступеней нагрузки.
Диаграмма, иллюстрирующая переходные перенапряжения, показана на рисунке 2 (на рисунке A — показаны переходные перенапряжения).
Рисунок 2: Скачки напряжения в сети.
Высокочастотные помехи.
Он генерируется устройствами, работающими в высокочастотном диапазоне. Высокочастотные помехи, создаваемые высокочастотными устройствами, генерирующими сигналы в высокочастотном диапазоне, передаваемые по воздуху или по линиям электропередач.
Импульсы напряжения.
Общие источники: переключение устройств в сети и воздействие молнии.
Несбалансированные трехфазные системы.
Эти помехи часто вызываются тяжелыми однофазными нагрузками в бытовых и промышленных приложениях. Они вызывают угловой сдвиг фаз и несоответствие амплитуд. Выключение устройств с высоким потреблением тока может устранить проблему.
Способы защиты
К сожалению, невозможно контролировать качество электросети, но можно защитить электроприборы. В зависимости от степени воздействия на электрооборудование может быть выбран соответствующий метод защиты. Различные внешние устройства, интегральные схемы, а также экранирование и заземление могут помочь снизить уровень помех.
Примеры подавления помех показаны на рисунке 3.
Рисунок 3: Диаграмма, показывающая фильтрацию тока
Полезно использовать следующие внешние устройства.
- Стабилизаторы напряжения ,
- UPS,.
- Частотный преобразователь,
- Регулируемые трансформаторы,
- Сетевые фильтры и каскады фильтров (схема простого фильтра показана на рис. 4).
Особую сложность представляет подавление высокочастотных искажений импульсов в диапазоне десятков МГц. Для этой цели часто используется защита, применяемая непосредственно к источнику помех.
Использование стабилизаторов напряжения оправдано, если в домашней сети регулярно происходят перепады напряжения. Трансформаторы лучше всего подходят для стабильно низких или высоких токов.
Источники бесперебойного питания обеспечивают высокий уровень защиты компьютеров и другого чувствительного электронного оборудования. На рисунке 5 показано изображение источника бесперебойного питания, защищающего компьютер.
Рисунок 5.ИБП.
Эти устройства имеют различные функции защиты, но главная из них заключается в подаче питания на устройство в течение нескольких минут перед его надлежащим отключением. Для достижения максимального уровня защиты имеет смысл выбрать источник бесперебойного питания.
Методы измерения
Можете ли вы определить искажения в сети?
Приборы могут использоваться не только для подтверждения наличия помех, но и для оценки их величины и определения природы их возникновения. Существуют специальные высокоточные приборы для измерения различных искажений в сети. Наиболее распространенными являются обычные осциллографы.
Он имеет экран, на котором отображается осциллограмма измеряемого тока. Работая с осциллографом в различных режимах, можно очень точно определить характеристики и уровень шума.
Пример формы сигнала показан на рис. 6.
Рис. 6: Форма сигнала тока питания
На осциллограмме видно, как основной сигнал окружен блуждающим током, который необходимо подавить. Проанализировав характер деформации, можно выбрать метод подавления. Во многих случаях достаточно применить сверхъестественный коэффициент подавления для устранения стандартных помех, воздействующих на устройство.
Типовые часто задаваемые вопросы от читателей
Как можно устранить источники помех в цепи, что будет означать невозможность использования электрической сети?
Чтобы понять причину плохого сигнала, необходимо проанализировать адаптеры линии электропередачи на разных линиях или проверить уже подключенные устройства. Во-первых, проверьте мощность сетевого сигнала маршрутизатора. Ресурсов маршрутизатора может быть недостаточно для перераспределения интернета для такого количества пользователей. Если пороговые значения достаточны для всех помещений и их приемников, проверьте производительность линий, по которым адаптер Powerline передает данные.
Следующий вопрос — тип линии, к которой подключен адаптер Powerline. Производители не рекомендуют использовать для этих целей удлинители и предпочитают постоянную проводку. Однако для тестирования существующей линии рекомендуется временно использовать удлинительный кабель, если сигнал улучшается, причина, скорее всего, кроется в проводке. В противном случае проверьте электрооборудование в доме, которое является наиболее мощным источником электромагнитных помех.
К ним относятся кондиционеры, стиральные машины, холодильники, зарядные устройства для мобильных телефонов и блоки питания для электроприборов.
По возможности адаптеры линии электропередачи следует удалять как можно дальше от устройств, которые не влияют на качество передаваемого сигнала. Если это невозможно, подключите источник помех к электрической цепи через «подавитель гипертонии». Это позволит уменьшить помехи.
Еще один момент, о котором следует помнить, — допустимое расстояние между адаптерами линии электропередачи. Установленные правила не должны быть превышены. В противном случае нет никаких хитростей, которые помогли бы добиться надлежащего качества сигнала.
