0

Мережевий фільтр живлення з підвищеним ступенем захисту

У статті пропонується простий мережевий фільтр який допоможе значно зменшити ймовірність пошкодження побутової радіоапаратури від високовольтних імпульсних перешкод в мережі 230 B / 50 ГК.

Пропонований фільтр живлення, за рівнем наданої їм захисту, в більшості випадків, виявиться значно ефективніше, ніж фільтри, встроенные в недорогие сетевые удлинители-разветвители промышленного из­готовления.

Около двадцати лет назад автор этой ста­тьи стал свидетелем необычного природного или рукотворного явления. Темним зимовим вечором на повітряній лінії електропередачі напруги 0.4 KB, прямо на проводах, стали возникать из ниоткуда жёлто-белые шары раз­мером примерно с баскетбольный мяч, с шипе­нием эти шары со скоростью около 8 км/ч стали кататься в одном направлении по проводам как настоящие мячи, а, дойдя до изоляторов, закреплённых на электрических столбах, вибухали салютом іскор. При этом сами провода стреляли электрическими молниями длиною в несколько метров по ближайшим строениям.

коли, через несколько минут, я зашел в слу­жебные помещения, то перед моими глазами предстала такая картина – з розгалужувальних коробок, вимикачів освітлення, розеток в направлении ближайших стен били молнии дли­ною до одного метра. В одну из таких розеток был включен телевизор, який продовжував бездоганно працювати, хотя в нескольких десятках сантиметров от стола с телевизором, в розетке, куди був вставлений його шнур, играла молниями с кирпичной стеной. Телевізор був ламповий «Рекорд-6». Все эти явления продолжались около десяти минут на линии электропередачи протяжённостью около 300…500 метрів. Хотя атакованы молниями были преимущественно деревянные строения, пожеж не виникло. Находящаяся поблизости электроподстанция 35 кВ/0.4 кВ задымилась, но электроснабжение не прерывалось. Увидеть ещё хотя бы раз такое явление и записать на видеофайл такое необыч­ное шоу мне пока не довелось.

Современная радиоаппаратура с импульс­ными блоками питания гораздо более чувстви­тельна к различным аномальным явлениям в сети переменного тока 230 В, чем аппаратура с классическими понижающими трансформа­торами. Наибольшую опасность представляют удары молнии во время грозы, які іноді трапляються несподівано, коли гроза ще начебто десь далеко, або коли вона вже начебто як півгодини тому закінчилася.

Для радиоаппаратуры опасны как прямые попадания молнии в трехфазную электросеть 0.4 KB, так и попадания молнии в близко распо­ложенные объекты. Также для радиоаппаратуры опасны высоковольтные импульсы напряжения рукотворного характера, наприклад, возникаю­щие в моменты коммутации питания индуктив­ных нагрузок, подключенных к сети 230/400 В змінного струму: потужних електродвигунів, трансформаторів, потужних електромагнітів тощо.

Щоб підвищити надійність роботи вашого домашнього обладнання, можна виготовити нескладний мережевий фільтр, принципиальная схема которого показана на рис. 1. Устройство предназначено для подключения к нему телеви­зоров, радіоприймачів, підсилювачів, компью­теров, компьютерной оргтехники и других ана­логичных потребителей тока сети 230 В / 50 Гц. Якщо у вашому домашньому електрогосподарстві вже є якісь захисні фільтри, то можно включить несколько таких устройств по­следовательно, что увеличит степень защиты. Конструкция предназначена для подключения к обычным сетевым электророзеткам и не пред­назначена для установки в распределительные электрощитки.

Рис. 1

Напруга мережі змінного струму 230 В по­даётся на вилку ХР1, ток проходит через плавкий предохранитель FU1 и поступает на двухзвен­ный LC фильтр, состоящий из двухобмоточного дросселя L1, двох однакових дроселів L2, L3 и помехоподавляющих конденсаторов С1 – С3. Также в устройстве остановлены три звена по­давления высоковольтных импульсных помех.

перша ланка выполнено на двух вакуумных разрядниках FV1, FV2 с напряжением срабаты­вания около 1000 В постійного струму.

друга ланка защиты реализовано на дис­ковом варисторе RU1 с классификационным на­пряжением около 620 В.

третя ланка захисту реалізовано на двох варисторах RU2, RU3 з класифікаційними напругою 430 В. Ці ж варистори можуть захистити підключені до фільтру навантаження в разі аварії в електромережі, коли замість напруги 230 У в ваших розетках з'явиться 400 В. После такого инцидента RU2, RU3 скорее всего окажутся безнадёжно поврежденными с физическим разрушением корпуса, пожертво­вав собою, наприклад, заради порятунку вашого гігантського сучасного телевізора. Вклю­ченный в диагональ выпрямительного моста VD1 – VD4 світлодіод HL1 світить при наявності напруги живлення, Крім того, ланцюг R1, R2, VD1 -VD4, HL1 разряжает конденсаторы С1 – С3 после отключения фильтра от сетевой розетки.

Конструкція і деталі

Вид на монтаж элементов показан на рис.2. Монтаж навесной, силовые линии выполнены многожильным монтажным проводом в ПВХ изоляции с сечением по меди 1 мм2. Резистори можна застосувати типу МЛТ, RPM, S2-23, S2-33.

Рис. 2

Конденсатор С1 керамічний типу К15-5 або аналог на робочу напругу постійного струму не нижче 3 кВ ёмкостью 2200 пФ…0.01 мкФ. Конденсатор С2 типа К78-2 или аналог ёмкостью 0.033…0.1 мкФ на робочу напругу 1000 В постійного струму. Конденсатор С3 плёночный ёмкостью 0.1 …0.22 мкФ на робочу напругу не нижче 250 В змінного струму або не нижче 630 В постійного струму, вместо импортного по­дойдёт отечественный типа К73-17, K73-24.

Двохобмотувальні дросель L1 намотаний на феритових стержні 600НН діаметром 8 мм і довжиною 70 мм, кожна обмотка містить по 12 витків саморобного літцендрата 10×0.27 мм з обмотувального дроту. Літцендрата застосований для зручності намотування. Ферритовый стержень перед укладкой обмоток обматывают несколь­кими слоями офисной бумаги, яку потім просочують цапонлаком. Готовый дроссель пропитывают лаком ХВ-784 или аналогичным. Для дросселей L2, L3 використовуються броньові сердечники Б36 з низькочастотного фериту. Кожен дросель містить по 30 витків такого ж дроту, що і L1. Намотка на каркасах виток к витку, после каждого слоя обмотки проклады­вают слой изоляции из лакоткани, слюди або тонкого паперу. Обмотки должны быть надёж­но изолированы от ферритового сердечника, а самі сердечники повинні бути ізольовані від будь-яких інших струмоведучих частин конструкції.

Вакуумні розрядники FV1, FV2 взяты с плат кинескопа от импортных телевизоров или мониторов. Замість двох таких розрядників можна встановити один більш потужний, наприклад, фірми Epcos на напругу 800…1200 В. Нельзя соединять последовательно несколько низковольтных разрядников. При отсутствии подходящих разрядников на их место можно установить один дисковый варистор на клас­сификационное напряжение 910 В, наприклад, FNR-20K911. Варистор MYG20-621 в этой кон­струкции можно заменить на FNR-20K621, FNR- 20К681. Замість варисторів MYG20-431 можна застосувати FNR-20K431, FNR-20K471.

Светодиод L-1503GD зелёного цвета све­чения, діаметр лінзи 5 мм, можна замінити АЛ307, KİPD40. Вместо диодов 1N4148 подой­дут КД510, KD521, КД522, KD209. Диоды и ре­зисторы установлены на монтажной плате со стороны соединений. Светодиод установлен на передней панели устройства. Держатель пре­дохранителя ДВП-7, призначений для плавких запобіжників з довжиною корпусу 30 мм. Бо­лее распространённые плавкие предохрани­тели с длиной стеклянного или керамического корпуса 20 мм для работы в этом устройстве непригодны. Держатель предохранителя уста­новлен на передней панели устройства, на ней же размещена типовая сетевая розетка XS1 без внешнего защитного корпуса. При токе подклю­ченной нагрузки 10 А на всех элементах кон­струкции, включаючи 2 м соединительного прово­да с вилкой ХР1, втрачається близько 4 Вт потужності, що трохи.

Корпус для этого фильтра должен быть из­готовлен из невозгораемого материала. Автор применил готовую латунную коробку размера­ми 130x104x48x0.6 мм, (см. фото в начале ста­тьи). В корпусе не должно быть вентиляционных отверстий. Монтажная плата устанавливается в этот корпус на металлических втулках. В месте расположения монтажной платы внутрь короб­ки вклеивают П-образный изолятор из плот­ного электрокартона, пропитанного цапонла­ком. Для приклеивания можно применить лак ХВ-784. Безошибочно изготовленное устрой­ство начинает работать сразу и не требует на­лаживания.

Эта конструкция представляет собой лишь дополнительное звено защиты от аномальных напряжений и импульсных помех. Поэтому её наличие в цепи электропитания не отменяет же­лательности наличия узлов защиты внутри ко­нечных потребителей тока, наприклад, в компью­терном БП, телефонной «зарядке», і у вхідному розподільному щитку. В той же час, в ре­альности, из-за экономии или разгильдяйства, часто відсутня і перше, і друге, а тот хи­ленький варистор, что установлен в вашем кра­сивом сетевом удлинителе-разветвителе по це­не 5…10 USD, ничего кроме успокоения совести изготовителя не даёт.

Автор: Андрій Бутов, с. Курба Ярославської обл.
джерело: Радіоаматор ator5-6 / 2020






Залишити коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований.