Почти у каждого из нас дома есть хотя бы один сетевой фильтр. Soudě podle skutečnosti, že regály většiny obchodů prodávajících elektrické zboží jsou jimi posety, je tato věc běžnou položkou a je oblíbená u obyvatelstva (foto 1):
1. Typický pohled na elektrické oddělení velkého obchodu
V mém domě je několik podobných filtrů. Jsou levné a jsou dražší. Všechno to začalo tím, že jsem se rozhodl opravit jeden z vyfouknutých filtrů a pak mě začalo zajímat studium vnitřností dalších filtrů a pár dalších jsem rozebral. A jak se ukázalo, ne nadarmo. Ale nejdřív.
Proč si lidé kupují přepěťové ochrany?
Za prvé jsou pohodlné: ve většině případů je přepěťová ochrana vyrobena jako prodlužovací kabel s několika vývody, obvykle se síťovým vypínačem na pouzdru. Pokročilejší modely mají také vestavěné USB konektory pro napájení a nabíjení různých 5-voltových pomůcek.
Za druhé, kupující očekávají, že přepěťová ochrana, na rozdíl od běžné prodlužovací šňůry, ochrání připojená zařízení před různými problémy, které se vyskytují v domácí elektrické síti – přepětí, různé rušení atd. Toho aktivně využívají mazaní prodavači, kteří cestou vytrvale tlačí a doporučují kupujícímu domácích spotřebičů (TV, lednice atd.), aby si pořídil přepěťovou ochranu.
Jaké zařízení si tedy koupíme v krabici s názvem „přepěťová ochrana“, mohou komerčně dostupné filtry nést toto hrdé jméno? Jak se ukazuje, odpověď není tak jednoznačná.
Abychom na tuto otázku odpověděli, v tomto příspěvku se podíváme do několika podobných zařízení, typických zástupců nejmasivnějšího segmentu rozpočtové cenové kategorie asi 400–700 ruských rublů (6–10 USD).
Pozornost! Pak tam bude spousta nudného textu a obrázků. Pro ty, kteří nepotřebují podrobnosti, přečtěte si závěry na konci příspěvku.
Než přejdeme ke konkrétním filtrům, osvěžme si krátce paměť, s jakým rušením se setkáváme v domácnosti jednofázové AC 220V / 50Hz, tzn. в розетках наших квартир и домов.
Připomínám, že se nejedná o přednášku z elektrotechniky a elektroniky, ale o postřehy a úvahy na úrovni domácností, takže nehledejte chyby v terminologii.
Jak víte, podle norem platných v Ruské federaci musí dodavatelské organizace poskytovat elektřinu v domácí síti se střídavým napětím 220 V (od nedávné doby 230 V) s frekvencí 50 Hz pravidelného sinusového tvaru.
Z různých přírodních i umělých příčin (bouřky, elektromagnetické záření, havárie v energetických sítích, spínání výkonných elektrických spotřebičů, provoz spínaných zdrojů atd.) dochází v síti k různým rušením a zkreslením, které způsobují změny standardní sinusoida. Může se jednat jak o krátkodobé přepětí a poklesy napětí, tak o dlouhodobé nárůsty a poklesy napětí, dále o vysokofrekvenční rušení, odchylky od jmenovité frekvence atp.
Помехи и искажения можно классифицировать до бесконечности, как по видам, так и по источникам их возникновения. Разумеется, простой бытовой фильтр не может и не обязан справляться со всеми из них. Proto pro jednoduchost, abychom se nedostali do zbytečných detailů, lze síťové rušení, které je teoreticky proveditelné pro jednoduchý síťový filtr, rozdělit do dvou velkých kategorií:
1. Pulzní rušení – krátkodobé vysokonapěťové impulsy.
2. Vysokofrekvenční (HF) rušení – superponované na nominální sinusoidu nosné.
Nejnebezpečnější z těchto dvou typů rušení jsou vysokonapěťové impulsy, které mohou zničit spotřební elektroniku. RF rušení může rušit provoz citlivých zařízení, jako jsou televizory, rádia atd. Příklad: mnoho energeticky úsporných a LED žárovek (nebo spíše jejich napájecích zdrojů) ruší rádiový příjem, protože generuje RF rušení v síti a elektromagnetické rušení ve vzduchu.
Musíme tedy pochopit, že běžná domácí přepěťová ochrana nezachrání ani dlouhodobý nárůst a pokles napětí, ani změny jmenovité frekvence 50 Hz, ani radioelektromagnetické rušení. Jediné, co umí, je tlumit vysokonapěťové přechodové jevy a v nejlepším případě některé síťové RF rušení.
Činnost jednoduchého síťového filtru je znázorněna na Obr. 2:
2. Filtrování rušení v rozvodné síti. Zdroj: www.asutpp.ru/kakie-byvayut-pomehi-v-elektroseti-i-kak-ot-nih-zaschititsya.html
Splňují však levné přepěťové ochrany i tato nízká očekávání? Pojďme si přečíst, co je uvedeno na obalu těchto filtrů (foto 3):
3. Typická funkčnost síťových filtrů.
Výrobce slibuje ne tolik ochranných funkcí, obvykle se jedná o poměrně chudou standardní sadu:
– Ochrana proti impulznímu hluku;
— Ochrana proti přetížení a zkratu.
Vidíme, že kromě ochrany před vysokonapěťovými impulsy nemají všechny ostatní „možnosti“ zpravidla nic společného s filtrováním rušení – jedná se o přítomnost spínače, ochranných uzávěrů atd.
Levné síťové filtry tedy poskytují tlumení pouze impulsního šumu a není v nich žádné VF filtrování šumu. Chcete lepší filtrování? Zaplaťte dvojnásobnou nebo trojnásobnou cenu za pokročilé funkce.
Pojďme tedy ke čtyřem poměrně běžným modelům síťových filtrů.
1. Přepěťová ochrana Defender DFS-603. Vyrobeno v Číně.
Má 6 standardních zásuvek s uzemněním, podsvícený vypínač, LED indikátor přítomnosti napětí na zásuvkách, opakovaně použitelnou tlačítkovou pojistku.
Výsledky studia návrhu filtru:
– Filtruje pouze impulsní šum mezi fázovým a nulovým vodičem pomocí varistoru.
– Neexistuje žádný RF interferenční filtr.
– K dispozici je ochrana proti zkratu a přetížení (opakovaně použitelná pojistka).
– Duplicitní LED indikátor. O dlouhé životnosti neonové lampy ve vypínači si konstruktér filtrů zřejmě nedělal iluze. Ale zároveň je LED zapojena bez ochranné diody a s rezistorem nedostatečného rozptylového výkonu, tzn. Konstrukce tohoto indikátoru je také extrémně nespolehlivá.
– Vodiče pro připojení opakovaně použitelné pojistky jsou přehozené.
– Pojistka a vypínač nejsou zapojeny podle očekávání, svorkami (nemají rády přehřívání), ale pájením – zjednodušení a zlevnění na úkor spolehlivosti.
— Síťový kabel nemá na vstupu do krytu ochrannou manžetu.
Můj závěr: slabá funkčnost, nedaleko od běžné prodlužovací šňůry.
Ilustrace na obrázku 4-8 níže:
4. Defender DFS-603 5. Defender DFS-603 6. Defender DFS-603 7. Defender DFS-603 8. Defender DFS-603
2. Síťový filtr Navigator NSP-05-180-ESC-Gr. Vyrobeno v Číně.
Má 5 standardních uzemněných zásuvek a podsvícený vypínač. Není tam žádná pojistka.
Výsledky studia návrhu filtru:
– Filtruje pouze impulsní šum mezi fázovým a nulovým vodičem pomocí varistoru.
– Neexistuje žádný RF interferenční filtr.
– Žádná ochrana proti zkratu a přetížení (bez pojistky).
– Absence pojistky může vést k roztavení pouzdra v důsledku provozu ochranného varistoru – nebezpečné provedení.
– Přepínač se připojuje nikoli svorkami, ale pájením – zjednodušení a zlevnění na úkor spolehlivosti.
Můj závěr: stejně jako výše diskutovaný Defender, přepěťová ochrana Navigator není daleko od běžné prodlužovací šňůry. Kromě toho přítomnost varistoru bez pojistky představuje hrozbu roztavení pouzdra filtru, protože varistor je velmi horký, když jsou pulzy zhasnuté, a pojistka by měla fungovat. Pojistku jsem si musel nainstalovat sám, jinak je provoz takového výrobku nebezpečný.
Ilustrace na fotografiích 9 a 10 níže:
9. Navigátor NSP-05-180-ESC-Gr 10. Navigátor NSP-05-180-ESC-Gr
3. Přepěťová ochrana ERA SFU-5es-2m. Vyrobeno v Číně.
Má 4 standardní zásuvky s uzemněním a 1 zásuvku bez uzemnění pro úzkou zástrčku, podsvícený síťový vypínač, LED indikátor přítomnosti napětí na zásuvkách, 2 USB zásuvky pro napájení a nabíjení 5V zařízení, opakovaně použitelný push- knoflíková pojistka.
Výsledky studia návrhu filtru:
– Filtruje impulsní šum mezi fázovým a nulovým vodičem pomocí varistoru.
– Filtruje RF šum pomocí jednoduchého indukčního kapacitního (LC) RF šumového filtru. Ale induktor je vyroben bez jádra – jasná úspora na úkor charakteristiky hornopropustného filtru.
– K dispozici je ochrana proti zkratu a přetížení (opakovaně použitelná pojistka).
– Na zásuvkách je záložní LED indikátor přítomnosti napětí.
– Vestavěný 5V zdroj se dvěma USB konektory a samostatnou pojistkou.
– Vodiče pro připojení opakovaně použitelné pojistky jsou přehozené.
– Pojistka a vypínač nejsou spojeny svorkami, ale pájením – zjednodušení a zlevnění.
– Nespolehlivé připojení vodičů k zásuvkovým napájecím sběrnicím, provoz je nebezpečný.
– Špatná kvalita zásuvek: chatrný design, plast se drolí.
Můj závěr: designově je produkt ERA spíše plnohodnotným filtrem a zvenku vypadá krásně. Dojem však kazí vnitřní výkon: vše se dělá nedbale, „na čumáčku“, plast se drolí i při nečinném používání a připojování vodičů k zásuvkám je obecně nebezpečné. USB nabíjení je navíc neustále připojeno k síti a samo je zdrojem RF rušení, samostatný vypínač by nerušil.
Ilustrace na obrázku 11-17 níže:
11. ERA SFU-5es-2m 12. ERA SFU-5es-2m 13. ERA SFU-5es-2m 14. ERA SFU-5es-2m 15. ERA SFU-5es-2m 16. ERA SFU-5es-2m 17. ERA SFU-5es-2m
4. Přepěťová ochrana Supra (model neuveden). Vyrobeno v Číně.
Má 5 standardních uzemněných zásuvek, podsvícený vypínač, LED indikátor přítomnosti napětí na zásuvkách, 2 USB konektory pro napájení a nabíjení 5voltových zařízení, opakovaně použitelnou tlačítkovou pojistku.
Výsledky studia návrhu filtru:
– Filtruje impulsní šum mezi fázovým a nulovým vodičem pomocí varistoru.
– Neexistuje žádný RF interferenční filtr.
– K dispozici je ochrana proti zkratu a přetížení (opakovaně použitelná pojistka).
– Duplicitní LED indikátor přítomnosti napětí na zásuvkách.
– Vestavěný 5V zdroj se dvěma USB konektory, žádný samostatný vypínač.
– Vodiče pro připojení opakovaně použitelné pojistky jsou přehozené.
– Pojistka a vypínač nejsou spojeny svorkami, ale pájením – zjednodušení a zlevnění.
Můj závěr: podfiltrační prodlužovací kabel s funkcí USB nabíjení, který je neustále zapojen do sítě a sám je zdrojem rušení, samostatný vypínač by neuškodil.
Ilustrace na obrázku 18-20 níže:
18. Výše 19. Výše 20. Výše
Obecné závěry:
— Všechny čtyři filtry jsou vyrobeny v Číně.
– Ideově stejné provedení filtru impulsního šumu – jeden varistor mezi fázovým a nulovým vodičem + opakovaně použitelná pojistka (ne pro každého).
— Ve většině případů chybí RF šumový filtr.
– Za poplatek lze přidat jednoduchý RF šumový filtr a / nebo nabíjení USB.
– Samotné vestavěné USB nabíječky jsou zdrojem RF rušení.
— Kvalita zpracování výrobků odpovídá zásadě „vypadají lépe zvenku než zevnitř“, je nutná oprava montážních vad a další „vylepšení souboru“.
Obecně platí, že pokud vyřadíme marketingové slupky, jako jsou vestavěné nabíječky USB, pak z běžného prodlužovacího kabelu za cenu ~ 200–300 rublů. uvažované filtry (které stojí dvakrát tolik, 400-700 rublů) se zásadně liší pouze přítomností varistoru (20-30 rublů) a pojistky (50 rublů). Od těchto produktů nelze očekávat žádné filtrační zázraky.
Kdybych věděl předem náplň a kvalitu těchto filtrů, bylo by lepší vyrobit si doma vyrobený, ale plnohodnotný filtr z obyčejné prodlužovací šňůry. Bylo by to lepší a levnější. Samozřejmostí jsou hotové normální přepěťové ochrany věhlasnějších značek, které jsou funkčnější a kvalitnější, ale také stojí znatelně (a často neúměrně) více.
Spolehlivé napájení pro všechny, brzy na viděnou!
PS. Koho zajímá můj názor na víceméně normální filtry, napište do osobního, jinak se jistě najdou paranoidní občané, kteří ve všem vidí reklamu.
