Überspannungsschutz

Ein Überspannungsschutz ist ein Gerät zur Unterdrückung von Störungen am Rand des Versorgungsnetzes und der Geräte. Verschiedene Arten von Störungen verzerren leicht die Form der Spannung, wodurch sie den Anforderungen der Norm nicht mehr genügen oder eine Gefahr für die Verbraucher darstellen. Dieser Begriff wird häufig in Bezug auf Computer-Extender verwendet, die unter die Definition fallen.

Die Spannungsform des Industrienetzwerks

Die strengsten Anforderungen werden an die Frequenz gestellt. Abweichungen von der Norm übersteigen 0,2 Hz nicht. Der relative Wert liegt unter 1%.Vorgeschrieben in GOST 54149 und den Anforderungen für einzelne Spannungsstöße. Instabilität beeinträchtigt den ordnungsgemäßen Betrieb des Geräts und kann zum Ausfall einer Reihe von Geräten führen. Ein buntes Beispiel ist die elektronische Einheit einer Waschmaschine, deren Kosten so sind, dass die Reparatur von Geräten oftmals unpraktisch wird. Es überrascht nicht, dass der Eingangsfilter sicherlich einen Überspannungsschutz wert ist.

Es ist ein Irrtum zu glauben, dass dieses kleine Element nur dazu dient, die Ausrüstung von Geräten zu schützen. Der Netzwerkfilter verhindert auch, dass das Netzwerk sie stört. Nicht ohne Grund wurde in den alten Handbüchern für Elektrowerkzeuge dringend empfohlen, dass alle digitalen Geräte während der Arbeit von den Steckdosen abgeschaltet werden, auch wenn der Leistungsfilter dauerhaft in einer Bohrmaschine enthalten ist. Störungen durch die Arbeit des Kollektormotors sind so groß, dass es wieder ein Gefühl der Sicherheit gibt.

Im einfachsten Fall führt das Flimmern( Flimmern) von Beleuchtungsgeräten zu Störungen des Nervensystems. In der digitalen Elektronik sind raue Emissionen gefährlich. Der Netzwerkfilter ist ein Gerät zur Unterdrückung aller Frequenzen außer 50 Hz. Das einzige Gerät, das einen großen Störungsbereich nicht bewältigen kann.

Frequenzgang des

-Netzwerkfilters Betrachten wir, wie der Überspannungsschutz seine eigenen Aufgaben erfüllt. Zum Bau der Geräte werden reaktive Elemente verwendet:

1. Kapazitäten( Kondensatoren).
2. Induktivität.

Die angegebenen Komponenten zeichnen sich durch Frequenzselektivität aus. Induktivitäten werden zu Tiefpassfiltern und Kapazitäten werden hoch. Im ersten Fall treten am Ausgang langsame Spannungsänderungen auf, im zweiten Fall sind sie schnell. Es scheint genug zu sein, den Choke am Eingang der Technik zu platzieren, um Ärger zu beseitigen, aber die Situation ist komplizierter. Die Charakteristik ist zu flach, und die Masse der schädlichen Signale wird durch die Schaltung geleitet.

In der Praxis ist der Überspannungsschutz auf der Basis von Schwingkreisen aufgebaut, die selektiv Frequenzen von 50 bis 60 Hz durchlassen und diejenigen unterdrücken, die oberhalb und unterhalb des angegebenen Bereichs liegen. So können Sie das Gerät vor unerwünschter Exposition schützen. Jeder Resonanzkreis enthält gleichzeitig eine Induktivität und eine Kapazität. Die Kombination der Eigenschaften ergibt eine bestimmte Qualität: Bei der Resonanzfrequenz zeigt das System einen Widerstand von Null. Daher sind die Anforderungen der Normen so streng( Abweichung von weniger als 1%).

Die Bedeutung der Amplituden-Frequenz-Charakteristik zeigt, wie viel des Signalspektrums ausgegeben wird. Profis im Zeitplan sagen sofort, was am Ende passiert. Je höher die Kurve über die horizontale Achse steigt, desto besser bewegen sich die entsprechenden Frequenzen zum Ausgang. Der Frequenzgang des Netzfilters ist eine gleichseitige Glocke mit einer Krone im Bereich von 50 Hz.

Amplitude-Frequency Response erläutert die Vielfalt der auf dem Markt verfügbaren Netzwerkfilter-Schaltpläne. Versuchen Sie in jedem Fall die Mindestkosten, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Um die Schwierigkeiten zu erklären, lassen Sie uns sehen, wie beispielsweise ein Schaltnetzteil funktioniert.

Höchste Oberwellen in der Digitaltechnik, deren Filterung

Personal Computer verwenden wie in den meisten Geräten Schaltnetzteile. Das Wesentliche der Wirkung von Geräten ist es, den Eingangsstrom gleichzurichten und ihn in Bündel von Hochfrequenzpulsen zu zerlegen. Ein solches Signal erkennt ein komplexes Spektrum, ein Teil davon geht zum Eingang des Geräts( Stecker).

Per Definition besteht eine 50 Hz-Netzfrequenz aus einer einzigen Harmonischen. In der Grafik ist dies einfach eine vertikale Linie mit einer Amplitude von 311 V. Der Wert wird erhalten, wenn die Quadratwurzel von zwei mit 220 V( dem effektiven Wert der Spannung im Netzwerk) multipliziert wird. Tatsächlich führen Verzerrungen zu einem Spektrum komplexer Form. Ein Netzwerkfilter muss per Definition ein äußerst nützliches Signal durchlassen. Dies ist die einzige Linie in der 50 Hz-Kurve.

Ein derartiger Netzwerkfilter ist heute nicht mehr zu bauen, die Charakteristik des Geräts wird durch vertikale Neigungen und einen extrem schmalen Streifen dargestellt. Es wurde bereits gesagt, dass der Designer bei der Wahl einer schematischen Darstellung versucht, das Problem mit minimalen Kosten zu lösen. In den Industrieländern ist bekannt, dass bei einem Überfluss an nichtlinearen Verbrauchern( über 15%), zu denen Computersystemblöcke gehören, eine Reihe von Situationen auftreten:

1. Überhitzung und Zerstörung von Neutralleitern. Theoretisch ist nach dem Kirchhoffschen Gesetz der Strom in der Serie der gleiche, in der Praxis jedoch anders. Reaktive Elemente speichern Kraft und geben sie zu einem bestimmten Zeitpunkt ungleichmäßig ab. Aufgrund dessen übersteigen die Leistungsspitzen in den Neutralleitern die Phase um das 1,5-fache oder mehr. Als Folge leidet die Isolation, die Vene kann verbrennen. Leser haben bereits erraten, warum Computer-Netzwerkfilter, im Allgemeinen als Ratten bezeichnet, erforderlich sind.
2. Selbst das Verschwinden des Gehäuses der Systemeinheit beseitigt nicht immer die Probleme des beißenden Computers. Manchmal weiß eine Person nicht, dass es unmöglich ist, einen Eisenhelfer und geerdete Gegenstände gleichzeitig zu berühren. Es ist möglich, einen elektrischen Schlag zu bekommen. Der Netzfilter des Netzgerätes ist so ausgelegt, dass die Oberwellen das Gehäuse lenken. Daher wird das Gerät sicherlich an eine ordnungsgemäß eingerichtete Steckdose angeschlossen. In Haushalten oft das Stromversorgungssystem TN-C-S oder TN-C.In diesem Fall wird der Übergang von Oberschwingungen in das Netzwerk einen unangenehmen Effekt verursachen( aber nicht so schmerzhaft wie bei fehlender Nullung).
3. Es wurde festgestellt, dass ein Schaltnetzteil eine Abflachung der Spitzen des Speisungssinus für andere Verbraucher bewirkt. Wenn Sie eine Computerausrüstung verwenden, führt dies zu einer Reihe von negativen Auswirkungen.

1. Durch Verringerung der Spannungsamplitude steigt zunächst die Wärmefreisetzung in aktiven Widerständen. Dies folgt direkt aus dem Joule-Lenz-Gesetz, das besagt, dass die Wirkung vom Quadrat der Strömung abhängt. Und natürlich steigt der Strom, wenn die Spannung abfällt. Das Schaltnetzteil sorgt dafür, dass die Leistung( Produkt aus Strom und Spannung) gleich bleibt.
2. Zweitens wird der Widerstand gegen Spannungseinbrüche reduziert. Das Schaltnetzteil arbeitet weiter, nachdem die Phase verschwunden ist. Es ist einfacher, das Beispiel für Lautsprecher zu sehen, die noch eine halbe Sekunde Zeit haben, um die Wiedergabe fortzusetzen, wenn sie von der Steckdose getrennt werden. Der Effekt ist auf die in den Eingangskondensatoren gespeicherte Energie zurückzuführen, abhängig von der Spannungsamplitude( abgeflachte Oberseiten sind niedriger).

Andere schädliche Wirkungen sind bekannt. Zum Beispiel beeinflussen Oberschwingungen mit erhöhter Frequenz den Betrieb von Transformatoren aufgrund von Oberflächenströmen und Näherungseffekt negativ. Tesla fand heraus, dass elektrische Schwingungen oberhalb von 700 Hz den Menschen nicht schädigen. Erläuterung - Der hochfrequente Strom fließt nur über die Oberfläche und stört die Übertragung des Magnetfelds im Transformator. Der Proximity-Effekt äußert sich im Auftreten von Interferenzen in der Verdrahtung aufgrund der Energiestrahlung.

Alles, was beschrieben wird, erfordert die Verwendung von Netzwerk- und Zwischenfiltern. In der Elektronik umfassen Kaskaden mindestens Trennkondensatoren für die DC-Trennung. Für Profis gelten Überspannungsschutz nur als ein Beispiel für die komplexen Mittel zum Umgang mit Oberschwingungen. Aufgrund der Ebenheit der Amplituden-Frequenz verlaufen die einzelnen Spektralkomponenten ungehindert, obwohl sie geschwächt sind.

-Filters Zum Beispiel wird die Verwendung von externen Netzwerkfiltern für Computer( Ratten) als De-facto-Standard betrachtet und soll nicht so viel Bürogerät schützen wie Kabel und andere Verbraucher.Ähnlich über das Elektrowerkzeug zu sagen, Waschmaschinen. Collector-Engines sind äußerst funkelnd, Überspannungsschutz schützt das Netzwerk selbst vor unnötigen Interferenzen.

Filterdesign

Sie erzählten von einem Haushaltswerkzeug, es ist bekannt, dass es in der Regel keine Induktivitäten gibt, und oben wurde gesagt, dass Filter auf der Grundlage von Schwingkreisen gebaut werden, in denen Elemente vorhanden sein müssen. Die Kapazität dient hier jedoch als Barriere plus Kompensator. Ein Motor jeglicher Art erkennt einen ausgeprägten induktiven Widerstand aufgrund von Wicklungen. Infolgedessen geht ein Teil der Leistung an den Jet.

Es ist wichtig zu wissen, dass der Kondensator solche negativen Auswirkungen kompensiert. Gleichzeitig wird es Teil des Filters, dessen zweite Komponente die Motorwicklung ist. Bei anderen Techniken liegt ein Schwingkreis in einer bestimmten Form vor. Wenn Sie sich die schematischen Diagramme ansehen, ist leicht zu erkennen, dass eine ordnungsgemäße Erdung für den ordnungsgemäßen Betrieb erforderlich ist: Sowohl der Phasenleiter als auch der Neutralleiter sind in der importierten Technologie geschützt.

Verwenden Sie nach Möglichkeit das NT-S-System, das in der UdSSR nicht verwendet wurde. Dann berührt die Masseschleife nicht den Neutralleiter. Dies gewährleistet einen wirklichen Schutz des Stromversorgungsnetzes vor Überschreitungen. Missverständnis, Unwilligkeit, das Problem richtig zu lösen, führt zu negativen Auswirkungen.

Das Design von Netzwerkfiltern

Nur die Surge-Filter von Waschmaschinen werden in einer separaten Einheit untergebracht. Dies ist erforderlich, um Spannungen für den Verbrauch von Elektronik bereitzustellen, um externe Verbraucher vor der Leistung des Kollektormotors zu schützen. Schauen Sie genauer hin: Zubehör für Kühlschränke wird nicht verkauft. Der Motor ist asynchron, funkelt nicht und verursacht keine Probleme. Es ist jedoch nicht verboten, einen externen Filter zu kaufen und das Gerät dadurch anzuschließen.

Bei Waschmaschinen werden die Komponenten in einem luftdichten Gehäuse hergestellt, wobei die minimal erforderlichen Informationen angegeben werden:

• Produktname, per Code ist es einfach, das erforderliche Ersatzteil im Geschäft zu durchbrechen.
• Der elektrische Schaltplan hilft bei der Suche nach einem Analogon. Dies erhöht die Wartungsfreundlichkeit der Geräte und gibt Aufschluss darüber, wo und was angeschlossen ist( dies ist besonders wichtig, wenn es sich nicht um das Originalteil handelt).

Überspannungsschutz zur Selbstmontage verfügbar. Sie gaben an, wie schwierig es ist, ein Element richtig zusammenzusetzen und wie umfangreiche Informationen im Entwurfsprozess berücksichtigt werden.