Petrovich35 › Блог › Сетевые фильтры 220В, что у них внутри

Petrovich35 › Блог › Сетевые фильтры 220В, что у них внутри

Добрый день, друзья!

Почти у каждого из нас дома есть хотя бы один сетевой фильтр. Судя по тому, что ими завалены полки большинства магазинов, торгующих электротоварами, вещь это ходовая, пользуется популярностью у населения (фото 1):

Есть несколько подобных фильтров и у меня дома. Есть и дешевые, есть и подороже. А началось все с того, что я решил отремонтировать один из перегоревших фильтров, а потом мне стало интересно изучить внутренности и других фильтров, и я разобрал еще несколько. И как оказалось, не зря. Но обо всем по порядку.

Почему люди покупают сетевые фильтры?

Во-первых, они удобны: в большинстве случаев сетевой фильтр выполнен как удлинитель с несколькими розетками, обычно с сетевым выключателем на корпусе. Более продвинутые модели также имеют встроенные разъемы USB для питания и зарядки различных 5-вольтовых гаджетов.

Во-вторых, покупатели рассчитывают, что сетевой фильтр, в отличие от обычного удлинителя, защитит подключенное оборудование от различных неприятностей, случающихся в бытовой электросети — скачков напряжения, различных помех и т.д. Этим активно пользуются ушлые продавцы-консультанты, настойчиво впаривая рекомендуя покупателю бытовой техники (телевизора, холодильника и т.д.) приобрести попутно еще и сетевой фильтр.

Так что же за устройство мы покупаем в коробке с названием “сетевой фильтр”, могут ли имеющиеся в продаже фильтры носить это гордое имя? Как оказалось, ответ не так однозначен.

Чтобы ответить на этот вопрос, в данной записи заглянем внутрь нескольких подобных устройств, типичных представителей наиболее массового сегмента бюджетной ценовой категории около 400-700 российских рублей ($6-$10).

Внимание! Дальше будет много скучного текста и картинок. Кому не нужны подробности, читайте выводы в конце записи.

Перед тем, как перейти к конкретным фильтрам, давайте кратко освежим в памяти, какие помехи встречаются в бытовой однофазной сети переменного тока 220В/50Гц, т.е. в розетках наших квартир и домов.

Напомню, это не лекция по электрике и электронике, а наблюдения и размышления на бытовом уровне, поэтому сильно не придирайтесь к терминологии.

Как известно, по действующим в РФ стандартам, электроснабжающие организации должны обеспечивать в бытовой сети электричество с переменным напряжением 220В (с недавнего времени 230В) частотой 50Гц правильной синусоидальной формы.

По различным природным и техногенным причинам (грозы, электромагнитное излучение, аварии в электросетях, коммутация мощных электроприборов, работа импульсных блоков питания и др.), в сети возникают разнообразные помехи и искажения, которые вносят изменения в стандартную синусоиду. Это могут быть как кратковременные всплески и просадки напряжения, так и долговременные подъемы и понижения напряжения, а также высокочастотные помехи, отклонения от номинальной частоты, и т.д.

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. Поэтому, для упрощения, чтобы не залезать в излишние детали, сетевые помехи, в теории посильные простому сетевому фильтру, можно условно разделить на две крупные категории:

1. Импульсные помехи — кратковременные высоковольтные импульсы.
2. Высокочастотные (ВЧ) помехи — накладываются на несущую номинальную синусоиду.

Наиболее опасными из этих двух видов помех являются высоковольтные импульсы, они могут вывести бытовую электронику из строя. ВЧ помехи могут мешать работе чувствительных приборов, таких как телевизоры, радиоприемники и др. Пример: многие энергосберегающие и светодиодные лампы (а точнее, их блоки питания) мешают радиоприему, так как генерируют ВЧ помехи в сети и электромагнитные помехи в эфире.

Таким образом, мы должны понимать, что обычный бытовой сетевой фильтр не спасет ни от долговременных повышений и понижений напряжения, ни от изменения номинальной частоты 50Гц, ни от эфирных электромагнитных помех. Все, что он может сделать, это погасить высоковольтные импульсные помехи и, в лучшем случае, часть сетевых ВЧ помех.

Процесс работы простого сетевого фильтра проиллюстрирован на рис. 2:

Но соответствуют ли недорогие сетевые фильтры даже этим невысоким ожиданиям? Прочитаем, что указано на упаковке этих фильтров (фото 3):

Крабовые Ручки 🦀 Almois Jobbing Official

Журнал о технических устройствах и технологиях. Ковыряние в бытовой технике, электронике: что внутри, как это работает, опыт эксплуатации. Выбор лучшего товара — отзывы, достоинства и недостатки. Покупка, исследование и опыт использования инструментов, изготовление приспособлений. Оборудование мастерской. Ремонт, сделай сам, своими руками, поделки, самоделки. Справочники, полезные советы, лайфхаки.

Что внутри сетевого фильтра (точнее колодки розеток с удлинителем)

В наше время то, что раньше называлось «тройник» или «удлинитель» принято называть «сетевым фильтром». Хотя правильнее это называть блоком/колодкой розеток и/или сетевым удлинителем.

Но вот вопрос: есть ли там заявляемый то ли производителями, то ли продавцами фильтр (т. е. устройство, блокирующее проход к включённым в розетки приборам или от них любых колебаний напряжения, отличных от 50-герцовой синусоиды с амплитудой 311 вольт)?

Читайте также:  Схема реверсивного пуска асинхронного двигателя

Что тут наблюдается?

Во-первых, чёрная коробочка с кнопкой. Это многоразовый автоматический предохранитель, вставленный в разрыв одного из проводов, который отключает подачу электроэнергии при длительно большом токе (ампер 6-10).

К сожалению, эта сволочь совершенно не нормированная и в некоторых экземплярах удлинителей вырубает подачу электроэнергии уже при подключении пылесоса мощностью 1.3 кВт, в другом случае — 2-кВт чайника. Поэтому, как правило, подлежит удалению. Устроен так:

При нагреве выпуклой пластины 1. оная выгибается и размыкает контакты справа, а пластмассовая пластина 3. под действием пружины 2. запрыгивает между контактами и не даёт им соединиться до тех пор, пока не будет нажата кнопка. В общем, это однозначно нужно называть не «фильтр», а «защитное устройство».

Ещё в выключатель встроена неоновая лампочка с токоограничивающим резистором на 150 кОм.

Лампочка после включения тумблера подключается как нагрузка и… фильтрует ли она что-нибудь? Теоретически эта лампочка является одновременно динистором или стабилитроном примерно на 50 вольт [Neon glow lamps: more than simple light sources], газовым разрядником, … Но с таким токоограничивающим резистором через лампочку течёт всего 1 мА тока и в таком режиме мощности это не может ничего ни стабилизировать, ни фильтровать, ни защитить от скачков напряжения — чисто световой индикатор наличия напряжения.

Далее, в качестве ещё одной бесполезной нагрузки параллельно лампочке припаяна синего цвета таблетка — варистор, в более продвинутом случае с [плавким одноразовым?] предохранителем на 2А:

Варистор — это резистор, сопротивление которого зависит от приложенного к выводам напряжения [Varistor Tutorial]. В данном случае при превышении напряжения 470 вольт и выше (вместо типичных 311 по амплитуде для 220 вольтовой сети) сопротивление резистора начинает стремительно падать; через него начинает идти большой ток и это не даёт напряжению на его выводах расти дальше [Варисторы дисковые оксидно-цинковые]. Однако при таком размере (и соответсвующей мощности рассеяния) данный варистор может выдержать этот большой ток всего 8-20 микросекунд [Varistor — Wikipedia]; такой кратковременный скачок напряжения может возникнуть при ударе молнии во время грозы. Вот от этого только этот варистор и защищает.

Итак, что мы имеем такого в блок-розеток-удлинителе, что можно считать фильтром? Пожалуй, только варистор, одну маленькую простую детальку (рублей 5 стоит; правда внутри есть серебро, которым покрывают керамическое тело полупроводника для того, чтобы к нему можно было припаять выводы), которая спасает только от скачков напряжения, возможно где-то в деревнях возникающих во время грозы, т. е., вообще говоря, это тоже защитное устройство типа разрядника [Lightning arrester], [Surge_arrester], а не фильтр.

Настоящий же фильтр сетевого питания должен состоять из катушек индуктивности и конденсаторов; выглядит так: [Простой сетевой фильтр], [Сетевой фильтр из монитора], только большего размера, если нагрузка в киловатты (хотя бы проволока дросселей должна быть диаметром 1 мм — это на 10 ампер, 2.2 кВт).

Мораль: надо уже как-то решать с терминологией, как-то это неправильно называть сетевые удлинители или блоки/колодки розеток с парочкой защитных элементов внутри сетевыми фильтрами. Вопиющее введение в заблуждение рядового потребителя имеет место быть.

Электрический удлинитель своими руками

В быту нередко возникают ситуации, когда во время строительных работ необходимо вынести точку подключения на фасад здания или к забору. Стационарная установка розетки, в таком случае и нецелесообразна и опасна, поэтому питание осуществляется с помощью электрического удлинителя. Таким же способом можно решать конструктивные недочеты бытовых приборов (короткий шнур или несоответствие сечения нагрузке) или организовывать точки подключения к сети в любом удобном для вас месте. Для этого вам понадобится изготовить электрический удлинитель своими руками.

Что вам понадобится для изготовления удлинителя?

Электрическую переноску можно собрать из любых подручных материалов (старых бытовых устройств, остатков кабеля и т.д.). Если их нет, приобретите все элементы с нуля. Для изготовления возьмите следующие материалы и элементы:

  • разборная штепсельная вилка;
  • кабель нужной длины;
  • закрытая электрическая розетка или блок розеток (в зависимости от того, сколько точек подключения вам нужно).

Чтобы разобрать элементы и потом собрать из них электрический удлинитель, используйте подходящую по размеру и форме отвертку. Для обрезания проводов вам понадобятся кусачки или пассатижи, канцелярский нож для удаления изоляции.

Чтобы не допускать перегрева и возникновения аварийных ситуаций, все детали для электрической переноски должны выбираться для конкретных нужд.

Как выбрать материалы?

Все элементы электрического удлинителя выбираются по суммарной мощности, включаемых в него приборов. Если вы планируете установить одну розетку, берите для расчета мощность самой большей нагрузки, которая может в нее подключаться. В случае одновременного включения сразу нескольких приборов в несколько точек, необходимо просуммировать их мощность или ампераж. По которому выбирается соответствующий номинал вилки и розетки, а также сечение жил кабеля.

К примеру, если вы установите блок на две розетки, одна из которых предназначена для пылесоса, потребляющего 5 А, а вторая для электродрели, потребляющей 3 А. Таким образом, суммарный ток составит 8 А. Соответственно в таком случае вам хватит вилки и розетки номиналом на 10 А, при этом остается запас в 2 А, если вам понадобиться подключить более мощное устройство.

Читайте также:  Схема подключения асинхронного двигателя

Для определения сечения провода используется та же сумма нагрузки, к которой прибавляется 20 – 30% для запаса прочности. Конкретное значение площади жилы выбирается из таблицы таким образом, чтобы полученная величина подключаемой нагрузки не превышала допустимой для данного провода.

Таблица: зависимость допустимой нагрузки от сечения жилы

К примеру, для нагрузки в 8 А вы прибавляете 20% запаса I = 8+1,6 = 9,6 А. Так как медный провод гораздо удобней и предпочтительнее для электрического удлинителя, рассмотрим его в качестве примера. Для рассматриваемого примера вам вполне хватит любой марки кабеля сечением 1,5 мм 2 .

Следует отметить, если вы собираетесь использовать самодельный удлинитель в трехпроводной системе (фаза, ноль и земля), то вам понадобиться кабель с тремя жилами, а розетки и выключатель должны иметь три вывода. Если в вашем доме используется только два провода – фаза и ноль, изготавливать удлинитель с тремя выводами не имеет смысла.

Изготовление удлинителя: пошаговая инструкция

Как правило, процесс изготовления не занимает много времени, поэтому при наличии всех необходимых элементов и инструмента вы сможете изготовить электрический удлинитель за 15 – 20 минут. Для этого выполните такие действия:

  1. Разберите вилку, как правило, она раскручивается одним или несколькими болтами, но в разных моделях конструкция может отличаться. Рис. 1: разберите вилку
  2. Разделайте электрический кабель, для этого отступите нужную длину от места его подключения к контактам вилки до места выхода из вилки удлинителя. Следует отметить, что в месте выхода кабель должен иметь оба слоя изоляции, поэтому не стоит зачищать верхний слой диэлектрика с запасом. Рис 2. разделайте кабель
  3. Подготовьте провод для подключения к выводам вилки. Для этого отступите около 1 — 2 см от края каждой жилы и аккуратно обрежьте резиновую изоляцию. Рис. 3. Зачистите концы

Следите за тем, чтобы не перерезать проволоку жил, иначе это уменьшит сечение и может привести к дальнейшему перегреву в точке крепления.

  1. В зависимости от способа крепления в контактах вилки, подготовьте концы провода (сделайте петли, скрутите в одну жилу и т.д.).
  2. Все эти процедуры проделайте и для второго конца провода.
  3. Соедините концы провода с концами вилки и соберите ее. Рисунок 4: подключите провод к выводу вилки

Заметьте, что собранная вилка не должна иметь зазоров – обе части плотно прилегают друг к другу. Если вы обнаружите зазор, разберите ее снова и устраните причину неровности. В месте выхода из вилки провод удлинителя должен плотно прилегать к краям, если его диаметра недостаточно, добавьте немного изоленты.

Стандартно они оснащаются одним болтом в центре розетки, но если крышка не поддается, следует осмотреть конструкцию на предмет наличия в ней дополнительных узлов крепления.

Рис. 7: стандартная точка крепления розетки

  1. Подключите концы провода к соответствующим выводам розетки электрического удлинителя. Рис. 8: подключите провод к выводам розетки

Если вы изготавливаете устройство для трехпроводной сети, обязательно соблюдайте маркировку проводов. Особенно для заземляющего провода, иначе вы можете подать напряжение на корпус прибора.

  1. Соберите розетку в обратной последовательности, электрический удлинитель готов.

Рис. 9: соберите розетку – удлинитель готов

Обратите внимание, при подключении тех или иных деталей контакт должен обеспечиваться при помощи специальных зажимов, гильз или посредством пайки. Ни в коем разе не допускается обеспечивать контакт только прикручиванием провода к ламелям или другим деталям. После изготовления электрического удлинителя не спешите включать его в розетку, предварительно проверьте его исправность при помощи мультиметра.

Проверка исправности электрического удлинителя.

Чтобы проверить работоспособность переноски, вам понадобиться обычный мультиметр или мегаомметр. Весь процесс условно можно разделить на проверку целостности линии и на проверку изоляции. Изначально установите мультиметр в режим прозвонки:

  • Подключите один вывод мультиметра в гнездо розетки, а вторым коснитесь контакта вилки электрического удлинителя. Если устройство не сообщает о наличии цепи, коснитесь второго контакта вилки.
  • Удерживайте щуп мультиметра на одноименном контакте вилки, где прибор показал цепь, и проверьте другие розетки в блоке. Их одноименные контакты так же должны давать цепь на прозвоне электрического удлинителя.
  • Проверьте вторую пару контактов электрических розеток и вывода вилки удлинителя, они так же должны показывать наличие цепи на прозвоне.
  • Если вы используете трехпроводный удлинитель, таким же образом прозвоните цепь между заземляющими контактами на вилке и каждой из розеток.

Рис. 10: принцип прозвонки удлинителя

Наличие цепи между всеми перечисленными выводами свидетельствует о том, что удлинитель может нормально передавать электроэнергию по замкнутому контуру. Но, помимо цепи необходимо убедиться в состоянии изоляции. Для чего применяется мегаомметр, но при его отсутствии можно воспользоваться тем же мультиметром в режиме измерения изоляции. В промышленных целях измерение изоляции мультиметром не допустимо, но для бытовых нужд этого будет вполне достаточно.

Читайте также:  Схема разводки электропроводки в квартире примеры

В процессе измерения вам необходимо установить предел на максимальную величину сопротивления кОм или МОм. Подведите щупы к выводам фазы и нуля на вилке, если сопротивление окажется более 500 МОм или бесконечности, ее уровня достаточно для нормальной работы электрического удлинителя.

Рис. 11: измерение сопротивление между фазой и нулем

Если сопротивление стремиться к нулю или составляет десятки Ом, вы где-то нарушили изоляцию и вам нужно перепроверить все места электрических контактов в удлинителе. При наличии заземляющего контакта, величину сопротивления необходимо проверять еще между фазой – землей и между нулем – землей.

Рис. 12: измерение сопротивления от земли

Если в изготовленном электрическом удлинителе в ходе испытаний вы определили целостность цепи фазы, нуля и земли, а также достаточный уровень сопротивления между всеми выводами, то такую переноску можно смело использовать для подключения оборудования.

Видео инструкция

Кнопка сетевого фильтра — обзор и ремонт

Сетевой фильтр — полезное устройство, защищающее чувствительные электроприборы от скачков напряжения и импульсных помех.

Внешне бытовой фильтр напоминает обычный удлинитель, однако он дополнительно оборудован встроенным блоком, который поглощает все частотные колебания.

Для защиты от больших скачков устройство оснащено предохранителем, который в случае критических перегрузок моментально отключает электроприборы от сети.

Как и любые другие устройства, сетевые фильтры в процессе интенсивной эксплуатации могут ломаться.

Одна из самых распространенных причин выхода из строя сетевого фильтра — поломка кнопки включения-выключения, а точнее подгорание контактов внутри этой кнопки.

Сначала при включении она начинает искрить, греться и издавать посторонние звуки, а со временем и вовсе перестает работать. При частом использовании фильтра кнопка может износиться физически или получить механические повреждения.

Внимание! Если кнопка сетевого фильтра стала искрить, нагреваться и/или потрескивать, дальнейшая эксплуатация устройства небезопасна! Следует незамедлительно отключить фильтр от сети во избежание пожара! Для безопасной работы фильтра нужно проверить состояние контактов выключателя и в случае необходимости очистить их от нагара.

Рассмотрим схему кнопки типового сетевого фильтра:

Как видно из этой схемы, ничего сложного в устройстве кнопки включения сетевого фильтра нет, поэтому отремонтировать ее или заменить на новую можно своими руками.

Ремонт — что делать, если кнопка сетевого фильтра сломалась

Если при включении кнопки сетевого фильтра начинают раздаваться посторонние звуки, которые сопровождаются запахом плавящейся пластмассы, устройство следует сразу же обесточить. Далее нужно разобрать сетевой фильтр и проверить состояние контактов на выключателе.

Для этого понадобятся следующие инструменты:

  • паяльник,
  • крестовая отвертка,
  • тестер,
  • наждачка-нулевка.

Если контакты прогорели, то показания тестера это подтвердят (в данном случае напряжения на выходе с кнопки в положении «Вкл.» не будет). Чтобы почистить контакты, выключатель нужно:

  1. Разобрать корпус сетевого фильтра, открутив монтажные винты;
  2. Выпаять кнопку и извлечь из корпуса фильтра. Кнопку удерживают в корпусе пластмассовые зажимы, которые следует аккуратно отжать.
  3. Разобрать. Для этого нужно отсоединить клавишу, подцепив ее плоской отверткой.
  4. Достать контакты и очистить от черного нагара.
  5. Собрать кнопку. После этого кнопку собираем в обратной последовательности, устанавливаем на место и припаиваем.

Если контакты прогорели очень сильно и расплавили пластмассу корпуса выключателя, его следует полностью заменить.


Для этого нужно:

  1. Разобрать фильтр;
  2. Выпаять кнопку;
  3. Извлечь из корпуса выключатель;
  4. Установить на его место новый (продается в магазинах радиодеталей, стоит порядка 30 рублей);
  5. Припаять кнопку, собрать корпус фильтра.

Нередко кнопка на сетевом фильтре не работает по причине механических повреждений. Самый распространенный случай — поломка фиксаторов, которые удерживают клавишу выключателя в корпусе. В этом случае не обязательно покупать новую кнопку — фиксаторы можно восстановить.

Для этого понадобятся следующие материалы и инструменты:

  • шуруповерт (или дрель) и сверло диаметром 3,5 мм;
  • зубочистка;
  • ватная палочка;
  • бокорезы.

Сам процесс очень прост:

  1. В клавише просверливается сквозное отверстие, в которое вставляется ватная палочка (она будет выполнять роль фиксатора).
  2. Внутрь ватной палочки для большей жесткости вставляется зубочистка. С двух сторон импровизированный фиксатор подрезается бокорезами таким образом, чтобы с каждой стороны он выступал приблизительно на 3-4 мм.
  3. Теперь остается вставить клавишу в корпус — для этого достаточно слегка отогнуть бортики посадочного места отверткой.

ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ
” alt=””>

Как сделать сетевой фильтр напрямую, без кнопки

Если старая кнопка окончательно вышла из строя, а новой под рукой нет, можно подключить сетевой фильтр напрямую, превратив его в обычный удлинитель.

Для этого нужно сделать следующее:

  1. Вскрыть корпус фильтра сетевого напряжения, открутив монтажные винты отверткой;
  2. Отпаять от кнопки провода и спаять их по цвету, минуя кнопку;
  3. Заизолировать место соединения изоляционной лентой или при помощи термоусадки;
  4. Собрать удлинитель, протестировать его работоспособность.

Чтобы избежать описанных в данной статье проблем с выключателем сетевого фильтра, при выборе устройства следует учитывать максимально допустимую мощность подключенной нагрузки и максимальный ток нагрузки.

ВИДЕО ОБЗОР
” alt=””>
Если суммарная мощность техники превышает максимально допустимую мощности фильтра, то следует остановить свой выбор на более мощной модели.