Asi každý čtenář tohoto článku si všiml, že většina elektrospotřebičů napájených z domácí sítě je dimenzována na napětí 220 V/50 Hz. Proto závěr – to jsou parametry, které nám poskytuje dodavatel elektřiny. Bohužel to není tak úplně pravda. Můžeme předpokládat, že voda z kohoutku je zcela čistá, ale zkušenost nám říká, že obsahuje nečistoty, které zhoršují chuť. Stejné „nečistoty“ ve formě dodatečných frekvencí a impulsů se dostávají ke spotřebiteli elektřiny. Jedná se o rušení v elektrické síti.
Klasifikace rušení
Všechny odchylky sítě lze klasifikovat podle dvou kritérií: původ šumu a typ elektromagnetické anomálie.
Příčiny zkreslení sítě jsou:
- přírodní jevy (bouřka, ionizace vzduchu polární září atd.);
- člověkem způsobené vlivy (nehody na vedení, spínání výkonných zařízení atd.);
- elektromagnetické vlny přírodního i umělého původu.
Výše uvedené důvody mohou způsobit řadu impulzních šumů nebo harmonických zkreslení vln superponovaných na sinusový proud.
Přítomnost pulzních proudů v síti má velmi škodlivý vliv na provoz moderních domácích spotřebičů, často nasycených elektronikou. Pokud nepoužíváte ochranná zařízení, může dojít k selhání elektronických zařízení, nemluvě o kvalitě jejich provozu. Vývojáři samozřejmě chrání citlivá zařízení integrovanými obvody pro potlačení šumu, ale často jsou vyžadována další externí zařízení, například zdroje nepřerušitelného napájení, přepěťové ochrany (obr. 1) a další.
Rýže. 1. Ochranné pulzní filtry
Při vysokofrekvenčním rušení může většina domácích spotřebičů fungovat normálně. Ale rádia, televize a některé lékařské přístroje jsou na ně citlivé. Moderní digitální rádiová elektronika je však před takovým zkreslením docela dobře chráněna.
Pochopení příčin zkreslení v elektrické síti pomáhá řešit problémy s ochranou zařízení a vědomě přistupovat k výběru optimálních schémat potlačení hluku.
Zdroje rušení
Jak přírodní jevy, tak různá umělá zařízení mohou narušit sinusoidu střídavého proudu. V důsledku jejich jednání dochází k následujícímu:
- ;
- odchylky od parametrů jmenovité frekvence;
- změny elektrických harmonických;
- kolísání amplitudy proudu;
- HF šum;
- impulsní výbuchy;
- rušení běžného režimu.
Podívejme se krátce na hlavní zdroje způsobující uvedené odchylky.
Poklesy napětí.
Tento jev je důsledkem činnosti spínacích zařízení v energetických systémech. K tomu dochází, když dojde ke zkratu na vedení v důsledku spouštění výkonných elektromotorů a v jiných případech spojených se změnami výkonu zátěže. Přítomnost takového krátkodobého rušení je při spuštění automatických ochranných zařízení nevyhnutelná a dodavatel elektřiny je nemůže eliminovat.
Změny frekvenčních charakteristik.
K odchylce od stanovené frekvence dochází v důsledku výrazné změny zatěžovacího proudu. Pokud úroveň spotřebované energie překročí výkon generovaných zařízení, rotace generátoru se zpomalí, což vede k poklesu frekvence. Když se zátěž sníží, frekvence výroby se zvýší.
Automatizace reguluje distribuci energie až do vypnutí zátěže, ale v síti je stále přítomno frekvenční rušení.
Harmonické.
Zdrojem tohoto typu zkreslení je přítomnost zařízení s nelineární charakteristikou proud-napětí v sítích:
- konvertorové a usměrňovací rozvodny;
- obloukové pece;
- transformátory;
- svářeči;
- Televizory;
- cyklokonvertory a mnoho dalších.
Elektromotory mohou způsobovat harmonické zkreslení, zvláště pokud jsou instalovány na konci dlouhého vedení.
Odchylka napětí
Ke změnám potenciální stability dochází v důsledku periodických skoků v maximálním odebíraném proudu. Zdrojem změn zátěže jsou zařízení pro regulaci napětí, například transformátory s přepínači odboček pod zátěží.
Graf znázorňující krátkodobé přepětí je znázorněn na obrázku 2 (fragment A – znázorňuje pulzní ráz).
Rýže. 2. Přepětí sítě
RF rušení.
Vznikají vlivem zařízení pracujících ve vysokofrekvenčním rozsahu. Vysokofrekvenční rušení způsobené zařízeními, která generují vysokofrekvenční signály, se šíří vzduchem nebo síťovými linkami.
Napěťové impulsy.
Běžné zdroje: spínací zařízení v sítích a bleskové jevy.
Asymetrie třífázové soustavy.
Příčinou takového rušení jsou často výkonné jednofázové zátěže, domácí i průmyslové. Způsobují posuny fázového úhlu a nesoulad amplitud. Vypnutím napájení výkonných zařízení spotřebovávajících proud můžete problém odstranit.
Metody ochrany
Bohužel nemůžeme ovlivnit kvalitu elektrické sítě, ale je docela možné chránit domácí spotřebiče. Podle toho, na jaká zkreslení je konkrétní elektrické zařízení citlivé, se zvolí vhodný způsob ochrany. Různá externí zařízení, vestavěné elektrické obvody, ale i stínění konstrukčních prvků a uzemnění pomáhají snižovat hladinu hluku.
Příklad potlačení rušení je na obrázku 3.
Rýže. 3. Graf znázorňující proudovou filtraci
Následující externí zařízení jsou účinná:
- Přepěťové ochrany;
- IPB;
- frekvenční měniče;
- nastavitelné transformátory;
- síťové filtry a filtrační kaskády (schéma jednoduchého filtru je na obrázku 4).
Obzvláště obtížné je potlačení vysokofrekvenčních impulzních zkreslení v rozsahu několika desítek MHz. Často se pro tyto účely používá ochrana aplikovaná přímo na zdroj rušení.
Použití stabilizátorů napětí má své opodstatnění v případech pravidelných poklesů napětí v domácí síti. Pokud je proud trvale příliš nízký nebo příliš vysoký, je lepší použít transformátor.
Zdroje nepřerušitelného napájení mají vysokou úroveň ochrany pro počítače a další citlivou elektroniku. Obrázek 5 ukazuje fotografii zdroje nepřerušitelného napájení pro ochranu počítače.
Tato zařízení implementují několik ochranných funkcí, ale tou hlavní je napájení zařízení po dobu několika minut s následným jejich správným vypnutím. Pro dosažení maximální úrovně ochrany je logické dát přednost nepřerušitelnému napájení.
Metody měření
Je možné vidět zkreslení sítě?
Pomocí přístrojů můžete nejen vidět přítomnost interference, ale také odhadnout její velikost a určit povahu jejího výskytu. Pro měření různých odchylek v sítích existují speciální vysoce přesné přístroje. Nejběžnějším z nich je běžný osciloskop.
Přístroj má displej (obrazovku), na kterém se zobrazuje oscilogram měřeného proudu. Provozováním různých režimů osciloskopu můžete s vysokou přesností určit povahu a úroveň šumu.
Příklad průběhu je znázorněn na obrázku 6.
Obrázek 6. Oscilogram síťového proudu
Oscilogram ukazuje, jak je hlavní signál obklopen parazitními proudy, které je třeba odříznout. Analýzou povahy deformací si můžete vybrat způsob, jak je potlačit. Často stačí použít přepěťovou ochranu, abyste se zbavili typického rušení, které ovlivňuje chod zařízení.
Typické často kladené otázky čtenářů
Jak najít a odstranit zdroj rušení v elektrickém obvodu, který znemožňuje použití elektrického vedení?
Chcete-li zjistit příčinu špatného signálu, musíte analyzovat činnost napájecího adaptéru na jiné lince nebo zkontrolovat již připojená zařízení. Nejprve zkontrolujte úroveň signálu v síti routeru; možná zdroje vašeho routeru nestačí k přerozdělení internetu mezi tolik uživatelů. Pokud je poskytnutý limit dostačující pro všechny místnosti a přijímače v nich, zkontrolujte funkčnost linek, po kterých powerline adaptéry přenášejí data.
Další otázkou je typ linky, ke které je powerline adaptér připojen. Výrobce k tomu nedoporučuje používat prodlužovací šňůry, dává přednost pevné elektroinstalaci. Ale pro testování stávajících linek doporučuji dočasně použít prodlužovací kabel, pokud se signál zlepší, je pravděpodobné, že důvod je v kabeláži. Pokud ne, zkontrolujte elektrické vybavení domácnosti, které je nejsilnějším zdrojem elektromagnetického rušení.
Patří sem: klimatizace, pračky, ledničky, nabíječky na mobilní telefony, zdroje pro elektrospotřebiče.
Pokud je to možné, měl by být powerline adaptér přemístěn co nejdále od takových zařízení, aby nedocházelo k úpravám kvality přenášeného signálu. Pokud to není možné, připojte zdroje šumu k elektrickému obvodu přes „přepěťový filtr“, který pomůže snížit vnesené zkreslení.
Dalším bodem, kterému byste měli věnovat pozornost, je přípustná vzdálenost mezi powerline adaptéry. Musí překročit stanovenou normu, jinak vám žádné triky nepomohou dosáhnout správné kvality signálu.
