Was ist ein Überspannungsschutz und wofür?

Zweck des Überspannungsschutzes

Es ist bekannt, dass Sie ein Wechselstromnetz mit einer Spannung von 220 Volt in Ihrer Steckdose haben. "Wechselspannung (Strom)" bedeutet, dass seine Größe und / oder sein Vorzeichen instabil sind, sich jedoch nach einem bestimmten Gesetz im Laufe der Zeit ändern.

Die erzeugenden elektrischen Maschinen (Generatoren) sind so beschaffen, dass an den Ausgangsanschlüssen eine sinusförmige EMK erzeugt wird. Es wäre jedoch alles in Ordnung, wenn alle Geräte einen resistiven Charakter hätten, keine Anlaufströme vorhanden wären und keine Impulswandler in ihrer Zusammensetzung hätten. Dies passiert leider nicht, weil Die meisten Geräte sind induktiv, kapazitiv, Bürstenmotoren und gepulste sekundäre Stromquellen. All diese komplizierten Wörter sind die Hauptverursacher elektromagnetischer Störungen.

Wir haben den Artikel aus einem bestimmten Grund mit einem Vortrag über elektromagnetische Störungen begonnen. Diese Interferenzen „verderben“ die gleichmäßige Form der Sinuswelle. Es entstehen sogenannte Harmonische. Wenn wir das reale Signal vom Ausgang in Form einer Fourier-Reihe erweitern, werden wir sehen, dass die Sinuswelle mit verschiedenen Funktionen unterschiedlicher Frequenz und Amplitude ergänzt wurde. Die Form der Spannung in einer realen Steckdose ist alles andere als ideal geworden.

Was ist das Ergebnis? Eine schlechte Stromversorgung ist ein Problem für Funkübertragungsgeräte. Ihr Fernseher oder Radio funktioniert einfach mit Störungen. Zusätzlich zu Störungen durch Verbraucher gibt es zufällige Störungen im Netzwerk, die wir nicht vorhersagen können. Das sind Bursts Spannungsabfälle von Stromausfällen, der Einbeziehung einer starken Last usw.

Der Überspannungsschutz wird benötigt, um:

1. Filtern Sie Störungen heraus, um die Stromversorgung der Geräte zu reinigen.
2. Reduzieren Sie Störungen durch Netzteile.

So funktioniert der Überspannungsschutz

Die Filterung unnötiger Signalkomponenten erfolgt seltsamerweise durch spezielle Filter, die von Induktivitäten (L) und Kondensatoren (C) gesammelt werden. Hochspannungsspitzen werden durch Varistoren begrenzt. Dies funktioniert dank solcher elektrotechnischen Konzepte - Zeitkonstante und Schaltgesetze, Reaktanz.

Die Zeitkonstante ist die Zeit, in der sich ein Kondensator auflädt oder Induktivität Energie ansammelt. Abhängig von den Filterelementen (R, L und C). Die Reaktanz ist der Widerstand der Elemente, der von der Frequenz des Signals sowie von ihrem Nennwert abhängt. In Induktivitäten und Kondensatoren vorhanden. Es wird nur durch die Übertragung von Wechselstrom auf ein elektrisches oder magnetisches Feld verursacht.

Mit einfachen Worten - mit Hilfe der Reaktanz ist es möglich, die hochfrequenten Harmonischen unserer Sinuskurve zu reduzieren und zu begrenzen. Es ist bekannt, dass an einer Steckdose eine Netzfrequenz von 50 Hz verfügbar ist. Sie müssen den Filter also auf Frequenzen zählen, die um eine Größenordnung höher und höher sind. In der Induktivität nimmt der Widerstand mit zunehmender Frequenz zu, im Kondensator nimmt er ab. Das heißt, das Funktionsprinzip des Netzwerkfilters besteht darin, die Hochfrequenzkomponenten der Netzwerksinuskurve zu unterdrücken, während die minimale 50-Hz-Komponente minimal beeinflusst wird.

Wir schauen hinein

Wir haben herausgefunden, wo der Netzwerkfilter angewendet wird. Lassen Sie uns nun herausfinden, woraus ein realer Netzwerkfilter besteht, abstrakt von der Theorie.

1. Rauschfilter.
2. Knopf oder Kippschalter.
3. Varistor.
4. Rosettengruppe.
5. Netzkabel.

Achten Sie bei den Innenseiten eines teuren und hochwertigen Filters auf die Kondensatorbank rechts und die Abmessungen der Drosselklappe in der Mitte:

Lass uns in Ordnung gehen - ein Filter. Das Design eines solchen Elements ist ein LC-Filter. Die Null- und Phasendrähte von der Steckdose werden mit dem Induktor (jeweils für sich) und zwischen ihnen 1 oder mehr Kondensatoren verbunden. Typische Werte von Teilen:

• die Induktivität jeder Spule beträgt 50-200 μH;
• Kondensatoren 0,22-1 uF.

Ein Varistor ist ein Halbleiterelement mit einem nichtlinearen CVC. Bei Erreichen einer bestimmten an sie angelegten Spannung schützt es die Last, indem es die Eingangsstromkreise kurzschließt und sich selbst einen „Schlag“ versetzt. Es ist notwendig, um Ihre Ausrüstung vor "schlechter Ernährung" zu schützen. Der am häufigsten verwendete Varistor ist 470 Volt. Das Funktionsprinzip eines solchen Schutzes liegt auf der Hand - während Spannungsspitzen werden die Stromkreise der geschützten Last von einem Varistor überbrückt.

Für den Inhalt eines billigen Filters gibt es überhaupt keinen Induktor - sein Wirkungsgrad ist minimal, aber es gibt immer noch einen Varistor (blau in der Mitte des Rahmens), und er spart Stromstöße:

Warum brauchen wir einen Kippschalter, wenn ohne ihn alles funktionieren kann? Nur damit Sie nicht jedes Mal den Stecker aus der Steckdose ziehen, da meistens stationäre Geräte über den Überspannungsschutz angeschlossen sind. Dies verringert den Verschleiß der Kontaktplatten der Steckdose.

Schematische Darstellung des Überspannungsschutzes:

Wo der Filter angewendet wird und was zu tun ist, wenn dies nicht der Fall ist

Tatsache ist, dass hochwertige Netzteile direkt auf der Platine installiert werden müssen, insbesondere bei Hochleistungsnetzteilen wie Computern. Leider haben Ihre Ladegeräte für ein Smartphone, ein Netzteil von einem Laptop, elektronische Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen und LED-Lampen diese meistens nicht in ihrer Zusammensetzung. Dies liegt an der Tatsache, dass chinesische Hersteller die Schaltkreise ihrer Geräte vereinfachen, um ihre Kosten zu senken. Es kommt häufig vor, dass auf der Platine Stellen für Teile vorhanden sind, deren Zweck darin besteht, Geräusche herauszufiltern. Sie sind jedoch einfach nicht verlötet und es gibt stattdessen Steckbrücken. Computerblöcke sind ein separates Problem, fast jeder hat eine Schaltung, aber die Ausführung ist unterschiedlich, und bei den billigsten Modellen gibt es keinen Filter.

Sie können die Interferenzen Ihres Fernsehgeräts oder eines anderen Geräts, das Sie schützen möchten, reduzieren und die Stromversorgungseigenschaften verbessern, indem Sie ein herkömmliches Verlängerungskabel mit einem solchen Filter ergänzen. Sie können es selbst zusammenbauen oder aus einem guten, aber unnötigen oder fehlerhaften Netzteil extrahieren.

Schließlich empfehlen wir, ein nützliches Video zum Thema anzusehen:

Der Überspannungsschutz ist ein einfaches, aber nützliches Gerät, das die Qualität der Stromversorgung Ihrer Geräte verbessert und den durch den Betrieb von Impulsnetzteilen verursachten Frequenzschaden verringert. Der Anwendungsbereich ist groß genug - verwenden Sie ihn für alle modernen Geräte. Mit seinem Gerät können Sie das Schema auch für unerfahrene Funkamateure wiederholen, und die Reparatur ist nicht schwierig. Die Verwendung eines Überspannungsschutzes ist für Verbraucher jeglicher Art äußerst wünschenswert.

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