Схема фильтра сетевого помехоподавляющего со стабилизатором напряжения

Полезная модель относится к электротехнике. Фильтр сетевой помехоподавляющий содержит имеющий элементы присоединения к линии заземления металлический корпус с дном и боковыми стенками, пространство между которыми разделено перегородками на отсеки, в центральном из которых смонтированы компоненты более чем одного каскада фильтрации, а в боковых элементы соединения с входным и выходным кабелями, при этом каждый отсек закрыт отдельной крышкой. В этом фильтре все соединения компонентов каскада фильтрации изготовлены из меди, сверху покрытой оловом, а на внутренней стороне крышек по периметру припаяна медная луженая плетенка. 4 ил.

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для подавления помех в проводах сетевого питания зданий, крупных вычислительных центров, больших ЭВМ, других электронных устройств большой мощности.

Известно устройство для подавления помех в проводах сетевого питания, содержащее металлический корпус, разделенный на несколько отсеков, проходные конденсаторы, катушки индуктивности и блоки для подключения кабелей (SU 504524, Н04В 15/02, 1973).

Недостатками указанного устройства являются низкая надежность и невысокое качество подавления помех при использовании в сетях трехфазного тока с тремя или четырьмя проводами, большие массо-габаритные показатели. Устройство не защищает от помех, возникающих, например, при мощных импульсах перенапряжения (удары молнии). Кроме того, не защищаются сети в области частот "звукового" диапазона, а также ограничиваются помехоподавляющие свойства, вызванные ударным возбуждением паразитных контуров фильтра. Устройство не подавляет помехи в самом широком спектре частот - от низких до сверхвысоких. Оно не позволяет ослаблять сигналы за пределами радиочастотного диапазона в области от 1 до 150 кГц.

Известен фильтр для подавления помех в сетях электроснабжения, содержащий металлический корпус, разделенный на отсеки для блоков экранирующими перегородками, блоки для подключения кабелей и блок высокочастотных дросселей и длинных линий, дроссели в котором зашунтированы конденсаторами в соответствующих цепях фаза-корпус и между фазами, при этом симметричные выходы блока высокочастотных дросселей и длинных линий соединены соответственно с блоками подключения кабелей, симметричные выходы блока высокочастотных дросселей и длинных линий соединены с соответствующими блоками для подключения кабелей через введенные соответствующие последовательно соединенные блоки режекторных дросселей, образованных ферритовыми кольцами и проходящих через них изолированными друг от друга проводниками, блок сильноточных резисторов и низкочастотных дросселей, содержащих в каждой фазе цепочку, состоящую из последовательно соединенных совмещенных нелинейных сопротивлений и дросселей и низкочастотных слабонасыщающихся дросселей, при этом блоки для подключения кабелей содержат проходные конденсаторы, а ко входам блоков подключения кабелей подключены нелинейные ограничители напряжения, ограничивающие амплитуду наиболее мощных импульсов, причем к симметричным входам высокочастотных дросселей и длинных линий подключены блоки поглощения энергии одиночных импульсов, а элементы блока сильноточных резисторов и низкочастотных дросселей совместно с конденсаторами блока высокочастотных дросселей и длинных линий образуют Г-образный фильтр, подавляющий низкочастотную помеху (RU 2138914, Н04В 15/02, Н02М 1/14, Н02М 1/16, опубл. 27.09.1999).

Недостаток данного решения заключается в недостаточном решении проблемы снижения тепловых нагрузок и защитного заземления. Защитное заземление - это заземление какого-либо оборудования или электроустановки с целью обеспечения электробезопасности. Так же защитное заземление используется для защиты какого-либо оборудования или электроустановки от помех в питающей сети, а также от электромагнитных помех, наведенных от работающего рядом оборудования. Неправильное заземление, или его отсутствие часто является причиной сбоев, некорректной работы или поломок оборудования, что в последствии приводит к его простою. На входе питающей сети практически любого оборудования, а так же в схемах блоков питания различных систем устанавливается сетевой фильтр с одним или несколькими каскадами фильтрации. Сетевой фильтр состоит из конденсаторов и катушки индуктивности, которые образуют широкодиапазонный LC-фильтр. Конденсаторы этого фильтра предназначены для шунтирования высокочастотных помех питающей сети на землю через заземляющий проводник. При отсутствии заземления, в зависимости от емкости конденсаторов, на корпусе оборудования мы получаем переменное напряжение относительно фазного (L) и нулевого (N) провода. Конденсаторы фильтра работают как емкостной делитель напряжения, и поскольку их емкость одинаковая, напряжение питающей сети (в случае однофазного питания) делится пополам. Иначе говоря, при прикосновении к неокрашенным токопроводящим частям корпуса оборудования и к заземленным частям помещения (например, центральное отопление) или к другому, но заземленному оборудованию, можно получить удар электрическим током. Такое напряжение и сила тока опасны для жизни человека.

Сложность проблемы связана с тем, что источники помех, приемники и пути их прохождения распределены в пространстве, момент их появления часто является случайной величиной, а местонахождение априори неизвестно. Сложно также провести измерения помех. Практически невозможно сделать и достаточно точный теоретический анализ, поскольку задача обычно является трехмерной и описывается системой дифференциальных уравнений в частных производных. Поэтому обоснование того или иного метода заземления, которое, строго говоря, должно опираться на математические расчеты, на практике приходится делать на основании опыта и интуиции. Решение проблем заземления в настоящее время находится на грани между пониманием, интуицией и везением.

В то же время замечено, что вопросы экранирования тесно связаны с температурным напряжением токопроводов в фильтре. В связи с этим для решения задачи повышения эксплуатационной безопасности и повышения срока бесперебойной работы фильтра сетевого помехоподавляющего необходимо минимизировать нагрев электроконтактов в местах соединений и обеспечить гарантированную связь между собой и с экранирующей цепочкой всех элементов сборного корпуса, в котором размещены цепи каскадов фильтрации. Особенно важной решение такой задачи становится для фильтров используемых на токах до 200А.

Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении безопасности пользования и повышения срока службы снижении за счет минимизирования сопротивления материалов и обеспечения низкой рабочей температуры на токах до 200А.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером, который наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг.1 - общий вид корпуса сетевого фильтра со снятыми верхними крышками;

фиг.2 - общий вид сетевого фильтра при снятой боковой стенке и установленных крышках;

фиг.3 - принципиальная схема одного из каскадов фильтрации;

фиг.4 - вид на тыльную поверхность крышки корпуса фильтра.

Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция многокаскадного фильтра сетевого помехоподавляющего, предназначенного для:

- предотвращения утечки информации по сетям электропитания, сигнализации и контроля, а также организации ввода этих сетей в экранированные сооружения;

- защиты радио и электротехнических фильтров от электромагнитных помех, распространяющихся по сетям электропитания;

- защиты электрических систем питания от помех до величин, допустимых ГОСТ 22505-97.

Рассматриваемый фильтр предназначен для эксплуатации в условиях круглосуточной работы, изготовлен в климатическом исполнении УХЛ, категории размещения 4 по ГОСТ 15150-69, а в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам компоненты систем соответствуют ГОСТ 17516.1-90 и относятся к группе механического исполнения М1.

Фильтр для подавления помех (фиг.1 и 2) содержит металлический корпус параллелепипедной формы с дном 1, к которому прикреплены ушки 2 для прикрепления корпуса к несущему основанию, с боковыми стенками, на торцевых 3 из которых смонтированы гнезда 4 для входа и выхода для подсоединения к ним ответных контактных групп цепей подключения. Корпус внутри разделен на отсеки для блоков экранирующими перегородками 5. Таким образом внутри корпуса сформирован экранированный боковыми стенками и перегородками центральный отсек 6 и два боковых отсека 7, отделяющих воздушным зазором полость центрального отсека и расположенные в нем электрические компоненты от торцевых боковых стенок с гнездами 4 для подсоединения ответных контактных групп цепей подключения. Сверху каждый отсек закрывается отдельной крышкой 8, выполненной в виде металлической пластины, болтами прикручиваемой к боковым стенкам корпуса. Таким образом, корпус выполнен с возможностью оперативного доступа к любому из трех отсеков путем снятия крышки с этого отсека. Это позволяет проводить контрольные и ремонтные работы и техобслуживание, не открывая весь корпус.

Внутри корпуса в отсеках и на перегородках, разделяющих корпус на эти отсеки, смонтированы от двух и более каскадов фильтрации, принципиальная схема каждого из которых представлена на фиг.3. Каждый каскад фильтрации состоит из конденсаторов и катушки индуктивности, которые образуют широкодиапазонный LC-фильтр. Конденсаторы этого фильтра предназначены для шунтирования высокочастотных помех питающей сети на землю через заземляющий проводник. Каждый каскад включает в себя Входной конденсатор С1, имеющий заземление, так как закреплен в первой перегородке 5 со стороны гнезда 4 для входа (вход «А»), первой металлической перемычкой 9 в виде скобы соединен с последовательно соединенными между собой тремя дросселями (катушками), выход которых через вторую металлическую перемычку 9 в виде скобы соединен с выходным конденсатором С13, корпус которого закреплен на второй перегородке 5 со стороны второй боковой торцевой стенки, на которой смонтировано гнездо 4 для выхода (выход «А'»). К точкам соединения катушек дросселей между собой подсоединены конденсаторы С5 и С9, заземленные на корпус. Данная цепочка фильтрации относится к известной и поэтому ее работа не рассматривается. На торцевых боковых стенках вмонтированы болты 10 заземления корпуса.

Для снижения тепловых потеть при прохождение больших токов (до 200А) в заявленном фильтре все соединения (гайки, шайбы, шины, перемычки и шпильки дросселей - все соединения компонентов каскада) изготовлены из меди, сверху покрытой оловом. Это обеспечивает минимальное сопротивление материалов, более низкую рабочую температуру, как следствие, безопасное использование на токах до 200А и увеличение сроков службы оборудования.

Кроме того, для обеспечения гарантированного практически беззазорного соединения всех крышек 8 с боковыми стенками корпуса в холодном состоянии корпуса и в нагретом его состоянии при длительной работе (компенсация расширений) на внутренней стороне верхних крышек по периметру припаивается металлическая плетенка 11. При этом используется плетенка медная луженая ПМЛ в качестве заземляющего проводника и экрана для токоведущих частей оборудования. Внутренняя (тыльная) поверхность крышки покрыта слоем олова, что тоже способствует экранированию. Это способствует улучшению экрана, одновременно являясь уплотнителем соединения крышки с корпусом.

Кроме крышки, которая может быть выполнена медной оловянированной, так же и некоторые части корпуса могут повторять пример исполнения крышки (без плетенки) (по крайней мере часть внутренних поверхностей боковых стенок покрыты слоем олова).

Кроме того, на внутренних поверхностях или на одной какой-либо внутренней поверхности боковых стенок предлагается прикреплять пироспикер или пиростикеры (информация о пиростикерах выложена в режиме он-лайн доступа в сети Интернет на сайте «ПироХимика. Активная защита от огня», расположенному по адресу: http://www.pirohim.ru/html/ast 15.html). ПироСтикер ACT 15 -принципиально новое средство огнетушения, разработанное специально для защиты от возгораний в малогабаритных объектах, таких как: распределительные щиты, электрошкафы, сейфы и др. ПироСтикер ACT 15 выполнен в виде приклеиваемой к поверхности стенки пластинки и работает как интеллектуальная система пожаротушения. Воздействие температуры на его активные компоненты вызывает мгновенную реакцию с выделением сильных ингибиторов горения, вплоть до полного подавления очага пожара. Микрокапсулирование жидкого огнетушащего состава обеспечивает его сохранность в неизменном виде в нормальных условиях в течение срока эксплуатации изделия, а также интенсивный выброс при температуре срабатывания.

1. Фильтр сетевой помехоподавляющий, содержащий имеющий элементы присоединения к линии заземления металлический корпус с дном и боковыми стенками, пространство между которыми разделено перегородками на отсеки, в центральном из которых смонтированы компоненты более чем одного каскада фильтрации, а в боковых элементы соединения с входным и выходным кабелями, при этом каждый отсек закрыт отдельной крышкой, отличающийся тем, что все соединения компонентов каскада фильтрации изготовлены из меди, сверху покрытой оловом, а на внутренней стороне крышек по периметру припаяна медная луженая плетенка.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что поверхность каждой крышки со стороны размещения плетенки покрыта слоем олова.

3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что внутри корпуса закреплен по крайней мере один пиростикер.

4. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что по крайней мере часть внутренних поверхностей боковых стенок покрыты слоем олова.