Сетевые фильтры электропитания (стр. 3 из 5)
Работу варистора в статическом режиме характеризует номинальное сопротивление Rc при определенном значении приложенного напряжения Ux.
Динамический режим работы варистора определяет дифференциальное сопротивление при том же значении приложенного напряжения
Rд=dU/dI
Важным параметром варисторов является коэффициент нелинейности, определяемый по отношению статического сопротивления к дифференциальному для одной и той же точки вольтамперной характеристики:
β = Rc/Rд=U/I • dI/dU
Коэффициент нелинейности может быть определен путем измерения значений токов I1 и I2 протекающих через варистор при двух известных значениях напряжений U1 и U2:
Β = lg • I 2/I1 / lg • U2/U1 = lgI2-lgI1/lgU2 - lgU1
Одним из основных параметров варистора является классификационное напряжение, которое измеряют при заданном классификационном значении тока. Коэффициент нелинейности устанавливается обычно для каждого значения классификационного напряжения.
На практике более удобно пользоваться температурным: коэффициентом, тока TKI — относительным изменением тока варистора при изменении температуры окружающей среды и при неизменном, приложенном, напряжении:
TK I = 1/I • dl/dT
Внешний вид варисторов различных типов - показан на рис.3.1 Наибольшее применение получили варисторы в форме дисков, шайб и стержней.
Рисунок 3.1 – Конструктивное оформление варисторов
Рисунок 3.2 – Управляемые варисторы
Обозначение варисторов состоит: из сокращенного наименования . прибора СН (сопротивление нелинейное); первая цифра означает материал (1 — карбид кремния);. вторая цифра — конструкцию (1 — стержневые, 2 — дисковые); третья цифра - габарит токопроводящего элемента; далее указывается классификационное напряжение и величина его отклонения. А- варисторы стержневого типа, Б- дискового типа. Например, СН1-2-1-56+10%. Можно получить управляемые варисторы. Для этого создают два управляющих электрода. При включении варистора в цепь поле, создаваемое управляющим электродом.
На рис. 3.2. показаны вольтамперные характеристики управляемого варистора при различных напряжениях. Управляемые варисторы используют для решения различных задач. Оригинально применение их при переменном управляющем напряжении и постоянном рабочем и наоборот. Наиболее широко применяют вариаторы в электротехнике и электронике. С помощью варисторов защищают высоковольтные линии: и линии связи от атмосферных перенапряжений, приборы и, элементы аппаратуры от перегрузок по напряжению, а также защищают контакты от разрушения.
 |
Рисунок 3.3 – Схемы включения варисторов для защиты контактов
На рис. 3.3 приведены схемы включения варисторов для защиты контактов.
Реле, контакты которых защищены от перенапряжении, выдерживают значительно большее число срабатываний. В отличие от RC-цепочек варистор не запасает энергию. Энергия, запасенная в конденсаторе, способна вызвать разряд большой мощности при случайном замыкании контактов конденсатора.
Варисторы применяются также для регулирования. Примером может служить нелинейный четырехполюсник.
При увеличении управляющего напряжения токи через варисторы увеличиваются, а нелинейность характеристики уменьшается и при определенном напряжении характеристика становится линейной. В цепях с переменным напряжением нелинейный четырехполюсник может выполнять функции преобразователя частоты, модулятора, фазочувствительного детектора.
Если энергия импульса перенапряжения больше энергии, рассеиваемой варисторами, то варисторы разрушаются, защищая подключенную аппаратуру, при этом дополнительно может срабатывать предохранитель. Если на сетевое напряжение накладываются высокочастотные помехи – их ослабляет фильтр. Если в подключенной аппаратуре произошло короткое замыкание, предохранитель отключает нагрузку от сети. Для восстановления работоспособности фильтра-удлинителя после короткого замыкания необходимо заменить предохранитель.
Сетевой фильтр обладает следующими характеристиками:
· Номинальное входное напряжение - одна фаза, 230 В переменного тока;
· Номинальное входное напряжение - 50Гц;
· Максимальная нагрузка - 2000Вт;
· Номинальное выходное напряжение - 230 В переменного тока, ±5%;
· Защита от помех - Постоянное подавление электромагнитных и эфирных помех, от 100кГц до 10МГц;
· Затухание ВЧ помехи - F > 100 кГц более 70 дБ, F > 1 МГц не измерить;
· Условия эксплуатации - от 0 до 40°C (32-104°F); относительная влажность от 0 до 95%, без конденсации.
Сетевой фильтр состоит из параллельного и последовательного ограничителей уровня помех (интегратора) и заградительных фильтров на входе и на выходе с использованием дросселей. Это обеспечивает высокоэффективную защиту Hi-Fi и Hi-End аппаратуры от помех как производственного, так и бытового характера.
Существует целый класс сетевых фильтров, у которых заземляющий провод не имеет никаких контактов с внутренней схемой, кроме самих евророзеток. Этим достигается очень важное преимущество — при работе от сети с заземлением все розетки фильтра заземлены. Но и в случае отсутствия «земли» в розетке все розетки фильтра объединены между собой по заземляющему контакту. Представим схему подключения различной периферии к компьютеру — типичный случай для подключения принтера, сканера, внешнего звукового усилителя или телевизора для просмотра видео на большом экране. Итак, схема выглядит следующим образом.
Рисунок 3.4 - Схему подключения периферии к компьютеру
Это «идеальная» схема подключения периферии — здесь все подключено к заземленной сети питания, потенциалы (напряжения) корпусов устройств одинаковые — они равны 0, поскольку подключены к «земле». Представим схему соединений в случае использования сети без заземления. Она будет намного проще.
Рисунок 3.5 – Схема соединений в случае использования сети без заземления
При разности потенциалов компьютера и внешнего устройства единственной связью потенциалов корпусов устройств является слаботочный интерфейсный кабель (а точнее его экранирующая оплетка). Это опасная ситуация, поскольку сквозные токи, текущие от большего потенциала к меньшему, могут «легко» выжечь входные и выходные порты соединенных устройств.
Даже при отсутствии связи с реальной «землей» электрические потенциалы всех устройств выровнены, поскольку их корпуса надежно соединены между собой. В этом случае сквозные токи выберут себе более легкий путь через заземляющие контакты евророзеток, и ничего страшного не произойдет.
4 Защита от намеренного силового воздействия (НСВ) по цепям питания. Использование сетевых фильтров
ПЭВМ или другое электронное оборудование автоматизированных систем (АС) имеет два пути значимых для проникновения энергии НСВ по сети питания: кондуктивный путь через источник вторичного электропитания и наводки через паразитные емкостные и индуктивные связи, как внутренние, так и между совместно проложенными кабелями и информационными линиями связи. Для обеспечения безопасности АС от НСВ по цепям питания необходимо реализовать определенные мероприятия организационного и технического характера. Детализация этих мероприятий в большинстве случаев требует привязки к конкретному объекту. Основными принципами защиты от НСВ по цепям питания являются следующие.
1. С привлечением квалифицированных специалистов-электриков необходимо проанализировать схему электроснабжения объекта для выявления возможных каналов для нападения на объект по цепям питания.
2. Схема электроснабжения объекта должна быть разделена на зоны, в которых можно организовать те или иные мероприятия по защите.
3. На все фидеры, которые выходят за пределы зон, должны быть установлены групповые устройства защиты от НСВ. Места для их установки выбираются в зонах защиты информации. Индивидуальная защита должна быть установлена, по меньшей мере, на сеть питания серверов, систем охраны и управления объекта.
4. При монтаже на объекте выделенной сети питания для АС необходимо розетки, щитки питания и прочее оборудование размещать в помещениях с оборудованием АС и в помещениях, находящихся под контролем. Не рекомендуется установка розеток и других устройств выделенной сети, к которым могут быть подключены ТС НСВ, в помещениях для отдыха, раздевалках, складах, буфетах и других слабо контролируемых помещениях. Соответствующими документами должно быть запрещено использование розеток выделенной сети питания для подключения пылесосов и другой бытовой техники, поскольку в такую технику могут встраиваться ТС НСВ.
5. После завершения монтажа электроснабжения снимается своеобразный “портрет” сети с помощью анализатора неоднородности линии. При последующем систематическом контроле сети электроснабжения с помощью анализатора и сравнения результатов текущих измерений с “портретом” сети можно будет выявить несанкционированное подключение. Таким способом весьма точно выявляются ТС НСВ последовательного типа, поскольку они имеют импеданс, существенно отличающийся от волнового сопротивления кабелей.