Gutdver.ru

Отделка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

52. Конденсаторы, их назначение и устройство

§52. Конденсаторы, их назначение и устройство

Конденсатор представляет собой устройство, способное накапливать электрические заряды. Простейшим конденсатором являются две металлические пластины (электроды), разделенные каким-либо диэлектриком. Конденсатор 2 можно зарядить, если соединить его электроды с источником 1 электрической энергии постоянного тока (рис. 181, а).

Рис. 181. Заряд и разряд конденсатора

Рис. 181. Заряд и разряд конденсатора

При заряде конденсатора свободные электроны, имеющиеся на одном из его электродов, устремляются к положительному полюсу источника, вследствие чего этот электрод становится положительно заряженным. Электроны с отрицательного полюса источника устремляются ко второму электроду и создают на нем избыток электронов, поэтому он становится отрицательно заряженным.

В результате протекания зарядного тока i3 на обоих электродах конденсатора образуются равные, но противоположные по знаку заряды и между ними возникает электрическое поле, создающее между электродами конденсатора определенную разность потенциалов. Когда эта разность потенциалов станет равной напряжению источника тока, движение электронов в цепи конденсатора, т. е. прохождение по ней тока i3 прекращается. Этот момент соответствует окончанию процесса заряда конденсатора.

При отключении от источника (рис. 181,б) конденсатор способен длительное время сохранять накопленные электрические заряды. Заряженный конденсатор является источником электрической энергии, имеющим некоторую э. д. с. ес. Если соединить электроды заряженного конденсатора каким-либо проводником (рис. 181, в), то конденсатор начнет разряжаться.

При этом по цепи пойдет ток iр разряда конденсатора. Начнет уменьшаться и разность потенциалов между электродами, т. е. конденсатор будет отдавать накопленную электрическую энергию во внешнюю цепь.

В тот момент, когда количество свободных электронов на каждом электроде конденсатора станет одинаковым, электрическое поле между электродами исчезнет и ток станет равным нулю. Это означает, что произошел полный разряд конденсатора, т. е. он отдал накопленную им электрическую энергию.

Емкость конденсатора.

Свойство конденсатора накапливать и удерживать электрические заряды характеризуется его емкостью. Чем больше емкость конденсатора, тем больше накопленный им заряд, так же как с увеличением вместимости сосуда или газового баллона увеличивается объем жидкости или газа в нем.

Емкость С конденсатора определяется как отношение заряда q, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов между его электродами (приложенному напряжению)U:

C = q / U (69)

Емкость конденсатора измеряется в фарадах (Ф). Емкостью в 1 Ф обладает конденсатор, у которого при сообщении заряда в 1 Кл разность потенциалов возрастает на 1 В. В практике преимущественно пользуются более мелкими единицами: микрофарадой (1 мкФ=10 -6 Ф), пикофарадой (1 пФ = 10 -12 мкФ).

Емкость конденсатора зависит от формы и размеров его электродов, их взаимного расположения и свойств диэлектрика, разделяющего электроды. Различают плоские конденсаторы, электродами которых служат плоские параллельные пластины (рис. 182, а), и цилиндрические (рис. 182,б).

Рис. 182. Плоский (а) и цилиндрический (б) конденсаторы

Рис. 182. Плоский (а) и цилиндрический (б) конденсаторы

Свойствами конденсатора обладают не только специально изготовленные на заводе устройства, но и любые два проводника, разделенные диэлектриком. Емкость их оказывает существенное влияние на работу электротехнических установок при переменном токе.

Например, конденсаторами с определенной емкостью являются два электрических провода, провод и земля (рис. 183, а), жилы электрического кабеля, жилы и металлическая оболочка кабеля (рис. 183,6).

Рис. 183. Емкости, образованные проводами воздушной линии (а) и жилами кабеля (б)

Рис. 183. Емкости, образованные проводами воздушной линии (а) и жилами кабеля (б)

Устройство конденсаторов и их применение в технике.

В зависимости от применяемого диэлектрика конденсаторы бывают бумажными, слюдяными, воздушными (рис. 184).

Рис. 184. Общие виды применяемых конденсаторов: 1 — слюдяные; 2 — бумажные; 3 — электролитический; 4 — керамический

Рис. 184. Общие виды применяемых конденсаторов: 1 — слюдяные; 2 — бумажные; 3 — электролитический; 4 — керамический

Используя в качестве диэлектрика вместо воздуха слюду, бумагу, керамику и другие материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, удается при тех же размерах конденсатора увеличить в несколько раз его емкость. Для того чтобы увеличить площади электродов конденсатора, его делают обычно многослойным.

В электротехнических установках переменного тока обычно применяют силовые конденсаторы. В них электродами служат длинные полосы из алюминиевой, свинцовой или медной фольги, разделенные несколькими слоями специальной (конденсаторной) бумаги, пропитанной нефтяными маслами или синтетическими пропитывающими жидкостями.

Ленты фольги 2 и бумаги 1 сматывают в рулоны (рис. 185), сушат, пропитывают парафином и помещают в виде одной или нескольких секций в металлический или картонный корпус. Необходимое рабочее напряжение конденсатора обеспечивается последовательным, параллельным или последовательно-параллельным соединениями отдельных секций.

Рис. 185. Устройство бумажного (а) и электролитического (б) конденсаторов

Рис. 185. Устройство бумажного (а) и электролитического (б) конденсаторов

Всякий конденсатор характеризуется не только значением емкости, но и значением напряжения, которое выдерживает его диэлектрик. При слишком больших напряжениях электроны диэлектрика отрываются от атомов, диэлектрик начинает проводить ток и металлические электроды конденсатора замыкаются накоротко (конденсатор пробивается).

Напряжение, при котором это происходит, называют пробивным. Напряжение, при котором конденсатор может надежно работать неограниченно долгое время, называют рабочим. Оно в несколько раз меньше пробивного.

Конденсаторы широко применяют в системах энергоснабжения промышленных предприятий и электрифицированных железных дорог для улучшения использования электрической энергии при переменном токе.

На э. п. с. и тепловозах конденсаторы используют для сглаживания пульсирующего тока, получаемого от выпрямителей и импульсных прерывателей, борьбы с искрением контактов электрических аппаратов и с радиопомехами, в системах управления полупроводниковыми преобразователями, а также для создания симметричного трехфазного напряжения, требуемого для питания электродвигателей вспомогательных машин.

Читайте так же:
Выключатель устанавливать натяжные потолки

В радиотехнике конденсаторы служат для создания высокочастотных электромагнитных колебаний, разделения электрических цепей постоянного и переменного тока и др.

В цепях постоянного тока часто устанавливают электролитические конденсаторы. Их изготовляют из двух скатанных в рулон тонких алюминиевых лент 3 и 5 (рис. 185,б), между которыми проложена бумага 4, пропитанная специальным электролитом (раствор борной кислоты с аммиаком в глицерине).

Алюминиевую ленту 3 покрывают тонкой пленкой окиси алюминия; эта пленка образует диэлектрик, обладающий высокой диэлектрической проницаемостью. Электродами конденсатора служат лента 3, покрытая окисной пленкой, и электролит; вторая лента 5 предназначена лишь для создания электрического контакта с электролитом. Конденсатор помещают в цилиндрический алюминиевый корпус.

При включении электролитического конденсатора в цепь постоянного тока необходимо строго соблюдать полярность его полюсов; электрод, покрытый окисной пленкой, должен быть соединен с положительным полюсом источника тока. При неправильном включении диэлектрик пробивается.

По этой причине электролитические конденсаторы нельзя включать в цепи переменного тока. Их нельзя также использовать в устройствах, работающих при высоких напряжениях, так как окисная пленка имеет сравнительно небольшую электрическую прочность.

В радиотехнических устройствах применяют также конденсаторы переменной емкости (рис. 186).

Рис. 186. Устройство конденсатора переменной емкости

Рис. 186. Устройство конденсатора переменной емкости

Такой конденсатор состоит из двух групп пластин: неподвижных 2 и подвижных 3, разделенных воздушными промежутками. Подвижные пластины могут перемещаться относительно неподвижных; при повороте оси 1 конденсатора изменяется площадь взаимного перекрытия пластин, а следовательно, и емкость конденсатора.

Способы соединения конденсаторов.

Конденсаторы можно соединять последовательно и параллельно. При последовательном соединении нескольких (например, трех), конденсаторов (рис. 187, а) эквивалентная емкость

эквивалентное емкостное сопротивление

результирующее емкостное сопротивление

При параллельном соединении конденсаторов (рис. 187,б) их результирующая емкость

Рис. 187. Последовательное (а) и параллельное (б) соединения конденсаторов

Рис. 187. Последовательное (а) и параллельное (б) соединения конденсаторов

Включение и отключение цепей постоянного тока с конденсатором.

При подключении цепи R-C к источнику постоянного тока и при разряде конденсатора на резистор также возникает переходный процесс с апериодическим изменением тока i и напряжения uc.

При подключении к источнику постоянного тока цепи R-C выключателем В1 (рис. 188,а) происходит заряд конденсатора. В начальный момент зарядный ток Iнач=U /R. Но по мере накопления зарядов на электродах конденсатора напряжение его и с будет возрастать, а ток уменьшаться (рис. 188,б).

alt=»Рис. 188. Схема подключения цепи R-C к источнику постоянного тока (а) и кпивые тока и напряжения при переходном процессе (б) кривые » width=»300″ height=»83″ />Рис. 188. Схема подключения цепи R-C к источнику постоянного тока (а) и кпивые тока и напряжения при переходном процессе (б) кривые

Если сопротивление R мало, то в начальный момент подключения конденсатора возникает большой екачок тока, значительно превышающий номинальный ток данной цепи. При разряде конденсатора на резистор R (размыкается выключатель В1 на рис. 189, а) напряжение на конденсаторе uс и ток i постепенно уменьшаются до нуля (рис. 189,б).

Рис. 189. Схема разряда емкости С на резистор R (а) и кривые тока и напряжения при переходном процессе (б)

Рис. 189. Схема разряда емкости С на резистор R (а) и кривые тока и напряжения при переходном процессе (б)

Скорость изменения тока i и напряжения ис при переходном процессе отделяется постоянной времени

T = RC

Чем больше R и С, тем медленнее происходит заряд конденсатора.

Процессы заряда и разряда конденсатора широко используют в электронике и автоматике. С помощью их получают периодаческие несинусоидальные колебания, называемые релаксационными, и, в частности, пилообразное напряжение, необходимое для работы систем управления тиристорами, осциллографов и других устройств.

Для получения пилообразного напряжения (рис. 190) периодически подключают конденсатор к источнику питания, а затем к разрядному резистору.

Рис. 190. Кривая пилообразного напряжения

Рис. 190. Кривая пилообразного напряжения

Периоды Т1 и T2, соответствующие заряду и разряду конденсатора, определяются постоянными времени цепей заряда Т3 и разряда Тр, т. е. сопротивлениями резисторов, включенных в эти цепи.

Устранение мигания люминесцентной энергосберегающей лампы

Выключатель со светящимся индикатором разомкнутого состояния контактов плохо совместим с современной люминесцентной энергосберегающей лампой. Индикатор выключателя вызывает кратковременные периодические вспышки (мигание) лампы, Эту проблему обычно устраняют удалением индикатора, что вызывает другую проблему: выключатель без индикатора трудно найти в темноте. В статье предложено очень простое техническое решение, устраняющее мигание лампы.

Во многих жилых и производственных помещениях установлены выключатели со светящимися индикаторами. Такой индикатор, подключённый параллельно контактам выключателя, облегчает его поиск в темноте Он содержит токоограничительный резистор R1 и неоновую лампу HL1 (рис. 1) или свето-диод HL1, защищённый от обратного напряжения диодом VD1 (рис. 2). Совместно с лампами накаливания такой индикатор работает замечательно — при разомкнутых контактах выключателя SA1 ток, ограниченный резистором R1 до уровня долей-единиц миллиампер, протекает через индикатор, вызывая его свечение, и через лампу, не оказывая на неё никакого воздействия.

При замене лампы накаливания современной люминесцентной энергосберегающей индикатор выключателя нарушает нормальную работу такой лампы, превращая её в релаксационный генератор.

выключателя SA1 ток, ограниченный резистором R1 до уровня долей-единиц миллиампер, протекает через индикатор, вызывая его

свечение, и через лампу, не оказывая на неё никакого воздействия.

Читайте так же:
Как заменить выключатель зажигания

При замене лампы накаливания современной люминесцентной энергосберегающей индикатор выключателя нарушает нормальную работу такой лампы, превращая её в релаксационный генератор.

Протекающий через индикатор ток заряжает конденсатор фильтра выпрямителя лампы. При достижении на конденсаторе напряжения запуска преобразователя напряжения лампа зажигается, конденсатор быстро разряжается, лампа гаснет и далее процесс повторяется. Визуально это выглядит как мигание. Из-за раздражающего действия многие пользователи отключают индикатор или устанавливают выключатель без индикатора.

Устранить мигание люминесцентной лампы можно очень простым способом: зашунтировать её конденсатором С1, как показано на рис. 3. Реактивное сопротивление этого конденсатора на частоте 50 Гц в десятки раз меньше сопротивления токоограничительного резистора R1. Этот резистор образует с конденсатором делитель напряжения сети. Напряжение на конденсаторе С1 при разомкнутых контактах выключателя недостаточно для зажигания лампы. При замыкании контактов выключателя конденсатор С1 оказывается под полным напряжением сети, дополнительно фильтруя помехи, образующиеся во время работы преобразователя напряжения энергосберегающей лампы.

Конденсатор С1 удобнее всего установить в месте подключения светильника к электропроводке квартиры. Наиболее надёжны конденсаторы от сетевого фильтра импортной аппаратуры, которые специально предназначены для включения в цепь переменного тока, о чём свидетельствует маркировка "АС". Именно такому конденсатору соответствует номинальное переменное напряжение 250 В, показанное на рис. 3. Несколько хуже отечественные К73-17 с номинальным напряжением 630 В и БМТ-2.

Ёмкость конденсатора зависит от тока через индикатор — для малогабаритных неоновых ламп оказалось достаточно конденсатора БМТ-2 ёмкостью 0,047 мкФ с номинальным напряжением 400 В. Они надёжно работают под напряжением сети. Ещё надёжнее эти конденсаторы и упомянутые выше К73-17 работают на пульсирующем напряжении, как показано на рис. 4.

На рис. 3 показан индикатор на неоновой лампе как возможный вариант, это может быть и индикатор на свето-диоде. Для самодельного индикатора пригодна любая лампа тлеющего разряда HL1 на рис. 1 или любой маломощный светодиод видимого спектра излучения HL1 на рис. 2. Диод VD1 (рис. 2) — любой кремниевый маломощный универсальный или импульсный. Сопротивление токоограничительного резистора R1 подбирают по желаемой яркости излучения элемента HL1, но амплитуда тока через HL1 не должна достигать предельно допустимого значения. Если мигание люминесцентной лампы не устранено, необходимо увеличить ёмкость конденсатора С1 (рис. 3) или конденсаторов С1 и С2 (рис. 4), их ёмкость должна быть одинакова.

Автор: К. Мороз, г. Белебей, Башкортостан

Мнения читателей
  • Николай Сергиенко / 05.01.2014 — 13:13

Спасибо за подробную информацию,пригодилась. Я решил эту проблему иначе, удалил светодиод и всё стало на свои "места",все лампы стали работать без применения каких либо дополнительных схем и конденсаторов.

1.Конденсатор параллельно нагрузке — интересное и простое решение. :)2.В схеме со светодиодом R лучше ставить 110 к,иначе греется .3.И ещё — в последнее время диод параллельно светодиоду перестали ставить — экономия на спичках. Несколько раз уже доделывал,допаивал диод. 🙂

а диоды зачем нужны

Спасибо за помощь!

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Конденсаторные установки промышленных предприятий — Условия работы и выбор выключателей конденсаторных установок

Основной схемой подключения конденсаторных установок к шинам распределительных устройств является присоединение через отдельный коммутирующий аппарат. Это может быть рубильник, контактор или автоматический выключатель для напряжения 380 В и выключатель нагрузки, масляный или воздушный выключатель для напряжения 3—10 кВ. Однако условия работы этих выключателей, как указано выше, при нормальной эксплуатации конденсаторной установки отличаются от условий работы выключателей другого электрооборудования. Поэтому к выключателям КУ предъявляются специальные требования.
Для КУ 380 В необходим быстродействующий малогабаритный автоматический выключатель или контактор для коммутации чисто емкостной нагрузки на номинальный ток 300—800 А, допускающий 20— 30 операций в сутки при автоматическом регулировании. Ударный ток КЗ, допустимый в защищаемой этими выключателями сети (например, в сети 380 В), должен быть не менее 50 кА в соответствии с принятым ударным током КЗ для распределительных щитов ниже 1000 В трансформаторных подстанций.
При отсутствии выключателя, специально приспособленного для работы с конденсаторной установкой ниже 1000 В, могут быть применены контакторы типа КТУ-4 или КТ6043 с предохранителями или автоматические выключатели типа А400 с дистанционным, управлением с необходимыми видами защит. Следует учитывать, что эти выключатели предназначены для управления ЭП с индуктивной нагрузкой, поэтому при применении для управления конденсаторных установок их нужно выбирать с запасом по току не менее 50% номинального тока КУ.
Для КУ 3—10 кВ обычные масляные и воздушные выключатели неполностью удовлетворяют специальным требованиям, предъявляемым к выключателям, коммутирующим чисто емкостную нагрузку. Их следовало бы дооборудовать специальными гасительными камерами или дополнительными шунтирующими сопротивлениями, как это делается зарубежными фирмами. Наиболее пригодны для работы в конденсаторных установках широко применяемые за рубежом вакуумные и элегазовые выключатели, допускающие быстрые и частые переключения и практически исключающие повторные зажигания дуги. Однако отключающая мощность их еще недостаточна для применения в качестве основного выключателя.

Читайте так же:
Выключатель электронный схема включения

Схемы подключения конденсаторных установок в распределительных сетях

Рис. 3.2. Схемы подключения конденсаторных установок в распределительных сетях

схема автопневматического дугогасительного устройства элегазового выключателя

Поэтому они могут применяться как выключатели для включения и отключения отдельных секций конденсаторных установок. Эти выключатели в отличие от основного выключателя не должны отключать токи КЗ и поэтому выбираются из расчета отключения тока, равного 1,3—1,5 номинального тока секции.
При отсутствии специального выключателя для управления конденсаторных установок 3—10 кВ применяются малообъемные масляные выключатели типов ВМГ-133, ВПМ-10 и др. с запасом по току не менее 50% номинального тока КУ, но они не приспособлены для отключения чисто емкостной нагрузки и в процессе отключения не исключена возможность повторного зажигания дуги.
На промышленных предприятиях применяются типовые схемы подключения КУ мощностью 500—2500 квар к двум секциям одного распределительного устройства 6—10 кВ. При этом аварий с выключателями из-за параллельного включения или отключения конденсаторных установок не отмечалось. Это объясняется тем, что переходные процессы, сопровождающиеся значительными бросками тока, происходят настолько быстро (около 1/4 периода, или 0,005 с), что термический эффект и динамические усилия не представляют опасности для выключателей.
В малообъемных масляных выключателях в процессе отключения установки возможны повторные зажигания, однако в большинстве случаев эти однократные зажигания, появляющиеся спустя 1/4 периода после прохождения тока через нуль, не приводят к опасным перенапряжениям. Эти выключатели (например, типа ВМП-10) могут применяться для управления конденсаторных установок мощностью 500—2500 квар, при этом не требуются устройства (реакторы и т. п.) для ограничения токов переходных процессов. Однако износостойкость этих выключателей недостаточна, и при большом количестве коммутационных операций во время эксплуатации требуется замена их контактной системы.
Для масляного выключателя типа ВМП-10 при номинальном токе 1000 А, напряжении 10 кВ и мощности КЗ 500 MB-А ток отключения доставляет 29 кА, ток динамической стойкости 52 кА, время отключения 0,1 с, время включения 0,3 с, скорость размыкания контактов 3—4,5 м/с.
В ВЭИ была проведена исследовательская работа по испытанию Выключателя типа ВМП-10-1000/500 в режимах отключения и включения на параллельную работу КУ мощностью до 2500 квар. Исследования проводились для различных вариантов испытательных схем. Результаты испытания показали, что малообъемный масляный выключатель типа ВМП-10-1000/500 надежно включает и. отключает токи КУ мощностью до 2500 квар при номинальном напряжении 10,5 кВ и максимальном рабочем напряжении 12 кВ без повторных зажиганий и перенапряжений.
Заводами электропромышленности совместно с ВЭИ разработан и прошел испытание вакуумный выключатель, предназначенный для коммутации секций конденсаторных установок при автоматическом или ручном управлении. Отключать ток КЗ им не допускается [8].
Вакуумные камеры с контактами могут включаться параллельно для увеличения номинального тока отключения и последовательно для получения больших рабочих напряжений. Такие конструкции разработаны на напряжение от 4 до 230 кВ.
Зарубежные фирмы выпустили первые промышленные вакуумные предохранители на номинальный ток 150—300 А с симметричным током отключения до 12 кА. Они срабатывают бесшумно, без повреждения и выхлопа газов. Аварийный ток прекращается после первого полупериода. Предохранители не требуют защитных кожухов, имеют малые размеры и не нуждаются в специальных местах установки. Предохранитель состоит из контактов с плавкой вставкой и экрана для конденсации паров.
Анализ зарубежного опыта показывает, что для коммутации конденсаторной установки высокого напряжения наиболее целесообразно применять элегазовые выключатели [9]. Камера этого выключателя заполняется элегазом, обладающим превосходными дугогасящими и изоляционными свойствами. С подвижным контактом выключателя связано поршневое устройство, которое при движении на отключение одновременно создает ноток элегаза, обеспечивающий гашение дуги (рис. 3.3).
Время отключения элегазового выключателя 0,01 с, что исключает Возможность повторного зажигания. Выключатель управляется как электромагнитным, так и пружинным приводом и допускает большое количество коммутационных операций без частых ревизий и замены деталей. Элегазовый выключатель не пожароопасен вследствие отсутствия внешнего выброса пламени и газов и, таким образом, может устанавливаться во взрывоопасных помещениях, подземных распределительных устройствах, на подстанциях глубокого ввода промышленных предприятий и т. п.
Опытные образцы автопневматических элегазовых выключателей проверялись в ВЭИ при напряжении до 35 кВ. Учитывая, что электрическая прочность в элегазе нарастает чрезвычайно быстро (со скоростью несколько киловольт в микросекунду), можно считать, что выключатели этого типа могут эффективно использоваться для коммутации

Рис. 3.3. Принципиальная схема автопневматического дугогасительного устройства элегазового выключателя КУ. До разработки и выпуска специальных выключателей для управления конденсаторных установок до 35 кВ и мощностью 5—10 Мвар могут применяться обычные масляные и воздушные выключатели с запасом по току не менее 50% номинального тока установки.

Мерцание, жужжание: выключатели и умные розетки

Вспыхивающая эргономичная лампа:
https://wiki.yaboard.com/w/%D0%A4%D0%B0%D0%B9%D0%BB:Lamp_flash_640_360.mp4
Пульсирующее кольцо Яндекс.Станции на отключенном фильтре:

Хотя на сегодня и зафиксирован ряд артефактов и экспериментов, «опрокидывающих» современную физику, мы сразу примем для простоты то, чему нас учили ещё в школе.

Ток ( от слова «течь») протекает по проводнику. Ему необходима замкнутая цепь. И ему необходим подключенный источник питания.

Но почему, когда мы отключаем свет (или за нас это делает «умная» розетка), то нередко видим еле заметное мерцание (или свечение, или периодические вспышки — зависит от типа лампы и её схемы) светодиодных и люминесцентных «эргономок»? Ведь мы уже разорвали цепь!

Читайте так же:
Корпус автоматического выключателя нагревается до

Причины утечки

Основные причины утечки:

  1. выключатель с неоновой или светодиодной подсветкой (исключая проходные выключатели, если они верно подключены);
  2. диммер (регулятор плавного изменения яркости);
  3. датчик звукадвижения или умный выключатель, «законно» питающийся этими микротоками, тк при установке их вместо обычных выключателей, как правило, нет возможности взять полноценное питание;
  4. не обеспечивающая полного размыкания «умная» розетка, включенная так, что реле размыкает ноль, а не фазу (для маломощных устройств и этого оказывается достаточно);
  5. сетевой фильтр, индикатор которого подключен последовательно со всей линией розеток (фильтры с индивидуальными выключателями работают по-другому, и их подсветка подключена параллельно нагрузке, что правильно и безопасно);
  6. подключенная фаза при отключенном нуле (и достаточной длине проводников!) — этому фантому могут способствовать деградировавшая изоляция, влажность в стенах, и так далее;
  7. утечка через корпус прибора на ноль или заземление.

Но в любом случае, чтобы ток проходил через цепь, она должна быть замкнута, пусть и через очень большое сопротивление. Исключения, конечно, есть: например, в изолированном проводнике ток может быть наведён магнитным полем. В частности, в длинном кабеле, где одна жила отключена (к примеру, тот же «ноль»).

Сегодняшние импульсные блоки питания очень экономичны, и имеют очень большой диапазон рабочего напряжения. Поэтому они особо чувствительны к маленьким токам. И лампочка подсветки, и не полностью разрывающие цепь электронные ключи диммера или розетки, и «протёкшая» изоляция — все они вполне пропускают достаточный для зарядки и попытки запуска блока ток. И возникает постоянная работа в цикле «заряд-попытка-разряд», которую мы видим как редкие вспышки, мерцание или ровное свечение (в зависимости от скорости этого цикла).

А вот на Яндекс.Станции такой индикатор есть, и замечены случаи, когда световое кольцо периодически моргает. Симптом скорее всего исчезнет, если перевернуть вилку в розетке на 180.

Хорошо это или плохо?

Ток вроде невелик, но каждый цикл разрушает детали лампы, а также расходует ресурс электроники по всей цепи питания. И то же можно отнести ко всей электронике, включая наши умные колонки, с кольцом или без. А значит, проблему надо лечить.

Что можно сделать?

  1. Хороший производитель всегда отмечает на упаковке прибора совместимость (на эргономках — что они не предназначены для работы с диммерами, на выключателях с подсветкой — наоборот, что они не предназначены для работы с эргономичными лампами). Так что первое решение — не покупать для устройств с маломощными импульсными блоками питания (в том числе и смартколонки) умных розеток, которые не умеют работать с лампами-эргономками. Их производители продешевили буквально на одной простой детали. Какой — об этом дальше.
  2. Если уже поздно, и устройство куплено:
    1. В выключателях (сетевых фильтров, и настенных) проще всего отсоединить лампочку подсветки.
      Кусачками, паяльником — чем удобно. Главное — аккуратно!
    2. Если подсветку убирать не хочется — параллельно нагрузке подключить шунтирующий элемент (подробнее — ниже).
    3. Если подсветки нет, при этом пульсации наблюдаются и выключатель достаточно далеко — необходимо (вне зависимости от шунта) поменять ноль и фазу, подводимые к выключателю и розетке (лампе).
      В наиболее тяжёлом случае — это показатель того, что пора сменить проводку в доме на качественную.

    Шунт: зачем он нужен

    Небольшой блок (или даже одна деталь), которые решают сразу две проблемы:

    1. Обеспечить нужный ток для питания умного устройства;
    2. Пустить этот ток в обход нагрузки, сберегая её от вспышекмерцания, и вообще преждевременного износа.

    Как подключается шунт

    Всё просто: всегда параллельно нагрузке. А значит:

    • В розетке — к обоим контактам розетки;
    • В люстре или распредкоробке в стене — к обоим проводам, идущим к лампе.
    • Если в потолке много-много параллельно подключенных светильников — то к обоим контактам любого из них, какой удобнее и доступней.

    Хорошая новость в том, что хороший производитель обычно сразу прикладывает к своему умному изделию нужный шунт. Но нередко такой шунт придётся подбирать и монтировать самим.

    Что можно использовать в качестве шунта

    1. Лучший вариант — комплексное защитное устройство. К примеру, Гранит БЗ-300-Л (это не реклама))) или любое другое.

    Вариант хорош тем, что:

    • требуемый уровень знаний для подключения минимален;
    • вместе с удалением мерцания вы получаете защиту от скачков напряжения;
    • плюс получаете подавление помех, излучаемых блоком питания в сеть вашего дома.
    • стоит (ненамного) больше денег.
    • данное устройство не предназначено для работы с симисторными диммерами. О чём, кстати, честно предупредил производитель.

    На самом деле, подобное устройство несложно собрать самому из конденсатора и пары варисторов (да, пары). Но тому, кто сможет его сам собрать, эта статья не очень-то и нужна ;) Кстати, вот здесь подробно разобрано — во всех смыслах — это устройство.

    2. Отличный вариант: конденсатор примерно 0,5 мКФ, плюс-минус (подойдёт и 0.22, и 0.33 и 0.68).
    С поправкой: у нас в сети 50Гц, для стран с частотой 60Гц ёмкость будет другой, формула расчёта — в конце статьи.
    Напряжение конденсатора — не ниже 450В (630В ещё лучше), тип — МБГЧ или металлоплёночный, типа К73, или с маркировкой X2 — но ни в коем случае не электролитический! Иногда советуют ставить ёмкость до 1мКФ (см ниже раздел про дорабоку шунта MiniTiger). С одной стороны, это многовато, с другой — такой шунт в качестве побочного выигрыша будет чуть лучше фильтровать помехи в домашней сети.

    Плюс этого варианта:

    • максимально дёшево. А если выломать его из старого стартера от люминесцентной лампы — так практически бесплатно.
    • надо, как минимум, разобраться в маркировке.

    3. Менее желательный, но рабочий: резистор 50-90КОм, мощностью не менее 2Вт (можно собрать из трёх по 18КОм и 1Вт, например).

    Плюсы и минусы прежние. Но к ним добавляется довольно существенный минус:

    • резистор будет немного, но греться. А это значит, и размещать его надо осторожнее, чтобы мог охлаждаться, чтобы не оплавил изоляцию, итд. Также в сети встречаются советы поставить резистор 1Вт и 1МОм; да, греться он будет намного меньше, но его может оказаться недостаточно. Пробуйте, если решили остановиться на этом, хотя и нежелательном, варианте.

    К сожалению, сегодня встречаются обладатели и специализированных «инженерных» дипломов, не понимающие принципа описанной проблемы, и приведённых способов их решения. Поэтому нелишним будет следующий раздел:

    Важные предупреждения

    1. Не забывайте, что вы только сгладили симптом недостаточно качественного диммера или розетки! Да, десятки и сотни часов работы своего электронного любимца вы спасли, но ток по-прежнему будет утекать, а ваш счётчик — накручивать на крошечную, но всё же излишнюю сумму и, в зависимости от вида шунта, нагревать розетку, сетевой фильтр или распредкоробку.
    2. Во всех случаях перед любыми действиями все устройства должны быть обесточены!
      Под этим понимается:
      • вытащить вилку из розетки и положить её в стороне;
      • отключить автомат, питающий розетки в комнате, и повесить на него табличку «Не включать! (работают люди)».
        Да, и дома это может оказаться очень полезным, домочадцы у всех разные.
    3. Ни в коем случае не работайте влажными руками, босиком или во влажной обуви!
    4. Используйте инструмент с изолированными ручками.

    Жужжание, щелчки, писк

    Выключательнагрузка не вспыхивает, но издаёт звуки

    Бывает, что шунт в комплекте умного выключателядатчика есть, но при подключении нагрузка или сам выключатель начинают издавать посторонние звуки: тихий писк, звон или зудение. Если все элементы исправны — то увы, неудачно совпали характеристики выключателя, шунта и нагрузки. В этом случае, поиграв параметрами шунта (например, меняя ёмкость на большую или меньшую, чем в комплекте поставки), вы наверняка избавитесь от этого недостатка. Но, если этот звук вам не мешает — всё будет работать и так.

    Доработка заводского шунта

    На просторах Aliexpress встречаются выключатели, в комплекте с которыми поставляется сборка из:

    • 1 резистора 100 кОм,
    • 2 металлоплёночных конденсаторов по 2.2 мкФ, подключенных параллельно (общая ёмкость 4.4 мкФ),
    • 1 термистора с сопротивлением 50 Ом.

    Её необходимо подключить параллельно лампочке для правильной работы выключателя (кроме ламп накаливания, с ними работает и так благодаря низкому сопротивлению холодной спирали).

    К сожалению, конденсаторы из данной схемы издают постоянные достаточно громкие щелчки. Кроме этого, согласно маркировке они рассчитаны на постоянное напряжение 400 В.

    Было принято решение заменить их на металлопленочные МКР конденсаторы, рассчитанные на постоянное напряжение 630 В. Выбор пал на МКР из-за их возможности самовосстановления и устойчивости к большим импульсным токам. Эксперименты с двойным выключателем MiniTiger показали, что он стабильно работает при ёмкости не ниже 1 мкФ. Поэтому вместо двух конденсаторов из схемы установлен один МКР конденсатор К73-17 на 1.5 мкФ 630 В.

    Второй недостаток комплектной схемы — слишком сильный нагрев термистора. Да, он должен греться (таков принцип его работы), но слишком высокая температура опасна с точки зрения пожарной безопасности. Чтобы снизить перегрев, он также был заменён на термистор на 10 Ом. В результате можно комфортно держать палец на термисторе (в оригинальной версии можно получить ожог).

    Заливка сборки эпоксидкой

    Способ несколько раз обсуждался в нашем телеграм-комьюнити. Можно использовать вместо предыдущего, а можно и вместе с ним. В обоих случаях:

    • Не заливайте термистор вглубь сборки! Лучше всего, если одна из его плоскостей останется на воздухе.
    • Если в сборке есть обычный резистор, его тоже нежелательно заливать; это приведёт к перегреву и выходу из строя.
    • Если ваша сборка заметно греется, её лучше вообще не заливать. Помимо пожарной опасности, эпоксидка при нагреве размягчается и выделяет вредные для здоровья вещества.

    И, конечно — обязательно дождитесь полного затвердения эпоксидки! Не менее нескольких часов. А лучше выждать день.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector