Гул в электропроводке: Высокочастотный гул от электропроводки в квартире

Содержание

Гудит или жужжит автомат в щитке

Очень часто мы сталкиваемся с такой проблемой, как внезапное появление ненормального звука работы от автоматического выключателя в щитовой.

Если небольшое гудение электромагнитного пускателя мало кого удивляет, а некоторые даже считают этот эффект его привычным режимом работы, хотя для новых аппаратов это не так. То что же делать, когда у вас загудел подобным образом или зажужжал автомат?

Стоит ли его тут же менять, или причина кроется вовсе не в нем, а в электропроводке или подключенной нагрузке? Давайте разбираться подробнее.

Прежде всего запомните, что все автоматы устанавливаемые в щиток при нормальных условиях эксплуатации, никогда не должны издавать никаких звуков.

Если же этот звук появился, то в первую очередь определитесь, на что он больше похож:

  • гудение
  • жужжание

От этого во многом и будут зависеть все ваши дальнейшие действия.

Такие звуки появляются, когда автомат находится под напряжением и под нагрузкой. То есть, через него протекает ток. При этом, чем больше эта нагрузка, тем громче может шуметь автомат.

Гудит автоматический выключатель

Рассмотрим первую неисправность, а именно гудение. Если ваш автомат при работе издает звук подобно пускателю или контактору, это говорит о его дефекте или браке.

Не ищите здесь повреждений в электропроводке, плохих контактов и т.п. Гудящий автомат однозначно нужно менять.

Хотя это и не говорит о том, что защита у него не будет работать как надо.

Он по прежнему может исправно отключаться и срабатывать при коротких замыканиях. 

Но сколько времени он так проработает – месяц или два, либо сгорит в любой момент, вы никогда не узнаете заранее.

При этом, если в электрощитке он стоит в одном плотном ряду с другими целыми автоматами, его внезапное повреждение или воспламенение, потянет за собой выход из строя всех соседних коммутационных аппаратов.

Поэтому с заменой лучше не тянуть и сразу же купить другой. Не слушайте советов тех, кто рекомендует просто постучать по корпусу автомата каким-нибудь тупым предметом.

Например, обратной стороной отвертки. Якобы после этого звук пропадает.

Заменить автомат не такая уж и сложная работа, а многие это проделывают даже под напряжением. 

Также не пытайтесь самостоятельно его отремонтировать или разобрать. Подобные модульные устройства делаются одноразовыми и не подлежат восстановлению в домашних условиях.

Собираются они вовсе не на винтиках, а на заклепках. Эти заклепки можно только высверлить.

Если вы это сделаете, то внутри увидите следующую картинку.

Единственное, что тут может гудеть – это катушка отключения или эл.магнитный расцепитель, который срабатывает при коротких замыканиях.

Его сердечник постоянно находится в магнитном поле, и если он недостаточно поджат, то действительно будет издавать подобный звук. Под воздействием эл.магнитного поля катушка входит в резонанс и начинает вибрировать.

Некоторые при этом замечают, что при включении других приборов, звук пропадает. Но дело здесь не в приборе, а в изменении нагрузки и плотности индукции. Вслед за ней изменяется и амплитуда вибрации, а следовательно и гул.

Хотя в исключительных случаях, отдельные виды аппаратов действительно могут оказывать на автомат подобный эффект и заставлять его гудеть.

Например, это может быть вызвано подключением в сеть потребителей с импульсной нагрузкой. Такой, как блоки питания компьютеров или светодиодных лент.

Стоит отключить модную светодиодную подсветку и шум исчезает.

Исправить вы этого не сможете, потому как одни автоматы изначально воспринимают такую нагрузку нормально и работают без посторонних шумов. Ну или по крайне мере вы их не слышите.

А другие будут действовать вам на нервы и гудеть как трансформатор.

Поэтому повторим еще раз, если автомат гудит – меняйте его на другой.

Не обвиняйте в этом электриков, они здесь не причем. Просто вам попалось бракованное изделие.

Это может быть заводской брак, неизвестные условия транспортировки (падения или удары по корпусу), неправильное хранение (в сырых помещениях), возможная подделка и многое другое.

Поэтому покупая даже известные бренды (ABB, Hager, Schneider, Legrand), а не дешевые ИЕК или TDM, вы все равно можете нарваться на неприятность.

Спасает от этого только предустановочные испытания и прогрузка автоматов длительным первичным током. Но 99,9% пользователей этого никогда не делают.

Автомат жужжит или трещит

Со звуком в виде жужжания уже немного посложнее. Если вы услышали из своей щитовой именно жужжание, а не глухой гул, срочно ищите причину, иначе дойдет до беды.

Такой звук провоцирует небольшая электрическая дуга, возникающая при плохом контакте. Этот шум может то появляться, то исчезать.

Ваша первостепенная задача, определить конкретное место появления этого очага искрения, путем поочередного отключения всех автоматов в ряду. Нагрузку при этом из розеток не выключайте, иначе треск может пропасть.

Когда нашли виновника, внимательно осмотрите его контакты. В отличие от первого случая (гудение), сам модульный автомат или его внутренние компоненты здесь могут быть не причем.

Как правило, виноватым оказывается недостаточно хороший контакт в месте подключения жил кабеля к клемме.

А что делать, если все контакты вы осмотрели, а видимых следов искрения или подгорания так и не нашли? В этом случае отключите напряжение во всей щитовой, отщелкнув вводной выключатель нагрузки. 

Далее подтяните отверткой винтовые зажимы всех коммутационных аппаратов в щитке.

Если у вас есть специальная изолированная отвертка электрика, то сделать это можно и без полного погашения электроэнергии.

После этого включите всю нагрузку заново. Если звук так и не исчез, тогда уже меняйте виновный автомат.

Нельзя оставлять все как есть, даже если видимых следов плавления не заметно. Не забывайте, что чаще всего источником пожара в квартире и доме является электрощитовая. А начинается все с маленького автомата.

Именно в щитовой сконцентрирована вся нагрузка и наиболее плотно расположены все аппараты и провода коммутации.

Стоит возникнуть открытой электрической дуге, и она тут же перенесется на все соседние элементы.

Кстати, если от искрения в розетках уже и появилась хоть и не совсем совершенная, но более менее работающая защита, в виде УЗМ-51МД или УЗИС, то вот сама щитовая от этого практически никак не защищена. 

Следует заметить, что работу по перетяжке всех контактов, необходимо проделывать в обязательном порядке хотя бы один раз в год. Даже если у вас ничего не жужжит и не искрит.

Тем более не известно, с каким усилием их затягивали.

Может быть и не дотянули малозаметный 0,1 ньютон метр. А он впоследствии и сыграл свою роль.

Поэтому ежегодная ревизия дает гарантию безопасной и надежной работы всех защитных аппаратов в щитовой. От автоматов, до УЗО и различных реле.

Также нагрев контактов еще в начальной стадии, легко выявляется при помощи недорогих пирометров. 

Визуально место нагрева можно и не заметить. Первоначально небольшое темное пятнышко образуется именно на корпусе сбоку.

Если ваш автомат стоит в середине целой сборки, то вы его точно пропустите.

А стоит “прозевать” этот момент, и уже на клемме появляются следы подгорания и оплавления. При этом из-за защитного кожуха, внешней дверцы на эл.щитке или неккоректно установленной пломбы, вы их и не увидите, пока не появится явный запах.

Автоматы с такими подплавленными контактами также идут под замену. Чаще всего это возникает при подсоединении алюминиевых жил.

Например, при подключении к вводному автомату провода СИП. 

Еще такой плохой контакт может образоваться при подключении к одному разъему нескольких жил разного сечения.

Это уже будет “косяк” и вина электрика, а не производителя автоматов. Еще одна распространенная ошибка – зажатие в клемме проводов вместе с изоляцией.

Вы этого не заметите, пока не ослабите зажим и не вытащите жилу. Все это постепенно ведет к нагреву.

Как правило, появлению звуков жужжания, может предшествовать образование посторонних запахов. Так что в том, чтобы периодически“нюхать” свою щитовую, нет ничего зазорного.

Если запах появился, это свидетельствует о начале процесса разрушения и плавления пластикового корпуса защитного аппарата.

В этом случае нужно немедленно обесточить всю квартиру и найти дефект. Зачастую вместе с автоматом приходится менять и подгоревшие провода.

С такой оплавленной изоляцией подключать проводку к новому аппарату уже нельзя.

//youtu.be/t09UEZhmdrY

Почему гудит автомат в щитке под нагрузкой

В каждом электрощитке обязательно устанавливаются автоматические выключатели. Исправные аппараты при работе не издают никаких звуков, но иногда из щита начинают доноситься различные звуки — гул и треск, а ещё он может начать нагреваться. В чём причина треска и почему гудит автомат в щитке? Необходимо срочно заменить защитное устройство или это необходимо сделать только в том случае, если шум мешает жителям дома?

Причины. Что издает странные звуки?

Если автомат подключён к сети, но при этом ток, протекающий через него невелик, звуки из него практически не слышны. Причиной того, почему гудит автомат в щитке при нагрузке, являются особенности конструкции устройства.

Гудит автоматический выключатель

Гудеть автомат в щитке может только из-за электромагнитного расцепителя, защищающего линию от короткого замыкания. Он состоит из электромагнита с подвижным сердечником. Катушка расцепителя включена последовательно с контактами аппарата и при превышении тока над уставкой защиты подвижная часть соленоида притягивается к неподвижной, что приводит к отключению автомата.

Причина того, почему гудит автомат в щитке под нагрузкой, заключается в том, что ток в сети переменный с частотой 50 Гц. Это вызывает колебания катушки и сердечника аналогично гудению сетевых трансформаторов.

В полностью исправном аппарате амплитуда колебаний незначительная и шум практически не слышен, но в течение срока службы устройства крепление расцепителя может ослабнуть и величина колебаний и звук увеличиваются. Это делает его более заметным, особенно при силе тока, близкой к номинальному току автомата.

Автомат трещит под нагрузкой

Треск, который слышен из аппарата, всегда свидетельствует о наличии искр. Чаще всего они возникают при износе подвижного и неподвижного контактов или клемм в месте подключения проводов.

Если в исправном аппарате все места соединений плотно прилегают друг к другу, то при подгорании клемм подключения или контактной группы электрический ток проходит через копоть, воздушный промежуток или точечное касание токопроводящих элементов.

Протекание тока через повреждённые места всегда сопровождается нагревом и дальнейшим разрушением соединений и если этот процесс зайдёт достаточно далеко, то к нему добавляются искры и сопровождающий их треск.

Поэтому такой звук свидетельствует о необходимости немедленного отключения и замены автоматического выключателя. В противном случае возможен не только выход устройства из строя, но и его возгорание и разрушение всего электрощитка.

Причины нагрева

Любой автоматический выключатель нагревается во время работы. Причина этого явления — встроенная тепловая защита, отключающая автомат при перегрузке.

Действующим элементом этого расцепителя является биметаллическая пластинка, которая изгибается при нагреве. Конец пластины давит на механизм выключателя, что приводит к срабатыванию защиты.

Нагрев теплового расцепителя происходит при протекании по нему электрического тока, из-за чего автомат всегда немного теплее окружающей среды, однако его температура не должна превышать 60-70°С.

Если корпус аппарата нагрет выше допустимой температуры и при этом происходит частое отключение устройства без превышения нагрузки на линии, то причиной перегрева, скорее всего, является плохой контакт подключённых проводов в клеммах устройства.

Что делать если гудит, трещит или греется автоматический выключатель

Гул, треск, перегрев или частое отключение аппарата свидетельствуют о различных неисправностях, которые нужно устранить или заменить сам автомат. Необходимые действия при этом зависят от конкретных проявлений неисправности.

Гул в корпусе

Чаще всего эта проблема не требует каких-либо действий, особенно если автоматический выключатель находится в нежилом помещении. Причиной, почему гудит автомат, являются ослабшие крепления деталей электромагнитного расцепителя, что не влияет на защитные свойства устройства.

Если звук, раздающийся из корпуса, мешает спать или слушать телевизор, то устройство необходимо заменить. Ремонт в данной ситуации возможен только при разборке корпуса, что не предусмотрено фирмами-производителями.

Треск при работе

Этот звук указывает на плохой контакт между контактами или в клеммах. Для определения места неисправности нужно осмотреть клеммы и провода. В данной ситуации возможны два варианта:

  • Клеммы не оплавились, изоляция проводов без изменений. В этом случае треск вызывают изношенные контакты контактной группы, заменить или отремонтировать их невозможно и автоматический выключатель необходимо заменить.
  • Потемнел или оплавился пластик возле одной из клемм, изоляция провода так же обгорела или потемнела. Такие признаки указывают на плохой контакт и(или) плохо зажатые провода. Скорее всего, аппарат придётся заменить, но перед тем, как поменять автомат в щитке, проблему можно попробовать решить путём удаления повреждённого участка провода и повторного подключения его к автомату. После ремонта следует периодически наблюдать за аппаратом и заменить его при первых признаках подгорания клемм.


Информация! Треск и перегрев могут сопровождаться запахом дыма или горелой пластмассы.

Перегрев корпуса или частое отключение защиты

Такая ситуация так же может возникать при плохом контакте внутри устройства или в клеммнике, однако место перегрева не всегда можно определить по состоянию изоляции.

В этом случае неисправную клемму можно определить на ощупь, по температуре оболочки проводов. Изоляция возле ослабленного подключения теплее остальных и эту клемму необходимо дополнительно зажать отвёрткой.

Вывод

Причиной того, почему гудит автомат в щитке, а так же греется или трещит, может быть серьёзная неисправность устройства и игнорирование этих проблем может привести к выходу аппарата из строя и даже к его возгоранию и даже пожару.

Поэтому при появлении необычных звуков или запахов необходимо произвести тщательный осмотр устройства и принять решение о возможности его дальнейшей эксплуатации.

Похожие материалы на сайте:

  • Выбор автоматического выключателя
  • Номинальный ток автомата
  • Как читать маркировку на автоматах

Устранение неполадок электрических помех и переходных процессов

Электрические помехи возникают в результате попадания более или менее случайных электрических сигналов в цепи, где они нежелательны, т. е. когда они нарушают передачу сигналов, несущих информацию. Шум возникает как в силовых, так и в сигнальных цепях, но, вообще говоря, он становится проблемой, когда попадает в сигнальные цепи. Цепи сигналов и данных особенно уязвимы к шуму, поскольку они работают на высоких скоростях и с низкими уровнями напряжения. Чем ниже напряжение сигнала, тем меньше допустимая амплитуда шумового напряжения. Отношение сигнал/шум описывает, какой шум может выдержать схема, прежде чем достоверная информация, сигнал, будет искажена.

Шум — один из самых загадочных аспектов качества электроэнергии, тем более что его следует рассматривать вместе с его не менее загадочным близнецом — заземлением. Чтобы уменьшить загадочность, необходимо понять две ключевые концепции:

  • Первая заключается в том, что электрические эффекты не требуют прямого подключения (например, через медные проводники).
  • Вторая концепция заключается в том, что мы больше не можем оставаться в области 60 Гц. Одним из преимуществ частоты 60 Гц является то, что это достаточно низкая частота, поэтому силовые цепи можно рассматривать (почти) как цепи постоянного тока.

 

Механизмы связи

Существует четыре основных механизма связи шума. Стоит понимать их и то, чем они отличаются друг от друга, потому что большая часть работы специалиста по устранению неполадок будет заключаться в том, чтобы определить, какой эффект связи преобладает в конкретной ситуации.

1. Емкостная связь

Ее часто называют электростатическим шумом, и она является эффектом, зависящим от напряжения. Грозовые разряды — это лишь крайний случай. Любые проводники, разделенные изоляционным материалом (в том числе и воздухом), составляют конденсатор, иначе говоря, емкость является неотъемлемой частью любой цепи. Потенциал емкостной связи увеличивается с увеличением частоты (емкостное реактивное сопротивление, которое можно рассматривать как сопротивление емкостной связи, уменьшается с частотой, как видно из формулы: XC = 1/2pfC).

2. Индуктивная связь

Это шум, связанный с магнитной связью и основанный на токе. Каждый проводник, по которому течет ток, имеет связанное с ним магнитное поле. Изменяющийся ток может индуцировать ток в другой цепи, даже если эта цепь представляет собой одиночный контур; другими словами, цепь источника действует как первичная обмотка трансформатора, а цепь-жертва является вторичной. Эффект индуктивной связи увеличивается со следующими факторами: (1) больший ток, (2) более высокая скорость изменения тока, (3) близость двух проводников (первичный и вторичный) и (4) чем больше похож соседний проводник катушка (круглого диаметра, а не плоской, или спиральная, а не прямая).

Магнитные поля изолированы эффективным экранированием. Используемый материал должен быть способен проводить магнитные поля (железо, а не медь). Причина, по которой выделенная цепь (горячая, нейтральная, заземляющая) должна по возможности прокладываться в собственном металлическом кабелепроводе, заключается в том, что она фактически экранирована магнитным полем для минимизации эффектов индуктивной связи.

Как индуктивная, так и емкостная связь относятся к эффектам ближнего поля, поскольку они преобладают на коротких расстояниях, а расстояние уменьшает их эффекты связи. Это помогает объяснить одну из загадок шума — как незначительное физическое изменение положения проводки может иметь такие серьезные последствия для связанного шума.

3. Кондуктивный шум

Несмотря на то, что все сопутствующие шумы заканчиваются кондуктивным шумом, этот термин обычно используется для обозначения шума, связанного с прямым гальваническим (металлическим) соединением. В эту категорию входят цепи с общими проводниками (например, с общей нейтралью или заземлением). Кондуктивный шум может быть высокочастотным, но также может иметь частоту 60 Гц.

Типичные примеры соединений, которые направляют нежелательные шумовые токи непосредственно на землю:

  • Субпанели с дополнительными соединениями N-G
  • Неправильное подключение розеток с переключением N и G
  • Оборудование с внутренними полупроводниковыми защитными устройствами, которые замкнули линию или нейтраль на землю, или которые не вышли из строя, но имеют нормальный ток утечки. Этот ток утечки ограничен UL до 3,5 мА для оборудования, подключаемого через вилку, но не имеет предела для оборудования с постоянным подключением и потенциально гораздо более высокими токами утечки. (Токи утечки легко определить, поскольку они исчезают при выключении устройства).

 

4. RFI (радиочастотные помехи)

Диапазон RFI от 10 кГц до 10 с МГц (и выше). На этих частотах отрезки провода начинают действовать как передающие и принимающие антенны. Цепь-виновник действует как передатчик, а цепь-жертва действует как приемная антенна. РЧ-помехи, как и другие механизмы связи, являются фактом жизни, но ими можно управлять (однако не без некоторых размышлений и усилий).

Для подавления шума РЧ-помех используется несколько стратегий.

Заземление сигнала

Чтобы понять важность «чистого» заземления сигнала, давайте обсудим различие между сигналами дифференциального режима (DM) и синфазного сигнала (CM). Представьте себе базовую двухпроводную схему: подача и обратка. Любой ток, который циркулирует, или любое напряжение, считываемое через нагрузку между двумя проводами, называется DM (также используются термины нормальный режим, поперечный режим и сигнальный режим). Сигнал DM обычно является желаемым сигналом (точно так же, как 120 В в розетке). Представьте себе третий проводник, обычно заземляющий. Любой ток, протекающий теперь через два первоначальных проводника и возвращающийся по этому третьему проводнику, является общим для обоих первоначальных проводников. Ток CM — это шум, который должен преодолевать настоящий сигнал. КМ это весь лишний трафик на трассе. Он мог попасть туда с помощью любого из механизмов связи, таких как связь по магнитному полю на частоте линии электропередач или РЧ-помехи на более высоких частотах. Суть в том, чтобы контролировать или минимизировать эти токи земли или CM, чтобы облегчить жизнь токов DM.

Измерение

Токи СМ могут быть измерены токоизмерительными клещами с использованием метода нулевой последовательности. Зажим обводит сигнальную пару (или, в трехфазной цепи, все трехфазные проводники и нейтраль, если она есть). Если сигнальный и обратный ток равны, их равные и противоположные магнитные поля компенсируются. Любое текущее чтение должно быть общим режимом; другими словами, любой считанный ток — это ток, который возвращается не по сигнальным проводам, а по пути заземления. Этот метод применим как к сигнальным, так и к силовым проводникам. Для основных токов будет достаточно ClampMeter или DMM + клещи, но для более высоких частот следует использовать прибор с широкой полосой пропускания, такой как анализатор качества электроэнергии Fluke 43 или ScopeMeter, с дополнительными клещами. Переходные процессы следует отличать от всплесков. Всплески являются частным случаем высокоэнергетических переходных процессов, возникающих в результате ударов молнии. Переходные процессы напряжения представляют собой события с низким энергопотреблением, обычно вызванные переключением оборудования.

Они вредны во многих отношениях.

Переходные процессы можно классифицировать по форме волны. Первая категория — это «импульсные» переходные процессы, обычно называемые «пиками», потому что высокочастотный пик выступает из формы волны. С другой стороны, переходный процесс с переключением колпачка является «колебательным» переходным процессом, поскольку звонящий сигнал накладывается на нормальный сигнал и искажает его. Это более низкая частота, но более высокая энергия.

Причины

Переходные процессы неизбежны. Они создаются быстрым переключением относительно больших токов. Например, индуктивная нагрузка, такая как двигатель, создаст всплеск отдачи при выключении. На самом деле, удаление вигги (измерителя напряжения соленоида) из высоковольтной цепи может создать всплеск в тысячи вольт! Конденсатор, с другой стороны, создает кратковременное короткое замыкание при включении. После этого внезапного обвала приложенного напряжения напряжение восстанавливается и возникает колебательная волна. Не все переходные процессы одинаковы, но, как правило, переключение нагрузки вызывает переходные процессы.

В офисах лазерный копировальный аппарат/принтер является общепризнанным «плохим парнем» в офисной сети. Требуется, чтобы внутренний нагреватель включался каждый раз, когда он используется, и каждые 30 секунд или около того, когда он не используется. Это постоянное переключение имеет два последствия: скачок или бросок тока может вызвать повторяющиеся провалы напряжения; быстрые изменения тока также вызывают переходные процессы, которые могут повлиять на другие нагрузки в той же ветви.

Измерение и запись

Переходные процессы могут быть захвачены DSO (цифровыми запоминающими осциллографами). Fluke 43 PQ Analyzer, который включает в себя функции DSO, может захватывать, сохранять и впоследствии отображать до 40 переходных сигналов. События помечаются отметками времени и даты (отметками реального времени). Регистратор событий напряжения VR101S также регистрирует переходные процессы в розетке. Предусмотрены пиковое напряжение и метки реального времени.

Подавители перенапряжения при переходных процессах (TVSS)

К счастью, защита от переходных процессов не требует больших затрат. Практически все электронное оборудование имеет (или должно иметь) некоторый уровень встроенной защиты. Одним из часто используемых защитных компонентов является MOV (металлооксидный варистор), который ограничивает избыточное напряжение.

Руководство по электрическому шуму

Автор:  — 22 сентября 2020 г.  


Что такое электрический шум?

Электрические помехи возникают, когда электрические сигналы вызывают нежелательные эффекты в электронных схемах системы управления. Термин «электрический шум» возник в AM-радиоприемниках, когда посторонний «шум», слышимый в динамике, был вызван молнией или другими источниками электрической дуги.

Электрический шум и его влияние на контроллеры очень трудно определить, не говоря уже о том, чтобы дать точные правила предотвращения. Чувствительность к шуму является важным фактором в более поздних конструкциях электронных контроллеров. Тем не менее, большинство проблем с шумом возникает из-за грубой практики и методов проводки, которые допускают «связь» или передачу электрических помех в схему управления.

Когда возникает проблема?

Трудно предсказать проблемы, возникающие в результате электрических помех. Одним из распространенных симптомов является неустойчивая система, при которой нет признаков того, что проблема возникает постоянно. Хуже того, система может демонстрировать несколько различных симптомов, таких как колебания цифровых индикаторов, гашение цифровых индикаторов, нестабильность управления относительно уставки и неожиданное включение или выключение выходов. Другим «красным флажком», вызванным электрическими помехами, является срабатывание по верхнему или нижнему пределу при отсутствии неисправности предела.

Почему возникает проблема с чувствительностью к электрическому шуму?

То, насколько точно контроллер может различать полезные системные сигналы и электрические помехи, является хорошим показателем его чувствительности к шуму. Как правило, контроллеры большой мощности, такие как механические реле или ртутные реле вытеснения, имеют низкую чувствительность к шуму. Однако контроллеры мощности, использующие электронную логику, особенно те, которые используют интегральные схемы, более чувствительны к шуму.

Разработка всех электронных, твердотельных контроллеров позволила повысить точность управления и расширить их возможности. Эти контроллеры более сложны и работают на очень низком уровне мощности, что делает более вероятным влияние на них электрических помех.

Откуда берутся электрические помехи?

Наш промышленный мир полон оборудования, способного генерировать различные типы электрических помех. Типичным источником шума является любое оборудование, которое может вызывать или производить очень быстрые или большие по амплитуде изменения напряжения или тока при включении и выключении.

Источники шума:

  • Выключатели и релейные контакты, управляющие индуктивными нагрузками, такими как двигатели, катушки, соленоиды и реле
  • Тиристоры или другие полупроводниковые устройства, не срабатывающие импульсным срабатыванием (устройства с хаотическим срабатыванием или фазовым срабатыванием)
  • Все сварочное оборудование
  • Сильноточные проводники
  • Люминесцентные и неоновые лампы
  • Тепловые напряжения между разнородными металлами, влияющие на входной сигнал низковольтной термопары
  • Химическое напряжение, создаваемое действием электролита между плохо соединенными выводами и соединительными кабелями
  • Тепловой шум из-за повышения температуры окружающей среды вокруг электронной схемы

Шум также может возникать, если схема управления включает вариант выхода механического реле и используется для переключения токов большой нагрузки свыше двух или трех ампер. Это представляет собой значительный источник шума, включая индуктивный шум от катушки и искрение контактов, в зависимости от того, какая мощность поступает внутрь контроллера.

Как проникают электрические помехи?

Схема управления должна рассматриваться с точки зрения всей системы в среде с электрическими помехами. Линии ввода и вывода питания датчика, а также линия источника питания могут соединить или связать схему управления с источником шума.

В зависимости от типа электрического шума и его интенсивности шум может быть связан с другим оборудованием одним из следующих четырех способов:

1. Связь с общим сопротивлением

Связь с общим сопротивлением возникает, когда две цепи имеют общий проводник или сопротивление (даже общие источники питания). Этот тип соединения часто встречается в установках с длинным общим проводом нейтрали или заземления. Примером могут служить пять релейных контактов, управляющих пятью отдельными соленоидами, где переключение происходит независимо. Обратные линии от всех соленоидов соединены между собой и идут обратно к источнику питания одним проводником.

Этот пример связи импеданса имеет тенденцию индуцировать шум в цепях, в которых нет шума, или усиливать шум от одной или нескольких цепей, разделяющих общую линию. Наилучший способ предотвратить этот тип связи — исключить общую линию и использовать независимые выводы для каждой обратной цепи.

Еще одна проблема с шумом, связанная с общей связью импеданса, — контур заземления. Заземляющие контуры возникают, когда существует несколько путей для токов заземления. Обратные линии соленоида должны быть не только проложены как независимые провода к одной и той же точке электрического потенциала, но они также должны заканчиваться в одной и той же физической точке.

Таким же образом линии защитного заземления должны быть возвращены в одну и ту же электрическую и физическую точку. Защитное заземление (заземление шасси) никогда не должно пропускать обратные токи.

2. Магнитно-индуктивная связь

Магнитная (индуктивная) связь обычно появляется там, где провода проходят параллельно или в непосредственной близости друг от друга. Это происходит, когда провода от нескольких разных цепей собираются вместе, чтобы система выглядела аккуратной. Однако без надлежащего разделения проводов и экранирования магнитная связь создаст серьезные проблемы с шумом в чувствительных (низковольтных) цепях.

Наилучший способ устранения магнитной (индуктивной) связи состоит в том, чтобы прокладывать провода от отдельных цепей в отдельных жгутах, уделяя особое внимание отделению проводов переменного тока (высокого напряжения) от проводов постоянного тока (низкого напряжения). Если это вообще возможно, следует использовать провода с витой парой и экранированные кабели (с заделкой экрана только на конце контроллера) для уменьшения магнитной связи шума.

3. Электростатическая (емкостная) связь

Электростатическая (емкостная) связь возникает, когда провода идут параллельно друг другу, подобно магнитной связи. На этом сходство заканчивается. Электростатическая или емкостная связь зависит от расстояния, на котором провода проходят параллельно друг другу, расстояния между проводами и диаметра провода. Наиболее эффективным способом снижения электростатической (емкостной) связи является надлежащее экранирование проводов. Опять же, разделение проводов, несущих сигналы переменного тока (высокий уровень напряжения) и проводов, несущих сигналы постоянного тока (низкий уровень напряжения), эффективно снижает шум в чувствительных цепях.

4. Электромагнитная (радиационная) связь

Электромагнитная (радиационная) связь возникает, когда цепь управления находится очень близко к источнику высокой энергии, способному к магнитной или электростатической индукции напряжения. Распространенными источниками такого излучения являются теле- или радиовышки.

В промышленных применениях радиочастотные помехи нередко попадают в чувствительные измерительные или коммуникационные цепи, когда проводка находится рядом с источниками радиопомех, такими как силовые контакторы. Другими потенциальными источниками радиопомех являются механические реле, в которых возникает электрическая дуга при переключении, регуляторы мощности SCR, работающие по методу зажигания с фазовым углом, двигатели и многое другое. Его также трудно устранить, если он присутствует, потому что экранирование должно быть выполнено на 100 процентов.

Примечание: Особое внимание следует уделить линии питания переменного тока, поскольку она является источником необычных проблем, связанных с шумом в цепях управления. Такие явления, как несбалансированные линии электропередач, перебои в питании, скачки напряжения, грозы и другие «грязные» входные мощности, могут вызвать флуктуации линии электропитания переменного тока и мгновенное падение ниже рабочих спецификаций для входного переменного тока в схему управления.

Если тип шума в линии питания переменного тока может быть идентифицирован как чисто электрический шум, и он не вызывает падения уровня напряжения в сети, можно приобрести устройства сетевой фильтрации, чтобы решить проблемы.

Гул в электропроводке: Высокочастотный гул от электропроводки в квартире