Сетевые фильтры ЭМП — где они нужны перед шкафом и как их подбирают

Сетевой фильтр электромагнитных помех — пассивное устройство на вводе питания, которое подавляет высокочастотные помехи между линией и землёй и между самими линиями. В промышленном шкафу он нужен по двум причинам: не выпустить помеху от преобразователя частоты и импульсных источников в сеть предприятия и не впустить помеху из сети в измерительные цепи.

Ниже разобрано, в каких местах схемы ставится фильтр, по каким параметрам он подбирается и какие ограничения возникают при монтаже. Позиции собраны в разделе сетевые фильтры ЭМП, частотные приводы — в разделе преобразователи частоты.

Где в схеме появляется фильтр

• Ввод шкафа. Общий фильтр на вводе ограничивает помеху, которую шкаф отдаёт в сеть. Ставится после вводного аппарата защиты, до распределения на потребители.
• Перед преобразователем частоты. Привод — основной источник помехи из-за ключей, работающих на частотах в десятки килогерц. У большинства приводов есть встроенный фильтр, рассчитанный на промышленную среду; для подключения в сеть с бытовыми и офисными потребителями требуется внешний фильтр с большим подавлением.
• На питании измерительной части. Отдельный однофазный фильтр на рейку ставится перед блоком питания контроллера и аналоговых модулей — например, исполнение Phoenix Contact FIL-1S-1-10A-230AC-UT на 10 А и 230 В переменного тока.
• На питании сервоприводов. Для многоосевых систем применяются фильтры производителя привода — Lenze E94AZMP0084 и E94AZMP0824, Siemens 6SL3203-0BE15-0VA0 и 6SL3203-0BE21-2VA0, Allen Bradley 2198-DB20-F, Inovance FIL800-2S-045.
• В звене постоянного тока и на выходе привода. Это уже не сетевой фильтр, а дроссели и синусные фильтры — задача другая, и подменять одно другим нельзя.

Параметры, по которым ведётся подбор

• Номинальный ток. Выбирается по току потребителя с запасом, а не по току вводного автомата. Ряд исполнений перекрывает диапазон от единиц до сотен ампер: Schaffner FN2010-30-08 на 30 А, FN2010-60-24 на 60 А, FN 3287-25-33 на 25 А, FN 3359-250-28 на 250 А.
• Число фаз и напряжение сети. Однофазные исполнения на 230 В и трёхфазные на 400 В невзаимозаменяемы, в том числе механически.
• Ток утечки на землю. Фильтр содержит конденсаторы между линией и защитным проводником и всегда даёт утечку. Если в цепи стоит устройство защитного отключения, суммарная утечка всех фильтров сверяется с его уставкой заранее.
• Требуемый класс по электромагнитной совместимости. Для промышленной площадки с отдельной подстанцией достаточно встроенного фильтра привода; для питания от общей сети с жилой и офисной нагрузкой берётся исполнение с повышенным подавлением.
• Длина моторного кабеля. С ростом длины растёт ёмкостный ток и уровень излучения; на длинных трассах фильтр подбирается с учётом этой длины, иначе эффект от него пропадает.
• Способ монтажа. Варианты — на DIN-рейку, на панель шины, подкладной под привод и книжного типа рядом с ним. Исполнение определяет и место в шкафу, и длину соединения.
• Температура и степень защиты. Паспортный ток указан для определённой температуры, при более высокой он снижается.
• Присоединение. Клеммы под провод или шинное подключение — от этого зависит, нужны ли наконечники и переходные шины.

Исполнения и их назначение

Таблица показывает основной принцип: фильтр подбирается парой «ток и число фаз», а для приводных систем — по артикулу, указанному изготовителем привода. Произвольная замена фирменного фильтра универсальным снимает гарантию на соответствие привода нормам совместимости.

Монтаж, от которого зависит результат

• Фильтр крепится к металлической монтажной панели с удалением краски в месте контакта — корпус должен иметь низкое сопротивление на землю по высокой частоте.
• Расстояние от фильтра до привода выдерживается минимальным, соединение выполняется коротким проводом или шиной.
• Входные и выходные провода фильтра не прокладываются в одном пучке: иначе помеха обходит фильтр по наводке.
• Экран моторного кабеля заводится на корпус привода и на панель кольцевым прижимом, а не скруткой-косичкой.
• Фильтр ставится после аппаратов защиты, чтобы оставался отключаемым, и с запасом по обдуву — его корпус рассеивает тепло.
• Длина соединений и место установки планируются вместе с компоновкой шкафа и его вентиляцией.

Частые вопросы

Если у привода есть встроенный фильтр, нужен ли внешний? Встроенный фильтр рассчитан на промышленную среду. Внешний берётся, когда питание общее с офисной или жилой нагрузкой, когда рядом стоят чувствительные измерительные системы или когда длина моторного кабеля превышает указанную в документации привода.

Почему после установки фильтра срабатывает устройство защитного отключения? Фильтр добавляет постоянную утечку на землю. Сумма утечек всех фильтров и приводов сверяется с уставкой УЗО; при необходимости цепь делится или берётся исполнение с меньшей ёмкостью на землю.

Можно ли поставить один фильтр на весь шкаф вместо нескольких? Можно, если он подобран по суммарному току и длине соединений внутри шкафа. Но общий фильтр на вводе не защищает измерительные цепи от помехи, которую создаёт привод внутри того же шкафа, — для них ставится отдельный однофазный фильтр.

Чем сетевой фильтр отличается от дросселя на выходе привода? Сетевой фильтр работает на вводе и подавляет помеху в сторону сети. Выходной дроссель или синусный фильтр снижает скорость нарастания напряжения на обмотках двигателя и ёмкостные токи в кабеле. Это разные устройства с разным местом в схеме.

Что прислать для подбора? Однолинейную схему или перечень потребителей с токами, число фаз и напряжение, модели приводов, длины моторных кабелей, сведения о наличии УЗО и его уставке, тип монтажа в шкафу.

Что мы делаем

По схеме и перечню потребителей подбираем исполнение по току и числу фаз, сверяем артикулы фирменных фильтров с моделями приводов, проверяем суммарную утечку в цепи с УЗО, собираем комплект с кабелем и крепежом. Разделы — сетевые фильтры ЭМП, преобразователи частоты, промышленные блоки питания.

Пришлите схему шкафа, модели приводов и длины моторных кабелей на prom@tkasiatorg.ru — подберём фильтры по току и фазности, проверим утечку в цепи защиты и назовём сроки поставки.