Грязное электричество
Услышав выражение «грязное электричество», люди чаще всего думают об источниках энергии, которые загрязняют окружающую среду, - таких, как дизельные, угольные и торфяные электростанции. Но в данном случае речь идёт о «загрязнении» самой электроэнергии, которое тоже оборачивается серьёзными проблемами. И загрязнение это никак не связано с ископаемыми топливами.
«Грязное» электричество (далее без кавычек) может приходить на электрический щиток потребителя извне. Сегодня один из основных его источников - солнечные электростанции, где инверторы выполнены на силовых полупроводниковых приборах, которые могут пребывать в одном из двух состояний: «включено» или «выключено». И хотя после подобных коммутаторов устанавливают низкочастотные фильтры и трансформаторы, полностью подавить паразитные спектральные составляющие обычно не удаётся. Современные ветроустановки тоже снабжаются инверторами, позволяющими развязать скорость вращения лопастей и частоту переменного тока в электрической сети (см. статью на эту тему здесь). Свою толику электрогрязи добавляют работающие электросварочные аппараты и неисправные электродвигатели.
Повсюду импульсы
Другие загрязнители электроэнергии находятся непосредственно у потребителя. Это диммеры и многочисленные устройства с импульсными преобразователями напряжения и тока, которые сегодня имеются в квартирах и офисах. Обычный кондиционер, особенно инверторный, может настолько искажать форму напряжения в электросети, что оно уже не будет похоже на синусоиду. Беда в том, что старые добрые лампы накаливания, представляющие собой чисто резистивную нагрузку, практически повсеместно заменены на энергосберегающие люминесцентные лампы и ещё более экономные светодиодные. В новых лампах сетевое напряжение поступает на мостовой диодный выпрямитель, к выходу которого присоединён сглаживающий конденсатор. Этот конденсатор подзаряжается сто раз в секунду (дважды за период сетевой частоты), создавая импульсы тока. В сеть проникают также высокочастотные импульсы от преобразователя напряжения, встроенного в каждую лампу. Ничего не поделаешь: в миниатюрных цоколях едва помещаются простейшие драйверы и совсем нет места для приличных сетевых фильтров.
Ещё один источник загрязнений - внешние электромагнитные наводки. Квартирная электросеть может насчитывать сотни метров провода, образуя развесистую антенну. И эта антенна ловит сигналы радиолокационных станций, установленных неподалёку в аэропорту, помехи от искрящих трамвайных пантографов и систем зажигания бензиновых автомобилей, сотовых телефонов и других устройств. Кстати, иногда высокочастотные сигналы добавляются в сеть намеренно. Например, при подключении цифровой телеприставки к сети Ethernet вместо прокладки витой пары используют адаптеры PLC (power line communication), которые на высокой частоте передают информацию по проводам силовой сети.
Нужна электрошвабра
Первыми тревогу насчёт грязного электричества забили аудиофилы и поставщики высококачественной звуковой аппаратуры класса Hi-Fi. Слаботочные аналоговые схемы, используемые в такой аппаратуре, крайне чувствительны к сетевым помехам и электромагнитным наводкам. Специально для аудиофилов были разработаны высококачественные сетевые фильтры и кондиционеры напряжения.
специальные сетевые фильтры
Помимо чисто пассивных фильтрующих систем созданы изощрённые активные кондиционеры, в которых переменное напряжение сети сначала преобразуется в постоянное, а затем - снова в переменное с эталонной частотой и идеальной формой колебаний. Это по сути высококачественные источники бесперебойного питания.
Грязное напряжение в сети может нарушать работу электронных приборов. На человека оно видимым образом не влияет, если не говорить об отдельных случаях гиперчувствительности к электромагнитным полям. Гиперчувствительные люди жалуются на головные боли, озноб, усталость, проблемы с концентрацией внимания и памятью. Обычно эти симптомы обнаруживаются вблизи вышек сотовой связи и высоковольтных линий электропередачи, но могут проявиться в офисе или дома в случае сильных излучений от самой обычной электросети.
Трудно вычленить влияние отдельных негативных факторов городской жизни, таких как шум, обилие выхлопных газов, теснота, перегруженный транспорт, но вполне возможно, что за стремлением человека вырваться отдохнуть на природу кроме всего прочего стоит и подсознательное желание выйти из чрезмерно сильных электромагнитных полей.
Примечательно, что в сложившейся ситуации никто не виноват - ни производители светодиодных ламп, ни владельцы солнечных и ветровых электростанций, ни поставщики услуг Интернета и цифрового телевидения. Просто сменились технологии и мы стали иначе использовать электроэнергию. Возможно, проблема решится или хотя бы смягчится с внедрением распределительных сетей постоянного тока, о которых «Энерговектор» уже рассказывал читателям. Есть надежда и на распространение систем связи, использующих эффект квантовой запутанности. Таким системам вообще не нужны несущие радиочастоты.
Срочные меры
Некоторые компании пытаются помочь людям улучшить качество сетевого напряжения в домах и заодно заработать, предлагая услуги по оценке загрязнённости электричества и специальные «чистящие» электрические приборы. Так, американская фирма Satic из штата Монтана разработала фильтры Power Perfect Box. Один из пользователей такого фильтра, Майкл, пишет: «После установки устройства я прошёлся вдоль розеток с широкополосным измерителем электромагнитных излучений Green Wave. И выяснил, что благодаря фильтру шумы снизились примерно на 25%. Надеюсь, он не только сократит вредные излучения, но и снизит энергопотребление домашних электроприборов благодаря коррекции коэффициента мощности. В инструкции также сказано, что Power Perfect Box содержит схемы защиты от импульсов и перенапряжений, значит, я смогу избавиться от удлинителей с фильтрами. Мой электрический щиток уже был забит, так что мне пришлось установить дополнительный малый щиток с тридцатиамперным автоматом».
Разработчики Power Perfect Box утверждают, что пользователь их устройства не только сэкономит энергию, но и получит несколько полезных эффектов: продлит сроки службы домашних электроприборов, снизит их паразитное тепловыделение и улучшит собственное самочувствие.
Стоит отметить, что подобные изделия устраняют лишь ту часть загрязнений, которая поступает из внешней сети и, возможно, создаётся инверторами солнечной энергоустановки на крыше. Чтобы эффект не сошёл на нет, потребитель должен пользоваться электроаппаратурой высокого качества и понимать, какие помехи создают в сети диммеры и другие импульсные устройства.
Читайте другие наши материалы
