15 лет назад 4 января 2004 в 4:13 127

В России о проблемах электропитания знают все. При этом аппаратуры, для которой критически важно качество электричества в розетке, у населения все больше, а качество этого самого сетевого электричества все ниже: мощности электростанций не хватает, износ инфраструктуры растет.

Специальные исследования показали, что обычный компьютер ежемесячно испытывает воздействие более 120 различных аномалий в сети электропитания. Последствия этих аномалий – от простого зависания клавиатуры и ускоренного износа электронных компонентов до сгорания материнской платы или винчестера и потери важных данных, стоимость которых во много раз может превысить стоимость самого компьютера.

Если не брать в расчет проблемы, связанные с внезапным отключением электричества вообще (от них может избавить только источник бесперебойного питания), а рассматривать лишь “мусор”, который непрерывно сыплется из наших розеток, то можно говорить о четырех аномалиях: импульсы напряжения, высокочастотная (ВЧ) помеха, пониженное и повышенное напряжение.

Импульсы напряжения проходят по сети из-за обычного кратковременного отключения электропитания или молниевого удара вблизи внешнего кабеля. При длительности от наносекунд (10-9) до микросекунд (10-6) они могут достигать амплитуды в несколько тысяч вольт и, разумеется, представляют серьезную опасность для электронных компонентов.

Причиной ВЧ-помех (радиопомехи, шумы) является, как правило, работа электромеханического оборудования, электротранспорта или лифтов. Эта помеха обладает высокой проникающей способностью, и, хотя к этой аномалии наиболее чувствительна воспроизводящая аппаратура, сбои от ее воздействия возможны и в работе компьютера.

Пониженное напряжение – наиболее распространенная проблема электропитания, составляющая не менее 87% от общей доли различных неполадок в сети. Виной тому элементарный дефицит электроэнергии, особенно типичный для зимних месяцев. Длительная работы электроники в условиях пониженного напряжения приводит к ускоренному износу компонентов, а в отдельных случаях возможна не только серьезная поломка, но и возгорание устройства.

Последняя беда нашей электросети – повышенное напряжение. Очень часто это следствие аварийного состояния проводки в домах или ошибок персонала (скажем, пьяный электрик бросил соседнюю фазу на нулевой провод или на землю). Окисление контактов и отсоединение общего нулевого провода может стать причиной того, что напряжение в розетке возрастет до 380 В. Для подавляющего большинства электронных приборов такое напряжение станет фатальным. Кроме того, в подобных случаях очень высока вероятность пожара.

У кого-то может возникнуть вопрос: “Ну хорошо, пусть так, но ведь большая часть современной аппаратуры допускает работу при значительных отклонениях напряжения сети от номинального? Так к чему беспокоиться?” Ответим. Срок службы практически всех электронных компонентов определяется значением электрической и тепловой нагрузки.

Как правило, все электронные устройства спроектированы так, что оптимальные электрические и тепловые нагрузки элементов имеют место при номинальном напряжении. Когда напряжение увеличивается, возрастают и электрические нагрузки компонентов аппаратуры, что приводит к сокращению срока их службы. Уменьшение напряжения встроенный блок питания компенсирует за счет увеличения потребляемого тока, в результате чего увеличивается и температура компонентов внутри корпуса устройства.

Повышенная температура, как и повышенное напряжение, значительно сокращает срок службы многих элементов, особенно электролитических конденсаторов, которыми напичканы любые электронные устройства. Поэтому специалисты рекомендуют поддерживать напряжение питания в пределах 10% от номинала, несмотря на то что в спецификации устройств часто указывается более широкий диапазон. Что мы получим взамен? Как минимум – больший срок службы аппаратуры.

Если все сказанное выше не произвело на вас никакого впечатления, дальше читать не стоит, поскольку ниже речь пойдет о сетевых фильтрах и стабилизаторах напряжения, призванных уберечь нас от проблем с питанием.

СЕТЕВЫЕ ФИЛЬТРЫ

Первые сетевые фильтры появились в военно-промышленном комплексе лет 50 назад и предназначались для защиты спецоборудования от наводок электромагнитных импульсов при ядерном взрыве. Классический сетевой фильтр служит для защиты от высокочастотных и импульсных помех и может быть представлен в виде двух блоков – блока ограничителя и блока подавления помехи. Блок ограничителя состоит из варисторов – элементов, которые способны пропускать через себя импульсный ток более 100А, рассеивая при этом энергию импульса и ограничивая его амплитуду до безопасного уровня.

Блок подавления высокочастотной помехи – не что иное, как широкополосный фильтр (LC-фильтр) нижних частот, который беспрепятственно пропускает ток промышленной частоты (50 или 60 Гц) и не пропускает более высокочастотные токи помех. Параметры элементов этого фильтра обычно оптимизируются исходя из лучшего согласования характеристик сети и нагрузки.

Естественно, ни один сетевой фильтр не обходится без предохранителей: плавкий предохранитель быстро обесточивает розетки фильтра в случае короткого замыкания, а термобиметалический предохранитель предотвращает перегрузку прибора и защищает комнатную проводку от повреждения.

Если же к сетевому фильтру добавить блок автоматического отключения, то мы получим чуть более совершенную и надежную конструкцию. Дело в том, что предохранители могут сработать при повышении напряжения сети до 300 В, автоматический же выключатель обесточит розетки фильтра гораздо раньше и сохранит работоспособность подключенной аппаратуры.

СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
Еще более совершенными устройствами являются современные стабилизаторы напряжения. Это, как правило, более сложные устройства, выполняющие одновременно несколько функций: сетевую фильтрацию, автоматическое отключение при высоком напряжении и выравнивание напряжения сети до номинального значения. Такой комбинированный прибор не спасет нас лишь от длительного исчезновения питания, но все остальные неприятности, включая повышенное и пониженное напряжения, легко возьмет на себя.

Практические рекомендации
Если вы не работаете со слишком серьезными данными и не хотите тратить деньги на источник бесперебойного питания (UPS), приобрести хороший сетевой фильтр или стабилизатор напряжения все же будет совсем не лишним.

При выборе этих устройств первое правило – не гоняться за дешевизной. Настоящий сетевой фильтр не может стоить дешевле 300 рублей, и для защиты дорогостоящей аппаратуры лучше покупать фильтр известного производителя с функцией автоматического отключения напряжения.

Если же вы решили приобрести стабилизатор напряжения – обязательно посмотрите в паспорте изделия, есть ли сетевая фильтрация и аварийное отключение при перегрузке и высоком напряжении. Кроме того, необходимо проверить, какой диапазон выходного напряжения поддерживает выбранное устройство: в идеале разброс не должен превышать 5-7% от номинального, что обеспечит максимально долгую жизнь аппаратуре.