Компьютер и электросеть: что нужно знать

Доброго времени суток, дорогие читатели. На наших страницах было много сказано о защите компьютера от вирусов, spyware и вообще безопасности. Всё это поможет Вам в защите данных, но, к сожалению, далеко не всегда защитит железо компьютера. Особенно актуален вопрос о защите от скачков напряжения и других неприятных проблем наших электросетей.

Так вот, дабы Ваш железный друг не пострадал от низкого качества электроэнергии в России (особенно в сельской местности) стоит следовать некоторым рекомендациям. Именно о них мы сегодня и поговорим, а также о ряде устройств, которые помогут защититься от проблем с электросетью. Причем это поможет Вам защитить не только свой компьютер, но и любые другие электронные устройства, бесчисленное разнообразие которых наблюдается в наших домах.

Заранее предупреждаю, что тема далеко не для всех, несколько общая, непривычна для тематики ресурса, да и статья написана не совсем привычным языком, хотя и  знакомым для Вас автором и бывшим членом команды. И все-таки ознакомиться стоит, ибо полезно.

Понеслась!

Заземление - основа всему

Начнем с самого простого, что должно быть не только на розетках для компьютеров, но и вообще на всем, что использует электричество, - с  заземления. По каким-то неведомым причинам большинство электриков заземление не любят и всячески стараются не делать его, даже если для этого созданы все условия.

Начнем с того, что же это такое. Упрощенно говоря, это третий провод (помимо фазы и ноля), приходящий на вашу розетку к специальному заземляющему контуру (см. рис 1) и уходящий в электрощиток (см. рис 2) на специальную клемму и уже затем в землю.

Как определить, есть ли у Вас заземление? В принципе, сами Вы можете только посмотреть, есть ли заземляющий контур в розетке, а также подключена ли туда третья жила в проводе (она, как правило, желто-зеленого цвета), однако проверить совсем точно можно только с помощью тестера (он же ПИН). Покупать оный ради одной розетки довольно глупо, а по сему лучше об этой услуге попросить электрика, если он забредет к Вам домой :)

Но если у вас есть ПИН, то все можно сделать самому. Вот алгоритм действий:

• Вставляете ПИН в оба отверстия в розетке, если лампочка загорелась, значит напряжение на розетку приходит;
• Вытаскиваете один щуп ПИНа и касаетесь им заземления. Если лампочка загорелась, то заземление у вас есть, а если нет, выполняем следующий пункт;
• Вставляете щуп обратно и вытаскиваете второй, снова касаетесь заземления - если лампочка загорелась, то заземление есть,  в обратном случае заземления нет.

Для чего это нужно?
Если в электроприборе с металлическим корпусом провод (фаза) отошел (отгорел, отвалился) и коснулся корпуса, то при отсутствии заземления при касании Вас может ударить током (смертельно или нет - как повезет), но если у вас есть заземление, то ток с отошедшего провода пойдет в землю (в буквальном смысле слова). Это вызовет перегрузку (перегрузка кратковременная) в сети, от чего сработает автоматический выключатель (автомат). Вот так простой провод может спасти Вам жизнь :)

Еще проще обстоят дела с компьютером. Если у вас качественный блок питания (статья о его выборе - Вся правда о блоке питания. Скупой платит дважды), то вероятность того, что какой-то провод отойдет и коснется корпуса, очень низка. Но при работе компьютера могут возникнуть и другие проблемы, связанные с электричеством:  статический заряд (довольно сильный), пробой через пыль и много другое. Всё это может нанести существенный вред Вашему компьютеру, и от всех этих неприятностей может зависнуть/слететь система, сгореть usb или сетевая карта. Вот для того, чтобы снять лишний заряд и предотвратить эти неприятности и нужно заземление.

Немного о сетевых фильтрах. "Пилоты" бывают разные

Очень рекомендуется для подключения любой электроники в электросеть использовать сетевой фильтр, в обиходе – пилот. Название "пилот" пошло от первых сетевых фильтров компании "Пилот", однако по своей сути сетевыми фильтрами они не являлись. Это были скорее удлинители с лампочками. С тех пор прошел не один десяток лет, но и на современном рынке появляются подобные "удлинители с лампочками" :)

Чтобы Вы не попались на этот крючок, ниже я попытаюсь объяснить, на что нужно обращать внимание при покупке сетевого фильтра.

Зачем нужен пилот. Сетевой фильтр предназначен для защиты цепей электропитания электронной аппаратуры от трех видов помех в электросети:

• Всплески напряжения;
• Импульс напряжения;
• Шумовые помехи.

Проще говоря, если по электросети пойдет напряжение больше 220V, то сетевой фильтр защитит Ваш компьютер от него.

Критерии выбора.
Для любого сетевого фильтра должны быть следующие параметры:

1. Номинальное напряжение / частота -  220 V/50 Гц.
   В США и европейских странах используется частота 60 Гц, в России 50 Гц. А посему будьте осторожны, не ошибитесь. Это сложно, но возможно.
2. Максимальный ток нагрузки.
   Дабы выбрать правильную цифру, нужно посчитать, какой ток Ваша электроника потребляет. Высчитывается по формуле: I=P\U где I – сила тока, P – мощность электроприбора, U – напряжение сети. Потребляемая мощность Вашего компьютера написана либо на блоке питания, либо в руководстве. Если ни там, ни там нет, ищите описание Вашей модели в интернете. Как вы знаете, напряжение в нашей сети равно 220 вольт, хотя я все больше убеждаюсь, что эта цифра для наших реалий очень условна. И не редкостью является наличие 240 вольт в сети, а то и большего значения, если речь идет не о крупных городах. Ситуация неприятная, я бы даже сказал, вредная, но для решения подобных проблем нужно использовать стабилизатор напряжения.
3. Ослабление импульсных помех (максимальный импульсный ток помехи).
   Что же такое импульсные помехи? Это когда из-за неких переключений, аварий, отключения потребителей и так далее в электрической сети происходит кратковременный скачек напряжения, причем оно возрастает в сотни раз и на доли секунды. Но даже этой доли секунды хватит, чтобы нанести вред Вашему компьютеру. Пример таких параметров: 4 кВ – 5/50 нс не менее 10 раз или 4 кВ – 1/50 мкс не менее 4 раз. Расшифровать все это можно так: Ваш сетевой фильтр сможет выдержать десяток импульсов в 4 киловольта (4000 вольт), если они длятся пять пятидесятых наносекунды и четыре импульса в 4 киловольта, которые длятся одну пятидесятую микросекунды.
4. Ток помехи, выдерживаемый ограничителем.
   Это токи, которые возникают при перегрузках. Их значение выражается в килоамперах. Ограничитель либо плавкий, либо автоматический.
5. Максимальная поглощаемая энергия.
   В дешевых моделях поглощается только фаза, а в более дорогих фаза, ноль и земля. Обозначается в джоулях.
6. Уровень ограничения напряжения при токе помехи.
   В данном параметре ± 100V не критично.
7. Ослабление высокочастотных помех.
   Наверняка у вас были случаи, когда сосед включил дрель, и на Вашем экране телевизора возникли помехи. Они возникают из-за высокочастотных помех в электросети. Данный параметр показывает, насколько хорошо сетевой фильтр сглаживает помехи в электросети на определенной частоте. Например, 0,1 МГц - 7 дБ, 1 МГц - 12,5 дБ, 10 МГц - 20,5 дБ. Чем большее значение дБ (децибел), тем больший уровень помех сможет поглотить фильтр.
8. Потребляемая мощность. Это мощность, которую потребляет сам сетевой фильтр. В дорогих моделях эта единица будет несколько больше, потому как лучшая защита требует больших энергозатрат.

Теперь подведем небольшой итог. Не стоит экономить на покупке сетевого фильтра. Стоит он значительно дешевле того оборудования, которое может выйти из строя из-за отсутствия фильтра. Желательно покупать фильтр в специализированных магазинах компьютерной или бытовой техники, а никак не на базаре. При покупке проверьте качество сборки - хорошая сборка зачастую означает хорошее качество начинки. Что касается рассмотренных выше параметров, то чем они выше, тем лучше.

Автоматы и всё такое разное

В нашей стране, к сожалению, частенько, пусть и не всегда, экономят на защите электросети. А посему следить за этим придется самим, т.е. устанавливать качественные автоматы. Можете прямо сейчас заглянуть в свой щиток - даже непрофессионал поймет, как все плачевно. Особенно в старых домах.

Электрический автомат

Зачем ставить новые автоматы, если есть старые?
Дело в том, что эти автоматы, хотя и далеко не везде, в большинстве своём безнадежно устарели и не соответствуют никаким современным требованиям. У них низкая чувствительность и быстродействие, поэтому они могут не успеть сработать вовремя. А это может грозить плачевными последствиями для всего Вашего электрооборудования, естественно, в эту категорию входит и компьютер.

Как выбрать автомат?
Собственно, выбор происходит по двум основным параметрам: номинальному току и производителю. Номинальный ток - это уровень тока, при котором сработает Ваш автомат и отключит питание в сети, а определенные производители говорят о качестве приобретаемого автомата и о соответствии его заявленным параметрам.

Номинальный ток высчитывается по формуле: I=P\U где I – сила тока, P – мощность электроприбора, U – напряжение сети. Напряжение в наших сетях равно 220 Вольт, ну а мощность, потребляемая электроприборами, обычно указывается в документации на них. Таким образом, приблизительно просуммировав все мощности, которые потребляют электроприборы в Вашей сети и поделив это значение на 220, можно получить приблизительное значение тока. Автомат же следует брать с  запасом - мало ли что Вам захочется еще подключить в сеть :)

Что касается марок автоматов - пользуются спросом ABB или Legrand.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения - это устройства, служащие для поддержания напряжения на должном уровне. В городах применяются редко, ибо напряжение в городах энергосбытовые компании стараются, как говорится, «держать». Классная штука, хочу я Вам сказать, но весьма недешевая. Давно мечтаю о нем, но все никак не доходят руки приобрести.

Преимущества такой штуки смогут оценить люди, которые столкнулись с частыми перепадами напряжения в электросети. Это может быть по разным причинам: либо на "Вашей" подстанции какие-то проблемы, либо кто-то из соседей включил в сеть какой-то мощный прибор, либо что-то еще, вроде общей, создаваемой домом Владельцы микроволновок, особенно старых, сейчас меня поймут - не всегда за минуту микроволновка осиливает работу на полную мощность, и требуется минут пять для разогрева продукта, который раньше грелся секунд за 30. Да и все эти перепады хорошо видно по простым лампочкам - они то начинают светиться ярче, то резко сильно тускнеют. А многое оборудование очень чувствительно к подобным перепадам.

Так вот, от таких проблем Вас избавит стабилизатор напряжения, который автоматически поддерживает нужный уровень напряжения в сети.

Виды стабилизаторов:

1. Феррорезонансные – довольно устаревшие (сомневаюсь, что они еще есть в продаже), поэтому не рекомендую их использовать;
2. Электронные контактные (релейный стабилизатор) – выпускают мощностью от 500Вт до 100кВт, погрешность 8%. Диапазон напряжение 165 – 255 вольт. При работе (из-за особенностей конструкции) происходит переключение реле, что сопровождается щелчками, скачками напряжения и механическим износом реле;
3. Электронные бесконтактные – то же, что и контактный, только реле заменены семисторами. Т.е. нет щелчков и механического износа;
4. Электронные инверторные – выпускают от 100Вт до 20кВт. Погрешность 1%. Высокая стоимость!
5. Электромеханические – погрешность 3-5%. Большой минус такого стабилизатора в стирании графитового щетко-ролика (через пару лет требует замены). Так же требует регулярной чистки от графитовой пыли.

Основные характеристики стабилизаторов:

1. Диапазон входного напряжения – минимум и максимум напряжения, которое данный стабилизатор способен преобразовать до 220 вольт;
2. Номинальная мощность – мощность, которую данный стабилизатор может выработать. Пишется в киловаттах - кВ либо же в вольт амперах - В * А. Дабы приблизительно перевести в привычные ватты, величину вольт ампер надо умножить на 0,7;
3. Перегрузочная способность -  обозначается в  вольтах – показывает, как долго стабилизатор может "тянуть" перегрузку;
4. Режим Bypass (байпас) – есть или нет. Этот режим позволяет переключить питание напрямую от сети не отключая стабилизатор. Требуется для чистки, проведения технического осмотра, ремонта и пр.;
5. Блок индикации – снимаются показатели напряжения токов на входе и выходе. Его наличие зависит от модели и стоимости;
6. Погрешность стабилизации – важная вещь, особенно для электроники. Предположим, что стабилизатор выдает 220 вольт с погрешностью в 8%, следовательно, напряжение на Ваш компьютер может колебаться от 202,4 до 237,6. Поэтому для чувствительной электроники требуется низкий процент погрешности;
7. Система охлаждения – естественная и принудительная (с куллером и без);
8. Степень защиты – обозначается как IP. Не путать с IP-адресом :) Ingress Protection Rating — система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твёрдых предметов и воды, то бишь следует выбирать в соответствии с условиями места, где будет храниться Ваш стабилизатор;
9. Количество фаз – для быта хватит и одной. Для промышленного или большого дома\участка может потребоваться три (собственно, смотрите, сколько фаз приходит к Вам в дом\на участок).

Ну и конечно КПД (вспоминаем физику), габариты, масса и прочие приблуды, которые производитель туда запихал.

Источник бесперебойного питания

Ну вот мы и добрались до самого интересного, хотя сегодня эта тема не будет рассмотрена достаточно глубоко, но в некоторой степени-таки окажется раскрытой, так сказать, ради начинания и возможности распробовать ее на зуб.

Источник бесперебойного питания, он же ИБП, он же УПСник (UPS - Uninterruptible Power Supply). Предназначен для снабжения электрооборудования бесперебойным питанием в пределах заданной нормы.

Если говорить по-простому, то после отключения питания ИБП еще некоторое время за счет собственных аккумуляторов поддерживает нужное напряжение на подключенных к нему устройствах, благодаря чему становится очень полезным именно для компьютеров. Он не только защищает "железо" от различных проблем электросети (кроме поддержания напряжения после отключения, ИБП еще может его стабилизировать в определенных рамках, тем самым выполняя функцию локального стабилизатора напряжения, правда, это актуально не для всех типов), но и позволит сохранить важные не сохраненные данные, которые можно потерять при внезапном отключении источника питания из розетки. Короче, спасает при апокалипсисе и дает возможность выключить компьютер в течение некого количества минут.

Какие виды ИБП бывают:

1. ИБП off-line – простые ИБП, зачастую используются для домашних ПК. Во время отключения напряжения в сети источником питания становится аккумулятор. Время переключения в среднем 2 – 20 миллисекунды. Большинство современных блоков питания рассчитаны на такие провалы напряжения, однако старым компьютерам это может навредить, хотя и редко. Достоинства - сравнительно небольшая цена и условно большой ресурс аккумуляторов;
2. ИБП Line-Interactive – то же, что и off-line, но со встроенным стабилизатором напряжения. Имеются в наличии дополнительные фильтры и встроенный автомат.
3. Delta Conversion (дельта технология) – довольно сложная система, заключается в преобразовании тока в переменный, затем снова в постоянный, затем этот ток добавляется в основной сети, таким образом поддерживается стабильное напряжение.
4. ИБП on-line – подобные ИБП дают высокую надежность, так как компьютер вовсе не связан с электросетью. Заряжают аккумуляторы, а уже эти аккумуляторы питают компьютер. Что позволяет избавиться от проблем с плохим качеством электросети. Недостатки: высокая стоимость, ресурс аккумуляторов намного меньше чем у off-line.

Есть несколько параметров, на которые стоит обращать внимание при покупке:

1. Погрешность - отклонение от номинального входного напряжения. Выражается в процентах. Чем меньше этот параметр, тем лучше;
2. Время переключения – чем быстрее, тем лучше;
3. Время автономной работы - чем больше, тем лучше, но тем дороже сам ИБП и аккумуляторы к нему;
4. Суммарная мощность нагрузки – мощность, которую способен выдавать блок питания в течение заданного промежутка времени;
5. Тип предохранителя – плавкий или восстанавливающийся\автоматический. Тут все просто: плавкие придется менять, автоматические засовывать обратно в ИБП.

Если вы выбираете источник бесперебойного питания для своего компьютера, то главное - не прогадать с его суммарной мощностью. Нужно посчитать, сколько приблизительно потребляет Ваш монитор и системный блок и взять на мощность повыше, чтобы был запас по времени. Совсем в двух словах по этой теме все. Ныне готовится отдельный материал тысяч на 20-30 символов со всеми нюансами, как обычно это бывает по теме "критерии выбора".

Послесловие

Вот как-то так получается. Возможно, слишком много разных параметров и умных слов. Возможно, очень поверхностно, недостаточно понятно и не для всех подробно.. Но.. не забывайте, что соблюдение мер предосторожности поможет Вам сохранить в целости и сохранности свой компьютер. Не обязательно, прочитав статью, сделать сразу все, что в ней рекомендуется. Но, как минимум, подумайте над вопросом и хотя бы в мыслях примерно выберите то, что подходит для Вас и над чем стоит, как говорится, "заморочиться".

P.S. За существование данной статьи спасибо бывшему члену команды Proxy