Как справиться с перепадами напряжения

Получая ровный, «чистый» ток, ваше оборудование будет работать, пока морально не устареет.

8 декабря 2000 г. — на Манхэттене грустно и противно. Холодно. Снег. (Предупреждение! Далее будет банальность.) Ветер меланхолии выдувает остатки разума. (Конец банальности.) Однако не только погода делает этот день таким... «неординарным». Сегодня двадцатая годовщина убийства Джона Леннона. И похоже, что сегодня не мой день... Мало того, в течение дня напряжение в электросети прыгает несколько раз. Лампы в зданиях то и дело мигают, тускнеют, гаснут, но через некоторое время снова загорались. Ближе к вечеру отключения света становятся чаще и продолжительнее. Мой верный ИБП Minuteman MBK 680, занимающий маленький уголок пространства позади процессорного блока, выручал меня раз пять в течение этого ненастного дня.

Итак, моя работа не пострадала потому, что мой компьютер защищен с помощью ИБП. Долгие часы напряженного труда не оказались потрачены впустую из-за неполадок в энергоснабжении, информация на моем жестком диске осталась в целости и сохранности. Однако люди, не использующие подобного оборудования, не застрахованы от потери данных. Кроме того, они даже могут не узнать, что у них появились проблемы — случившееся обнаружится позже. Это может быть невосполнимая потеря данных, повреждение системной платы компьютера или его жесткого диска. Неприятные сюрпризы, не правда ли? Вывод: необходимо соблюдать осторожность и не допускать подобных событий.

Данная статья представляет обзор устройств, с помощью которых вы можете предотвратить подобную ситуацию так же, как это сделал я сам, — и быть защищенными от катаклизмов в сетях энергоснабжения.

Конечно, можно просто сказать: «Оборудование электрозащиты оправдывает себя». А можно и привести в пользу этого довольно веские аргументы. В соотношении стоимости защищаемого и защищающего оборудования, как правило, последнее представляет малую величину. Другими словами, телефонные станции, серверы и иное оборудование значительно дороже, чем применяемые для их защиты источники бесперебойного питания. Ну а самое главное — все серьезные производители сетевых фильтров и ИБП гарантируют, что защищаемое их продукцией оборудование не пострадает от скачков напряжения. Если же такое случится, то они готовы заменить его, будь то телефонная станция или мышь.

КАК ОНИ РАБОТАЮТ

Защита от перепадов напряжения — главное предназначение оборудования защиты по электропитанию, так называемых фильтров напряжения. Защита осуществляется путем подавления всплесков или спадов электрического тока до того, как он достигнет оборудования, посредством шунтирования его на заземление, как правило, с помощью металлооксидного варистора. Другой способ защиты — использование в фильтре индуктивности, т. е. не разовый сброс всего скачка напряжения на землю, а постепенно, как бы «по частям».

Оборудование защиты характеризуется так называемым «пределом фиксации» — максимальным уровнем напряжения, пропускаемым к защищаемому оборудованию. Естественно, чем ниже «предел фиксации», тем лучше защита. Как только всплеск напряжения достигает определенного уровня, фильтр вступает в дело и «срезает» его, предотвращая повреждение защищаемого оборудования.

Существует несколько видов нарушений нормальной подачи электроэнергии. Кратковременные всплески напряжения, как правило, длятся от нескольких наносекунд до нескольких миллисекунд. Пик — это всплеск напряжения, который длится в течение одного цикла (имеется в виду один цикл 60-герцевого колебания), но может достигать 6000 В. Большинство же электроприборов рассчитано на работу с напряжением от 110 до 220 В.

Если всплеск напряжения очень большой, то фильтр, подобно плавкому предохранителю, скорее отключит подачу питания на оборудование, чем допустит его порчу.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ

Кроме защиты от перепадов напряжения некоторые фильтры способны защитить оборудование от кондуктивных электромагнитных радиопомех (Electro-magnetic Interference, EMI) и от высокочастотных помех (Radio Frequency Interference, RFI). Источниками таких радиопомех могут быть радиоприемники, моторы, кондиционеры, офисное оборудование. В результате качество телефонной связи снижается, а монитор может вести себя так, будто вы неправильно выставили для него частоту. Помехи могут совсем прервать подачу нормального электропитания к офисному оборудованию.

Степень фильтрации помех указывается с помощью коэффициента ослабления шума, например 100:1 или 50:1. Чем больше коэффициент, тем лучше срабатывает защита. Для некоторых продуктов эффективность данного типа защиты оценивается в децибелах для какой-то конкретной частоты, например 70 дБ для частоты 100 МГц. Чем это число больше, тем лучше.

Качественные фильтры поддерживают еще одну функцию — встроенную диагностику линии подачи напряжения. Она важна в том случае, если вы только въезжаете в новый офис. Как правило, большинство проблем случается по причине неправильно установленного заземления или вообще из-за отсутствия такового. Поскольку для сглаживании скачков напряжения фильтры используют заземление, они мало пригодны при его отсутствии.

ДРУГИЕ ТИПЫ ФИЛЬТРОВ

Фильтры защиты от перепадов напряжения не обеспечивают комплексной защиты оборудования. Если необходима комплексная защита, ваш арсенал должен включать в себя еще два вида устройств с аналогичными функциями.

Фильтр телефонной линии. Данный фильтр защищает телефонное оборудование от скачков напряжения в телефонной линии. Телефонные фильтры в последнее время все чаще интегрируются в фильтры питания, но выполняют также другие задачи и могут поставляться как отдельные устройства с интерфейсами RJ-11 или RJ-45.

Поскольку телефонные фильтры работают с напряжением, характерным для телефонных линий, они имеют более высокий предел фиксации. Параметры EMI и RFI в данном случае не имеют смысла, поскольку передаваемые по линии сигналы факса или модема представляют для таких фильтров электромагнитный шум.

Фильтры локальных вычислительных сетей. С увеличением числа локальных компьютерных сетей популярность этого вида фильтров стала расти. Как правило, такой фильтр имеет наиболее низкий предел фиксации, поскольку при отсутствии передачи данных ток на линии также отсутствует.

ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ ПРИ ПОКУПКЕ ФИЛЬТРОВ

Скачки питания воздействуют также и на периферийное оборудование. Ваш компьютер находится под угрозой, даже если системный блок подключен через фильтр, а принтер и иная периферия — нет. Поэтому при покупке следите, чтобы фильтр имел достаточное число розеток для подключения необходимого количества устройств.

Несмотря на то что большинство поставляемых сейчас ИБП имеет встроенные фильтры защиты от перепадов напряжения, в некоторых старых моделях такие фильтры отсутствуют. Если вы покупаете ИБП, не считайте, что вы автоматически получите фильтр.

Еще несколько советов:

• обращайте внимание на то, какими индикаторами оснащено устройство. Если фильтр обрабатывает слишком много всплесков, он может утратить способность надежно защищать ваше оборудование. Постоянно светящиеся индикаторы перепадов напряжения и звуковые сигналы предупредят вас о том, что устройство защиты не справляется со своими функциями;
• перед покупкой фильтра ознакомьтесь с рейтингом UL 1449. В свое время компания Underwriters Laboratories разработала свод стандартов безопасности. Стандарты описывают массу различных вещей и, среди всего прочего, регулируют характеристики работы для фильтров напряжения электросети;
• обратите внимание на так называемый «джоуль-рейтинг» (joule rating). Данный параметр указывает, как много скачков напряжения может нейтрализовать фильтр до того, как выйдет из строя. Соответственно, чем выше значение этого параметра, тем лучше фильтр;
• определите время реакции фильтра. Убедитесь, что оно достаточно мал`о и подходит для вашего оборудования (данный параметр измеряется в наносекундах).

ПЛАТА ЗА БЕСПЕРЕБОЙНУЮ ЭНЕРГИЮ

За все в жизни нужно платить. И энергия не исключение. Возьмем пример Сан-Франциско. Численность населения этого города оставалась постоянной с сороковых до середины девяностых годов и составляла примерно 750 тыс. человек. После бума Internet город пережил демографический всплеск — особенно это коснулось делового сектора. Везде, где только было можно, появлялись многочисленные офисы небольших компаний, делающих бизнес на Internet. В результате компания PG&E, владеющая монополией на энергоснабжение города, оказалась перед лицом кризиса. Одно из новых зданий на California Street по ее вине было сдано в эксплуатацию на два месяца позже, чем планировалось. Строители оправдывались тем, что в течение февраля постоянно возникали проблемы с энергоснабжением. Действительно, не имея в тот момент иного выхода, PG&E отключала некоторые сектора города для того, чтобы обеспечить энергией другие, делая это по очереди — и без предупреждения. Отключения длились всего 45 минут или час, но, это не могло не мешать нормальной работе. Скорее всего, в последующие несколько месяцев в Сан-Франциско наступит бум продажи ИБП.

Итак, за стабильную энергию лучше заплатить. Кому платить и как потратить деньги не напрасно, купив именно то, что вам нужно?

Давайте рассмотрим, что нам предлагает рынок. При этом начнем с характеристик небольших устройств, предназначенных для сектора SOHO, а затем перейдем к более крупным моделям.

BELKIN

Компания Belkin ответственно подходит к проектированию каждой модели в линейке ее продукции. Особенно хорош Surgemaster II, который защищен предохранителями, обеспечивает защиту по телефонной линии для факса/телефона/модема и даже имеет разъемы для подключения кабелей питания, вращающиеся на 3600. Устройство имеет два блока телефонных разъемов для защиты двух телекоммуникационных устройств.

FENTON

Компания Fenton Technologies предлагает продукт PowerOffice для защиты рабочих пользовательских станций и обеспечивает работу станции типичной конфигурации с 17-дюймовым монитором в течение 15 мин в случае отключения питания. Компания не рекомендует использовать PowerOffice с серверами или станциями, оснащенными большими мониторами. Кроме того, этот продукт не рекомендуется использовать с каким-либо некомпьютерным оборудованием.

Преимуществом описываемой модели являются ее небольшие размеры — например, высота составляет всего три дюйма. На панель выведены семь розеток, для которых осуществляется фильтрация напряжения. Три из них обеспечивают питание в случае отключения напряжения и поддерживаются внутренними батареями мощностью 300 ВА. Устройство обладает высоким значением джоуль-рейтинга — 1665, оснащено вращающимися розетками, портом RJ-11 для защиты модема или факса. Розетки прикрываются специальными пылезащитными крышками.

MINUTEMAN

Что я могу сказать? Добрый, старый Minuteman. Это имя восходит еще к войне за независимость — так называли тогда «войска быстрого реагирования» — и имеет 200-летнюю историю. Office Plus от Mintemen — это ИБП, который относится к линии «сообразительных малышей», обеспечивающих полную защиту вашему компьютеру и телефону, несмотря на свои небольшие размеры.

Основные характеристики: защита телефонной линии; программное обеспечение для мониторинга электропитания и своевременного безопасного выключения вашего компьютера; возможность крепления устройства на стену; возможность защиты коаксиального кабеля, используемого в бытовом оборудовании. Устройство в состоянии справиться как с бросками напряжения, так и с его отсутствием. Оно имеет восемь розеток с поддержкой фильтрации, четыре из них обеспечивают бесперебойное питание. Защита для коаксиального кабеля может крепиться к самому устройству либо отдельно на стену, как удобнее потребителю.

ИБП может использоваться для защиты небольшой телефонной станции. Батареи заменяются легко, при этом отключения питания не требуется. Гарантия на батареи — три года.

PANAMAX

Компания Panamax, имеющая довольно солидную историю — с 1975 г., — недавно представила новую линейку продукции, обеспечивающую защиту от скачков напряжения для офисного оборудования, а также домашней электроники, использующей телефонные линии. Фильтры также обеспечивают защиту аудио-, видеооборудования, использующего кабельные системы. Линейка продуктов включает:

• towerMAX KSU (70 долларов). Устройство предназначено для малого бизнеса и используется при формировании собственной небольшой системы защиты питания небольших офисных телефонных станций;
• MAX 8 TEL (60 долларов). Защита от перепадов напряжения для офисного оборудования, а также домашней электроники, использующей телефонные линии;
• MAX 8 COAX (90 долларов). Используется для защиты аудио-, видеоаппаратуры, работающей с коаксиальными кабелями;
• MAX 8 Com/Data Surge Protector (170 долларов). Расширенные функции защиты электронного оборудования. Устройство использует технологию SurgeGate Circuitry. Эта технология мониторинга состояния системы энергоснабжения позволяет обеспечить защиту от длительных перепадов напряжения;
• MAX 8 DBS+5 (150 долларов) поддерживает технологию Premier Surge Protection Technology. Устройство применяется при работе с системами спутниковой связи, в которых используются кабельные или телефонные линии;
• MAX 8 (50 долларов). Устройство использует технологию SurgeGate Circuitry, имеет восемь разъемов для подключения защищаемого оборудования.

POWERVAR

Компания Powervar производит продукцию, используемую в малых и средних компьютерных системах, серверных фермах, больших телефонных системах, системах голосовой почты или другом оборудовании, входящем в «группу риска» и требующем большей мощности питания. Являющееся одновременно низкоимпедансным преобразователем и двунаправленным фильтром шума, устройство защитит вашу систему от появляющихся скачков напряжения на линии питания. Кондиционеры напряжения обеспечивают «чистое» (т. е. без перепадов) напряжение при нагрузке до 62 А/с. Модели с выходами двух типов могут защитить как мощные системные, так и менее мощные периферийные блоки, что намного экономней, чем применение двух отдельных устройств защиты. На все модели Powervar предоставляется пятилетняя гарантия, причем как на само устройство, так и на его установку.

А теперь перейдем к более крупным устройствам.

APC

В этом секторе устройств бесперебойного питания лидером является компания American Power Conversion. В последнее время APC расширила свою линейку продуктов защиты электропитания SurgeArrest, добавив к ней встраиваемые устройства для защиты от перепадов напряжения (Surge Protection Devices, SPD). Встраиваемые SPD могут использоваться в быту на входе энергосети в здание, в электрощитах или размещаться рядом с ответственным оборудованием. SPD также могут использоваться в промышленных установках или в системах освещения производственных зданий для защиты последних от повреждений, вызванных скачками напряжения в сети или резкими внешними импульсами, например молнией.

Эти устройства устойчивы к всплескам в диапазоне от 40 кА (килоампер) до 160 кА на фазу. SPD, выдерживающий нагрузку 40 кА, имеет небольшие размеры, и его можно установить внутри большинства электрощитов. Индикатор состояния сигнализирует о возникающих в сети электроснабжения нежелательных импульсах напряжения; кроме того, устройство содержит плавкие предохранители, т. е. в том случае, если всплеск напряжения невозможно подавить, безопасность оборудования будет обеспечена его отключением. 80-килоамперный встраиваемый SPD может монтироваться на внешней панели электрощита и имеет индикаторы состояния для каждой фазы. 120- и 160-килоамперные устройства имеют средства подачи звукового сигнала тревоги и трехцветные индикаторы состояния для немедленного оповещения о сбое в сети электроснабжения, а также поддерживают EMI/RFI-фильтрацию для подавления электрических шумов. Дополнительно устройство может быть укомплектовано счетчиком всплесков напряжения и электронным автоматическим выключателем, функция которого состоит в своевременном отключении энергосети. Большинство устройств имеет заменяемые модули, что облегчает их обслуживание. Линейка SPD, начиная от 40 и до 160 кА, была разработана для применения в промышленных системах освещения и информационно-вычислительных центрах и охватывает все широко используемые типы сетей электроснабжения.

Устройства компании APC соответствуют спецификации UL1449, имеют защиту от повышенного напряжения, низкий предел фиксации и поставляются с пятилетней гарантией.

Замечание: SPD должны использоваться в комплексе с другими средствами защиты. Та же APC поставляет сетевые фильтры и ИБП, защищающие от потери питания.

ATLANTIC SCIENTIFIC

Корпорация Atlantic Scientific предлагает весьма обширный диапазон продуктов. Например, ZoneMaster 300 разработан для защиты критичных электронных систем и в состоянии обеспечивать непрерывную работу в течение длительного времени. Протестированная мощность всплеска, которую может выдержать это оборудование, достигает 300 тыс. А. Это удар молнии! Zone-Master 150 способен выдержать всплески до 150 тыс. А.

Продукты другой линейки, Zone-Sentinel, предназначены для установки в точках распределения питания, например в распределительных щитах. При совместном использовании Zone-Master для контроля входных цепей энергоснабжения, ZoneSentinel обеспечивает более чем надежную защиту вашего оборудования.

Линейка ZoneDefender разработана для использования с внутренними панелями освещения, небольшими распределительными щитами или электрощитом для отдельно организованной небольшой электросети. ZoneDefender обеспечивает защиту от всплеска до 70 тыс. А, подачу звуковых сигналов и сигналов предупреждения на центральный пульт управления.

Серия ZonePreserver предназначена для использования с критичными высокопроизводительными офисными системами большой мощности, такими, как телефонные станции, высокоскоростные принтеры и банковское оборудование.

ITW LINX

Компания ITW Linx разработала новую линейку продуктов для телекоммуникационного рынка. Название устройств линейки — 110 Ultron Protector. Устройства используются для защиты телекоммуникационных линий связи.

Устройства поставляются с опционально устанавливаемой защитой по току и поддерживают различные уровни напряжения. Линейка продуктов 110-UP2S разработана для защиты современных чувствительных телефонных станций. Высокоскоростная версия устройства 110 Ultron, 110-UP2H, используется в локальных сетях, ISDN, линиях xDSL и T-1/E-1.

Устройства защиты могут устанавливаться как на входе электросети в здание, так и непосредственно около самого коммуникационного оборудования. Время реакции на всплески напряжения в линии измеряется наносекундами.

LIEBERT

Компания Liebert недавно начала выпуск нового оборудования серии Power Protection Enclosures (PPE) для защиты устанавливаемого на вышках оборудования провайдеров сотовой связи. Устройства используются для защиты высокочувствительного оборудования сотовых сетей от опасных для них скачков напряжения, поставляются в виде отдельно стоящего шкафа и отвечают требованиям NEMA для использования вне зданий.

Полноразмерное устройство под названием Side by Side состоит из двух блоков NEMA 3R, размерами 24 х 60 х 12 дюймов каждый. Один блок содержит распределитель питания и высоковольтный фильтр, другой — низковольтные фильтры защиты телефонных линий и линий передачи данных. Секция питания имеет разъем для подключения генератора для поддержания работоспособности устройства в случае аварийных ситуаций.

Кроме того, полноразмерное устройство под названием Integral обладает всеми возможностями устройства Side by Side, но имеет меньшие габариты. Устройство включает распределитель переменного и низковольтного питания и фильтр защиты от перепадов напряжения и размещается в блоке NEMA 3R размерами 28 х 60 х 10 дюймов.

Устройство Individual Power предназначается для защиты небольших систем. Оно размещается в блоке NEMA 3R размерами примерно 22 х 43 х 9 дюймов и обеспечивает распределение переменного питания и защиту от перепадов напряжения. Как и свои старшие «собратья», устройство оснащено разъемом для подключения внешнего генератора.

PORTA SYSTEMS

Porta Systems работает на рынке энергозащиты уже достаточно давно, если быть точным — с 1969 г., и является лидером в области защиты телекоммуникационных систем. Устройство Portais Protector Packs (имеет 66 терминальных окончаний) великолепно подходит для таких систем, как офисные телефонные станции, защищает от перепадов напряжения, вызванных системами освещения, энергопитания и другими причинами. Кроме него компания выпускает модели с 6-, 10- или 25-терминальными окончаниями. Все они обеспечивают высокий уровень защиты оборудования в соответствии с требованиями телефонных компаний и других провайдеров услуг. Устройства являются масштабируемыми, что позволяет использовать именно тот вариант, который более всего подходит в данный момент, и не беспокоиться о будущем. Корпус выполнен в пожарозащитном варианте.

Другая линейка продукции компании Porta Systems — серия 24 Protector Pack. Имея 110 точек терминирования телекоммуникационных линий, устройства великолепно подходят для подключения и защиты внешней кабельной системы. Это идеальный вариант для локального распределения кабелей в зданиях с множеством офисов.

Серия разработана для обеспечения эффективной защиты при минимальном занимаемом пространстве. Устройства достаточно компактны, что облегчает обслуживание кабелей.

ИБП для российских линий