Как типичные проблемы электроснабжения влияют на компьютерную технику?
Рассмотрим, как сетевые перепады и другие характерные для отечественной энергосистемы проблемы влияют на компьютерную технику.
| Проблема напряжения | Причина и место возникновения | Влияние на компьютерную технику |
| Кратковременное падение (провал) |
Серьёзные провалы обычно возникают при перегрузках сети, вызываемых включением мощной нагрузки или пиковым потреблением. Жильцы городских квартир сталкиваются с этой проблемой реже, чем владельцы частных домов, где одновременно могут включаться несколько электроприборов с большой потребляемой мощностью: насосная станция, электронагреватель, деревообрабатывающий станок и т.д. Знакома эта проблема и людям, живущим рядом с крупными предприятиями. Для них кратковременное снижение сетевого напряжения – следствие запуска расположенного по соседству мощного промышленного оборудования.
|
Просадка сигнала ниже допустимой для БП границы приводит к его отключению, и, соответственно, к отключению изделия, в состав которого данный БП входит. В случае компьютера или сервера это чревато аварийным завершением рабочего сеанса, что может повлечь потерю всех несохраненных данных в открытых документах и запущенных программах. |
| Кратковременный скачок (всплеск) |
Чаще всего возникает при отключении от сети мощных потребителей и длится от долей секунды до нескольких секунд. Разнообразные сетевые аварии также находятся и в списке причин, приводящих к скачкам напряжения. Они соседствуют с перекосом фаз, коротким замыканием, ударом молнии (как в линию электропередач, так и вблизи здания). |
Скачок выше допустимой границы БП ещё более опасен. Он не только вызывает гарантированное отключение, но и часто становится причиной поломок. Может пострадать как сам БП (обычно выгорают его предохранители или варистор), так и следующие за ним по цепи модули, например, материнская плата. |
| Пониженный или повышенный сигнал |
Имеет множество причин – от несоблюдения поставщиками норм, устанавливающих качество электроэнергии, до одновременного включения большого количества потребителей. Может произойти как в сети городского квартала с многоквартирной застройкой, так и в сети загородного коттеджного поселка.
|
Отклонения, превышающие 10% от номинального значения, ведут к нестабильному функционированию компьютера и сокращению срока его эксплуатации. Стоит отметить, что даже небольшие, не проявляющиеся зрительно сетевые колебания негативно влияют на электронные компоненты компьютерной техники, снижая её долговечность, производительность и быстродействие. |
Никто не застрахован от сетевых скачков или провалов. Даже если сеть стабильна и не перегружена, то негативное воздействие со стороны окружающей среды (ураган, ледяной дождь, гроза) или человеческий фактор (вандализм, ошибка монтёра) могут привести к резкому отклонению её параметров от нормы.
Вызванное скачком или провалом напряжения незапланированное выключение компьютерной техники может привести к сбою в связанных с ней процессах или системах. Данный факт указывает на важность эффективной защиты от сетевых перепадов для управляющих ЭВМ, используемых в промышленном секторе и на различных объектах инфраструктуры.
Не менее актуальна подобная защита и для домашних или офисных компьютеров. Их гарантия не распространяется на повреждения, полученные вследствие воздействия некачественного напряжения. Ремонт осуществляется исключительно за счет владельца! Конечно, ущерб можно взыскать с энергоснабжающей организации, но данный процесс не прост и обычно подразумевает длительную судебную тяжбу с негарантированным исходом.
Некоторые пользователи считают, что для ноутбуков не требуется защита от сетевых перепадов. Однако это не так. Ноутбук имеет такой же блок питания, который используется в персональных компьютерах. Поэтому, если напряжение выйдет за его рабочий диапазон, ноутбук может точно также от этого пострадать, как и стационарный компьютер. Стабилизатор потребуется, если питание становится выше 240 В или в сети происходят резкие скачки сигнала.
Когда компьютерной технике требуется защита от сетевых перепадов?
Ответ: в случае выхода фактического сетевого напряжения из диапазона допустимого для импульсного блока питания.
Стабилизатор напряжения или ИБП: что лучше выбрать для защиты компьютера?
Стабилизатор напряжения – один из наиболее действенных средств защиты от проблем с качеством электропитания. Его функция заключается не в аварийном обесточивании цепи, а в коррекции протекающего по ней сигнала. Именно это и отличает данный прибор от реле контроля напряжения и ряда других устройств, также призванных бороться с негативными последствиями сетевых скачков и провалов.
В момент сетевого отклонения работа стабилизатора направлена не на отключение нагрузки, а на оперативное приведение питающего её напряжения к безопасной величине, а иногда и форме.
Компьютерную технику часто применяют в связке с источником бесперебойного питания (ИБП), первичное назначение которого – обеспечение автономной работы подключенного оборудования при полном обрыве или значительном ухудшении качества внешнего электропитания.
Функционал многих «бесперебойников» позволяет им нейтрализовать широкий диапазон сетевых перепадов без перехода на аккумуляторы, причём не хуже значительной части стабилизаторов, а иногда и лучше (последнее в большей мере касается ИБП онлайн типа). Однако для применения с компьютерами, серверами часто выбирают бюджетные офлайн ИБП. Упрощённая схема данных устройств не позволяет им корректировать входной сигнал. Возможен только переход на аккумуляторы, осуществляемый при выходе сетевых параметров из допустимого для устройства диапазона (он может быть уже, чем аналогичный диапазон современного компьютерного БП).
Использование офлайн ИБП в условиях нестабильной сети – не лучшее решение, так как постоянные переключения в автономный режим быстро израсходуют рабочий ресурс его батарей. Иногда владельцу для того, чтобы хоть как-то сократить их число приходится защищать с помощью стабилизатора сам «бесперебойник».
Современный ИБП, бесспорно, обеспечит функционирование компьютерной техники при отсутствии питания на промежуток времени, продолжительность которого зависит от ёмкости используемых аккумуляторов. Однако аварии с полным отключением электропитания в энергосистеме встречаются не часто, особенно в городах и на крупных промышленных предприятиях. Скачки до смертельных для большинства компьютерных БП 250-260 В являются проблемой более распространённой, но её решение можно доверить качественному стабилизатору.
Использование стабилизатора для защиты компьютерной техники от сетевых перепадов – рационально и экономически обоснованно. Даже если стоимость прибора совпадает или немногим больше стоимости одинакового или близкого по мощности «бесперебойника», то его дальнейшая работа не подразумевает трат, связанных с периодической заменой аккумуляторных батарей.
Сопоставимую со стабилизатором цену обычно имеют только самые простые офлайн ИБП китайского производства. «Бесперебойники» более высокого класса дороже равноценного по мощности стабилизатора!
Инструкция по подбору стабилизатора для компьютера
Для выбора потребуется выполнить следующие действия и следовать указанным в таблице рекомендациям.
| Действие | Описание | Рекомендации |
| Узнать, какое качество питания в сети |
Для точного определения, в каком диапазоне изменяется сигнал, потребуется выполнить его замеры в течение нескольких дней и в разное время суток с помощью мультиметра или вольтметра. Если их нет, то можно визуально определить, есть ли в сети скачки напряжения. Например, при колебаниях яркости освещения, самопроизвольном изменении выходной мощности техники, внезапному её отключению, перегрузке или «уходе в ошибку», можно с уверенностью сказать, что в сети происходят перепады напряжения. |
Диапазон работы прибора должен быть шире, чем возможные сетевые отклонения. Если их измерить не удалось, то лучше выбрать устройство с наиболее широким диапазоном входного напряжения. Если в сети бывают резкие перепады и скачки, важно подобрать модель, способную быстро реагировать на данные отклонения, иначе она не будет успевать корректировать поступающий сигнал и на нагрузку пройдет некачественное напряжение.
Гармонические искажения никак не влияют на работу персонального компьютера. Однако при использовании, например, роутера при искаженной синусоиде вероятны кратковременные обрывы передачи сигнала. Поэтому в этом случае необходимо, чтобы стабилизатор мог корректировать форму напряжения.
|
| Рассчитать суммарную потребляемую мощность подключаемой нагрузки | Для расчёта потребуется сложить вместе потребляемую мощность каждого подключаемого устройства | Выходная мощность стабилизатора должна быть больше суммарной потребляемой мощности подключаемого компьютерного оборудования примерно на 20-30%. |
| Определить место и способ установки стабилизатора | Он должен устанавливаться в сухих, непыльных и хорошо проветриваемых помещениях. Во время его работы не должно создаваться препятствий системе охлаждения, иначе устройство будет постоянно перегреваться и уходить в защиту, что чревато отключением нагрузки. |
В магазинах можно найти несколько типов, отличающихся по способу установки: навесной или настенный, напольный и стоечный. Для компьютерной техники в основном приобретают напольный вариант. Его устанавливают рядом с системным блоком ПК на полу или на столе. Стоечный корпус используют, если есть телекоммуникационный шкаф или стойка. Компактность корпуса также имеет значение. Например, электромеханические модели часто являются громоздкими, из-за чего не всегда бывает удобно их разместить рядом с компьютерной техникой. При определении места установки стабилизатора учитывается уровень издаваемого им шума. Некоторые типы устройств во время своей работы издают характерный звук, который может вызвать дискомфорт у пользователей. Поэтому их устанавливают только в коридорах или технических помещениях. |
| Выбрать тип стабилизатора | От типа стабилизатора будет зависит качество его выходного сигнала и эффективная работа компьютерного оборудования. |
После того, как выяснено качество сетевого напряжения, рассчитана суммарная мощность нагрузки, определено место её размещения и собраны требования к техническим параметрам и функционалу стабилизатора (диапазону стабилизации, скорости реакции на скачки, возможности корректировать форму сигнала, выходной мощности, способу установки и уровню шума) можно переходить к выбору его типа и конкретной модели. Об этом подробнее в следующих разделах. |
Какой тип стабилизаторов оптимален для защиты компьютера?
В магазинах можно найти стабилизаторы четырёх разновидностей: электромеханические, релейные, электронные и инверторные – между собой они отличаются электрической схемой, базовым принципом работы и, что наиболее важно, рабочими характеристиками.
Сравнение их основных технических характеристик представлено в таблице ниже.
| Тип | Принцип регулирования | Время реакции, мс | Диапазон входного сигнала, В | Точность стабилизации, % | Коррекция искажений сети | Коррекция входного коэффициента мощности | Реакция на резкие перепадах входного сигнала, В | Автономное питание нагрузки, мс |
| Инверторный | непрерывное | 0 | 90-310 | 2 | есть | есть | 220/230 (без изменения) | 200 |
| Релейный | дискретное | 10-20 | 120-276 | от 5 до 10 | нет | нет | скачки до 330 | - |
| Тиристорный, симисторный | дискретное | 5-20 | 120-276 | от 5 до 10 | нет | нет | скачки до 330 | - |
| Электромеханический | плавное | >100 | 130-276 | 2-3 | нет | нет | скачки до 330 | - |
Диапазон стабилизируемых сетевых отклонений у релейных и электронных моделей уже, чем границы напряжения, допустимого для БП компьютерной техники. Это приведёт к её отключениям при не самых критичных колебаниях и значительно усложнит эксплуатацию компьютера или сервера в сетях с частыми перепадами.
В электромеханических моделях входной диапазон шире, однако свойственная их схеме пониженная скорость срабатывания приводит к трансляции части входного отклонения на выход.
Инверторные стабилизаторы наиболее сбалансированы. Они одновременно обладают:
- широким диапазоном стабилизации (превышает допустимый диапазон компьютерного БП);
- максимальным быстродействием – уникальная скорость срабатывания (0 мс) обеспечивает мгновенную стабилизацию сетевого отклонения;
- способностью питать подключенную нагрузку при пропадании внешней сети (время поддержки до 200 мс);
- высоким качеством выходного сигнала – максимально приближено к номинальному (± 2%) и всегда сохраняет форму идеальной синусоиды.
Последнее позволяет использовать стабилизатор, изначально приобретённый для изделия с импульсным БП, с другим более чувствительным к входному напряжению оборудованием, например, газовым котлом или холодильником.
Стабилизаторы напряжения для компьютера от бренда «Штиль»
ГК «Штиль», российский разработчик и производитель, предлагает инверторные стабилизаторы для компьютера нового поколения. К ним относятся:
- настенные стабилизаторы с выходной мощность 0,35-3,5 кВА;
- напольные/стоечные стабилизаторы серии RT с выходной мощностью 1-3,5 кВА.
