Безопасность питания ПК (в вопросах и ответах)

С приближением холодов данная тема систематически возникает на страницах компьютерной периодики. Мы не собираемся нарушать эти традиции и в дополнение к уже сказанному («Домашний ПК», # 12, 2000, «Компьютерное Обозрение», # 48, 2000) предлагаем материал, который поможет избежать множества неприятностей, связанных с вопросами обеспечения безопасного режима питания для вашей компьютерной техники.

Какие перебои случаются в сетях электропитания?

Все неполадки в энергосетях можно классифицировать примерно следующим образом: полное отключение питания, пониженное или повышенное напряжение, высоковольтные всплески, кратковременные провалы напряжения, отклонение частоты от номинального значения (50 Hz), искажение синусоидальной формы напряжения.

Почему возникают неполадки в электросетях?

Сбои в электропитании вызываются самыми различными причинами: например грозами, происходящими вблизи линий электропередачи, неустойчивой работой генераторов, авариями на подстанциях, разрывами или выгоранием проводки, плохими контактами. Кроме того, отклонения от нормы напряжения в сети возникают вследствие включения/выключения мощного электрооборудования (лифтов, сварочных аппаратов, моторов, холодильников и т. д.) или, наконец, обусловливаются электромагнитными наводками и радиопомехами от работы бытовых электроприборов микроволнового излучения или радиопередатчиков.

Чем грозят сбои в электропитании домашнему компьютеру?

Экономя на средствах защиты, вы рискуете столкнуться с серьезными проблемами ремонта техники. Затраты на их решение будут несоизмеримо выше, чем стоимость самой системы защиты

Некачественное электропитание крайне отрицательно воздействует на наших электронных любимцев. Во-первых, оно может привести к потере данных в памяти, а регулярные сбои неминуемо чреваты появлением bad-секторов на дисках (чаще всего в системной области). Во-вторых, сильные всплески напряжения способны вывести из строя блоки питания, а также некоторые микросхемы. В-третьих, систематические проблемы с электроэнергией вызывают преждевременное старение аппаратуры. Кстати сказать, нередко различные блокировки клавиатуры и «зависания» компьютера, которые, на наш взгляд, объясняются ошибками в программе, на самом деле могут быть обусловлены некачественным энергоснабжением.

Так ли уж важно заземлять компьютер? У моих знакомых, например, ПК прекрасно работает и без заземления.

Заземлять компьютер важно не только для его устойчивой работы, но и для вас самих, точнее, для сохранения вашего здоровья. Известно, что на корпусе компьютера существует потенциал порядка 100—110 В — напряжение немаленькое. Попасть под него можно, например, случайно прикоснувшись к неокрашенным металлическим частям корпуса компьютера и одновременно к батарее отопления. Если компьютер заземлен, удара током не последует — разряд уйдет в землю через соответствующий провод с низким сопротивлением, а не через вас.

Кроме того, производители вычислительной техники, приводя свои изделия в соответствие с жесткими современными нормами безопасности, постоянно уменьшают уровень их электромагнитных излучений. Однако многие из этих усилий сводятся к нулю из-за банального отсутствия заземления.

Проблема заземления станет особенно актуальной, если вы построите домашнюю сеть. Отдельные компьютеры в ней, естественно, будут подключаться к различным источникам питания, сетевой же кабель начнет играть роль своеобразного моста для выравнивания потенциалов. Возникающие при этом токи способны вывести сетевое оборудование из строя.

Итак, заземление необходимо, чтобы: 1) исключить поражение человека током; 2) уменьшить неблагоприятное воздействие электромагнитных излучений; 3) понизить влияние внешних наводок на компьютерную систему; 4) обеспечить нормальную работу аппаратуры в сети.

Если на металлическом корпусе компьютера присутствует потенциал, грозящий при неосторожном обращении с ПК перейти через нас в землю, то почему их не выпускают, например, в пластмассовых корпусах?

Все дело в том, что для «компьютерной начинки» просто необходим металлический кожух, чтобы, с одной стороны, экранировать электромагнитные излучения самого ПК, а с другой — уменьшить наводки и радиопомехи извне. Для обеспечения элементарной безопасности металлические корпуса покрываются довольно толстым слоем краски, не проводящей электричество, а некоторые «брэнды» действительно изготовляют пластиковые корпуса, но, открыв такой ПК, вы все равно внутри обнаружите металлический экран, скрепленный с пластмассой.

В моей квартире отсутствует заземляющий контур. Как мне обеспечить заземление ПК?

Ксожалению, во многих домах, сданных в эксплуатацию до 1996—1998 гг., в розетках нет контакта, предназначенного для заземления аппаратуры. Более того, бывают случаи, когда такие контакты в розетках имеются, но только к ним не подведены соответствующие провода. Нередко отечественные Кулибины сами пытаются исправить такое положение вещей, что иногда приводит к плачевным последствиям. Поэтому лучше проводку заземляющего контура доверить опытным специалистам. Да! Возможно, при этом придется слегка нарушить дизайн только что отремонтированной квартиры. Да! Необходимо будет вложить дополнительные средства. Но нужно отважиться на эти действия, чтобы раз и навсегда решить для себя данную проблему. Поверьте, игра стоит свеч! Здоровье все равно дороже, да и не забывайте народную мудрость — скупой платит дважды.

Главное, не пытайтесь обойтись «половинчатыми» или временными мерами, и давайте сразу договоримся, чего делать ни в коем случае нельзя, даже если вам это порекомендуют тысячи «продвинутых» знакомых. Никогда не заземляйте аппаратуру на: 1) батарею парового (водяного) отопления (вдруг соседу вздумается ее переварить?); 2) водопровод (во-первых, в нем и так встречаются блуждающие токи, и вовсе не обязательно их пускать на компьютер, а во-вторых, систематический ток с корпуса компьютера в землю вызовет активную коррозию труб); 3) газопровод (надеюсь, вы не из рода камикадзе); 4) молниеотвод (кажется, мы собрались защищать компьютер, а не пускать его «в расход»); 5) «нулевой» контакт обычной розетки (если не хотите, чтобы на корпус компьютера попало напряжение 220 В).

Могу ли я для заземления компьютера воспользоваться «зануляющим» контуром электроплиты?

Действительно, для заземления бытовой электроаппаратуры иногда используют «зануляющий» контакт электроплиты, но лучше будет взять «ноль» с распределительного щитка на лестничной площадке и развести его к соответствующим контактам розеток европейского образца.

На дачах и в частных домах заземление легко организовать самостоятельно. Для этого можно забить в грунт металлическую трубу диаметром 100 мм и длиной 2,5—3 м и приварить к ней провод сечением 5 мм. Для разводки по квартире достаточно использовать медную проволоку сечением 1,5—2 мм. И все же, еще раз подчеркну, для решения подобных задач лучше пригласить специалиста.

Я снимаю квартиру. О том, чтобы в ней провести заземление, речь не идет. Имею компьютер — не совсем современный, но для работы хватает. По роду занятий приходится много печатать, причем как на стареньком матричном, так и на струйном принтере. У меня почему-то уже второй раз выгорает LPT-порт. На работе мне сказали, что это из-за отсутствия заземления. Что мне делать?

Похоже, вы нередко подключаете печатающие устройства к компьютеру, предварительно не обесточив все изделия, что в вашем случае делать не рекомендуется. При этом на корпусах ПК и принтера существуют различные потенциалы. В результате при соединении устройств с помощью интерфейсного кабеля появляется уравнивающий электрический ток силой в несколько десятков миллиампер, чего вполне достаточно, чтобы вывести из строя параллельный порт. Если бы ПК и принтер были надежно заземлены на общий контур, проблемы разности потенциалов не возникало бы. В данном же случае, чтобы иметь возможность «горячего» подключения принтера, необходимо предварительно соединить корпуса ПК и принтера отдельным стальным многожильным или медным проводом для выравнивания потенциалов.

В нашей квартире заземление подведено, розетка в моей комнате расположена за шкафом, поэтому для подключения компьютера и других устройств я использую переноску-разветвлитель. Вилку, правда, пришлось обрезать (не помещается между шкафом и стеной) и запитать удлинитель непосредственно с проводов разводки. Однако недавно, делая ремонт, я обнаружил, что эти контакты сильно окислились и значительно выгорели, даже изолента расплавилась. В чем причина? Какие нормы электрической безопасности не соблюдены?

Как известно, для прокладки электросетей в наших квартирах применяются алюминиевые провода. Удлинители же выполняются из меди. При скручивании меди с алюминием образуется гальваническая пара, металл в месте контакта активно окисляется и разрушается, сопротивление растет, а значит, увеличивается и выделение тепла, что в конце концов может привести к выгоранию проводки и даже к пожару. Выход следующий: при соединении проводов необходимо использовать специальные переходники. Можно также применять обыкновенные стальные винты с гайками, при этом концы проводов разделяют с помощью шайбы.

От каких неприятностей может уберечь компьютер сетевой фильтр?

Элегантный сетевой фильтр PnotePro3-EC обеспечит защиту дорогостоящего ноутбука и модемной/телефонной линии

Основное назначение сетевых фильтров состоит в том, чтобы, с одной стороны, защищать аппаратуру от кратковременных (до 5 мс) бросков напряжения величиной до 6000 В (например, вследствие удара молнии), а с другой — беречь сеть от проникновения в нее помех от самого компьютера. Кроме того, многие фильтры включают в себя средства подавления электромагнитных наводок и радиопомех.

Большинство сетевых фильтров отводят броски питания через заземление, поэтому в случае его отсутствия ваш фильтр превращается просто в дорогостоящий удлинитель. Правда, часто для компенсации пиковых бросков питания используются высокоемкие конденсаторы, но и в этом случае заземление необходимо для защиты самого фильтра.

Сетевой фильтр не спасет вас при долговременном понижении напряжения в сети, при резких его перепадах или при внезапном отключении питания. От простейшего ИБП (источник бесперебойного питания) сетевой фильтр отличается отсутствием резервного источника энергии.

Следует также помнить, что в сетевые фильтры не следует подключать мощные нагрузки — утюги, электрочайники, стиральные машины и т. д.

Зачем покупать дополнительный сетевой фильтр, если большинство блоков питания ПК оснащены встроенным?

Действительно, практически любой современный блок питания компьютера или периферийного устройства имеет простейший встроенный сетевой фильтр, который предназначен для подавления высокочастотных помех питающей сети. Однако импульсным броскам амплитуды напряжения до 4—6 тысяч вольт, которые изредка случаются в сети, они противостоять не в силах.

На какие характеристики необходимо обращать внимание при выборе фильтра?

Впервую очередь — на суммарную мощность нагрузки. Она должна быть по крайней мере около 2 кВт. При превышении этого значения в хорошем фильтре обязательно сработает автоматический предохранитель, который разомкнет цепь. Далее поинтересуйтесь (если есть в этом необходимость), способен ли фильтр защищать модем, обеспечивая барьер на пути возможного проникновения в систему опасных скачков напряжения через телефонную линию. Ну и наконец, гарантия и сервисное обслуживание! Три года — это минимум. Для именитого и серьезного производителя такой срок — не проблема.

Можно ли включать компьютер через стабилизатор для телевизора?

Как известно, основная задача стабилизаторов — вы-равнивать напряжение до стандартных 220 В при его отклонении на 30—50 В. Если другие неприятности в сети встречаются редко, то стабилизатор способен частично решить ваши проблемы при условии, что он обеспечивает выходную мощность не менее 200 Вт. Для компьютера хватит, а вот монитор в этом случае все равно придется запитывать напрямую через розетку. Предпочтительнее использовать так называемые активные стабилизаторы напряжения. Феррорезонансные устройства для этих целей подходят меньше, поскольку в случае резких скачков напряжения они способны вывести из строя блоки питания компьютерных устройств.

Для чего служит UPS?

ИБП (UPS — Uninterruptible Power System) в первую очередь необходим для защиты ПК от длительных спадов напряжения, а также для обеспечения работы компьютера на сравнительно короткий промежуток времени после исчезновения напряжения в сети, чтобы пользователь смог корректно завершить работу приложений или переключиться на резервный источник питания (например, мобильный дизель-генератор). Как правило, большинство источников бесперебойного питания обладают свойствами сетевых фильтров. Так, они могут справляться со скачками напряжения до 1000 В, однако более мощных всплесков им не выдержать. Поэтому имеет смысл совместно использовать сетевой фильтр и UPS, подсоединив последний к розетке первого (но ни в коем случае не наоборот!). Кроме того, к оставшимся свободным розеткам фильтра можно подключить принтер, сканер и прочие периферийные устройства, питание которых в данный момент нет необходимости организовывать через ИБП. Сетевой фильтр в таком случае обеспечит им элементарную защиту.

На что следует обращать внимание при выборе UPS?

PowerManager поможет не только сэкономить место (вы его легко разместите под дисплеем), но и решить извечную проблему размещения шнуров подключаемых устройств (для этого предназначен корпус фильтра)

Вот основные характеристики ИБП, которые следует брать во внимание при выборе источника.

1. Мощность. Выражается в вольт-амперах (B·A). Суммарная мощность подключаемых устройств не должна превышать мощности, обеспечиваемой UPS.

2. Диапазон входного напряжения. Задается минимальным и максимальным допустимыми значениями напряжений в сети, при которых ИБП еще способен поддерживать номинальное напряжение на выходе, не переключаясь на питание от аккумуляторов. Чем шире этот диапазон, тем дольше прослужат батареи.

3. Время автономной работы. Зависит как от емкости батарей, так и от величины нагрузки.

4. Срок службы аккумуляторов. Этот параметр существенно зависит от условий эксплуатации: частоты переключения в автономный режим, условий зарядки, окружающей среды. Обычно срок службы аккумуляторов составляет 3—5 лет.

5. Время переключения ИБП на батарею и обратно. Естественно, чем оно меньше, тем лучше.

6. Наличие в UPS средств фильтрации питания, подавляющих импульсные броски напряжения.

7. Способ уведомления пользователя о начале работы компьютера от батарей, предусмотренный в UPS.

8. Возможность самостоятельной замены батарей.

9. Обеспечение защиты телефонных линий (если вы пользуетесь модемом).

10. Наличие функции «холодного» старта, т. е. возможности включить ИБП при отсутствии напряжения в сети. Она будет полезной во время длительного пропадания питания, если вдруг, к примеру, понадобится прочитать сообщения e-mail.

При покупке многофункциональных и дорогих источников питания особое внимание обращайте на известность торговой марки и сервисное обслуживание, которое обеспечивает продавец.

ИБП какого класса лучше использовать в зависимости от существующих условий?

Вопрос сложный, интересный и, пожалуй, не имеющий однозначного ответа. Тем не менее давайте попробуем с ним разобраться.

Источники типа off-line являются самыми простыми и наиболее дешевыми, а следовательно, на них чаще других останавливают свой выбор домашние пользователи. Однако данные ИБП плохо защищают ПК от длительных «проседаний» сети и кратковременных всплесков напряжения, изменений его частоты и формы. Практически все недорогие модели ИБП типа off-line пропускают входное напряжение «транзитом», никак его не корректируя. Ряд изделий не имеют средств управления компьютером, и при возникновении аварийных ситуаций единственная их реакция — достаточно громкий звуковой сигнал. Таким образом, ИБП резервного типа не годятся для работы в местах с низким качеством электропитания, их целесообразнее использовать в сетях со стабильным напряжением, но сравнительно частыми отключениями питания. Иногда источники типа off-line для снижения стоимости устройств заключают в дешевые пластиковые корпуса, а это означает полное отсутствие экранирования полей, наводимых трансформатором, ввиду чего такой ИБП нельзя располагать вблизи монитора.

Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive UPS) обеспечивают довольно неплохую стабилизацию питания. Обычно они управляются микропроцессором, который осуществляет мониторинг линии, реагируя на различные отклонения электрических параметров от номинальных значений. Данные устройства могут быть рекомендованы, когда отключения питания редки, зато часты длительные спады напряжения. Одним из главных преимуществ данных ИБП перед устройствами off-line является широкий диапазон допустимых входных напряжений. К недостаткам такого рода устройств следует отнести слабую защиту от флуктуаций частоты и формы входного напряжения. Line-intеractive UPS — это, как правило, наилучшее соотношение цены и функциональности.

ИБП типа on-line обеспечивают на сегодняшний день наиболее высокий уровень защиты. Качество питания, предоставляемое ими, значительно лучше, чем у иных устройств. Полностью регенерируя входное напряжение, они надежно предохраняют нагрузку от таких нарушений, как изменение частоты и формы входного напряжения. Практически все on-line ИБП оснащены специальной обводной шиной, которая позволяет при кратковременных перегрузках и наличии напряжения в сети не обесточивать подключенное оборудование. Данные ИБП — естественный выбор там, где необходимо обеспечить надежную работу критически важных приложений. Очень часто такие устройства позволяют выставлять приоритет для отключаемой нагрузки, чтобы более разумно распорядиться зарядом батарей в случае отключения внешнего питания.

У нас дома два компьютера. Можно ли приобрести один ИБП для всех ПК или лучше для каждой машины установить свой собственный?

Если оба компьютера расположены недалеко друг от друга, например в пределах одной комнаты, то, конечно же, можно приобрести для них один общий ИБП мощностью примерно 1,0—1,2 кВ·А. Но вот стоит ли это делать? Вопрос спорный. Удобства от такого решения сомнительные. Допустим, вы закончили работу и случайно, по привычке, выключили UPS (если, конечно, модель допускает такие действия) в то время, когда ваш сын загружал из Internet жизненно важную для него информацию. Конфликт неизбежен!

О экономии средств также говорить не приходится: чаще всего два равноценных по классу ИБП от одного и того же производителя (в нашем случае на 500 В·А) в сумме стоят примерно столько же, сколько и один UPS «удвоенной мощности» (на 1000 В·А). Так что я все же посоветовал бы приобрести отдельный источник для каждого компьютера.

Я слышал, что существуют ИБП, которые можно встраивать в корпус компьютера. В каком случае имеет смысл их использовать?

Оригинальность конструкторского решения PowerCard не вызывает сомнений, чего не скажешь о функциональности устройства

Для многих пользователей поддержка долговременной работы компьютера без электричества не нужна. Основное, что требуется от UPS, — это обеспечение качественного энергоснабжения компьютера, а также возможность автономного питания ПК от аккумуляторов (в случае исчезновения напряжения в сети) в течение некоторого времени, достаточного для корректного завершения работы.

Сегодня существует довольно много моделей внутренних UPS. По ряду причин они не получили у нас широкого распространения. Такие изделия иногда вставляют в свободный пятидюймовый слот корпуса ПК, например ИБП SI300 производства компании Beam Tech Electronics. Данный источник является весьма «интеллектуальным» устройством, однако основной его недостаток — сильное выделение тепла внутри ПК. Необходимо серьезное охлаждение.

Среди прочих внутренних ИБП можно выделить PowerCard производства компании Guardian On Board. По сути, это обыкновенный UPS мощностью 420 В·А с весьма средними показателями. Интерфейс PCI — в некотором смысле бутафория (для связи с компьютером используется COM-порт), однако если не установить карту в свободный слот PCI и не проинсталлировать соответствующее ПО, UPS работать не будет. Батареи крепятся внутри корпуса с помощью специальных липучек, рядом с PCI-картой, на которой расположена электроника ИБП. Общая масса такого изделия составляет 2,3 кг. В принципе, все красиво, незаметно, компактно и, кстати, не сопровождается обильным выделением тепла, но зато и не обеспечиваются стабилизация напряжения и защита от скачков напряжения.

Для чего необходимо программное обеспечение, входящее в комплект поставки ИБП?

ПО, поставляемое с недорогими моделями ИБП, обычно доступно для бесплатной загрузки с сайтов производителей. Как правило, у такого ПО фиксированный набор функций: мониторинг электрической сети на входе и параметров питающего напряжения на выходе, контроль за состоянием батарей, а также управление защищаемым компьютером и уведомление пользователя о потенциальных и случившихся проблемах.

Приложения, поставляющиеся с дорогими моделями ИБП, позволяют осуществлять тестирование и диагностику UPS, мониторинг электросети, вести журнал регистрации событий, дистанционно управлять ИБП по коммутируемой линии, автоматически присваивать имена закрываемым файлам при завершении работы ПК, оповещать пользователя о проблемах с энергоснабжением по электронной почте или пейджинговой связи и даже отслеживать состояние окружающей среды.

Как правильно рассчитать мощность ИБП?

Производители ИБП обычно выражают мощность в вольт-амперах (В·А), в то время как на блоках питания компьютеров и многих других электробытовых устройств мощность указывается в ваттах (Вт). Строго говоря, здесь речь идет о разных величинах — полной и активной мощностях. Для перевода одних единиц в другие можно воспользоваться формулой 1 В·А = 1,5 Вт. Такое соответствие весьма приблизительно, тем не менее кое-какие ориентиры дает.

Итак, для того чтобы подсчитать необходимую мощность ИБП, поступаем следующим образом.

1. Находим сумму мощностей всех устройств, которые планируем подключить к ИБП, например, игрового компьютера с 17-дюймовым монитором (всего около 220 Вт).

2. Воспользуемся приведенной выше формулой: 220 x 1,5 = 330 В·А.

3. Кроме того, многие производители UPS советуют увеличить полученное таким образом значение на 20%: 330 + 66 ~ 400 В·А. Итак, в данном случае неплохо бы приобрести ИБП мощностью 420 В·А, а если с запасом, то и 450, или все 500 В·А (поскольку эти характеристики у большинства производителей имеют строгую дискретизацию).

Вот, в целом, и вся арифметика.

Как рассчитать активную мощность компьютера, монитора или любого другого устройства?

Для того чтобы узнать активную мощность конкретного устройства, нужно заглянуть либо в руководство пользователя, либо в табличку, расположенную на задней стороне корпуса устройства. Там обязательно указывают хотя бы одну из двух величин: ватты (Вт) или амперы (А). Если указаны ватты — это то, что надо. В противном случае активную мощность придется вычислять самому: силу тока в амперах необходимо умножить на 220. Полученное значение и будет искомой активной мощностью в ваттах.

Какие правила необходимо соблюдать при эксплуатации ИБП?

Каких-то особых рекомендаций не существует. В первую очередь с ИБП нужно обращаться так же, как и со многими электробытовыми приборами: не касаться устройства влажными руками; если ИБП долго находился при низкой температуре, дать ему нагреться до комнатной. Кроме того, не следует подключать к источнику устройства, превышающие его мощность (в этом случае UPS просто отключит нагрузку), по возможности держать батарею на «плавающей» или постоянной подзарядке — это продлит срок ее службы. Любопытно, что срок эксплуатации подзаряжаемой батареи значительно превышает срок ее хранения. Объясняется это тем, что некоторые естественные процессы старения приостанавливаются вследствие постоянной подзарядки. Для источников типа on-line (они намного сильнее нагреваются, чем off-line) необходимо обеспечивать дополнительную вентиляцию.