Как защитить пк от перепадов напряжения. Почему в бытовой сети возникают помехи? Резервное питание на случай выключения электричества

Сейчас, в начале нового века, как и во времена появления лампочки Ильича, главной особенностью сетей электроснабжения является невозможность обеспечения их надежной и стабильной работы.

Поддерживать стандартные параметры напряжения, частоты, высокочастотных шумов и т.д. не удается по многим причинам. Эта проблема актуальна и для самых развитых стран. Развитие энергетики не успевает за развитием других отраслей промышленности и энергопотреблением. Непредсказуемые всплески и падения напряжения во время включения и выключения мощных потребителей, удары молний, различные аварии - все это приводит к выходу из строя компьютерной и другой чувствительной техники. По сообщениям специалистов IBM, в среднем бывает до 120 нарушений электроснабжения в месяц. Рассмотрим типичные случаи нарушения электроснабжения.

1. Кратковременное падение напряжения (рис. 1). По данным Bell Labs, эта самая распространенная проблема питания составляет 87% всех сетевых помех. Возникает при включении мощных энергопотребителей (промышленное оборудование, лифты, сварочные аппараты), при перегрузках электросети. Падение напряжения может вызвать зависание клавиатуры, системные сбои, нарушения в работе принтера, сильно влияют на долговечность электрооборудования, особенно электродвигателей.

2. Отключение (рис. 2). В это время напряжение в сети падает до нуля и может отсутствовать продолжительное время. Чаще всего отключения бывают без предупреждения, т.к. происходят из-за различных аварий, но часто этим занимаются предприятия электросети. Это может вызвать потерю текущих данных в оперативной и кэш-памяти, нарушить структуру файловой системы, что ведет к полной потере информации.

3. Импульсное перенапряжение - это мгновенное увеличение напряжения до очень больших величин (рис. 3). Импульс такого напряжения может полностью разрушить компьютер и другое оборудование. Обычно импульсное перенапряжение возникает при близком ударе молнии или при восстановлении обрыва линий электропередачи.

4. Всплеск - это быстрое повышение напряжения продолжительностью до 1/120 секунды (рис. 4). Возникает при отключении мощных электродвигателей и другого энергоемкого оборудования. Может вывести из строя чувствительные элементы вашего оборудования. Мой личный опыт - повреждение жесткого диска.

5. Электромагнитные и радиошумы вызываются многими причинами (рис. 5). Молнии, работа некоторых видов промышленного оборудования, генераторов, радиопередатчиков приводят к нарушениям синусоидальной формы напряжения в сети. Очень нежелательное явление для компьютерной техники. Работа оборудования становится неустойчивой, возникают сбои в работе программ, и происходит потеря данных.

6. Пониженное или повышенное напряжение в сети. Противопоказано компьютерному оборудованию, т.к. оно рассчитано на работу в определенном интервале напряжения.

Итак, делаем вывод: если у вас персональный компьютер, нарушения в системе электроснабжения могут нанести вам ущерб в тысячу-другую долларов. Ущерб, нанесенный, например, банковской сети или сети научного учреждения, даже трудно подсчитать. Дело не в стоимости оборудования, а в потере ценнейших данных.

Для борьбы с этими проблемами разработано специальное оборудование. По мнению многих специалистов, лучшее защитное оборудование выпускает Американская компания APC (American Power Conversion). Защиту персональных компьютеров от импульсов перенапряжения, электромагнитных и радиочастотных шумов можно смело доверить сетевым фильтрам серии SurgeArrest. Их применение обосновано, если электроснабжение в вашем районе работает достаточно стабильно и его сбои могут возникнуть в случае аварии или другого непредвиденного случая. Главное условие надежной работы - обеспечение хорошего заземления и правильное подключение. В этих сетевых фильтрах используются специальные устройства для отслеживания синусоидальной волны, они мгновенно отключают оборудование при всплесках напряжения, уровень пропускаемого напряжения менее 5%. SurgeArrest обеспечивает качественную фильтрацию электромагнитных и радиочастотных помех. Если SurgeArrest не выдержит всплеска напряжения и отключится, то в отличие от сетевых фильтров других компаний остается в выключенном состоянии и не позволяет следующим разрушительным высоковольтным импульсам достичь вашего компьютера. Кроме того, эти фильтры сразу сигнализируют о неправильном подключении или отсутствии заземления. Самый дешевый из этой серии - SurgeArrest Pro4-k. Он рассчитан на подключение четырех устройств или адаптеров, имеет простой дизайн (вытянутый прямоугольный корпус), его можно удобно разместить рядом с компьютером.

Превосходный дизайн и пять розеток для устройств и адаптеров имеют SurgeArrest E10 и E20. Эти сетевые фильтры защитят от перенапряжения, электромагнитных и радиопомех. С обратной стороны устройства имеются специальные ниши, в которых можно удобно разместить шнуры электропитания, чтобы они не перепутались и не мешали.

Для защиты портативных компьютеров и телефонной линии можно применять сетевой фильтр SurgeArrest Notebook Pro Surge Protector. Он обеспечит надежную защиту от перенапряжения в телефонных линиях. Его отличительной особенностью является возможность проверки телефонной линии до подключения модема, малые размеры и вес. В случае каких- либо отклонений прибор мгновенно просигнализирует о неполадках. Его можно применять в любой стране, он также сообщит о несовместимости местной телефонной линии и вашего компьютера.

Но особенно хорош PowerManager. Инженеры APC сумели соединить в нем функции отличного сетевого фильтра и управления электропитанием компьютера и периферийных устройств. Он представляет собой плоский корпус, выполненный в отменном дизайнерском стиле, который используется в качестве подставки для монитора. На передней панели - кнопки управления питанием и индикаторы включения-выключения. Входящие в комплект наклейки позволяют установить конфигурацию подсоединения, соответствующую вашему вкусу. В устройстве применен очень надежный предохранитель, который не позволит высоковольтным импульсам повредить ваше оборудование, даже если повреждены несколько компонентов PowerManager. Устройство успешно прошло тестирование по стандарту IEEE 587A. Под съемной крышкой расположены розетки и ниши для шнуров питания, которые можно свернуть, выпустив на необходимую длину.

На правой стороне панели расположена розетка, постоянно находящаяся под напряжением. К ней удобно подключать различные электроприборы, например, настольную лампу. Подключив к ней портативный компьютер, вы не будете опасаться, что неожиданно наступит разрядка батарей.

Компания APC производит также семейство сетевых фильтров для защиты портов и сетевых карт компьютеров от скачков напряжения в локальных сетях. Но мы не будем их рассматривать, т.к. они представляют интерес для корпоративных пользователей. Защита сетей имеет большую важность, выход из строя нескольких десятков компьютеров и потеря ценной информации может просто поставить компанию на грань разорения.

Все вышеперечисленные устройства защищают компьютер от импульсов напряжения и электромагнитных шумов. Но бывает масса случаев, когда после нарушения или отказа электропитания необходимо, чтобы компьютер и другое оборудование оставались включенными еще какое-то время, необходимое для завершения работы, сохранения данных и штатного выключения. Кроме того, аварийное отключение напряжения приводит к очень быстрому износу такого дорогостоящего оборудования, как принтеры и т.д.

Для этого выпускаются ИБП - источники бесперебойного питания. Они представляют собой устройства, снабженные аккумуляторными батареями и электронными устройствами, контролирующими электрическую сеть. В случае аварийного отключения напряжения срабатывает автоматика и в работу включаются аккумуляторные батареи, которые позволяют компьютеру и периферийному оборудованию работать автономно еще некоторое время, необходимое для завершения работы операционной системы. Продолжительность работы ИБП после отключения напряжения зависит от его типа и, естественно, цены. Кроме того, многие источники бесперебойного питания оснащаются сетевыми фильтрами и другими устройствами.

Источники бесперебойного питания серии Back-UPS компании APC обладают прекрасными защитными свойствами. Переключение на автономное электропитание происходит практически мгновенно. Высокоэффективная защита от скачков напряжения сети соответствует стандарту UL1449. Стабилизация напряжения происходит с использованием резервных батарей. Во всех моделях Back-UPS дает возможность самостоятельной замены аккумуляторных батарей каждым пользователем, даже без отключения нагрузки. Если напряжение в вашей сети часто падает ниже 196 В, вы можете понизить границу перехода на работу от батарей до 160 В с помощью специальных переключателей. О разряде батарей предупредит звуковой сигнал. Выбор и покупку ИБП вы сможете сделать с помощью таблицы, в соответствии с необходимыми вам характеристиками.

Если напряжение в сети постоянно меняется, для защиты вашего компьютера от пониженного и повышенного напряжения необходимо применять стабилизатор напряжения. Один из лучших - Line-R. Он является микропроцессорным устройством для автоматической коррекции напряжения при его отклонениях от номинального значения. Кроме того, он надежно осуществляет фильтрацию скачков напряжения и радиоэлектромагнитного шума. На передней панели устройства имеется шкала входного напряжения, по которой легко определить его величины, выходящие за максимальные и минимальные пределы, при этом стабилизатор выдает звуковой сигнал.

Напряжение в электросетях редко составляет стабильное значение в 220 Вольт, чаще всего оно гуляет с допустимым значением в плюс или минус 10%. Бытовая и компьютерная техника справляется со значением 200 или 240 Вольт, но в случае возникновения, пусть даже и кратковременного скачка - техника с большой долей вероятности выйдет из строя.

Что представляют из себя перепады напряжения и чем они опасны

В первую очередь перепады напряжения возникают в типовых многоквартирных домах. Питание подводится через три фазы и с помощью распределительного щитка ток попадает в каждую квартиру через одну рабочую фазу и нулевой провод. Важно отметить, что «ноль» испытывает наибольшую нагрузку и что плохо - он у всех общий. Соответственно, когда жильцы включают много бытовых приборов одновременно - электросеть испытывает перегрузку. Частое явление - это перегорание нулевого провода у основания в щитке. Более того, в этот момент соседние квартиры становятся подключенными по фазе и напряжение способно подскочить до отметки в 380 Вольт, что неминуемо приведет к выходу из строя тех приборов, которые не имею достаточной защиты.

Причин, способных привести к такой ситуации много, но что характерно - они имеют общий источник. Подстанции, которые распределяют электроэнергию, зачастую давно морально и технически устарели, причем хоть оборудование и поддерживают в рабочем состоянии, но часто вопрос о его смене не стоял на протяжении десятилетий. Неизменно растет количестве бытовых электроприборов, и соответственно, возрастает нагрузка на подстанции. Учитывая тот факт, что и в момент их сооружения запас рассчитывался на норму 4,5 кВт - энергопотребление на то время и сейчас составляет существенную разницу.

Состояние электропроводки тоже оставляет желать лучшего. Кроме того, известны ситуация с горе-ремонтниками, способными подключить к общей системе работающую электросварку, чем значительно повысят нагрузку на электросеть, отчего у других людей возникнет ситуация с перегрузкой на щитке. Хорошо, если в этом случае установлены защитные средства, но если их нет и была надежда на извечное «авось» - то ситуация с заменой сгоревшей бытовой техники и заметной брешью в бюджете крайне высока. К счастью, на рынке представлено большое количество самого разнообразного оборудования, призванного по возможности уберечь технику от перепадов напряжения.

Какие основные средства доступны для защиты техники от перепадов напряжения

Неподготовленному человеку сложно разобраться в типах устройств и их назначениях, поэтому перед покупкой важно изучить теорию, чтобы иметь представление о том, что же именно необходимо приобрести. Современные устройства делятся на несколько типов:

защитные реле,
понижающие трансформаторы,
повышающие трансформаторы,
стабилизаторы напряжения,
многофункциональные устройства защиты,
автоматические выключатели,
сетевые фильтры.

Стоит подробнее рассмотреть назначение и возможности каждого устройства, чтобы хорошо представлять себе общую картину обеспечения защиты от перепадов напряжения.

Защитное реле

Представляет собой автоматическое устройство, срабатывающее при воздействии на него перепадов напряжения в сети. Оно отключает электрическую цепь от сети в том случае, когда управляющий микроконтроллер регистрирует повышение показателей напряжения по сравнению с установленными нормированными. Нагрузка автоматически подключается обратно в цепь, когда показатели напряжения приходят в норму.

Ее значение пользователь устанавливает самостоятельно, с помощью системы управления и в дальнейшем контроллер ориентируется именно на это значение. Поскольку реле не способно выдерживать нагрузки свыше 8 кВт, в то время как показатели для квартир порой достигают и 25 кВт, защитное реле используют в паре с автоматическим выключателем, который и служит основной защитой.

Хорошим примером такого устройства является реле VP-16AN от производителя DigiTop, которое по сути, представляет собой индивидуальный переходник, способный предохранить напрямую подключенный к нему электроприбор от короткого замыкания и перегрузки. Стоимость такого устройства находится на уровне $12

Понижающий и повышающий трансформатор

Основное назначение трансформаторов, представляющих собой статические преобразователи электрической энергии, состоит в изменении напряжения переменного тока. Данные устройства работают при условии переменного напряжения и имеют несколько индуктивных обмоток, связанных друг с другом. В зависимости от соотношения напряжения тока трансформаторы делят на повышающие и понижающие:

В повышающем первичная обмотка характеризуется низким напряжением и меньшим количеством витков, а вторичная наоборот, высоким. Как соответствует из названия, данный прибор повышает напряжение и применяется для передачи электроэнергии на значительные расстояния.
В понижающем наоборот, первичная обмотка демонстрирует высокое напряжение и большее количество витков, а вторичная низкое. Трансформаторы такого типа служат для распределения поступающей электроэнергии потребителям.

Что характерно, трансформатор любого типа используют как понижающий, так и повышающий, когда их запускают, подав напряжение в обратную сторону. В таком случае понижающий станет повышающим, и наоборот.

По своей конструкции трансформаторы делятся на два типа:

масляные,
сухие.

Первая разновидность располагает баком, в котором находится трансформаторное масло. Оно служит хорошим изолятором и одновременно охлаждающим веществом для магнитопровода с обмотками. Как правило, именно такие типы чаще используют на подстанциях.

Сухие трансформаторы имеют пассивное воздушное охлаждение и устанавливаются в жилых помещениях и на промышленных объектах. Охлаждение воздухом позволяет избежать проблемы, связанной с нарушением герметичности масляного бака, но этот способ менее эффективен.

Если говорить грубо, то понижающий трансформатор необходим для того, чтобы в дом приходило 220 Вольт, с учетом погрешности. Недопустимо подавать потребителю сразу высокое напряжение от подстанции, и поэтому для этих целей и служит трансформатор.

Понижающие трансформаторы для бытовых целей не отличаются высокой ценой. Стоимость модели ЯТП-025, способной понижать входное значение с 220 до 12 вольт составляет $30, модель, способная понизить входящие 380 до 220 обойдется дороже, в среднем от $130

Стабилизатор напряжения

Это устройство предназначено поддерживать определенный уровень напряжения на выходе. Работа стабилизатора позволяет защитить оборудование от нестабильной подачи электроэнергии и помех, а также сбоев в сети.

Подобное оборудование применяют, когда есть смысл защитить бытовые электроприборы и компьютерную технику от перепадов и скачков напряжения. В случае их возникновения стабилизатор отключит внутреннюю сеть и подключенные к ней приборы до тех пор, пока значение напряжения не придет в норму.

Применение стабилизаторов позволяет получить определенные преимущества:

защита от скачков и перепадов напряжения,
устранение электромагнитных помех,
защита от короткого замыкания,
защита телефонных линий от разрывов и шумов на линии,
более низкая цена по сравнению с другим защитным оборудованием.

Современные стабилизаторы переменного напряжения, которые применяются в быту, условно делятся на следующие разновидности:

механические с сервоприводом,
электронные,
релейные,
гибридные,
компенсационные,

Модели производят в двух вариантах исполнения: однофазные и трехфазные, мощность самая разнообразная - от сотни ватт до нескольких мегаватт. Важной отличительной чертой качественного стабилизатора станет его быстродействие на изменение уровня напряжения. Как правило, реагирование происходит в течении нескольких милисекунд. Второй немаловажный фактор работы стабилизатора - это его точность выходного напряжение. Значение не должно колебаться в пределах более, чем 10% от номинального значения.

Оптимальны в выборе модели стабилизаторов, способные выдерживать десятикратные перегрузки, и для которых нет нужды рассчитывать запас мощности.

Устройство защиты многофункциональное

В первую очередь это устройство предназначено для отключения оборудования в том случае, когда сетевое напряжение вышло за допустимые значения минимального показателя в 160 В или максимального в 280. Устройство состоит из объединенных между собой магнитного реле и контроля напряжения. К ним подключен и защитный варистор, который при возникновении высоковольтных импульсов в сети шунтирует их до установленного безопасного значения. Особенностью этого устройства является режим работы и действия, которые производит прибор:

В случае повышения напряжения и выхода за допустимые пределы происходит отключение от питания. Одновременно с этим запускается таймер, который отсчитывает время повторного включения. В том случае, если во время ожидания произойдет еще один скачок - то таймер обнуляется и отсчет начинается заново.
В случае наличия пониженного питания устройство защиты начинает отсчет задержки отключения. В том случае, если по истечению срока времени уровень напряжения не вернется в норму - произойдет отключение, если же снижение было кратковременным - то устройство продолжит контролировать уровень нагрузки.

Подобное решение позволяет обеспечивать хорошую защиту от воздействия импульсов, а также контролировать качество напряжения, которое подается на подключенное оборудование.

Важно помнить о том, что УЗМ не способно заменить собой другие средства защиты, поэтому его чаще используют в качестве комплексного решения проблемы.

Автоматические выключатели

Это одни из самых распространенных типов решений для обеспечения защиты квартиры или офисного помещения от перепадов напряжения. Выключатель, который еще называют «автоматом», контролирует силу тока в цепи, не допуская при этом появления сверхтоков, сила которых превышает допустимое для проводки значение. Как правило срабатывают при подключении превышающей норму нагрузки на сеть, либо же при коротком замыкании.

Устройство срабатывает благодаря используемому в его конструкции расцепителей, которые бывают двух видов:

тепловые,
электромагнитные.

Тепловые состоят из биметаллической пластины, четко реагирующая на изменение протекающего по ней тока. При излишнем нагреве пластина освобождает специальную пружину, которая и отключает автомат.

Электромагнитная имеет такой же принцип действия, с той лишь разницей, что используется катушка с магнитным сердечником, который при превышении нагрузки освобождает пружину.

Оптимальнее всего использовать автоматы в комбинации с устройством защитного отключения, контролирующие при этом и ток утечки. УЗО так же находится под защитой автомата и всегда устанавливается после защитного выключателя. Подобный сочетание носит название дифференциального автомата. Выгода от установки устройства состоит в более простой схеме монтажа и экономии места в распределительном щитке.

Сетевые фильтры

Эти устройства представляет собой удлинитель с большим количеством розеток и кнопкой включения. По сути, чаще используется как удлинитель и место для подключения персонального компьютера. Благодаря наличию варистора сетевой фильтр способен обеспечить защиту включенного в него электрооборудования и подавляет высокочастотные помехи.

В случае появления высокочастотного импульса сопротивление варистора падает, благодаря чему излишки электрического импульса преобразуются в тепловые. Подобное решение позволит обеспечить дополнительную защиту для оборудования, но не стоит слишком полагаться на сетевой фильтр. Его приобретение целесообразно в первую очередь как удлинителя, для обеспечение безопасности оборудования необходимо обратить внимание на полноценные устройства защиты.

Источники бесперебойного питания

Подобные приборы используются в первую очередь для тех устройств, внезапное отключения питания на которых, способно нанести вред выполняемым операциям, то есть, к компьютерам. Это оборудование призвано обеспечить бесперебойное питание, в то время как благодаря встроенному аккумулятору они способны обеспечить работы компьютера от одной минуту до нескольких часов.

В первую очередь их приобретают для того, чтобы «выиграть время» при внезапном отключении электроэнергии, что позволит успеть сохранить все необходимые данные и выполняемые операции на компьютере. Внутреннее устройство бесперебойников аналогично стабилизаторам, разница видна лишь в наличии свинцового аккумулятора.

Тем не менее, специалисты рекомендуют покупку ИБП в случае необходимости сохранения данных, во всем остальном они уступают стабилизаторам. Главным недостатком большинства ИПБ является включение при пониженном напряжении и недостаточная чувствительность при повышенном. К тому же, устройство нельзя оставлять без присмотра, поэтому при прекращении работы за компьютером его тоже необходимо отключать. При этом цена на стабилизатор и бесперебойник одинаковой мощности имеет разницу в несколько раз в пользу первого - поэтому выбор очевиден. Для сохранения информации и безопасного отключения компьютера хватит и бюджетных моделей ценой от $45, время работы которых в среднем оценивается в 15 минут - что вполне достаточно для корректного завершения работы.

Заземление

Все электроприборы, понятное дело, должны быть заземлены. Вообще, заземление, если говорить очень просто, это некий третий провод (два из них – фаза и ноль), приходящий на розетку к специальному заземляющему контуру , а затем уходящий в электрощит
на специальную клемму и потом в землю.

Чтобы узнать точно, есть ли заземление, необходим индикатор напряжения, или ПИН.

Как действовать?

Вставить ПИН в оба отверстия розетки, если лампочка загорелась, значит, напряжение есть;
Вытащить один щуп ПИНа, и коснуться им заземления, если лампочка загорелась, то заземление имеется, а если нет – делается следующий шаг;
Вставить щуп обратно и вытащить второй, снова коснуться заземления – если лампочка загорелась, то заземление есть, соответсвенно, если не горит – заземления нет.

Сетевые фильтры

При подключении любой электроники в сеть рекомендуется использовать сетевой фильтр.

Для чего нужен сетевой фильтр? – спросите вы.

Назначение сетевого фильтра в защите цепей электропитания электронной аппаратуры от таких помех, как:

Всплески напряжения
Импульс напряжения
Шумовые помехи

Например, если по сети вдруг пойдет напряжение больше 220V, то сетевой фильтр защитит компьютер от него.

Как выбирать?
Следует учесть такие параметры:

Номинальное напряжение / частота 220 V/50 Гц .
В США и Европейских странах используется частота 60 Гц, в России 50 Гц.
Максимальный ток нагрузки.
Чтобы определить, какой ток электроника потребляет, нужно решить пример по формуле: I=P\U, где – сила тока, P – мощность электроприбора, U – напряжение сети. Потребляемая мощность компьютера обычно написана на блоке питания или в руководстве, или ищите в описание вашей модели компьютера.
Ослабление импульсных помех.
Что представляют собой импульсные помехи? Когда в результате переключений, различных аварий, отключения потребителей и подобного, в электросети происходит кратковременный скачок напряжения, возрастающего в этот момент в сотни раз и на доли секунды. Но и этого достаточно, чтобы навредитькомпьютеру. Пример параметров: 4 кВ – 5/50 нс не менее 10 раз или 4 кВ – 1/50 мкс не менее 4 раз. Как это понимать? Сетевой фильтр сможет выдержать с десяток импульсов в 4 киловольта, если они будут длиться пять пятидесятых наносекунды и четыре импульса в 4 киловольта, если продолжительность составит одну пятидесятую микросекунды.
Ток помехи, выдерживаемый ограничителем.
Это токи, возникающие при перегрузках, их значение выражается в килоамперах. Ограничитель бывает плавкий или автоматический.
Максимальная поглощаемая энергия.
В дешевых моделях поглощается только фаза, а в более дорогих фаза, ноль и земля. Обозначается в джоулях.
Уровень ограничения напряжения при токе помехи.
В данном параметре ± 100V не критично.
Ослабление высокочастотных помех.
Например, включенная дрель дает помехи на телевизор. Это высокочастотные помехи в электросети. Данный параметр говорит о свойстве фильтра сглаживать помехи в сети на определенной частоте. Например, 0,1 МГц – 7 дБ, 1 МГц – 12,5 дБ, 10 МГц – 20,5 дБ. Чем большее значение дБ, тем больший уровень помех сможет поглотить фильтр.
Потребляемая мощность.

Это мощность, потребляемая самим сетевым фильтром. В дорогих моделях этот показатель будет выше, так как лучшая требует больших энергозатрат.

Автоматы

Установка нового автомата в электрощиток позволит избежать плачевныхпоследствий не только для компьютера, но и для любой бытовой техники,так как старые устарели и отличаются низкой чувствительностью и быстродействием.

Как выбрать автомат?
Выбор автомата обуславливается номинальным током и производителем. Что касается последнего, то наиболее известны ABB и Legrand. Номинальный ток – это уровень тока, при котором сработает автомат и отключит питание в сети.

Посчитать номинальный ток можно по формуле: I=P\U, где I – сила тока, P – мощность электроприбора, U – напряжение сети. Напряжение в нашей сети 220 Вольт, мощность, потребляемая электроприборами, обычно указывается в документации. Таким образом, сложив все мощности, потребляемые электроприборами и поделив это значение на 220, можно определить приблизительное значение тока.

Стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения позволяют поддерживать напряжение на должном уровне. Актуальны для сельской местности, но не дешевы.

Стабилизаторы бывают :

феррорезонансные;
электронные контактные;
электронные бесконтактные;
электромеханические.

Основные характеристики :

Диапазон входного напряжения – минимум и максимум напряжения, которое данный стабилизатор способен преобразовать до 220 вольт.
Номинальная мощность – мощность, которую стабилизатор может выработать.
Перегрузочная способность (обозначается в вольтах) - показывает, как долго стабилизатор может “осиливать” перегрузку.
Режим Bypass позволяет переключить питание напрямую от сети, не отключая стабилизатор.
Блок индикации позволяет снимать показатели напряжения токов на входе и выходе.
Погрешность стабилизации, для чувствительной электроники требуется низкий процент погрешности.
Система охлаждения может быть естественная или.
Степень защиты обозначается IP. Ingress Protection Rating - система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твёрдых предметов и воды.
Количество фаз: в бытовых условиях достаточно одной.

Не стоит забывать о КПД, габаритах, массе и прочих дополнениях.

Источник бесперебойного питания - ИБП

ИБП или УПСник (UPS – UninterruptiblePowerSupply) необходим для снабжения электрооборудования бесперебойным питанием в пределах заданной нормы.

Если сказать проще, то после отключения питания, ИБП еще какое-то время за счет собственных аккумуляторов поддерживает необходимое напряжение на подключенных к нему устройствах. Получаем защиту “железа” от различных проблем в электросети, а также сохранение важных, не сохраненных, данных, которые возможно потерять при внезапном отключении от источника.

ИБП бывают :

ИБП off-line – простые ИБП, зачастую используются для домашних компьютеров. Во время отключения напряжения в сети источником питания становится аккумулятор. Время переключения в среднем 2 – 20миллисекунды.
ИБП Line-Interactive – это off-line + встроенный стабилизатор напряжения.
Delta Conversion – довольно сложная система, заключающаяся в преобразовании тока в переменный, затем снова в постоянный, затем этот ток добавляется в основной сети, таким образом, поддерживается стабильное напряжение.
ИБП on-line – эти ИБП дают высокую надежность, так как компьютер не связан с электросетью.

При покупке стоит обратить внимание на такие параметры :

Погрешность чем меньше, тем лучше.
Время переключения чем быстрее, тем лучше.
Время автономной работы чем больше, тем лучше, но, соответственно, дороже.
Суммарная мощность нагрузки – мощность, которую способен выдавать блок питания в течение заданного промежутка времени.
Тип предохранителя может быть или плавкий, или восстанавливающийся\автоматический.

Оставьте свой комментарий!

Такие негативные явления, как перепады напряжения в электрической сети, случаются довольно часто. Вызвать их могут не только неисправности на трансформаторной подстанции, от которой запитан дом, но и чрезмерная нагрузка на кабели электропередачи. Еще чаще перекос фаз и повышение тока в электрической сети может создать включенный сварочный аппарат в доме по соседству.

Реле контроля напряжения для защиты бытовой техники и оборудования

Перепады напряжения

О нестабильных параметрах электросети можно догадаться по ряду таких признаков, как мерцание лампочки накаливания или неустойчивая работа техники с электродвигателями: фена, блендера или пылесоса. Причин в нестабильной подаче энергии может быть множество. Если рассматривать самые распространенные, то можно выделить:

одновременное включение в часы «пик» бытовой техники или отключение электроприборов, запитанных от одного фидера;
отгорание, окисление или обрыв «нейтрали»;
неправильное подключение проводов после замены приборов учета или при замене проводки в квартире неквалифицированным персоналом;
грозовые разряды на воздушные линии (ВЛ) электропередачи (рис. ниже).

Повреждение воздушных линий электропередачи грозовыми разрядами

Если понижение и полное исчезновение напряжения не проходит незамеченным, так как отключается освещение и включенный телевизор, то кратковременные перепады тока с – процесс, который обнаружить практически невозможно.

Было бы несправедливо не упомянуть о таком явлении, как «обрыв нейтрали в трехфазной сети с несимметричной нагрузкой» или исчезновение «нуля» в просторечии, от которого не застрахован ни один пользователь благами электрификации. В такой ситуации, кроме основной фазы, в розетку 220 В приходит разноименная фаза соседа через его включенный прибор или электрическую лампочку.

При этом напряжение в сети повышается выше 300 В. Если из-за кратковременных всплесков тока могут, в лучшем случае, «вылететь пробки» на электросчетчике, сгореть предохранители или отключиться входящие автоматические выключатели, то повышение напряжения выше 300 В несет с собой реальную угрозу домашнему оборудованию.

Срабатывания входящих автоматов из-за повышения напряжения в сети бывает недостаточно. Повышение потенциала значительно выше номинала может вывести из строя включенную бытовую технику: холодильник, компьютер, стиральную машину и телевизор. Как правило, подобные поломки из-за перепадов являются негарантийным случаем, и дорогостоящую аппаратуру приходится ремонтировать за свой счет.

Защита от скачков напряжения

Наилучшим способом является реконструкция системы электроснабжения и ревизия присоединений на каждом коммутационном аппарате. Но практически это не осуществимо.

Существует несколько надежных методов предотвращения апокалипсиса в электроснабжении своего дома, которые под силу любому хозяину. Принятые меры позволят сохранить исправной дорогостоящую бытовую технику, к ним можно отнести:

приобретение бытовых реле контроля напряжения (РКН) или многофункциональных устройств защиты (УЗМ), и установка их в электросеть согласно схеме подключения сразу после входящих автоматических выключателей;
осуществление питания бытовых электроприборов в сети после стабилизатора напряжения;
использование источника бесперебойного питания (ИБП).

РКН и УЗМ

Разумным выходом для защиты электрических цепей от повышенного тока будет использование реле контроля напряжения (РКН) или устройства защиты многофункционального (УЗМ). Принцип работы этих приборов довольно прост: встроенный микроконтроллер непрерывно контролирует входящее напряжение в сети и отключает энергоснабжение квартиры, дома или офиса в случае, если оно отличается от заданной ранее величины как в большую, так и меньшую стороны. Более того, измерение происходит и после полного погашения питания электросети, а включение выполняется автоматически после возврата напряжения в установленный диапазон после истечения времени, которое тоже задается вручную.

Реле контроля напряжения со световым индикатором

Таким образом, данные устройства защитят потребителя как от пониженного, так и повышенного потенциала, а подача электроэнергии произойдет только после стабилизации сети.

Реле напряжения позволяют выбирать задержку времени до подачи электроэнергии в широком диапазоне - от 10 сек и до 6 мин.

Для холодильников и кондиционеров повторное включение после аварийной остановки должно произойти не ранее, чем через 5 минут. Это связано с принципом работы компрессоров. К тому же соблюдение режима эксплуатации значительно продлит срок службы электроприборов.

Устанавливается защита от скачков напряжения этого типа в электрощит на DIN-рейку шириной 35 мм.

Преимуществами использования РКН и УЗМ является:

оптимальные диапазоны для установки максимального и минимального напряжения;
отключение от токового перегруза и короткого замыкания;
скорость срабатывания около 0,2 сек;
достаточная нагрузочная способность – от 25 до 63 А;
мощные контакты и защита от перегрева;
компактные размеры и простой монтаж;
информационный дисплей, показывающий текущие показатели напряжения в сети.

Модели реле контроля напряжения

РММ

Похожим по принципу действия является расцепитель минимального и максимального напряжения (РММ). Это устройство осуществляет контроль входящего напряжения, и в случае пониженного или повышенного его значения отключает , к которому подключен.

Включение расцепителя производится вручную нажатием на кнопку «Возврат».

Автоматический выключатель со встроенным расцепителем IEK

Достоинством РММ является компактность, простота устройства и доступная цена. Недостатком – отсутствие автоматического повторного включения, и, как следствие, порча продуктов в отключенном холодильнике или размораживание системы электроотопления в зимний период.

При монтаже реле контроля напряжения и других автоматических средств защиты электросети от скачков требуется строгое соблюдение Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТБЭЭП).

Это оборудование является относительно дорогостоящим, но не менее надежным вариантом защиты домашней сети от перепадов. Ему «под силу» постоянно обеспечивать на выходе напряжение в установленном диапазоне независимо от того, какие колебания происходят на первичной обмотке.

При выборе типа и мощности для дома следует учитывать технические характеристики и суммарное потребление электроэнергии всех одновременно включенных устройств.

Автоматический стабилизатор напряжения с информативным дисплеем

Достоинствами стабилизаторов являются:

длительный срок службы;
точность и быстродействие при повышении тока;
постоянное значение напряжения.

Основным отличием от стабилизаторов напряжения является наличие в источниках бесперебойного питания (ИБП) аккумуляторных батарей. Поэтому устройства могут не только поддерживать напряжение в требуемом диапазоне, но и осуществить беспрерывную работу бытовой техники без аварийного отключения на протяжении некоторого времени.

Стоимость источников бесперебойного питания довольно высока и зависит от типа аккумуляторных батарей (АКБ) и технических параметров устройства.

Источник бесперебойного питания (ИБП)

ИБП чаще всего используют для защиты отдельных приборов и бытовой техники, такой как персональные компьютеры (ПК), телевизоры и холодильники, которые более чувствительны к повышенному или пониженному напряжению.

Как себя обезопасить. Видео

Как защитить подключенные устройства от скачков напряжения, делится советами это видео.

Для окончательного выбора стоит обратиться к специалисту, который сможет подобрать наиболее подходящее устройство в зависимости от индивидуальных условий и технических возможностей. Но стоит заметить, что установка реле контроля напряжения – есть оптимальный и недорогой способ обезопасить свой дом от форс-мажорных ситуаций.

Важно понимать, что защита от скачков напряжения является благоразумным капиталовложением, способным уберечь бытовую технику и имущество от нежелательных последствий.

В наше время скачки напряжения, к сожалению, далеко не редкость. Нестабильное питание может не лучшим образом повлиять на работу различных электронных приборов, в особенности - компьютеров. При серьезном повышении напряжения в сети вероятность выхода из строя компонентов ПК очень высока, но даже если этого не произойдет, то при вынужденной перезагрузке вы можете потерять важные данные.

Для защиты системного блока от электрических сбоев необходимо использовать источник бесперебойного питания или как его часто называют сокращённо - ИБП (UPS). При этом следует учитывать определенные требования. Все устройства, которые работают совместно с компьютером, желательно так же подключить к бесперебойнику. В таком случае если напряжение пропадет, то компьютер сможет продолжить работу, а другие устройства можно включить или выключить по желанию.

ИБП (источник бесперебойного питания) должен справляться с перегрузками в электрической сети, радиочастотными и импульсными помехами, короткими замыканиями, аварийными повышениями напряжения, а так же с временным его отсутствием. В целом, со всеми этими требованиями может справиться и высококачественный сетевой фильтр, цена которого будет практически такой же, как и стоимость ИБП среднего качества.

Сетевой фильтр Pilotсерии X- Pro

Что именно выбрать решать вам, но при этом следует учитывать, что только бесперебойник позволит продолжить работу в случае отключения электричества. Так же необходимо учитывать и качество вашей электрической сети.

Классы ИБП

Все источники бесперебойного питания для домашнего использования делятся на три основных типа. Самым простым и недорогим решением, которое используется для защиты электрооборудования, является ИБП класса Off-Line или Standby (Back-UPS) . Работает он достаточно просто: если напряжение внешней сети выйдет за рамки «рабочего» диапазона, то данное устройство за 4-8 миллисекунды переключается на внутреннюю аккумуляторную батарею, а как только сеть вернется в нужный диапазон - переключается обратно. В случае работы от батареи более 5-10 минут, устройство автоматически выключается.

Недостатком такого ИБП является то, что если напряжение скачет очень часто, то он, соответственно, будет часто переключаться на работу от аккумулятора, что сильно скажется на сроке службы батареи. Так же устройства такого класса не могут стабилизировать напряжение и имеют неважную фильтрацию помех.

Источники бесперебойного питания такого типа рекомендуются для защиты устройств от коротких отключений электричества в сетях со стабильным напряжением и отсутствием серьезных помех. Стоимость Back-UPS оборудования начинается с отметки 1500 рублей в зависимости от мощности и фирмы-производителя.

Следующий тип ИБП - Линейно-интерактивные или Line-Interactive (Smart-UPS) . Его работу можно представить как Off-Line ИБП, который подключен к розетке не напрямую, а через стабилизатор переменного напряжения. В этом случае, даже если напряжение домашней сети будет меняться постоянно, заданное напряжение будет обеспечиваться стабилизатором. Переключение на работу от аккумулятора происходит только в случае отключения электричества. Стоимость таких источников в рамках одного бренда несколько выше, чем у Standby ИБП, но при этом начальная цена самых недорогих решений составляет те же 1500 рублей, что и Back-UPS устройств.

Одним из недостатков подобного типа устройств является ступенчатая стабилизация напряжения. Например, при падении напряжения до 210 В, бесперебойник никак не отреагирует на это обстоятельство, а при снижении до 200 В, вернет его значение к положенным 220 В. Так же линейно-интерактивные ИБП имеют только пассивные фильтры переменного напряжения, которые не смогут исправить серьезные помехи в сети.

ИБП Smart-UPS заслуженно являются самыми популярными изделиями на рынке. Имея среднюю стоимость, они способны обеспечить надежную защиту вашей компьютерной техники в сетях с небольшими колебаниями амплитуды и стабильной частотой.

Самый дорогой тип устройств - это On-Line источники бесперебойного питания . Они преобразуют переменный ток в постоянный, а затем обратно. С помощью On-Line ИБП фильтруются помехи любого вида, также он отличается мгновенным переходом в аккумуляторный режим и выходным током (только «синус»), который не имеет искажений, будучи сформированным самим устройством.

Источники подобного класса обеспечивают 100% защиту подключенных к нему электронных устройств и способны обеспечить им нормальную работу в самых критичных и нестабильных электрических сетях. Обычно такие источники бесперебойного питания выпускаются для работы в промышленности, а использование их в домашних условиях является не слишком экономичным решением. Начальная стоимость на подобную продукцию составляет около 12000 рублей.

Аккумуляторная батарея и время автономной работы

На протяжении многих лет с момента появления источников бесперебойного питания на рынке цены на них оставались довольно высокими. И только с приходом новых перспективных фирм, которые предлагают качественные решения по более низким ценам, ситуация изменилась.
Технологические разработки последних лет сводились к улучшению параметров самих устройств и их аккумуляторов. Это происходило путем комбинации схем и применения современной элементарной базы. Появились новые функции, такие как индикация, «умный» контроллер и др. Также постепенно снижалась цена.

Сам источник бесперебойного питания не содержит большого количества очень дорогих и дефицитных компонентов. Большую часть его стоимости составляет аккумулятор. В источниках, предназначенных для домашнего использования, одна батарея.

Источники бесперебойного питания с переключением, как правило, оснащены аккумуляторной батареей из свинцово-кислотных элементов. Крайне редко производители используют батареи другого типа, к примеру, никель-кадмиевые.

Батареи различных моделей имеют разное напряжение. Оно может быть от шести до сорока восьми вольт (чаще всего 12 В), при максимальной емкости от шести до двадцати пяти ампер-часов. Для ИБП «домашнего» типа, обычно не предусмотрено увеличение времени работы в автономном режиме с помощью установки дополнительной батареи, хотя бывают и исключения. Сроки работы аккумуляторов от ведущих производителей зависят от типа источника бесперебойного питания и составляют от трех до шести лет.

Еще одной важной характеристикой данного устройства является его время работы от аккумуляторной батареи, в течение которого ИБП будет поддерживать питание в случае отключения электричества. Большинство моделей могут дать вам пять-семь минут, которых будет вполне достаточно, чтобы сохранить все необходимые файлы и выйти из операционной системы. Если же вам обычно требуется больше времени, то можно выбрать соответствующую модель ИБП, которая сможет поддерживать работу около двадцати минут.

Параметр времени автономной работы напрямую зависит от емкости аккумулятора и мощности подключенного к UPS оборудования. Правда, производитель в названиях своих продуктов и на коробках устройств, как правило, указывают не емкость АКБ, а ее полную мощность, которая измеряется чаще всего в вольт-амперах (ВА) или иногда в ваттах (Вт).

Самые слабые источники бесперебойного питания имеют мощность от 300 до 500 ВА, обеспечивающую время продолжительности работы в автономном режиме от 2 до 5 минут под полной нагрузкой. Более мощные представители, от 600 до 1000 ВА, позволяют проработать на компьютере при отключении электричества до 10 минут. Модели ИБП со значением мощности от 1100 до 2000 ВА и вовсе увеличивают время автономной работы для среднестатистического компьютера до 20 - 40 минут.

При этом не стоит забывать, что указанное нами время работы компьютерного оборудования от батареи очень условно и напрямую зависит от количества подключенных устройств и требуемой для их нормальной работы мощности. Например, системный блок, оснащенный топовой видеокартой и высокопроизводительным центральным процессором вкупе с 24-дюймовым монитором, будет потреблять гораздо больше энергии, чем обычный офисный компьютер. Если же к UPS дополнительно подключены и другие периферийные устройства, такие как принтер или сканер, то и они, будучи включенными, могут значительно уменьшить автономное время работы.

Что бы максимально увеличить время работы ПК в автономном режиме, сразу после отключения электричества закройте все «тяжелые» приложения (игры, редакторы, программы монтажа, кодировщики и т.д.), оставив работающими только самые необходимые программы. Это позволит снизить нагрузку на микропроцессор и графический адаптер, которые энергозависимы больше других внутренних устройств. Так же выключите неиспользуемое оборудование и уменьшите параметры яркости на мониторе.

Не стоит упускать из вида и еще одну немаловажную деталь. Чем мощнее ИБП, тем больше его габариты и масса. Так киловатное (1000 Вт) устройство может достигать почти полметра в длину и весить около 20 килограмм. Учтите это и при выборе всегда сообразовывайтесь с размерами вашего рабочего места.

Иногда у некоторых пользователей возникает очень заманчивая перспектива поставить на ИБП другой более мощный аккумулятор. Теоретически это может значительно повысить максимальное время работы, но на самом деле это скорее всего приведет в негодность либо саму батарею, либо устройство. Конечно, в Интернете можно встретить варианты «удачной» замены, но они продлили «автономное» время не более чем в 2 раза. Стоит ли рисковать?

Заключение

К наиболее крупным и популярным производителям оборудования, которое рассчитано на всевозможные мощности, можно отнести: APC, EATON (Powerware), Ippon и PowerCom. Все они довольно широко представлены на российском рынке во всех ценовых сегментах.

Первая уже многие годы выпускает высококлассную продукцию и является мировым лидером в сфере производства оборудования для защиты электропитания. Правда, стоимость источников бесперебойного питания компании APC выше, чем у конкурентов.

Несколько меньшую цену за свои изделия просит EATON - крупная американская корпорация, ныне выпускающая под своим именем ИБП, в основе которых лежат разработки ранее знаменитого бренда Powerware.

Если же вы ищите недорогие, но при этом функциональные решения для защиты вашего ПК от коллизий с напряжением, то к вашим услугам оборудование фирм PowerComи Ippon.

Правильно выбрав источник бесперебойного питания, вы надежно защитите компьютер от перепадов напряжения и связанных с ними неприятных последствий!