• извлечении носителя из дисковода (подробнее об этом см. далее);
• нажатии кнопки RESET нетерпеливым пользователем;
• фатальном аппаратном сбое;
• аппаратном сбое, который сам по себе не был фатальным, но система не смогла правильно восстановиться, что привело к ее разрушению;
• разрушении системы из-за чисто программных проблем.

На практике часто сложно провести границы между тремя последними типами сбоев. В качестве примера можно привести проблему, описанную в разд. Обмен данными с пользовательским процессом . В системах класса ДОС последняя причина возникает очень часто, поэтому в таких системах можно использовать только устойчивые сбоям ФС.
В системах класса ОС "спонтанные" зависания происходят намного реже Система, зависающая по непонятным или неустранимым причинам раз в несколько дней, считается малопригодной для серьезного использования а делающая это раз в месяц - подозрительно ненадежной. Поэтому в таких системах можно позволить себе роскошь использовать неустойчивые к сбоям ФС. Тем более что такие системы, как правило, обладают более высокой производительностью, чем устойчивые ФС.
К тому же перед выключением системы, интегрированной в сеть, необходимо уведомить всех клиентов и все серверы о разъединении. Только чисто клиентская машина может быть выключена из сети без проблем. Поэтому на сетевых серверах в любом случае необходима процедура закрытия системы (shutdown). Так почему бы не возложить на эту процедуру еще и функцию размонтирования ФС?
В системах же реального времени, которые по роду работы могут часто и неожиданно перезапускаться, например, при отладке драйверов или программ, осуществляющих доступ к аппаратуре, стараются использовать устойчивые к сбоям ФС.
Хотя первая из перечисленных выше причин - извлечение носителя из дисковода - не является "сбоем" даже в самом широком смысле этого слова, с точки зрения ФС она мало чем отличается от сбоя. Поэтому на удаляемых носителях, таких, как дискеты, можно использовать только устойчивые ФС.
Интересный альтернативный подход используется в компьютерах Macintosh и некоторых рабочих станциях. У этих машин дисковод не имеет кнопки для извлечения дискеты. Выталкивание дискеты осуществляется программно, подачей соответствующей команды дисководу. Перед подачей такой команды ОС может выполнить нормальное размонтирование ФС на удаляемом диске.
В узком смысле слова "устойчивость" означает лишь то, что ФС после аварийной перезагрузки не обязательно нуждается в восстановлении. Такие ФС обеспечивают целостность собственных структур данных в случае сбоя, но, вообще говоря, не гарантируют целостности пользовательских данных в файлах.
Нужно отметить, что даже если ФС считается в этом смысле устойчивой, некоторые сбои для нее могут быть опасны. Например, если запустить команду DISKOPT на "устойчивой" файловой системе FAT и в подходящий момент нажать кнопку RESET, то значительная часть данных на диске может быть навсегда потеряна.
С другой стороны, можно говорить об устойчивости в том смысле, что в ФС после сбоя гарантирована целостность пользовательских данных. Достаточно простого анализа для того чтобы убедиться, что такую гарантию нельзя обеспечить на уровне ФС; обеспечение подобной целостности накладывает серьезные ограничения и на программы, работающие с данными, а иногда оказывается просто невозможным.
Характерный и очень простой пример: архиватор InfoZip работает над созданием архива. Программа сформировала заголовок файла, упаковала и записала на диск около 50% данных, и в этот момент произошел сбой. В zip-архивах каталог находится в конце архивного файла и записывается туда после завершения упаковки всех данных. Обрезанный в случайном месте zip-файл не содержит каталога и поэтому, безусловно, является безнадежно испорченным. Поэтому при серьезном обсуждении проблемы устойчивости к сбоям говорят не о гарантии целостности пользовательских данных, а об уменьшении вероятности их порчи.
Поддержание целостности структур ФС обычно гораздо важнее, чем целостность недописанных в момент сбоя пользовательских данных. Дело в том, что если при сбое оказывается испорчен создававшийся файл, это достаточно неприятно; если же окажется испорчена файловая система, в худшем случае это может привести к потере всех данных на диске, т. е. к катастрофе. Поэтому обычно обеспечению целостности ФС при сбоях уделяется гораздо больше внимания.
Упоминавшаяся выше "врожденная" устойчивость к сбоям файловой системы FAT объясняется тем, что в этой ФС удаление блока из списка свободных и выделение его файлу производится одним действием - модификацией элемента FAT (рис. 11.16). Поэтому если во время этой процедуры произойдет сбой или дискета будет вынута из дисковода, то ничего страшного не случится: просто получится файл, которому выделено на один блок больше, чем его длина, записанная в каталоге. При стирании этого файла все его блоки будут помечены как свободные, поэтому вреда практически нет.

Рис. 11.16. Модификация FAT

Нужно отметить, что при активном использовании отложенной записи FAT и родственные ФС теряют это преимущество. Отложенная запись FAT является единственным способом добиться хоть сколько-нибудь приемлемой производительности от ФС с 32-битовым FAT. Поэтому, хотя Novell NetWare и использует ФС, основанную на 32-битной FAT, после аварийной перезагрузки эта система вынуждена запускать программу аварийною становления дисковых томов. Аналогичным образом ведет себя и FAT3? Если же система хранит в одном месте список или карту свободных блоков, а в другом месте списки блоков, выделенных каждому файлу (рис. 11.17) как это делают HPFS или ФС систем семейства Unix, то при прерывании операции выделения места в неподходящий момент могут либо теряться блоки (если мы сначала удаляем блок из списка свободных- рис. 11.18) либо получаться блоки, которые одновременно считаются и свободными, и занятыми (если мы сначала выделяем блок файлу).
Первая ситуация достаточно неприятна, вторая же просто недопустима: первый же файл, созданный после перевызова системы, будет "перекрещиваться" с испорченным (рис. 11.19). Поэтому все ОС, использующие файловые системы такого типа (системы семейства Unix, OS/2, Windows NT и т. д.), после аварийной перезагрузки первым делом проверяют своп ФС соответствующей программой восстановления.

Рис. 11.17. Модификация структур данных сложной ФС

Рис. 11.18. Потерянный блок

Рис. 11.19. Пересекающиеся файлы

Задача обеспечения целостности файловых систем при сбоях усложняется тем, что дисковые подсистемы практически всех современных ОС активно используют отложенную запись, в том числе и при работе с системными структурами данных. Отложенная запись, особенно в сочетании с сортировкой запросов по номеру блока на диске, может приводить к тому, что изменения инода пли файловой записи все-таки запишутся на диск раньше, чем изменения списка свободных блоков, что может приводить к возникновению "скрещенных" файлов. Для того чтобы этого не происходило, сортировке, как правило, подвергают только запросы чтения, но не записи.

Как устроена электрическая сеть

Электростанции России объединены в федеральную энергосистему, являющуюся источником электрической энергии для всех ее потребителей. Передача и распределение электроэнергии осуществляется с помощью воздушных линий электропередачи, пересекающих всю страну. Для уменьшения потерь при передаче электроэнергии в линиях электропередач применяется очень высокое напряжение - десятки и (чаще) сотни киловольт.

В силу своей экономичности при передаче энергии применяется изобретенная русским инженером М.О. Доливо-Добровольским трехфазная система переменного тока, при которой электроэнергия передается с помощью четырех проводов. Три из этих проводов называются линейными или фазными, а четвертый - нейтральным проводом или просто нейтралью.

Потребители электроэнергии рассчитаны на более низкие напряжения, чем напряжение в энергосистеме. Понижение напряжения производится в два этапа. Сначала на понижающей подстанции, являющейся частью энергосистемы, напряжение понижается до 6-10 кВ (киловольт). Дальнейшее понижение напряжение производится на трансформаторных подстанциях. Их знакомые всем стандартные "трансформаторные будки" во множестве разбросаны по предприятиям и жилым массивам. После трансформаторной подстанции напряжение понижается до 220-380 В.

Напряжение между линейными проводами трехфазной системы переменного тока называется линейным. Номинальное действующее значение линейного напряжения в России равно 380 В (вольт). Напряжение между нейтралью и любым из линейных проводов называется фазным. Оно в корень из трех раз меньше линейного. Его номинальное значение в России равно 220 В .

Источником тока для энергосистемы являются трехфазные генераторы переменного тока, установленные на электростанциях. Каждая из обмоток генератора индуцирует линейное напряжение. Обмотки симметрично расположены по окружности генератора. Соответственно и линейные напряжения сдвинуты друг относительно друга по фазе. Этот фазовый сдвиг постоянен и равен 120 градусам.

Рис. 1. Трехфазная система переменного тока

После трансформаторной подстанции напряжение через распределительные щитки или (на предприятиях) распределительные пункты поступает к потребителям.

Некоторые потребители (электродвигатели, промышленное оборудование, большие ЭВМ и мощное коммуникационное оборудование) рассчитаны на непосредственное подключение к трехфазной электрической сети. К ним подводятся четыре провода (не считая защитного заземления).

Маломощные потребители (персональные компьютеры, бытовые приборы, офисная техника и т.д.) рассчитаны на однофазную электрическую сеть. К ним подводят два провода (не считая защитного заземления). В подавляющем числе случаев один из этих проводов - линейный, а другой - нейтральный. Напряжение между ними по стандарту равно 220 В.

Приведенные выше действующие значения напряжения не исчерпывают полностью параметры электрической сети. Переменный электрический ток характеризуется также частотой. Номинальное стандартное значение частоты в России равно 50 Гц (Герц).

Реальные значения напряжения и частоты электрической сети конечно могут отличаться от номинальных значений.

К сети постоянно подключаются новые потребители электроэнергии (ток или нагрузка в сети увеличивается) или отключаются какие-либо потребители (в результате ток или нагрузка сети уменьшается). При увеличении нагрузки напряжение в сети падает, а при уменьшении нагрузки напряжение в сети возрастает.

Для уменьшения влияния изменения нагрузки на напряжение, на понижающих подстанциях существует автоматическая система регулирования напряжения. Она предназначена для поддержания постоянного (в определенных пределах и с определенной точностью) напряжения при изменении нагрузки в сети. Регулирование осуществляется за счет перекоммутации обмоток мощных понижающих трансформаторов.

Частота переменного тока задается частотой вращения генераторов на электростанциях. При увеличении нагрузки частота стремится слегка уменьшиться, система регулирования электростанции увеличивает расход рабочего тела через турбину, и частота вращения генератора восстанавливается.

Разумеется ни одна система регулирования (напряжения или частоты) не может работать идеально, и в любом случае пользователю электрической сети нужно смириться с некоторыми отклонениями характеристик сети от номинальных значений.

В России требования к качеству электрической энергии стандартизованы. ГОСТ 23875-88 дает определения показателям качества электроэнергии, а ГОСТ 13109-87 устанавливает значения этих показателей. Этим стандартом установлены значения показателей в точках подключения потребителей электроэнергии. Для пользователя это означает, что он может требовать от энергоснабжающей организации, чтобы установленные нормы соблюдались не где-то в энергосистеме, а непосредственно в его розетке.

Наиболее важные показатели качества электроэнергии - это отклонение напряжения от номинального значения, коэффициент несинусоидальности напряжения, отклонение частоты от 50 Гц.

Согласно стандарту в течение не менее 95 % времени каждых суток фазное напряжение должно находиться в диапазоне 209-231 В (отклонение 5 %), частота в пределах 49.8-50.2 Гц , а коэффициент несинусоидальности не должен превышать 5 %.

Остальные 5 или менее процентов времени каждых суток напряжение может изменяться от 198 до 242 В (отклонение 10 %), частота от 49.6 до 50.4 Гц, а коэффициент несинусоидальности должен быть не более 10 %. Допускаются также более сильные изменения частоты: от 49.5 Гц до 51 Гц, но общая длительность таких изменений не должна превышать 90 часов за год.

Авариями электроснабжения называются ситуации, когда показатели качества электроэнергии кратковременно выходят за установленные пределы. Частота может отклоняться на 5 Гц от номинального значения. Напряжение может снижаться до нуля. В дальнейшем показатели качества должны восстанавливаться.

а рисунке 8 представлена блок-схема реального (или, по крайней мере, более похожего на реальный) ИБП с переключением. В ней появились новые элементы, по сравнению со схемой, придуманной нами во второй главе.

Входной фильтр импульсов и фильтр шумов улучшают форму кривой напряжения при работе от электрической сети. Схема анализа сети и управления определяет моменты переключения режимов работы ИБП , следит за разрядом батареи и выполняет другие полезные функции.

Группы потребителей

Согласно Правилам Устройства Электроустановок (ПУЭ) все потребители электроэнергии делятся на три категории.

К первой категории относятся отвественные потребители. Их снабжение электроэнергией производится от двух независмых источников питания. При исчезновении напряжения на одном из источников производится автоматическое переключение на питание нагрузки от второго источника. Независимыми источниками могут быть распределительные устройства двух электростанций или не связанных друг с другом подстанций. Переключение производится автоматическими выключателями резерва (АВР). При срабатывании этих механических (а иногда и тиристорных) переключателей, время отсутствия напряжения (период, в течение которого нагрузка остается без электропитания) составляет 10-3000 мс.

Из первой категории выделяется группа особо ответственных потребителей. Их электропитание производится от трех независимых источников. В качестве третьего источника допускается использовать дизельный генератор или аккумуляторные батареи.

Ко второй категории относятся менее отвественные потребители. Их электроснабжение должно производится от двух независимых источников питания. Но для этой категории потребителей допустим более длительный разрыв электропитания, достаточный для переключения вручную оперативным персоналом или выездной аварийной бригадой.

Все остальные потребители относятся к третьей категории. Их электроснабжение может осуществляться от одного источника питания, при условии, что перерывы электроснабжения не превышают одних суток. В это время включается и ремонт или замена вышедшего из строя оборудования.

К потребителям первой категории относятся федеральные и региональные органы власти, большие старые банки, больницы, начиная с областных, некоторые предприятия с непрерывным циклом производства, крупные узлы связи и т.д.

Заземление

При установке промышленного оборудования для предотвращения поражения электрическим током, применяется защитное заземление.

Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей металлических частей оборудования (обычно рамы, корпуса или защитного кожуха), нормально не находящихся под напряжением. Даже если произойдет повреждение электрической изоляции (и даже, если при этом не сработают защитные предохранители), то напряжение на заземленных частях оборудования будет безопасным, так как сопротивление заземления по стандарту не должно превышать 4 Ома. При организации локальных компьютерных сетей рекомендуется еще более низкое сопротивление заземления - не более 0.5-1 Ома. Впрочем, в этом случае заземление главным образом служит для уменьшения помех, возникающих при работе различного оборудования.

Для устройства заземления в грунте размещают металлические предметы с развитой поверхностью и надежно соединяют его с шиной заземления.

Ранее в России для подключения бытовых и офисных приборов не применялось заземление. В быту и офисах использовались двухпроводные розетки, рассчитанные на напряжение до 250 В и ток до 6 А. Один из контактов в этой розетке соединен с линейным проводом трехфазной цепи (или, как говорят электрики с "фазой"), а другой - с нейтралью.

Исключение делалось только для мощной бытовой техники, типа кухонных плит и некоторых стиральных машин. Эти приборы подключались к специальной розетке с заземлением (которым часто служила "нейтраль" электрической цепи).

С появлением персональных компьютеров и большого количества импортной офисной и бытовой техники, начала широко применяться розетка с расположенными в периферийной части розетки заземляющими контактами. Эта розетка рассчитана на напряжение до 250 В и ток до 10 А (иногда до 16 А). Обычно ее называют "компьютерной", "европейской" или "евророзеткой".

В странах Европы применяются несколько типов розеток (в частности, рассматриваемая розетка применяется в Германии), и включить применяемый скажем в Швейцарии компьютер в английскую розетку так же невозможно, как и в японскую. Поэтому в дальнейшем мы будем называть эту розетку просто розеткой с заземлением. Обычно именно такая розетка применяется для подключения компьютеров и другого офисного оборудования мощностью до 2 кВА (иногда до 3 кВА).

В России чаще всего применяется четырехпроводная трехфазная электрическая сеть с глухозаземленной нейтралью. Нейтральный провод в такой сети заземлен в нескольких местах (на электростанциях, подстанциях, в линиях электропередач).

В электрической сети с глухозаземленной нейтралью вместо защитного заземления допускается использовать защитное "зануление" - соединение корпуса устройства с нейтральным проводом (а не с землей). В промышленности этот вид защиты от поражения электрическим током является основным.

В некоторых странах применяется пятипроводная трехфазная сеть. В ней провод заземления и нейтраль отделены друг от друга. Пятипроводная сеть дороже (больше расходы на кабель и его прокладку), но более устойчива к помехам, особенно при работе компьютерного оборудования.

Как устроено оборудование

Электрооборудование, изготавливаемое в России, естественно рассчитано на российскую электрическую сеть и обязано работать при напряжении от 198 до 242 В и частоте от 49.5 до 51 Гц. Как правило диапазон напряжений и частот, в котором может работать оборудование, еще несколько шире (характерны например 187-242 В ). Для большинства работающих от сети устройств допустимы изменения частоты на 2 Гц (или даже более) по сравнению с номинальным значением.

Большая часть применяемого в России офисного оборудования - это оборудование импортное. Оно не всегда рассчитано на наши стандарты.

Например часто встречается оборудование, предназначенное для работы при номинальном напряжении 230 В и рассчитанное на допускаемые отклонения напряжения 10 %. Такое оборудование имеет право не работать при вполне стандартных в нашей стране условиях.

Сузим диапазон рассматриваемого оборудования до компьютеров и компьютерной периферии. Такого рода приборы обычно оснащены импульсными блоками питания, которые могут работать в очень широком диапазоне напряжений. Эксперименты показывают, что стандартный ПК (системный блок с одним диском и дисководами и монитор) с не слишком плохим блоком питания может работать при очень низких напряжениях. Не хотелось бы давать конкретные числа, поскольку они конечно же разные для разных компьютеров, но можно уверенно сказать: 99 % персональных компьютеров, продаваемых в России, могут стабильно работать при напряжениях 170-180 В.

При уменьшении напряжения, для получения той же мощности, требуемой для работы компьютера, импульсный блок питания потребляет больший ток. Это значит, что его ресурс при меньших напряжениях может уменьшиться. Кроме того, если компьютер оснащен многими устройствами, питаемыми от его блока питания (дисками, модемами и др.), то минимальное напряжение, при котором может работать компьютер, возрастает.

В России имеется стандарт (ГОСТ Р 50628-93), определяющий требования к персональным компьютерам по устойчивости к электромагнитным помехам. Этому стандарту должны соответствовать все компьютеры, производимые или импортируемые в России.

Компьютеры и периферийные устройства подразделяются на две группы в зависимости от устойчивости к помехам. Группу определяет производитель компьютера. После соответствующих испытаний и сертификации он имеет право объявить о соответствии его компьютера группе I или II ГОСТ Р 50628-93 по устойчивости к электромагнитным помехам. В таблице приведены параметры электрической сети, которые должны выдерживать компьютеры и периферийное оборудование в соотвествии с этим стандартом.

Таблица 1. Требования к качеству электрической сети.

Сбои электропитания

Описанная в начале главы благостная картина электрической сети встречается, конечно, только в книжках. На самом деле в электрической сети бывают разного рода сбои. В России получили известность данные исследований, проведенных в США фирмами Bell Labs и IBM.

Согласно последнему, каждый персональный компьютер подвергается воздействию 120 нештатных ситуаций с электропитанием в месяц.

По данным Bell Labs в США наблюдаются следующие наиболее часто встречающиеся сбои питания.

1. Провалы напряжения - кратковременные понижения напряжения, связанные с резким увеличением нагрузки в сети в связи с включением мощных потребителей, таких, как промышленное оборудование, лифты и т.д. Является наиболее частой неполадкой в электрической сети, встречается в 87 % случаев.

2. Высоковольтные импульсы - кратковременное (на наносекунды или единицы микросекунд) очень сильное увеличение напряжения, связанное с близким грозовым разрядом или включением напряжения на подстанции после аварии. Составляет 7.4 % всех сбоев питания.

3. Полное отключение напряжения согласно этому исследованию является следствием аварий, грозовых разрядов, сильных перегрузок электростанции. Встречается в 4.7 % случаев.

4. Слишком большое напряжение - кратковременное увеличение напряжения в сети, связанное с отключением мощных потребителей. Встречается в 0.7 % случаев.

Эту картину видимо можно считать типичной для большинства развитых стран. (Заметим в скобках, что и источники бесперебойного питания, производимые в этих странах, в большинстве случаев ориентированы именно на такую электрическую сеть).

К сожалению и эта картина не всегда соответствует нашей действительности. Фирмой "А и Т Системы" по заказам разных клиентов проводились обследования электрической сети на предприятиях в разных местах России и за рубежом. Кроме того, к нам также поступала косвенная информация о состоянии электрической сети в разных местах бывшего СССР. Таких обследований было не так много, чтобы можно было делать профессиональные статистические выводы, но все же кое-что просто бросается в глаза.

Рис. 2. Виды сбоев электропитания.

Наиболее часто встречающейся неполадкой в электрической сети, так же, как и в США, можно считать пониженное напряжение в сети. Однако этот вид сбоя питания вовсе не так доминирует над остальными видами сбоев.

Начнем с того, что повышенное напряжение в сети встречается почти так же часто, как и пониженное напряжение. Причем для разных мест (городов, районов, предприятий) обычно характерен определенный уровень напряжения в сети. Где-то оно может быть в основном пониженное, в других местах в основном нормальное или в основном повышенное. Этот уровень сохраняется примерно одинаковым все время. На его фоне происходят циклические изменения напряжения, связанные с изменением нагрузки в электрической сети.

Самый короткий цикл изменения напряжения - дневной. На рис. 3 приведены реальные графики изменения напряжения в двух точках России (отстоящих друг от друга на полторы тысячи километров) в течение суток.

Рис. 3. Суточный цикл изменения напряжения в сети.

Нижняя кривая на рис. 3 получена в сети с пониженным напряжением. Стабильное ночью напряжение около 215 В снижается с началом дня и вновь возрастает вечером, когда большинство потребителей отключаются.

Средняя кривая на рис. 3 получена в электрической сети с повышенным напряжением. Здесь наблюдается более характерная зависимость напряжения от времени суток. Стабильное ночью напряжение понижается утром, достигая минимума в середине рабочего дня, и плавно нарастает к его концу.

Оба описанные графика получены в рабочие дни недели. Верхний график на рис. 3 получен в праздничный день в том же месте, что и средний график. В этом случае напряжение остается стабильно повышенным в течение суток.

Если включить в рассмотрение и напряжение в выходные дни, то мы получим следующий по длительности цикл изменения напряжения в электрической сети - недельный. Видимо существуют циклы изменения напряжения большей длительности (например, годовой цикл) но они нами никогда не отслеживались.

В России, и особенно в других странах СНГ, наблюдается вид сбоя питания совершенно неизвестный на Западе. Это нестабильная частота. Самым характерным примером являлась Грузия в 1992-1994 годах. Энергосистема Грузии в целом видимо была очень сильно перегружена. Поэтому частота в сети могла опускаться до 42 Гц.

Само по себе изменение частоты не представляет существенной опасности для оборудования, оснащенного импульсным блоком питания, но очень низкая частота обычно сопровождается сильными гармоническими искажениями, которые могут отрицательно повлиять на работу не только компьютера, но и большинства источников бесперебойного питания (ИБП) . Кроме того, многие ИБП среднего класса воспринимают сильное понижение частоты как аварийный случай и начинают расходовать заряд батареи. Батарея разряжается через несколько минут и вся работа на этом заканчивается.

В России пониженная частота встречается довольно редко. Тем не менее, даже в Москве сотрудниками фирмы Merlin Gerin была, по их словам, однажды зарегистрирована частота ниже 45 Гц. В наших измерениях частота ниже 49.5 Гц не встречалась.

Еще одной отличительной особенностью России являются причины (и, соответственно, количество) полных отключений напряжения. Аварии и стихийные бедствия, являющиеся причинами полного отключения напряжения в развитых странах, случаются у нас примерно с такой же частотой, что и там. Но в России эти случайности не являются единственными, и даже главными, причинами полного исчезновения напряжения. Свое уверенное слово говорит человеческий фактор.

Дело в недостатке знаний. Электрики, обслуживающие офисное здание с множеством компьютеров, обычно не имеют никакого представления о том, какие последствия имеет отключение напряжения для компьютеров и данных. Поэтому они ведут себя совершенно так же, как и 20 лет назад.

При возникновении какой-либо проблемы с электропитанием на этаже (например, отключился автоматический выключатель - предохранитель), электрик начинает искать автоматический выключатель, отвечающий за зону, в которой возникла проблема. Ищет он разумеется не по схеме (это долго, да и схемы у него возможно, или скорее всего, нет). Он просто последовательно отключает и тут же включает все автоматы на щитке и смотрит на результат. В момент, когда в нужном помещении появляется свет, он считает свою миссию законченной.

Если нужный автомат окажется последним, то в течение минуты каждая электролампа и каждый компьютер на этаже подвергнутся кратковременному (менее секунды) отключению напряжения. Для освещения ничего страшного не происходит, люди обычно даже не успевают испугаться, оказавшись на мгновение в темноте. Но секундного отключения вполне достаточно для потери данных на компьютерах.

Особенно часто такие случаи бывают весной и осенью, когда заканчивается или начинается отопительный сезон. Если отопление уже отключили или еще не включили, и вдруг похолодало, то люди реагируют стандартно: они включают электрические подогреватели. Если электрическая сеть сильно нагружена, то подключение дополнительных (и мощных) потребителей может привести к срабатыванию автоматического предохранителя. А теперь вернитесь на два абзаца назад.

Такой цикл включений и отключений может в некоторых организациях повторяться по несколько раз в день.

В остальном электрическая сеть в России ведет себя примерно так же, как и в США.

Отметим еще один вид искажений электропитания, не рассмотренный Bell Labs. Речь идет об искажениях формы синусоиды, связанных с работой компьютеров и других нелинейных нагрузок.

При работе импульсных блоков питания в сильно перегруженной сети могут возникать искажения формы синусоидального напряжения. Это может выражаться в срезании вершины синусоиды и появлении гармоник - колебаний кратных частот. Эти искажения могут приводить к неполадкам в работе другого чувствительного оборудования, например измерительных приборов или видеоаппаратуры.

Искажения формы кривой напряжения усугубляются специфическими свойствами трехфазной электрической сети, изначально предназначенной для работы только с синусоидальными напряжениями и токами. Работа компьютеров в трехфазной электрической сети рассмотрена в разделе "Особенности трехфазных источников бесперебойного питания" главы 8.

Для любителей эмоционального осмысления неприятностей с электричеством, а также тем, кто склонен часто жаловаться на качество электрической энергии, можно рекомендовать один из лучших технологических романов Артура Хейли: "Перегрузка". Читая его, вы в течении нескольких часов сможете посмотреть на ситуацию со стороны производителя электроэнергии.

Таблица 2. Виды сбоев электропитания

Перегрузки

Попробуем слегка систематизировать уже сказанное относительно изменения нагрузки в сети.

Перегрузки (т.е. ситуации, когда ток в сети выше номинального или предельно допустимого для участка электрической сети) могут происходить на разных уровнях системы электроснабжения. Соответственно разные и последствия.

Локальная перегрузка - это перегрузка сети на участке от потребителей до ближайшего автоматического предохранителя. Перегрузки на участке сети могут вызывать срабатывание этого предохранителя и, следовательно, локальное отключение напряжения.

Местная перегрузка возникает, если перегружена вся линия от потребителей до понижающего трансформатора. Происходит снижение напряжения в сети. При сильных перегрузках и выходе из строя локальных систем защиты, возможно срабатывание системы защиты подстанции, также сопровождаемое временным полным отключением напряжения. Это отключение распространяется на всех потребителей, питаемых от этого трансформатора.

Общая перегрузка возникает, если перегружена вся энергосистема или существенная ее часть. В этом случае, помимо снижения напряжения может происходить и уменьшение частоты синусоидального напряжения. При глубоких общих перегрузках возможно срабатывание защиты на электростанции и отключение напряжения в системе в целом. В России перегрузки такого рода не встречаются или встречаются крайне редко. Основным препятствием для возникновения такой перегрузки является грамотное управление участком энергосистемы (временное, в том числе плановое, отключение части потребителей и другие способы уменьшения нагрузки).

Классическим случаем общей перегрузки является широко известный случай, произошедший в Нью-Йорке полтора десятилетия назад. В разгар рабочего дня из-за аварии на одной из подстанций города, все питаемые ею потребители были отключены. Автоматическая система управления энергосистемой немедленно восстановила питание потребителей, подключив их к другим подстанциям. Одна из подстанций была нагружена почти полностью, не выдержала дополнительной нагрузки и отключилась. Ее потребители опять были автоматически распределены между другими подстанциями. Началась цепная реакция отключения подстанций, охватившая весь Манхэттэн - деловой центр Нью-Йорка. Результатом мелкой аварии в сочетании с недоработанной системой управления и недостаточной выучкой диспетчеров было погружение во тьму офисов сотен крупнейших фирм мира.

Совершенно особенным случаем перегрузки является временная перегрузка, связанная со стартовыми токами, возникающими при запуске почти любого оборудования. Стартовый ток может превышать номинальный ток потребления электрического прибора в единицы, десятки и (к счастью очень редко) в сотни раз. В зависимости от величины стартового тока, временная перегрузка может распространиться на больший или меньший участок сети. Чаще всего включение оборудования вызывает местные перегрузки, но известны случаи, когда включение одного очень мощного агрегата вызывает перегрузку энергосистемы целой страны.

Например, в Монголии есть крупное горнообогатительное предприятие "Эрдэнэт", бывшая "стройка социализма", а сейчас совместное монгольско-российское предприятие. Это предприятие является крупнейшим в стране и потребляет примерно треть всей монгольсой электроэнергии (соответственно примерно 120 и 300 МВт ). Основой технологического процесса являются шаровые мельницы, перемалывающие руду в мелкую пыль. Барабан такой мельницы имеет диаметр 6 метров и длину около 18 метров. Электродвигатель, который крутит барабан - тоже не маленький - его мощность 5 МВт .

Мельницы работают круглосуточно, месяцы напролет. Каждая остановка для профилактического ремонта (или, наоборот, включение) - крупное событие, планирующееся за много месяцев. Дело в том, что двигатель мельницы запускается под нагрузкой (нужно преодолеть огромную инерцию барабана), и стартовые токи могут превышать номинальные в 10 раз. А 50 МВт - это почти 20 % от мощности энергосистемы Монголии. Управляемый запуск (например с помощью тиристорного привода) такого двигателя пока невозможен - слишком большая мощность.

Однажды мне довелось с осциллографом в руках следить за таким запуском. Он прошел очень удачно - напряжение (видимо по всей стране) просело всего на 12 вольт. Сказалось временное подключение энергосистемы Монголии к российской - часть пиковой нагрузки взяло на себя Иркутскэнерго.

В трехфазной сети, нагруженной в основном компьютерами, может возникать еще один вид перегрузки: перегрузка нейтрального провода из-за искаженной формы кривой тока нагрузки. Его особенная опасность обусловлена в основном тем, что не может быть обнаружена обычными щитовыми приборами и почти всегда остается незамеченной, а также отсутствием предохранителей на нейтральном проводе.

Нейтральный провод

Нейтральный провод в трехфазной системе переменного тока выполняет очень важную функцию. Он служит для выравнивания фазных напряжений во всех трех фазах при разных нагрузках фаз (или, как говорят электрики, - перекосе фаз).

В случае обрыва нейтрального провода при неодинаковых нагрузках в фазах фазные напряжения будут различными. В фазах с большой нагрузкой (меньшим сопротивлением) напряжение будет ниже нормального, даже если эта фаза очень далека от перегрузки. В фазах с меньшей нагрузкой (большим сопротивлением) напряжения станет выше нормального.

Особенно опасным является короткое замыкание после обрыва нейтрального провода. При этом напряжение на оставшихся незакороченными фазами возрастает в корень из трех раз (с нормальных 220 В до 380 В ). Для исключения обрыва на нейтральном проводе не устанавливают предохранителей и выключателей. Этот вид сбоя электропитания является одним из самых опасных, но при правильном проектировании и эксплуатации электрической сети или системы бесперебойного питания встречается очень редко.

В России применяется четырехпроводная трехфазная электрическая сеть. Она еще называется электрической сетью с глухо-заземленной нейтралью. За этими словами скрывается вполне простой факт: нейтральный провод на подстанции заземлен и практически не только выполняет свою функцию "симметрирования" трехфазной сети, но и используется как защитное заземление.

В Европе обычно применяется пяти-проводная электрическая сеть. В такой электрической сети имеется отдельный (пятый) провод заземления и нейтральный провод выполняет только одну функцию. Кстати сказать, все западные трехфазные ИБП предназначены для использования именно с такой электрической сетью.

Нейтральный провод рассчитан на эффективную компенсацию токов в разных фазах в случае синусоидальных токов в трехфазной электрической сети. Если в электрическую сеть включено много компьютеров, то форма кривой тока искажается и эффективность работы нейтрального провода резко снижается. При этом возможны опасные перегрузки нейтрального провода и искажения формы кривой напряжения. Подробнее об этом рассказано в главе 8.

Небезопасные продукты питания создают глобальные угрозы вобласти здравоохранения ипредставляют опасность для здоровья каждого человека. Всемирная организация здравоохранения намерена содействовать усилиям, направленным наукрепление безопасности пищевых продуктов напути « отфермы дотарелки» .

Что включает всебя данное понятие?
« … отсутствие токсического, канцерогенного, мутагенного илидругого неблагоприятного воздействия продуктов наорганизм человека вслучае употребления ихвобщепринятых количествах; гарантируется нормированием исоблюдением регламентированного содержания (отсутствие или ограничение уровнями предельно допустимых концентраций) загрязнителей химической ибиологической природы, атакже природных токсических веществ, которые характерны для данного продукта иимеют опасность для здоровья человека» .
Как правило, заболевания пищевого происхождения— это инфекционные заболевания или интоксикации, вызванные бактериями, вирусами или химическими веществами, попадающими ворганизм через зараженную воду или пищу. Квидам небезопасных продуктов питания относятся сырая пища животного происхождения, фрукты иовощи, загрязненные фекалиями, атакже сырые моллюски, содержащие морские биотоксины.

Основные болезни пищевого происхождения
Сальмонеллез Возбудитель— бактерия Salmonella, аего симптомами— повышенная температура, головная боль, тошнота, рвота, боли вживоте идиарея. Вчисло пищевых продуктов, вызывающих вспышки сальмонеллеза, входят яйца, мясо домашней птицы идругие виды мяса, сырое молоко.
Кампилобактериоз Возбудителями являются некоторые виды бактерии Campylobacter. Основными продуктами, вызывающими заболевание, являются сырое молоко, сырое или плохо приготовленное мясо домашней птицы ипитьевая вода. Острые проявления кампилобактериоза включают сильные боли вживоте, повышенную температуру, тошноту идиарею. В2— 10% случаев заболевания инфекция может привести кразвитию хронических проблем вобласти здоровья, включая реактивный артрит иневрологические нарушения.
Листериоз Резервуаром листерий является почва, изкоторой они могут попадать ворганизмы растений. Заражение людей связано супотреблением впищу овощей ипродуктов животноводства. Заражение человека осуществляется при употреблении различных продуктов питания без предварительной термической обработки. Вразличных пищевых продуктах (молоко, масло, сыр, мясо идр.) размножаются при температуре бытового холодильника. Бактериемия именингит— наиболее серьезные последствия листериоза.
Эшерихиозы— острые кишечные инфекции, вызываемые некоторыми сероварами бактерии Escherichia coli. Эшерихиозы проявляются ввиде энтерита иэнтероколита. Пищевое заражение восновном происходит при употреблении молочных продуктов, мясных блюд, напитков (квас, компоты) исалатов свареными овощами.
Холера проникает ворганизм человека синфицированной водой или продуктами питания. Ксимптомам относится боль вбрюшной полости, рвота иострая водянистая диарея, которая может приводить кострому обезвоживанию ииногда ксмерти. Вспышки холеры связаны стаким продуктами питания, как рис, овощи, просо иразличные виды морепродуктов.

Впубликации ВОЗ « Пять важнейших принципов безопасного питания» дается практическое руководство для продавцов ипотребителей вобласти обработки иподготовки продуктов питания:

• Храните продукты вчистоте.
• Отделяйте сырые продукты отпродуктов, подвергшихся тепловой обработке.
• Подвергайте продукты тщательной тепловой обработке.
• Тепловая обработка проводится при необходимой температуре.
• Пользуйтесь безопасной водой ибезопасными сырыми продуктами.

С приближением холодов данная тема систематически возникает на страницах компьютерной периодики. Мы не собираемся нарушать эти традиции и в дополнение к уже сказанному ( , ) 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?

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?

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?

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?

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.

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.

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.

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.