Как защитить компьютер от сгорания
|
Из-за несоблюдения некоторых простых правил персональный компьютер иногда выходит из строя. Особенно опасен момент подключения к его интерфейсному разъему кабеля, соединенного с другим компьютером, принтером и прочими периферийными устройствами. Поэтому необходимо соблюдать правила заземления корпусов приборов и прокладки соединительных кабелей. На рис. 1 показана схема цепи питания компьютера от сети переменного тока. В ней обязательно имеется фильтр, защищающий как компьютер от помех, проникающих из сети, так и сеть от помех, генерируемых компьютером. Он может быть довольно сложным, состоять из нескольких конденсаторов и катушек индуктивности, но обычно представляет собой два конденсатора (C1 и C2) одинаковой емкости, точка соединения которых подключена к общему проводу и корпусу компьютера. Конденсаторы образуют емкостный делитель напряжения, поэтому между незаземленным корпусом компьютера и любым из питающих проводов действует напряжение примерно 90...130 В (для сети 220 В с учетом возможного разброса емкостей конденсаторов). Даже если фильтра, как такового, в компьютере нет, упомянутый делитель образуют паразитные емкости между обмотками и магнитопроводом трансформатора питания. В зависимости от их величины напряжение на корпусе может, вообще говоря, оказаться любым в интервале от 0 до полного сетевого. 
Сегодня большинству потребителей (как бытовых, так и промышленных) электроэнергия подается по трехфазной сети 220/380 В. Например, к жилому дому подводят четырехпроводный кабель, содержащий три фазных провода ("фазы", напряжение между любыми из них равно 380 В) и один нейтральный ("нуль"), заземленный на трансформаторной подстанции. Однофазные потребители (а это подавляющее большинство бытовых приборов) питают напряжением 220 В, подключая их между "фазой" и "нулем". Так как потери энергии минимальны при равной нагрузке на "фазы", проводку выполняют таким образом, чтобы напряжение каждой из них подавалось в треть общего числа квартир. Из сказанного следует, что одно из гнезд любой сетевой розетки заземлено через "нулевой" провод. Напряжение между металлическим корпусом подключенного к ней вполне исправного компьютера (или любого другого электроприбора) и землей составляет упомянутые выше 90...130 В. Учитывая, что емкость конденсаторов C1 и C2 обычно равна 0,05 мкФ, несложно подсчитать, что по заземляющему корпус проводнику течет ток силой примерно 3,5 мА. Этого вполне достаточно, чтобы ощутить довольно сильный электроудар при прикосновении к корпусу. Напряжение между незаземленными корпусами двух приборов, питающихся от одной и той же "фазы", может достигать примерно 40 В. Если же они подключены к разным "фазам", ситуация намного хуже. Обратимся к векторной диаграмме, изображенной на рис. 2. Здесь U1 и U2 - напряжения на корпусах компьютеров, питаемых соответственно от "фаз" A и C. Как видно, из-за фазового сдвига разность этих напряжений (U1 - U2) составит не менее 190 В даже без учета разброса емкостей конденсаторов в фильтрах. Самой большой величины может достигать напряжение между корпусами приборов, подключенных к разным электросетям. Это бывает, например, на промышленных предприятиях, имеющих две раздельные сети - осветительную и силовую, энергия в которые поступает не только от разных трансформаторов, но иногда даже от разных электростанций. Фазовые соотношения здесь совершенно произвольны. Нулевые провода таких сетей бывают заземлены на значительном удалении один от другого. За счет протекающих в земле блуждающих токов разность потенциалов между ними, а следовательно, и между корпусами компьютеров может быть очень значительной - до нескольких тысяч вольт, если вблизи заземлителя проходит высоковольтная линия, трасса движения электротранспорта или во время грозы. В момент, когда два прибора соединяют интерфейсным кабелем, штыри многоконтактных разъемов касаются соответствующих гнезд не одновременно. Это неизбежно из-за всегда имеющихся небольших отклонений размеров и перекосов сочленяющихся частей. Все "межкорпусное" напряжение прикладывается к первой из соединившихся цепей. Хорошо, если это окажется GND (общий провод) - потенциалы корпусов выравняются и остальные цепи соединятся безопасно. К сожалению, в большинстве случаев конструкция разъемов не гарантирует соединения первыми именно "земляных" контактов. Так что напряжение в несколько десятков или даже сотен вольт воздействует (хотя и недолго) на рассчитанные на единицы вольт входы и выходы интерфейсных микросхем. Рано или поздно это приведет к их повреждению. Многих неприятностей можно избежать, если предварительно отключить соединяемые устройства от сети. Но и в этом случае разность потенциалов корпусов может быть довольно значительной за счет накопления статических зарядов, особенно, если поверхность стола, на котором они стоят, покрыта пластиком или другим хорошим диэлектриком. Для полной безопасности необходимо корпусы приборов предварительно надежно соединить между собой. Пришла пора сказать о дополнительном проводе в кабеле питания компьютера, соединяющем его корпус с третьим контактом "евровилки". Ответный контакт имеется в "евророзетке", причем гарантируется, что они соединятся первыми. Если все составные части вашего "вычислительно комплекса" питаются от одной и той же многорозеточной сетевой колодки, при вставленных в нее вилках корпусы соединены, даже если она подключена к обычной сетевой розетке без специального заземляющего контакта. Перед присоединением интерфейсных кабелей достаточно выключателем, обычно предусмотренным на колодке, отключить сеть одновременно от всех приборов. Однако, приобретая колодку, убедитесь, что все ее розетки действительно имеют третий контакт и эти контакты соединены между собой. Многие "левые" производители на этом экономят. Приведенные рекомендации хороши, если компоненты комплекса находятся на одном столе или хотя бы в одной комнате. Все усложняется, если они установлены в разных помещениях - высока вероятность питания от разных "фаз" сети, что значительно повышает опасность повреждения интерфейсных микросхем. Заземление корпусов приборов в подобной ситуации может гарантировать равенство их потенциалов, только если оба помещения имеют общий контур заземления. Но и в этом случае на длинные интерфейсные провода, в особенности проложенные рядом с силовыми, могут быть наведены помехи опасной величины. В подобных ситуациях соединяют между собой корпусы (или третьи контакты сетевых розеток) отдельным проводом. Его прокладывают по той же трассе, что и интерфейсный кабель, и, возможно, ближе к нему. Заземлять соединенные приборы нужно только в одном месте. Хотелось бы предостеречь от попыток сделать это, подключаясь к нулевому проводу сети. Во-первых, отечественные стандарты не оговаривают, к какому именно гнезду розетки он подведен, да и конструкция розеток и вилок (в том числе "евро") допускает два варианта сочленения. В этой ситуации неизбежны ошибки. Во- вторых, неисправность (например, обрыв в подводящем электроэнергию кабеле) может привести к тому, что напряжение между "нулевым" гнездом и землей достигнет полной величины сетевого, поступая через приборы-потребители, подключенные к этой и другим розеткам. Радио №4, 1999 |