Основные типы защитных устройств и принцип их работы

 

Существует множество защитных устройств, различающихся по функциональному назначению, техническим характеристикам и стоимости. Среди всего перечня оборудования можно выделить два основных типа защитных устройств:

- сетевые фильтры;

- блоки защиты от пропадания напряжения в сети, так называемые UPS (Uninterruptible Power Sourse) – Источники Бесперебойного Питания.

Сетевые фильтры обеспечивают защиту от сбоев и зависаний компьютера в результате импульсных помех, ВЧ-помех и бросков напряжения. Это, как правило, небольшие и недорогие устройства, представляющие собой обычные удлинители с выключателем и встроенной платой фильтрации помех. Простейшую защиту в них от всплесков напряжения обеспечивают так называемые ограничители перенапряжений. Они способны предохранить от различного рода бросков по сети, а также радиочастотных шумов. Более высокий уровень защиты обеспечивают сетевые фильтры с устройствами нормализации, которые фильтруют питающее напряжение от шумов и позволяют регулировать его в некоторых пределах. Некоторые модели этих устройств могут защищать оборудование от кратковременных провалов в питающем напряжении. Если в приборах такого типа используется технология феррорезонансного преобразования, они смогут обеспечить полную развязку по частоте, не допуская попадания высокочастотных шумов в цепь питания.

Сетевые фильтры весьма полезны там, где имеется большая "зашумленность" сетей помехами от расположенных в этом же здании радиолабораторий, работающих с ВЧ-излучением, мощных потребителей электроэнергии, радиостанций и т.д. Однако эти устройства в силу своей простоты не могут обеспечить защиту от пропаданий напряжения в сети.

Этой цели служат источники бесперебойного питания (UPS). Они более внушительны по размерам и имеют более высокую цену. Помимо функций сетевых фильтров, они позволяют поддерживать напряжение первичного питания компьютера в течение непродолжительного времени (более 5 минут), за которое можно записать результаты проделанной работы на диск и выключить компьютер до аварийного пропадания напряжения. UPS обязательно имеют сигнализацию пропадания напряжения в сети и переключения на питание от внутренних аккумуляторов. Как правило, к одному UPS можно подключить от 1 до 10 компьютеров (в зависимости от технических возможностей прибора и его размеров), что делает очень удобным и выгодным приобретение этих устройств для небольших фирм, лабораторий и вычислительных центров.

Все выпускаемые сейчас UPS можно подразделить на несколько групп. К самой немногочисленной группе относятся источники, встраиваемые в компьютер. Это самые простые и дешевые UPS, обеспечивающие защиту только системного блока.

Наиболее многочисленную группу устройств представляют приборы оn-line (постоянно включенные) и off-line или standby (резервные). Главное различие этих приборов заключается в выборе основного канала передачи энергии к потребителю. На рисунке изображена блок-схема UPS [1].

 

Рис. 13. Блок схема UPS

 

В режиме off-line переключатель каналов подключает вход UPS к выходу через устройство подавления перенапряжений и фильтр, а ветка с аккумуляторами и преобразователем напряжения подключает­ся только в аварийном режиме. Аккумуляторы подзаряжаются от маломощного зарядного устройства. Источники типа off-line характеризуются:

- конечным временем переключения из основного режима в аварийный;

- отсутствием стабилизации в сетевом режиме;

- ограниченными возможностями помехозащиты от воздействий сети;

Достоинствами off-line UPS являются:

- простота схемотехнического решения и, следовательно, низкая стоимость таких устройств;

- высокий КПД в сетевом режиме.

В режиме on-line, наоборот, в сеть постоянно подключена ветвь, содержа­щая мощное зарядное устройство, аккумулятор и преобразователь. При выхо­де из строя какого-либо каскада в этой ветви, перегрузке или разряде ак­кумуляторов, переключатель подключает ветвь, содержа­щую устройство подавления перенапряжений и фильтр. Таким образом, в сетевом режиме весь поток энергии проходит через зарядное устройство и преобразова­тель, что значительно сни­жает КПД устройства и сокращает срок службы аккумуляторов. Кроме того, поскольку on-line UPS требуют мощных зарядных устройств и батарей акку­муляторов, увеличиваются габаритные размеры и стоимость приборов (пред­лагаются модели от 400VA и вплоть до 100000VA. Достоинством UPS такого типа является отсутствие времени переключения из сетевого режима в аварийный [2].

Отдельным классом аппаратуры резервного питания являются устройства для защиты локальных сетей. Наиболее известные устройства такого типа – источники бесперебойного питания Smart-UPS. Они выполнены по так называе­мой линейно-интерактивной топологии, которая представляет собой модификацию схемы on-line, при которой преобразователь постоянно подключен к выходу. Аккумуляторы постоянно подзаряжаются от преобразователя в сетевом режиме. Когда сетевое напряжение искажается или пропадает, переключатель отключает вход и преобразователь запитывается от аккумуляторов. Надо отметить, что переключение на резервное питание происходит только при отключе­нии сети и сильном отклонении напряжения от нормы, в остальных случаях отключения не происходит благодаря имеющемуся режиму стабилизации в преобразователе. Это позволяет снизить емкость батареи аккумуляторов, а следовательно, и стоимость UPS. Кроме того, такой прибор имеет встроенный микропроцессор, благодаря чему он может осуществлять "интеллектуальную" защиту оборудования. В дополнение ко всем функциям обычного UPS Smart-UPS имеет порт, связывающий его с компьютером, по которому он передает сигнал о переходе на резервное питание. Как правило, Smart-UPS используют для защиты файл-сервера компьютерной сети. Сигнал о переходе на резервное питание запускает специальную программу, которая опове­щает всех пользователей о приближающемся отключении сервера и, если питание не включилось, обеспечивает безопасное отключение сервера с сохранением всей информации. При подаче напряжения происходит автоматическая загрузка сетевой операционной системы.

Smart-UPS при поддержке программного обеспечения позволяет также постоянно контролировать состояние электрической сети: текущее, максимальное и минимальное напряжение, частоту, напряжение и температуру аккумуляторов UPS, режим работы UPS, текущую мощность подключенных к UPS потребителей. Все эти данные можно записать в виде файла и в дальнейшем проанализировать накопленную статистику.

 

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

1. А б р а м о в, А.И. Основы экспериментальных методов ядерной физики: учеб. пособие для вузов/А.И. Абрамов, Ю.А. Казанский, Е.С. Матусевич. 3-е изд., перераб. и доп.М.: Энергоатомиздат, 1985. 488 с.: ил.

2. Альфа-, бета- и гамма- спектроскопия/под ред. К. Зигмана; пер. с англ. Вып. 1. М.: Атомиздат, 1968.

3. Альфа-, бета- и гамма- спектроскопия/под ред. К. Зигмана; пер. с англ. Вып. 2. М.: Атомиздат, 1968.

4. Б а р а н о в, В.И. Радиометрия/В.И. Баранов. изд. 2-е, испр. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1956.

5. К а р а в а е в, Ф.М. Измерение активности нуклидов /Ф.М. Караваев. М.: Изд-во стандартов, 1972.

6. Л а в р у х и н а, А.К. Низкофоновая радиометрия /А.К. Лаврухина, В.А. Алексеев, В.Д. Горин, А.И. Ивлиев. М.: Наука, 1992. 259 с.

7. М а к а р о в, В.И. Блоки детектирования ионизирующих излучений /В.И. Макаров; под ред. Е. А. Левандовского. М.: Атомиздат, 1972. 72 с.: ил.

8. М е д в е д е в, М.Н. Сцинтилляционные детекторы /М.Н. Медведев. М.: Атомиздат, 1977. 136 с.

9. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ». М., 19961997. №2.

10. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ». М., 1996. №1.

11. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ». М., 1997. №5.

12. Научно-информационный журнал по радиационной безопасности «АНРИ». М., 1994. №2.