"Человек - самое уязвимое место в системе безопасности.."

Электропитание и заземление компьютера

Общие вопросы электропитания и заземление оборудования

В статье рассмотрены правила подключения компьютера к сети с точки зрения безопасности для человека и компьютера. Каждое периферийное устройство имеет сетевой фильтр (рис.1). В фильтре конденсаторы предназначены для шунтирования высокочастотных помех питающей сети на землю через специальных провод защитного заземления и конкретную трехполосную вилку и розетку. Земляной проводе коннектят с контуром заземления. При занулении нужно быть уверенным в том, что нуль не станет фазой, если кто-нибудь перевернет вилку питания. Если земляной провод устройства не заземлять, на корпусе устройства появится напряжение порядка 110 В переменного тока (рис.2): конденсаторы фильтра имеют функцию делителя напряжения, и поскольку их емкость равна, 220 В делится пополам.

входные цепи блоки питания

Рисунок — 1

Образование потенциала на корпусе

Рисунок — 2

Здесь мощность такого источника ограничена — ток короткого замыкания Ikj на землю имеет от единиц до десятков миллиампер. Чем мощнее блок питания, тем больше емкость конденсаторов фильтра, а следовательно и ток:

  • Ukj = Uc * 2πFC

Ukj — 220 B, F = 50 Гц, частота питающей сети, С — емкость конденсатора фильтра. При емкости конденсатора С = 0,01 мкФ, такой ток будет — 0,7 мА. Такое напряжение и ток опасны для человека.

При соединении двух устройств (принтера и компьютера) интерфейсным кабелем, общий провод интерфейсов параллельных и последовательных портов связан со корпусом устройства и схемной землей. Если соединяемые устройства отлично заземлены (занулены) через отдельный провод на общий контур (рис.3), то проблемы разности потенциалов не будет. Если же в качестве заземляющего провода реализовать нулевой провод питания при разводке питающей сети с техполосными розетками двухпроводным кабелем, на нем будет набегать разность потенциалов, вызванная падением напряжения от протекающего силового тока Inul (рис.4).

Правильное подключение ПУ

Рисунок — 3

Появление разности потенциалов при двухпроводном кабеле питания

Рисунок — 4

Если в такие розетки подключать устройства с большим энергопотреблением, разность потенциалов (при включении-выключении и импульсные помехи) будет ощутимой. При этом эквивалентный источник напряжения при невысокой э.д.с. Enul (пару вольт) будет содержать очень низкое выходное сопротивление, равное сопротивлению учатка нулевого провода. Уравнивающий ток через общий провод интерфейса Iint:

  • Iint = Enul / (Rnul + Rint)
  • Enul = Inul * Rnul
  • Inul = P/220

Rnul — сопротивление соединительных контактов розеток и нулевого провода, Rint — сопротивление общего провода интерфейса, P — мощность потребляемая устройствами.

Если оба устройства не заземлены, то питания от одной фазы сети разность потенциалов между ними будет маленькой. Однако при подключении к разным фазам, разность потенциалов между корпусами будет порядка 190 В. Самый опасный случай, это когда соединения заземленного устройства с незаземленным (рис.5). Также опасны сетевые шнуры компьтютеров с двухполосной вилкой, которые подключаются к трехполосным разъемам. Проблемы заземления решает реализация сетевых фильтров типа Pilot. Питания от одного фильтра всех устройств, которые соединены интерфейсами, решает вопрос разности потенциалов.

подключение незаземленного устройства

Рисунок — 5

Рекомендуется отключать питание при подключении и отключении интерфейсных кабелей. Небольшая разность потенциалов, может пробить входные и выходные цепи сигнальных каналов, если в момент соединения разъема контакты общего провода соединятся позже сигнальных.

К помехам, вызванным разностью потенциалов схемных земель устройств, чувствительны очень параллельные порты. У последовательных портов зона нечувствительности шире (пороги +- 3В), еще меньшую чувствительность имеют интерфейсы локальных сетей, где применяется гальваническая развязка сигнальных цепей от схемной земли с разрешимым напряжением изоляции порядка 100 В.

Правила заземления в сопроводившей документации приводится не всегда, поскольку понимается, что трехполосная вилка должна втыкаться в соответствующую розетку с заземлением, а не в двухполосную с рассверленными отверстиями. На просторах СНГ уже используют евро розетки (рис.6). Для заземления нужны контакты-усики.

Положения нуля фазы и земли

Рисунок — 6

Смотрите также: