Myter om åska
En av de största källorna till strålad störning är åskan, men strålningen är i princip ointressant i städer där allt kablage är jordförlagt (och inte kan fungera som antenn) och alla hus försedda med korrekt installerade åskledare.
Vad ska man göra när åskan går? Dra ut nätsladdarna till alla apparater? Dra ut antennerna? Stänga av apparaterna? I storstaden, där allt kablage är jordförlagt, kabel-TV-nätet ordentligt utfört och alla hus fulla av helsvetsade, jordade nät av armeringsjärn kommer de stora smällarna in via elnätet och ska tas med överspänningsskydd. Har du ups anslutet ska du definitivt inte dra ut några sladdar. Om apparaterna är av eller på spelar ingen roll. Drivspänningen på 12 volt är tämligen ointressant för halvledarna om det kommer en kilovoltpuls på elnätet.
Spelar det någon roll med överspänningsskydd vid direktträff när blixten är på ett par megavolt, om man inte har lågimpediv jord? Det gör det inte.
Bor du ”på landet” kan situationen vara en annan. En typisk åskskada i Sverige är att blixten ofta kommer via marken och husgrunden in i en elinstallation. Blixten slår t ex ned i ett träd varefter blixtströmmen letar sig fram till den bästa "jordpunkten" i närheten vilken vanligen utgörs av el- eller telefonnätet. Endast en ringledare runt byggnadens grund eller ett fundamentjordtag samt en effektiv anslutning av de utsatta ledningarna till åskskyddsanläggningen kan förhindra detta.
Du bör undersöka om huset har tillräckligt åskskydd, både i form av åskledare och för inkommande el, tele och olika antenner. Elsäkerhetsföreskrifterna ska följas och en ordentlig lågimpediv jordande ring ska läggas runt huset. Det är besvärligt. Det kan till och med vara dyrt, men inget är så besvärligt och dyrt som när blixten tar i närheten och kommer in i huset och sätter eld på något.
En ups är ett bra skydd mot åska (förutsatt att föregående stycke gäller). Undertecknad har två gånger drabbats av åsknedslag i huset medan datorerna var igång. Det smällde otroligt högt och vardagsrummet blev så ljust att man trodde någon tänt filmbelysning. Jag är glad att jag satt med bakhuvudet mot fönstren båda gångerna. Datorerna klarade sig dock utan att hicka och det får man tacka APC för, ena gången, och Fiskars den andra.
Goda råd, del 1
- Har du problem med transienter, skaffa en avstörd uttagsdosa. Den är elnätets ”brandvägg”.
- Är uttagsdosan jordad, ska den kopplas i ett jordat eluttag. Störskyddet måste ha någonstans att lämpa av störenergierna.
- Normalt finns ingen riktig jord i en lägenhet, men det går att installera.
- Koppla utrustningen korrekt. Sätt hela stereon i samma uttagsdosa. Använd korta ledningar.
- Använd grova ledningar. Gå inte på high-end-snacket, utan håll dig till Ohms lag.
- Separera störkällor och störoffer.
- Bunta inte kraft- och signalledningar i samma buntar. Bunta helst inte alls.
- Fundera på vilken hemutrustning som åstadkommer störningar och eliminera störningarna vid källan. Dammsugarens störfilter kan mycket väl vara underdimensionerat eller ha brunnit upp eller exploderat.
Del 2 Strömavbrott
Att klara de längre avbrotten
Utan ström stannar stereon. Så har det alltid varit. Spelar det så stor roll? Numera gör det det, eftersom den mediadator som många spelar musik och video med idag, kan tappa koncepten helt och bli av med filsystemet. Skulle du vara mitt i en inspelning av ett TV-program blir inspelningen förstörd. Detsamma händer om du håller på med ljudredigering och har redigerat en ljudfil i tre timmar och strömmen bara försvinner. Använder du DECT-telefon eller telefonerar via WLAN förlorar du telefonin också, även om själva telelinjen fungerar.
Det finns väldigt många skäl att förse sin utrustning med obrytbar kraft idag.
Det obrytbara kraftaggregaten (ups, Uninterruptible Power Supply) är i dag smidiga apparater med bra koll på batteriernas laddning, som själv berättar långt i förväg när batteriet har tappat geisten och kan behöva bytas. Bättre aggregat har också nätverksanslutning så du kan kontrollera driften och se statistik med en webbläsare.
Ups:en och dess grundfunktion
Vi har provat en APC (numera Schneider) SMX 750I, ett aggregat med 750 VA (600 W) effekt under en lägre tid och inte haft några som helst problem. Tvärtom har aggregatet eliminerat ett antal problem.
Aggregatet har ett antal intressanta egenskaper, såsom inbyggd energimätare (elmätare) så du kan se vad strömmen du använder, faktiskt kostar, samt styrbara uttagsgrupper, som kan vara nog så användbara. Dessutom kan man kommunicera med den över Ethernet och få epost om något farligt händer.
Aggregatet är av en hybridtyp kallad Line interactive, som ligger mellan on-line-aggregat (där växelriktaren ständigt är inkopplad) och off-line eller standby (där växelriktaren bara kopplas in efter att elnätet brutits) även om den senare typen är sällsynt numera. APC kallar det för aggregatets ”topologi”.
Som bilden visar, går nätspänningen alltid rakt igenom ett line interactive-aggregat. Skulle spänningen fallera kopplas batteridriften in. Men spänningen måste fallera ordentligt först. Några halvmesyrer accepteras inte. Istället kan man ställa in vilka halvmesyrer som ska accepteras och slinka igenom.
När man konstruerar en ups idag är ”grön”-faktorn av betydelse. Visst ska ups-en ta hand om och eliminera problem med elnätet, men genom att fundera på hur stora avvikelser från 230 volt man kan släppa igenom och inte gå över på batteri för minsta grej, kan man slippa nöta på batterierna i onödan. Genom att inte switcha ned spänningen till 54 volt och upp igen hela tiden eliminerar man switchförluster.
Det är av verkningsgradsskäl inte rimligt att ha en ups belastad till mindre än 50 % och då ligger verkningsgraden för SMX 750 på 96 procent. Det är ganska normalt idag för småaggregat. Större anläggningar för datorhallar kan dock komma upp ytterligare några procent med en massa specialtrix.
Vad ska saker och ting tåla?
Normen IEC 62040-3 anger att exempelvis nätaggregatet i en dator ska klara en avvikelse från nominell inspänning på +10 ... -20 % kontinuerligt. Apparaten ska alltså själv kunna klara ut nätspänningar mellan 253 och 184 volt utan funktionsstörningar. Dessutom ska den under 1 ms kunna klara spänningar så höga som 460 volt. Under 10 ms ska den kunna klara 276 volt utan att vare sig gå sönder, eller producera överspänning. Notera att noll volt också ska klaras, alltså ett spänningsavbrott på 10 ms, utan funktionsstörningar. Sedan smalnar kraven och vid 100 ms och uppåt är det sagda +10 ... -20 % som gäller.
SMX 750I har en mycket informativ liten display där de viktigaste driftparametrarna hela tiden rullar förbi, som in- och utspänning, belastning och verkningsgrad. Det är lätt att se att nätspänningen vandrar upp och ner 10-15 volt hela tiden.
Det är alltså en myt att en ups måste mata ut spänning omedelbart efter ett strömavbrott. Ett par millisekunders reaktionstid kan utan vidare tolereras. Det säger också att den dyrare on-line-tekniken egentligen inte behövs, såvida det man kopplar in också klarar IEC 62040-3.
På ett oscilloskop kan det se ut så här.
Notera att inströmmen till nätaggregatet bara utgörs av korta spikar när inspänningen är som högst. Det är då silkondensatorerna laddas. Aggregat med effektfaktorkorrigering drar istället ström i form av en (nåja) sinusvåg, men det är ointressant i denna diskussion.
Detta leder oss vidare in på diskussionen om huruvida man har switchaggregat i stereoapparater, och om inte, i så fall varför? I multimediadatorer, tv-apparater, nätverksswitchar, dvd-spelare och liknande digitala apparater är switchaggregat legio idag, men det finns en hård kärna med bisarr-fi-förkämpar som hävdar att slutförstärkare och förförstärkare inte kan köras på switchaggregat för att det låter [valfritt nedsättande adjektiv]. De kan inte tänka sig ett slutsteg utan en stor och tung järnkärna och ett par biffiga kondensatorer, fast det saknar teknisk grund. Sanningen är att de flesta moderna större PA-förstärkare idag har switchaggregat. Att släpa runt på en eller ett par transformatorer på 10 kW för en PA-uppställning är orimligt.
Linjära nätaggregat i vanlig stereoapparatur klarar dock säkerligen IEC 62040-3 utan vidare och mer därtill. Frågan är bara hur det står till med avstörningen.
Tala med din ups
SMX 750I kan utrustas med nätverkskort. När man väl installerat kortet använder det sig av dhcp för att få en ip-adress, vilken man tar reda på exempelvis med arp -an varefter man går till den erhållna adressen med Firefox och loggar in som administratör. Programvaran i ups:en verkar vara universell, så den här texten gäller för APCs andra produkter också.
När du just har loggat in, hamnar du på apparatens statussida: UPS > Overview
Börja med att ställa ups:ens datum och klockslag: Administration > General > Date > Mode. Ställ sedan ett vettigt datumformat: Administration > Date >Date format > yyyy-mm-dd.
Klicka i Apply local computer time och klicka Apply, för det fungerar väldigt bra.
Du kan nu titta lite närmare på vad ups:en egentligen har för sig. Välj UPS > Status.
Som standard sparar ups:en en loggpost var tionde minut. Men i testsyfte kan du ändra intervallet till till exempel 1 minut, genom att välja: Logs > Data > Interval, ange tiden och klicka Apply.
Låt oss undersöka lite hur loggningen reagerar. Loggintervallet ska vara inställt på 1 minut.
Välj Logs > Data > Log och välj att visa ett loggintervall som är långt. Längre än dagens datum, åtminstone.
Töm loggen: Clear Data Log, och vänta en stund för att få några nya loggposter av grundtillståndet.
Börja spela musik och lev om och håll på i ett par minuter. Dra ut väggkontakten så att ups:en får börja gå på batteri. Stoppa i kontakten efter en stund. Och så vidare. Du kan nog själv tänka ut andra elaka grejor att prova.
Overviewsidan när nätspänningen fallit bort.
Resultatet blir en logg med ett antal poster i form av en tabell som du antingen kan hämta ut med ftp eller helt enkelt visa i webbläsaren, kopiera där ifrån och stoppa i Excel.
Överflyttat i Excel ser loggvärdena ut så här, för en kortare händelse. Med inspänningen på och stereon spelande är batteriets hålltid 100% (förståss). Batterispänningen är cirka 54 volt. Utströmmen ligger på cirka 0,5 ampere och syns knappt i diagrammet. Den procentuella uteffekten (% av full uteffekt) är cirka 14 % och inte särskilt betungande för aggregatet.
Så rycker vi inspänningen. Den går alltså från cirka 225 volt till noll klockan 22:30:13. I samma ögonblick den faller utanför aggregatets inställda toleranser (208-253 volt +/–10 %) aktiveras växelriktaren och lägger ut nominell utspänning, som jag ställt in till 230 volt. Den råkade visst bli 231 volt, men det får man tåla. Batteriets hålltid ändras och blir den sanna, cirka 84 % (batteriet har inte 100% verkningsgrad). Mot provperiodens slut (10 minuter) har batteritiden gått ned till 80 %, men när inspänningen kommer på igen börjar den långsamt stiga tillbaka mot 100 %. I själva verket tar det batterierna 28 minuter att hämta sig helt från provet.
Man kan alltså notera att aggregatet inte gör några försök att korrigera inspänningens 225 volt till nominella 230.
Den anslutna utrustningens spänningstolerans kan ställas in med en parameter, helt enkelt för att undvika att slita på batterierna och leverera en sämre total verkningsgrad, dvs bli mindre ”grön” än nödvändigt. Det är en del av APCs Line interactive-politik.
På loggsidan kan du se de senaste loggposterna, söka och bläddra ned i logglistan sida för sida. På larmsidan i administrationsträdet kan du ange vilka typer av loggposter som ska skickas ut som larm, i form av exempelvis e-brev. Det är lämpligt att välja de kritiska larmen, som att nätspänningen just försvunnit och så vidare. Det kan vara mycket användbart om du sitter i Borte Hindustan och undrar varför servrarna hemmavid inte svarar.
I övrigt är loggen trevlig och det går att slå på färgkodning.
