Temat trochę z pogranicza informatyki, fizyki, radioelektroniki i elektryki, pojawiający się zawsze w okresie letnim z powodu burz, ale nie tylko. Ostatnio coraz częściej mówi się o zwiększonej aktywności słonecznej (akurat na 2012 rok przewidywane jest maksimum) i straszy się że burze elektromagnetyczne mogą mieć zgubny wpływ dla globalnego systemu elektroenergetycznego. Oczywiście zaburzenia elektromagnetyczne nie są jedynie wynikiem zjawisk naturalnych, ale te powodowane działalnością człowieka maja mniejsze znaczenie. W skrócie opiszę co zrobić żeby nie narazić cennej elektroniki na spalenie. Opiszę także jak zabezpieczyć otoczenie przed wpływem zakłóceń idących od komputerów w celu np. poprawy jakości odbioru długofalowych stacji radiowych.
Wielu ludzi straszy ostatnio wysoką aktywnością słoneczną mówiąc że w wyniku jej oddziaływania zostanie zniszczony system elektroenergetyczny w wielu krajach. W istocie wysokoenergetyczne cząstki energetyczne docierające do atmosfery mogą powodować indukowanie się bardzo silnych napięć w przewodnikach. Dotyczy to jednak tylko najsilniejszych burz i tylko długich linii przesyłowych. O ile problem ten nie dotyczy w sposób bezpośredni mikroelektroniki, to zniszczenie całego globalnego systemu elektroenergetycznego miałoby opłakane skutki dla wszystkich a jego naprawa mogłaby potrwać wiele lat. Te czarne wizje nie mają jednak wielkich podstaw zarówno naukowych jak i technicznych.
Po pierwsze, obecne maksimum aktywności słonecznej wcale nie jest tak potężne jak się spodziewano, wielu ekspertów uważa że po 2013 roku nastąpi największe minimum od kilkuset lat. Osoby interesujące się klimatem i historią pewnie wiedzą czym była „mała epoka lodowa” w latach 1600-1800 kiedy Bałtyk zamarzł i można było sobie pojechać saniami do Szwecji a dla strudzonych wędrowców postawiono karczmę na lodzie na środku morza. Ten lodowaty okres w dziejach ludzkości był połączony z wyjątkowo małą aktywnością słoneczną. Według niektórych naukowców jeszcze nadejdą za naszego życia czasy w których 40 stopniowe upały będą przemijającą legendą opowiadaną przez starszych ludzi, a Unia Europejska (jeśli jeszcze będzie istniała) będzie nakładała kary za zbyt małą produkcję CO2. Oczywiście jest to tylko teoria, bowiem Słońce jest niezwykle nieobliczalnym ciałem niebieskim i wszelkie zmiany aktywności naszej dziennej gwiazdy strasznie trudno prognozować.
Po drugie, największe instalacje elektroenergetyczne np. linie przesyłowe średnich, wysokich i bardzo wysokich napięć są projektowane z uwzględnieniem wszelkich tego typu zaburzeń. Polecam przyjrzeć się typowym „dużym” liniom. Większość z nich posiada na samej górze przewody odgromowe minimalizujące ryzyko indukowania się wszelkich „nadprogramowych” prądów. Wizję wielkiego zaciemnienia ziemi, spalenia wszystkich transformatorów i cofnięcia się do średniowiecza można między bajki włożyć.
Zostawmy na chwilę Słońce i zajmijmy się bardziej powszechnymi zjawiskami, czyli piorunami. Większość ludzi podczas burzy wyłącza cenne urządzenia AGD, RTV i IT z sieci z obawy przed „trafieniem pioruna w linie”. W istocie może się to stać w przypadku linii niskich napięć które są doprowadzane do większości gospodarstw domowych. Linie takie nie mają żadnych zabezpieczeń i faktycznie może nim popłynąć olbrzymi prąd wyładowania w przypadku trafienia, jednak jest to przypadek skrajny, a większość uszkodzeń nie następuje z powodu bezpośredniego trafienia pioruna w linię.
Niewiele osób wie że wyładowanie atmosferyczne tworzy impuls EMP, tak dokładnie taki EMP jak podczas wybuchu bomby atomowej tylko że w mniejszej skali. Te 3 litery to koszmar i apokaliptyczna wizja każdego kto interesuje się technologią. W przypadku burzy piorun to ogromny luk elektryczny. Tworzy on impulsowe pole magnetyczne indukujące prąd elektryczny w przewodniku znajdującym się w pobliskim otoczeniu (np. nasza instalacja elektryczna albo obwody na płycie głównej). Taki prąd elektryczny często jest o wiele większy niż dopuszczalny. Wyłączenie urządzeń z sieci może faktycznie zapobiec w takich przypadkach przykrym incydentom. Nie należy ufać żadnym innym zabezpieczeniom niż fizyczne wyłączenie urządzenia z sieci. Znam przypadek komputera podłączonego przez listwę z zabezpieczeniem w którym spalił się zasilacz podczas burzy, podczas gdy listwa z bezpiecznikiem była nienaruszona i nadal działała. Tyczy się to szczególnie starych instalacji bez przewodu ochronnego (tzw. „gniazd bez bolca”).
Można zmniejszyć wpływ tego typu zakłóceń na nasz domowy pecet, co zmniejszy także poziom zakłóceń idących z komputera.
Oto bardzo uproszczony schemat:
Każda obudowa ATX jest na dobrą sprawę klatką Faradaya która jest w większości przypadków także uziemiona. Każdy zasilacz ATX ma połączoną swoją obudowę z wyprowadzeniem żyły ochronnej (PE), obudowa zasilacza styka się także z obudową komputera. Czasami ale rzadko obudowy mają dodatkowe wyprowadzenie żyły ochronnej. Obudowa komputera styka się także z obudową zasilacza, nawet gdy zasilacz i obudowa są pomalowane to dalej się stykają poprzez śruby mocujące. Masa z wszelkich innych podzespołów idzie także po obudowie, masa z płyty głównej styka się z obudową poprzez styki w otworach mocujących płytę główną:
Dzięki temu wszelkie zakłócenia elektromagnetyczne zarówno z zewnątrz obudowy jak i z samych podzespołów są odprowadzane do ziemi. Chroni to zarówno komputer jak i nas (no może nie tyle nas co inne urządzania w pobliżu komputera, np. radio na którym chcemy sobie „podeiksować” np. na SW). Jak widać obudowa wcale nie służy tylko do ozdoby i jej posiadanie może w szczególnych przypadkach uratować podzespoły, a na pewno ma dobry wpływ na zmniejszenie się tła elektromagnetycznego w mieszkaniu, co poprawia np. odbiór radiowy lub telewizyjny. Warto także zmienić prądożerne generujące olbrzymie zakłócenia monitory CRT na LCD.
Schemat jaki przedstawiłem jest idealnie zgodny ze standardami i fajnie by było żeby wszędzie były takie instalacje elektryczne. U mnie w szkole w mieście kiedyś piorun trafił w budynek obok (dosłownie 10m od budynku szkoły). Wydobył się ogromny huk i błysk, poczułem straszny smród spalenizny i fajny zapach zjonizowanego powietrza. Mieliśmy akurat informatykę, wszystkie komputery działały jakby nigdy nic, podobnie jak wszystkie inne urządzenia w szkole w tym kilka serwerów. Z kolei w małym wiejskim gimnazjum gdzie miałem praktyki trzeba odłączać wszystkie urządzenia podczas burzy i tym samym przerwać lekcje informatyki bo często zdarzają się przypadki spalonych komputerów. Na tych dwóch przykładach widać różnice w poprawności wykonania instalacji elektrycznych.
Często stare budynki albo gospodarstwa na wsiach nie mają żył ochronnych, albo mają je zintegrowane z neutralnymi. W przypadku gdy „brakuje nam bolca” można wyprowadzić go z przewodu niebieskiego w gniazdku, jednak odradzam ten zabieg jeśli nie wiemy jakiego typu instalacje mamy w domu. Najbezpieczniej jest podłączyć ten nieszczęsny bolec w gniazdku z ziemią np. poprzez metalowe rury kanalizacyjne, pręt wbity głęboko w ziemię, itd. O ile nie natrafimy w ziemi na jakiś niewypał z czasów II Wojny Światowej jest to najbezpieczniejszy i najmniej inwazyjny sposób na uziemienie komputera i odprowadzenie niechcianych ładunków elektrycznych. Zwiększy to także bardzo mocno bezpieczeństwo, obudowa nie będzie nas już „kopała” co często się zdarza w przypadku nagromadzenia na niej różnych ładunków, przy okazji jest mniejsza szansa że kopnie nas prąd w przypadku jakiegoś zwarcia np. w zasilaczu, więc gdy mamy Codegena i nam wybuchnie mamy szansę przeżyć.
Jak widać zabezpieczenie komputera przed zgubnymi skutkami burz i innych niefajnych zjawisk nie jest wcale trudne, polecam zwłaszcza zrobienie uziemienia jeśli takowego nie posiadamy, szczególnie jeśli zajmujemy się naprawą i modyfikowaniem sprzętu i mamy wiele komputerów.