Электр қуатын ұзарту құрылғысы және оның түрлері

Кіріспе

Электрлік компонент

Электр таспасы – бұл икемді кабельдің соңына (әдетте екінші ұшында желілік ашасы бар) қосылатын электр розеткаларының жиынтығы, ол бірнеше электр құрылғысын бір розеткадан қуаттандыруға мүмкіндік береді. Электр таспалары көбінесе аудио, бейне, компьютерлік жүйелер, тұрмыстық техника, электр құралдары және жарықтандыру сияқты көптеген электр құрылғылары жақын орналасқан кезде қолданылады. Электр таспалары көбінесе артық жүктеме немесе қысқа тұйықталу жағдайында электр тогын үзуге арналған автоматты қосқыштарды қамтиды. Кейбір электр таспалары электр қуатының кенет өсуінен қорғайды. Кәдімгі корпус түрлеріне таспалы, тіреуге орнатылатын, монитор астындағы және тікелей қосылатын түрлері жатады.

Бақылау

Кейбір қуат таспаларында барлық құрылғыларды қосу және өшіру үшін бас қосқыш болады. Бұл шамдар сияқты қарапайым құрылғылар үшін қолданылуы мүмкін, бірақ көптеген компьютерлер үшін емес, олардың алдымен бағдарламалық қамтамасыздан өшіру командаларын пайдалануы керек. Компьютерде ашық файлдар болуы мүмкін, қуат күйісөзді түрде өшірілсе, олар зақымдануы мүмкін. Кейбір қуат таспаларында жеке-жеке басқарылатын розеткалар бар. "Бас/құл" таспалары бір "бас" құрылғысының өшірілгенін анықтай алады (мысалы, компьютер жинағындағы компьютердің өзі немесе үй кинотеатрындағы теледидар) және басқа құрылғыларды тиісінше қосып немесе өшіреді. Дерек орталықтарында компьютер жүйелерін немесе басқа құрылғыларды қашықтан қайта іске қосу үшін қашықтан басқару таспалары қолданылады, көбінесе Интернет арқылы (бірақ бұл оларды сыртқы шабуылдарға осал қалдырады).

Көрсеткіш

Көптеген қуат таспаларында неон немесе LED шам немесе әрбір шығыс ұясына қуат қосылғанда көрсету үшін бір шам болады. Сапалырақ қорғағыш таспаларда қорғаныс жүйесінің күйін көрсету үшін қосымша шамдар болады, алайда олар әрқашан сенімді индикатор болып табылмайды.

Энергия үнемдеу функциялары мен күту күшінің мөлшері

Кейбір қуат таспалары энергияны үнемдеу мүмкіндіктерімен жабдықталған, ол құрылғылар күту режиміне өткен кезде таспаны өшіреді. Сенсорлық схеманы пайдаланып, олар розетка арқылы өтетін қуат деңгейі күту режимінде (30 ваттан кем) екенін анықтайды, және егер солай болса, сол розетканы өшіреді. Бұл пайдаланылмаған кезде компьютерлік жабдықтар және басқа да құралдардың тұтынатын күту режиміндегі қуатты азайтады, соның арқасында ақша мен энергия үнемделеді. Күрделі қуат таспаларында бас және бағынышты розеткалар болады, ал "бас" розетка қосылған құрылғының тогы күту режиміне ауысқандығын анықтағанда бүкіл таспаны өшіреді. Дегенмен, күту режимінде көп қуатты пайдаланатын құрылғыларда (мысалы, плазмалық теледидарларда) күту режимін анықтауда қиындықтар туындауы мүмкін, себебі олар қуат таспасына әрқашан қосылып тұрғандай көрінеді. Бас-бағынышты қуат таспасын пайдаланғанда, мұндай мәселелерден қашудың бір жолы – күту қуаты аз құрылғыны (мысалы, DVD ойнатқышын) бас розеткаға қосып, оны басқару құралы ретінде пайдалану. Энергияны үнемдеуге бағытталған қуат таспасының тағы бір дизайны, жақын маңайда адамның бар-жоғын анықтау үшін пассивті инфрақызыл (PIR) немесе ультрадыбыстық дыбыс детекторын қолданады. Егер сенсорлар белгілі бір уақыт ішінде қозғалысты байқамаса, таспа бірнеше розеткаларды өшіреді, ал бір розетканы өшірмеу керек құрылғылар үшін қалдырады. Бұл "ақылды қуат таспалары" кеңселерде орнатылуға арналған, кеңсе бос болған кезде жабдықтарды өшіру үшін. Бақыланатын өшіру тізбегін қажет ететін құрылғыларды (мысалы, көптеген сия тартатын принтерлерді) мұндай таспадағы бағынышты розеткаға қосуға болмайды, себебі олар дұрыс емес өшірілсе зақымдануы мүмкін (мысалы, сия тартатын принтер басты уақтылы жаба алмауы мүмкін, нәтижесінде сия құрып, басты бітеуі мүмкін). Еуропада энергияны үнемдеу мүмкіндіктері бар қуат таспалары 2006/95/EC Төмен кернеулік директивасы және 2004/108/EC ЭМҚ директивасының қолданыс аясына кіреді және CE белгісін талап етеді.

Some power strips have energy saving features, which switch off the strip if appliances go into standby mode. Using a sensor circuit, they detect if the level of power through the socket is in standby mode (less than 30 watts), and if so they will turn off that socket. This reduces the consumption of standby power used by computer peripherals and other equipment when not in use, saving money and energy Some more sophisticated power strips have a master and slave socket arrangement, and when the "master" socket detects standby mode in the attached appliance's current it turns off the whole strip. However, there can be problems detecting standby power in appliances that use more power in standby mode (such as plasma televisions) as they will always appear to the power strip to be switched on. When using a master–slave power strip, one way to avoid such problems is to plug an appliance with a lower standby wattage (such as a DVD player) into the master socket, using it as the master control instead. A different power strip design intended to save energy uses a passive infrared (PIR) or ultrasonic sound detector to determine if a person is nearby. If the sensors don't detect any motion for a preset period of time, the strip shuts off several outlets, while leaving one outlet on for devices that should not be powered off. These so called "smart power strips" are intended to be installed in offices, to shut down equipment when the office is unoccupied. It is recommended that appliances that need a controlled shutdown sequence (such as many ink jet printers) not be plugged into a slave socket on such a strip as it can damage them if they are switched off incorrectly (for example the inkjet printer may not have capped the print head in time, and consequently the ink will dry and clog the print head.) Within Europe, power strips with energy saving features are within the scope of the Low Voltage Directive 2006/95/EC and the EMC Directive 2004/108/EC and require a CE mark.

Тұйықтардың орналасуы

Кейбір елдерде бірнеше розетка түрлері қолданылып жатыр, сондықтан бір электр таспасында екі немесе одан да көп түрдегі розеткалар болуы мүмкін. Розеткалардың орналасуы әртүрлі болуы мүмкін, бірақ физикалық қолжетімділік үшін көбінесе екі қатардан аспайды. Еуропада, қорғағыш құрылғысы жоқ электр таспалары әдетте бір қатарлы болады, ал қорғағыш құрылғысы бар үлгілер бір және екі қатарлы түрде ұсынылады. Егер электр таспасындағы розеткалар тығыз орналасса, үлкен "қалқанша" трансформаторы бар кабель бірнеше розетканы жауып тастауы мүмкін. Бұл мәселені шешу үшін әртүрлі конструкциялар қолданылады, мысалы, розеткалар арасындағы аралықты арттыру. Басқа конструкцияларға корпусында бұрылатын розеткалар немесе орталық тіреуден қоректенетін бірнеше қысқа сымдар кіреді. Үлкен "қалқанша" трансформаторларын қолдану үшін қиын жағдайдағы электр таспаларын бейімдеудің қарапайым тәсілі – үш ұялы адаптерді пайдаланып, розетканы көрші розеткалардан жоғарылату, соның арқасында қажетті кеңістік қамтамасыз етіледі.

Үдемелі қорғаныс және сүзгілеу

Көптеген электрлік таспаларда артық кернеуден қорғайтын құрылғылар немесе EMI/RFI сүзгілері болады: олар кейде артық кернеуді басушылар немесе электр желісін жақсартатын құрылғылар деп аталады. Кейбіреулері телефон желілеріне, теледидар кабеліне немесе желілік кабельге де артық кернеуден қорғау мүмкіндігін ұсынады. Қорғанышсыз электр таспаларын жиі "артық кернеуді басушылар" немесе "артық кернеуден қорғаушылар" деп қате айтады, тіпті оларда кернеуді басу қабілеті болмаса да. Артық кернеуді әдетте бір немесе бірнеше металл оксидты варисторлар (MOV) қамтамасыз етеді, олар арзан екі полюсті жартылай өткізгіштер. Бұл құрылғылар өте жылдам коммутаторлар ретінде жұмыс істейді, олардың полюстері арасындағы ең жоғары кернеуді уақытша шектейді. MOV артық кернеу шектегіштері жоба бойынша жергілікті желілік кернеуден сәл жоғары кернеуде іске қосылу үшін таңдалады, сондықтан олар қалыпты кернеудің жоғарылауларын кесіп тастамайды, бірақ қалыпты емес жоғары кернеулерді шектейді. АҚШ-та бұл (номиналды) 120 В тұрақты ток. Бұл кернеу көрсеткішінің RMS екенін, ең жоғары емес екенін және оның тек шамамен мән екенін естен шығармаған жөн. Желілік электр қуатының тізбектері көбінесе жерге қосылады (жерге жалғанады), сондықтан тірі (фазалық) сым, бейтарап сым және жер сымы болады. Арзан қуат таспалары көбінесе тек бір MOV-ты тірі және бейтарап сымдардың арасында орнатылған күйінде келеді. Көбірек қамтылған (және қажетті) қуат таспаларында әр мүмкін сым жұбының арасында қосылған үш MOV болады. MOV құрылғылары әр іске қосылған сайын сәл нашарлайтындықтан, оларды пайдаланатын қуат таспаларының қорғаныш өмірі шектеулі және болжауға қиын. Кейбір электр таспаларында "қорғаныш күйі" көрсеткіштері болады, олар тірі сымға қосылған қорғаныш MOV құрылғылары істен шыққанда өшіріледі, бірақ мұндай қарапайым тізбектер барлық істен шығу түрлерін (мысалы, бейтарап және жер сымы арасындағы MOV істен шығуы) анықтай алмайды. MOV құрылғыларын артық жүктемеге ұшырату жоғары ағыстағы құрылғыға, мысалы, үзіліссіз қуат көзіне (UPS) зиян келтіруі мүмкін, ол артық кернеуді басу кезінде әдетте артық жүктеме жағдайын сезеді. Сондықтан, артық кернеуден қорғалған электр таспасын UPS-ке қосу ұсынылмайды, оның орнына UPS-тің өзі ұсынатын артық кернеуден қорғауға ғана сену керек. Күрделі қуат таспалары жабдықты желілік тізбектегі жоғары кернеудің импульстарынан қорғау үшін ұқсас әсерге қол жеткізу үшін индуктор-конденсатор тізбектерін пайдалануы мүмкін. Бұл қымбат құрылғылар MOV-қа қарағанда үндемей бұзылуға аз бейім және көбінесе қорғаныш тізбегінің әлі де қосылғанын көрсететін көрсеткіштері болады. Еуропалық Одақта артық кернеуден қорғайтын тізбектері бар электр таспалары EN 61643 11:2002+A1 талаптарына сәйкес келу арқылы 2006/95/EC (LVD) төмен кернеулік директивасына сәйкестігін көрсете алады. Стандарттың мақсаты - артық кернеуден қорғайтын тізбектің жұмыс істеуін және олардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету. Сол сияқты, телекоммуникациялық артық кернеуден қорғайтын тізбектері бар электр таспалары EN 61643 21:2001 талаптарына сәйкес LVD талаптарына сәйкестігін көрсете алады.

Many power strips have built in surge protectors or EMI/RFI filters: these are sometimes described as surge suppressors or electrical line conditioners. Some also provide surge suppression for phone lines, TV cable coax, or network cable. Unprotected power strips are often mistakenly called "surge suppressors" or "surge protectors" even though they may have no ability to suppress surges. Surge suppression is usually provided by one or more metal oxide varistors (MOVs), which are inexpensive two terminal semiconductors. These act as very high speed switches, momentarily limiting the peak voltage across their terminals. By design, MOV surge limiters are selected to trigger at a voltage somewhat above the local mains supply voltage, so that they do not clip normal voltage peaks, but clip abnormal higher voltages. In the US, this is (nominally) 120 VAC. It should be borne in mind that this voltage specification is RMS, not peak, and also that it is only a nominal (approximate) value. Mains electrical power circuits are generally grounded (earthed), so there will be a live (hot) wire, a neutral wire, and a ground wire. Low cost power strips often come with only one MOV mounted between the live and neutral wires. More complete (and desirable) power strips will have three MOVs, connected between each possible pair of wires. Since MOVs degrade somewhat each time they are triggered, power strips using them have a limited, and unpredictable, protective life. Some power strips have "protection status" lights which are designed to turn off if protective MOVs connected to the live wire have failed, but such simple circuits cannot detect all failure modes (such as failure of a MOV connected between neutral and ground). The surge induced triggering of MOVs can cause damage to an upstream device, such as an uninterruptible power supply (UPS), which typically sees an overload condition while the surge is being suppressed. Therefore, it is recommended not to connect a surge protected power strip to a UPS, but instead to rely solely on surge protection provided by the UPS itself. More elaborate power strips may use inductor capacitor networks to achieve a similar effect of protecting equipment from high voltage spikes on the mains circuit. These more expensive arrangements are much less prone to silent degradation than MOVs, and often have monitoring lights that indicate whether the protective circuitry is still connected. In the European Union, power strips with surge suppression circuits can demonstrate compliance with the (LVD) Low Voltage Directive 2006/95/EC by complying with the requirements of EN 61643 11:2002+A1. The standard covers both the performance of the surge suppression circuit and their safety. Likewise, power strips with telecoms surge suppression circuits can demonstrate compliance with the LVD by complying with the requirements of EN 61643 21:2001.

Дәлдікті тізбектеу және артық жүктемеден қорғау

MOV қорғалған қуат таспаларын "тізбектей" (бір-біріне тікелей қосып, әр қуат таспасын тізбектегі алдыңғысына қосу арқылы) жалғау олардың қорғау мүмкіндіктерін міндетті түрде арттырмайды. Оларды осылай жалғау олардың қысымнан қорғайтын элементтерін параллель түрде қосады, теория бойынша кез келген қысымды әрбір қорғағышқа бөліп жібереді. Дегенмен, MOV-тердің өндірісіндегі айырмашылықтарға байланысты, энергия біркелкі таратылмайды және көбінесе бірінші реакцияға түскен арқылы өтеді. Қуат таспаларын тізбектей жалғау (құрылыс және электр ережелерінде көп ұялы адаптерлер немесе жылжымалы электр розеткалары ретінде белгілі), қысымнан қорғалған немесе қорғалмаған, көптеген ережелерге қайшы келеді. Мысалы, Халықаралық Кодекс Кеңесінің 2009 жылғы басылымындағы Халықаралық Өрт Кодексінің 605.4.2 тармағында: "Жылжымалы электр розеткалары тұрақты орнатылған розеткаларға тікелей қосылуы керек" делінген.

Ауыр жүктемеден қорғау

Егер электр желісінің розеткасының, плагинінің және сымының номиналды тоғы тиісті схеманы қоректендіретін автоматтік қосқыштың номиналды тоғымен тең болса, электр желісі үшін қосымша артық жүктемеден қорғау қажет емес, себебі қолданыстағы автоматтік қосқыш қажетті қорғауды қамтамасыз етеді. Дегенмен, егер розетканың (соның салдарынан, электр желісінің плагині мен сымы) номиналды тоғы тиісті схеманы қоректендіретін сымның номиналды тоғынан кем болса, электр желісі мен оның қоректендіру сымын артық жүктемеден қорғау қажет. Ұлыбританияда стандартты BS 1363 плагиндері мен розеткалары 13 А-ға есептелген, бірақ олар 32 А-ға дейін қорғалған схемалармен жабдықталады. Алайда, Ұлыбританияның тұтынушыларды қорғау заңнамасы бойынша, үй шаруалық электр құралдарына BS 1363 стандартына сәйкес, 13 А-дан аспайтын сақтандырғышы бар плагиндер қосылуы керек. Осылайша, Ұлыбританияда және BS 1363 плагиндерін пайдаланатын басқа елдерде, мұндай сақтандырғышты плагин кез келген электр желісіне артық жүктемеден қорғауды қамтамасыз етеді. Электр желісіне артық жүктеме түскен жағдайда сақтандырғышты ауыстыру қажет. Австралия мен Жаңа Зеландияда стандартты розетканың номиналды тоғы 10 Амперді құрайды, бірақ бұл розеткалар әдетте 16 немесе 20 А сыйымдылығы бар автоматтік қосқыштармен қорғалған схемаларда орнатылады. Сонымен қатар, 32 А-ға дейін есептелген розеткаларға Австралия/Жаңа Зеландияның 10 А плагинін қосуға болады. Сондықтан, Австралия мен Жаңа Зеландияда сатылатын үш немесе одан көп 10 А розеткасы бар барлық электр желілері артық жүктемеден қорғаумен жабдықталуы керек, яғни жалпы ток 10 А-дан асқан жағдайда, кіріктірілген автоматтік қосқыш барлық қосылған құрылғыларды өшіріп, ажыратады. Бұл электр желілерінде автоматтік қосқышты қайта қосуға арналған батырма бар, ол артық жүктемеден кейін желіні қайта іске қосу үшін қолданылады. Кейбір электр желілеріндегі қызыл, шамды рокерлік қосқыш іске қосылғанда өшірілетін жылулық автоматтік қосқышты басқарады. Қайта іске қосу үшін қосқышты қайта қосу керек.

Қауіпсіздік

Электр жүктемесі кез келген қуат тарату адаптерінде туындауы мүмкін. Бұл әсіресе бірнеше жоғары қуатты құрылғылар қолданылғанда, мысалы, жылыту элементтері бар құрылғылар – бөлме жылытқыштары немесе электрлі қуыру табалары сияқты – орын алуы ықтимал. Электр таспаларында артық жүктеменің алдын алу үшін кіріктірілген автоматты қосқыш болуы мүмкін. Ұлыбританияда электр таспалары BS 1363 айырғышындағы сақтандырғышпен қорғалуы тиіс. Кейбіреулерінде сокет бөлігінде 13А BS1362 сақтандырғышы да бар. Электр таспалары, әдетте, «қос адаптерлерге», «екі ұялы адаптерлерге», «үш ұялы адаптерлерге» немесе «куб тәрізді адаптерлерге» қарағанда қауіпсіз саналады, олар тікелей розеткаға қосылады және бірнеше құрылғыға арналған жетек сымы болмайды. Бұл төмен бағалы адаптерлер көбінесе сақтандырылмайды (әйтсе де, Ұлыбритания мен Ирландиядағы жаңа үлгілері сақтандырылған). Сондықтан, көп жағдайда артық жүктемеден қорғанудың жалғыз жолы – адаптерден мөлшері артық болатын тармақтық тізбек сақтандырғышы. Адаптерге қосылған айырғыштардың салмағы (олар көбінесе адаптерді розеткадан жартылай шығарып тастайды) адаптерлер қатар қосылғанда немесе кірпіш тәрізді қуат көздерімен қолданылғанда да проблема тудыруы мүмкін. Мұндай адаптерлер әлі де қолжетімді болғанымен, кейбір елдерде қолданыстан шығып қалды (дегенмен, екі және үш ұялы адаптерлер АҚШ, Ұлыбритания және Ирландияда әлі де кең таралған). Құрылғыны электр таспасына қосу кезінде көмір немесе шаң жиналуы ұшқынға себеп болуы мүмкін. Бұл, әдетте, жарылғыш емес ортада үлкен қауіп тудырмайды, бірақ жарылғыш орталарда (мысалы, жанармай құю станциясының жанында немесе еріткішпен тазалау орнатылымында) жарылысқа төзімді, герметикалық электр жабдықтары қажет.

АҚШ ережелері

Андеррайтерс Лабораториясының 1363 стандарты жылжымалы қуат ұңғыштарына қойылатын талаптарды қамтиды. Стандарттың қолданылу саласы бөлімінде былай делінген: 1.1 Бұл талаптар 250 В айнымалы токқа дейін және 20 А айнымалы токқа дейін номиналды қуаты бар, сыммен қосылатын, жылжымалы қуат ұңғыштарына қатысты. Жылжымалы қуат ұңғышы тек үй ішінде, жалпы қолдану үшін жерге қосылған айнымалы ток тармағының уақытша кеңейтілуі ретінде пайдалануға арналған. Ұлттық Электр Кодексі 380-бапта қуат жолағын көп ұялы жиынтық ретінде таниды.

ЕО және Ұлыбританияның ережелері

Еуропада қосымша басқару немесе артық кернеуден қорғау тізбектері жоқ айырлар мен розеткалар 2006/95/EC Төмен кернеулік директивасының қолданыс аясынан тыс және ұлттық регламенттермен реттеледі, демек, оларға CE белгісі қойылмайды. Ұлыбританияда айырлар мен розеткаларға қойылатын заңдық талаптар 1994 жылғы № 1768 Заңнамалық құралда, «Айырлар мен розеткалар» және т.б. (Қауіпсіздік) ережелерінде тізілген. Бұл регламентте барлық тұрмыстық айырлар мен розеткаларға қойылатын талаптар келтірілген; сокеттердің ұзартқыштары (электр таспалары) да кіреді, қараңыз: Айырлар мен розеткалар және т.б. бойынша Ұлыбританияның Электр жабдықтарына қойылатын талаптар, 1994 жылғы (Қауіпсіздік) ережелеріне арналған нұсқаулар (S. I. 1994/1768). Регламентте барлық сокеттердің айырлары 13А қосымшасының электрлі және электрсіз сокеттеріне қойылатын талаптарға және электр аксессуарларына қойылатын жалпы талаптарға арналған 5733 қосымшасының талаптарына сәйкес болуы талап етіледі. Регламентке сәйкес, розеткалар мен сокеттерге жеке мақұлдау қажет емес. Кез келген айыр сокетке орнатылған болса, ол 13А қайта орнатылатын және қайта орнатылмаған қорғалған айырларға арналған 1363 қосымшасының талаптарына сәйкес болуы керек. Айырлар да регламент талаптарына сәйкес жеке мақұлданып, белгіленуі тиіс. Егер сокеттің ұзартқыш блогында қосымша басқару тізбектері немесе артық кернеуден қорғау тізбектері болса, олар 2006/95/EC Төмен кернеулік директивасының қолданыс аясына кіреді және CE белгісімен белгіленуі керек. Басқару тізбектері бар сокеттердің ұзартқыштары да 2004/108/EC ЭМҚ директивасының қолданыс аясына кіреді.

Тарих

Розетканы көбейтуге арналған құрылғылар, қуат таспаларымен бірдей мақсатта, кем дегенде 20-шы жылдардың басына дейін бар. Алайда, олар әдетте қазіргі заманғы құрылғылар сияқты ұзын "таспа" түрінде болмаған. Қуат таспаларының мысалдары 1929 жылы Карл М. Питерсонның "Үстелге қосылатын розетка" (Table Tap) ойлап табуынан бастап АҚШ патент жүйесінде кездеседі. 1950 жылы Allied Electric Products компаниясы да осындай мысал келтірді. Шамасы, қуат таспасының алғашқы заманауи дизайнын АҚШ-тың Fedtro фирмасы жасаған, ол 1970 жылы қазіргі кездегі дизайндарға ұқсас екі патент алды. Оның алғашқы нұсқасы, "қуат тақтасы" деп аталған, 1972 жылы австралиялық инженер Питер Талбот, австралиялық Kambrook компаниясының бас директоры Фрэнк Банниганның жетекшілігімен ойлап тапты. Өнім өте табысты болды, бірақ патенттелмеді және нарық үлесі басқа өндірушілерге көшті.