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Text File  |  1991-08-21  |  9KB  |  153 lines
  1. Surge Suppressors:  Worse than Useless? 
  2. by Andy Baird
  3.  
  4. This article originally appeared in the June 1990 issue of the Princeton
  5. Macintosh Users' Group newsletter, and is copyright 1990 by Andy Baird.  It
  6. may be reprinted in substantially unedited form by other nonprofit
  7. publications provided this notice remains intact.  I found it in the July
  8. 1991 issue of NAG RAG, newsletter of the Northwest Amiga Group of Oregon.
  9. -ed.
  10.  
  11. ZZZAAAPPP!!!
  12. Jolted out of my early morning sleep by the deafening buzz of an electrical
  13. arc, I knew at once something was badly wrong.  I lunged toward the sound,
  14. which came from beneath my computer desk, taking in the ominous blue-white
  15. glare from my surge suppressor, and the cloud of black soot staining the
  16. wall behind it.  As I ripped the computer's plug from the outlet, the arc
  17. died and an evil smell filled the room.
  18.     After my heart had stopped pounding, I examined the remains of my surge
  19. suppressor.  Looking at the charred interior of the case, I shuddered.  If
  20. it had been made of plastic instead of steel, there probably would have
  21. been a fire.  The MOVs (Metal Oxide Varistors) had been literally blown
  22. apart by the force of the surge; then, like a welder's rod, had arced
  23. across the bare wire leads.
  24.     I thanked by lucky stars that the MOVs had done their job and saved my
  25. computer, while wondering whether there wasn't a better way to protect
  26. equipment -- a way that did not involve an explosive failure of the
  27. components that did the protecting.
  28.     I thought about a couple of years back, when my Hayes SmartModem had
  29. died during a thunderstorm along with a couple of chips on my computer's
  30. motherboard.  I had surge protection on the computer, but none on the
  31. telephone line.  [The phone companies generally place lightning arrestors
  32. every quarter-mile along their line.  They do not eliminate all of the
  33. surge, however.]  When lightening struck nearby, a spike came up the phone
  34. line, fried the modem, then continued up the serial cable to kill the line
  35. driver chips in my computer.  After that experience, I added a surge
  36. suppressor on my phone line, so I was completely protected.
  37.  
  38. Or So I Thought at the Time
  39. Now I know that I was wrong. In fact, I now realize that the modem was
  40. probably killed by the surge suppressor.  The MOVs which were supposed to
  41. protect my computer, had done their job by shunting an incoming power line
  42. surge onto the ground conductor -- the same ground used by the modem as a
  43. signal ground reference.  The result was a few thousand volts across the
  44. modem's inputs -- and a dead modem.
  45.  
  46. Everything that You Know is Wrong
  47. I want to make three points.  First, if your surge suppressor is more than
  48. a year old, it is probably not protecting your equipment.  The MOVs have
  49. degraded to the point of uselessness and there is no practical way you can
  50. test them.  Second, even if it is brand new or uses expensive TransZorb
  51. devices instead of MOVs, it is designed to dump surge energy to the ground
  52. connector used as a reference by your modem, network connector, or other
  53. serial device.  Thus your peripherals or other networked computers are
  54. endangered, even if your own computer is protected.  Third, there is a new
  55. device which will protect yor equipment from ten to twenty yreas without
  56. endangering it.  Before I tackle these points and try to convince you that
  57. the conventional wisdom about surge suppressors is wrong, let me tell you
  58. where I am getting my information.
  59.  
  60. NIST Studies
  61. The National Institute of Standards and Technology (NIST), Washington, DC,
  62. has a section devoted to the study of power line surges.  The head of this
  63. group, Francois Martzloff, has been studying surges and other transient
  64. electrical phenomena for many years, resulting in ANSI/IEEE standards
  65. (C632.41-1980) defining commonly encountered spikes and surges.  Recently,
  66. surges were artificially induced into the power wiring of an industrial
  67. building and got an unexpected result:  Suppressor unprotected computers
  68. were undamaged but serial printers connected to them were damaged by surges
  69. on the data input lines -- not the power lines.
  70.     Where did the surges come from?  Martzloff and his colleagues finally
  71. concluded that the data line spikes had been created when the computers'
  72. surge suppressors shunted the excess electrical energy to the common ground
  73. conductor.  The printers had been killed by the surge suppressors
  74. themselves!
  75.  
  76. MOVs Are Not the Answer
  77. Interestingly, the NIST team was not the first to arrive at this
  78. conclusion.  A small New Jersey company, Zero Surge, Inc., was founded not
  79. long before by two engineers who set out to build a power conditioning
  80. device which would not dump excess energy to ground.  We'll talk about this
  81. later but back to my three main points.
  82.     First, a look at GE's MOV Design Manual discloses some interesting
  83. facts.  One, MOVs do not respond to a voltage spike for 10 to 40
  84. nanoseconds (a nanosecond is one-billionth of a second.)  That may sound
  85. fast but according to the IEEE standard, the typical spike has a rise time
  86. of five nanoseconds.  This means that the MOVs cannot react fast enough to
  87. stop the most common electrical spikes.  The IEEE standard says that these
  88. can be expected many times a week in an average building!
  89.     Second, MOVs wear out.  Every little jolt shortens the lifetime of a
  90. MOV.  Finally, it fails to provide any protection.  Those little jolts
  91. include the "many times a week" spikes described in the IEEE standard.  The
  92. industry journal LAN Times (May 1990) says: "If your surge protectors have
  93. been in use for a while (six months is reasonable), the MOVs may be
  94. incapable of proper performance.  Moreover, as it ages, the MOV's clamping
  95. voltage decreases and it may begin a process called thermal runaway, which
  96. has resulted in fire."  (Remember, I spent a long time scrubbing soot off
  97. my walls after the surge suppressor burned.)  A dead MOV or one which has
  98. deteriorated to the point where it offers no protection can only be
  99. detected with expensive, sophisticated test gear.  That ten cent LED which
  100. glows so reassuringly on your surge suppressor may make a good night light,
  101. but it tells little or nothing about whether your MOVs are doing their job.
  102.  I've been shown several commercial surge suppressors (a Kensington
  103. MasterPiece included) which appeared fully functional but provided no
  104. protection whatsoever!
  105.     In short, MOVs provide inadequate protection; they wear out; and they
  106. fail without warning; and they can pose a fire hazard.
  107.  
  108. What About TransZorbs
  109. I've always figured that I was extra safe, because my computer was plugged
  110. into an expensive power strip using TransZorbs instead of MOVs.  TransZorbs
  111. (avalanche diodes) are semiconductor devices which respond faster than MOVs
  112. and don't degrade with time.  However, I've discovered that they have
  113. another problem: when a really big surge hits, they fail "open", so they
  114. can't divert the surge voltage just when they're needed most.
  115.     But that's minor.  The real problem is this: Just about all presently
  116. available surge suppressors, whether they use MOVs or TransZorbs, are wired
  117. to divert, or shunt, energy to ground.  As the NIST researchers found, this
  118. almost guarantees contamination of data lines, resulting in garbled data at
  119. best and fried equipment at worst....
  120.  
  121. But I have a UPS
  122. Some people may think they are protected by use of UPS (uninterruptable
  123. power supply) equipment, which by definition is a 100% battery fed system.
  124. [Most UPS systems swithch in the battery only after loss of primary power.
  125.  This switch can cause another spike in the computer's power supply
  126. voltage]  But not only are UPS's quite expensive, their inputs are
  127. protected by the same fifteen-cent MOVs the average surge suppressor uses.
  128. (The single exception, Abacus Controls, use licensed technology from Zero
  129. Surge.)
  130.  
  131. Zero Surge
  132. So how can you protect your expensive computer equipment?  The LAN Times
  133. has this to say: "The ideal surge protector would be a circuit that
  134. presents a high impedance to the surge and a low impedance to the normal
  135. power wave, while protecting the integrity of the ground circuit.  It
  136. should also contain no degrading components like MOVs." such exist; they
  137. are made by Zero Surge, Inc.
  138.     If I tell you that the Zero Surge units appear to by the only ones on
  139. the market which work properly, you have a right to be skeptical.  After
  140. all, the power conditioning business is full of snake oil salesmen, each
  141. claiming that he has the only product worth buying.
  142.     Well, I don't blame you.  I was certainly skeptical, but after reading
  143. articles in LAN Times, PC Week, and Power Quality magazines and talking
  144. with electrical engineers, I believe the Zero Surge protectors are the only
  145. ones which 1) will adequately protect equipment and 2) won't contaminate
  146. data lines by dumping surges onto the ground circuit ....
  147.     Zero Surge makes two sizes of surge interceptors, a 7.5 Amp model (list
  148. $149.00), which is right for those of us who don't have laser printers; and
  149. a 15 Amp model (list $199.00) for those who do.  The 15 Amp unit is offered
  150. at $169.00 to user group members.  [It is unclear what user group is meant
  151. here -ed.]  (You won't be surprised to hear that I bought one.)  Their
  152. phone number is 201 766-4220 [FAX 201 766-4144].  Don't hesitate to call
  153. President Wendell Laidley if you have questions.