Главная » Питание
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 5000 руб.
Академия Благородных Металлов
2. 1000 руб.
Radio-Sale
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 600 руб.
От пользователей
5. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Мифы о заземлении и UPS

В последнее время в связи с большим распространением электронного оборудования, бурным развитием сетевых технологий, электронной коммерции и ежегодному росту денежного оборота в этой сфере, все большее число компаний на российском рынке признают, что финансовые и имидживые потери от сбоев в работе компьютерного оборудования становятся настолько ощутимыми и что вопрос обеспечения их безаварийной работы становится одним из наиболее приоритетных.

Исследование, проведенное Лондонской школой бизнеса совместно с компанией Connect, предоставляющей консалтинговые услуги в области ИТ, установило, что прямые потери компаний по всему миру, связанные со сбоями в работе технологий, составляют ежегодно 48 млрд. долл. /1/.

Возникает резонный вопрос, а что именно необходимо предпринять и какие технические решения воплотить в жизнь, чтобы обеспечить должный уровень работоспособности и помехоустойчивости подобных устройств. В нашей стране, из-за стремительного внедрения информационных технологий практически во все сферы бизнеса, персонал обслуживающий инженерные системы зданий оказался не готов к столь быстрому изменению ситуации, поэтому довольно быстро были найдены «простые решения» возникающих проблем. Происходит повсеместное внедрение источников бесперебойного питания ( UPS ), кроме того выполняются работы по разработке и монтажу «чистой системы заземления» для компьютерного и сетевого оборудования. К сожалению, подобные технические мероприятия не только не решают возложенные на них задачи, но в большинстве случаев приводят к обратному эффекту. Иными словами, позаимствованные российскими специалистами у зарубежных коллег технические решения, являются необходимыми, но далеко не достаточными, и поэтому зачастую оказываются не только ошибочными, с точки зрения безаварийной работы, но и опасными (с точки зрения обеспечения электро- и пожаробезопасности).

Мифы об UPS

Основное заблуждение по поводу установки источников бесперебойного питания сводится к концепции, которую проповедуют большинство российских компаний, предлагающих подобные и смежные им устройства на рынке. В целом эта концепция сводится к утверждению, что UPS «спасает» от всех существующих и возможных будущих проблем в системе электроснабжения. В связи с этим необходимо напомнить, что несмотря на постоянное техническое совершенствование выпускаемых устройств, основная функция источников бесперебойного питания заключается в защите оборудования от длительных перерывов в электроснабжении. В тоже время, основная задача, которая ставится перед системами бесперебойного питания – это результирующая надежность, которая подразумевает: гарантию сохранности данных, сохранности оборудования, а также гарантию защиты от простоев в работе.

Практика обследования систем бесперебойного электропитания ряда офисных зданий г. Москвы, а также международные стандарты и нормативная документация по этой тематике (МЭК, IEEE , ANSI , IEC ) показывают, что для воплощения всех поставленных задач необходимо провести полномасштабное обследование системы электроснабжения здания. Кроме обязательных стандартных проверок: сопротивления изоляции, сопротивления петли фаза-ноль, проверки работоспособности автоматических выключателей, необходимо обследовать электроустановку здания на предмет наличия ошибок в выполнении системы заземления (что приводит к возникновению токов утечки), а также выполнить длительный мониторинг напряжений и токов, проанализировать существующую систему молниезащиты и систему защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Для чего это нужно? Во-первых, наличие токов утечки в системе электроснабжения здания приводит к искажению изображения на видеомониторах компьютеров, сбоям в работе оборудования и потере информации при передаче данных по сети. Во-вторых, неправильно выполненная система молниезащиты и система защиты от перенапряжений при определенном стечении обстоятельств (в результате прямого и/или удаленного удара молнии) почти гарантированно приведет к физическому выходу из строя электронного оборудования.

В нашей практике имел место случай, когда источник бесперебойного питания, установленный в офисном здании и питающий группу ответственных электропотребителей часто и необоснованно переходил на питание от аккумуляторных батарей. Длительный мониторинг питающего UPS напряжения не показал каких-либо значительных отклонений от нормы. Кроме того, было проведено обследование систем защитного зануления и заземления. В ходе проверки были выявлены грубые ошибки в выполнении вышеуказанных систем, после их устранения и приведения в соответствие с требованиями отечественной и международной нормативной документации количество частых переключений источников бесперебойного питания на аккумуляторные батареи резко снизилось. Исходя из этого, можно сделать вывод о высокой чувствительности современных UPS средней и большой мощности к повышенному и изменяющемуся напряжению между системами рабочего и защитного заземления, вызванному Поскольку все вышеизложенные факторы прямо или косвенно влияют на предъявляемую ко всем электронным системам и оборудованию надежность, можно утверждать, что только после выполнения всего комплекса технических мероприятий целесообразно разрабатывать систему бесперебойного питания и принимать решение об установке тех или иных типов UPS в зависимости от характера и мощности установленных нагрузок здания, а также в соответствии с обеспечением необходимого уровня надежности.

Мифы о заземлении

В отличие от систем бесперебойного электропитания, применение которых является дополнительным средством обеспечения надежности, заземление прежде всего выполняет функции защиты людей от поражения электрическим током, а также обеспечивает пожаробезопасность зданий и сооружений. Сейчас все чаще выдвигаются предположения, что для нормального функционирования компьютерной техники, информационных сетей и систем связи необходимо применять отдельное, «чистое» заземление, изолированное от общей системы защитного заземления здания. Однако реализация этих решений является не только ошибочной и приводящей к выходу из строя электронных устройств, но в ряде случаев и опасной для здоровья и жизни людей.

Для того, чтобы развеять этот миф, рассмотрим простую ситуацию. Допустим что для заземления компьютерной техники в каком-либо помещении была выполнена «чистая» система заземления, т.е. все металлические корпуса компьютерной техники, сетевых и прочих устройств присоединены к выделенному контуру заземления не связанному с системой защитного заземления здания (рис.1.).

Применение выделенного контура заземления на компьютерное оборудование очень опасно
Рис.1. Применение выделенного контура заземления на компьютерное оборудование очень опасно

Рисунок иллюстрирует путь тока при коротком замыкании (КЗ) между фазным проводником, питающим компьютер и его корпусом, возникающее вследствие пробоя конденсатора в сетевом фильтре на входе в устройство. Обратный путь тока КЗ будет проходить через два контура: общий контур защитного заземления здания (ТП) и «компьютерное заземление». Сопротивление контура заземления трансформаторной подстанции (ТП) обычно составляет не более 4 Ом, сопротивление «чистого» заземления составляет порядка 10 Ом. Поэтому, при питании оборудования напряжением 220 В максимальный ток КЗ протекающий по поврежденной линии составит:
5-58-2.gif
Этого тока будет не достаточно для срабатывания автоматического выключателя, установленного на поврежденной линии. Если на линии установлен автоматический выключатель с номинальным током 16 А, то для быстрого отключения тока короткого замыкания должен сработать электромагнитный расцепитель, величина уставки которого находится в пределах от 45 до 100 А и более. Следовательно, при протекании тока величиной 15,7 А устройство защиты просто «не поймет», что протекающий по нему ток является результатом аварийной ситуации в системе электроснабжения и не отключит поврежденную линию. При прикосновении к корпусу такого электрооборудования люди попадают под напряжение, кроме того небольшие по сечению соединительные провода и интерфейсные элементы оборудования будут интенсивно нагреваться. Нагрев происходит из-за разности потенциалов между корпусом и экранами сетевых кабелей, таким образом по ним будет протекать ток, что может привести к выходу их из строя и возгоранию. Потенциал, который будет возникать на корпусе оборудования легко подсчитать следующим образом:

5-58-3.gif

следовательно, при касании человеком корпуса возникнет разность потенциалов равная 157В и через человека (сопротивление которого, в среднем, равно 1 кОм) будет протекать ток:
5-58-4.gif
Хотя поражение электрическим током зависит от множества факторов (состояние нервной системы, состояние кожи и т.д.), тем не менее из расчетов очевидно, что при неотпускающем токе 20-30мА /7/, протекающий через тело человека ток в 155мА – смертелен.

В то же время, существуют методы выполнения заземления, которые соответствуют всем нормам, являются безопасными и уменьшают разности потенциалов между корпусами электронного оборудования и близко расположенными заземленными объектами, а также обеспечивают стабильную работу оборудования. Главная идея заключается в том, что все заземляемые части оборудования, нулевые защитные проводники, металлические трубопроводы коммуникаций, металлические части каркаса здания, металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования, заземляющие устройства системы молниезащиты, заземляющие проводники рабочего заземления, металлические оболочки телекоммуникационных и сетевых кабелей должны быть объединены в основную систему уравнивания потенциалов (рис.2.). Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине /3/.

Безопасная система заземления
Рис.2. Безопасная система заземления

Это соглашение минимизирует помехи, возникающие от протекания токов по системе заземления в аварийных режимах, обеспечивая тем самым надежное функционирование оборудования и безопасность людей. В этом случае по поврежденной линии будет протекать существенно больший ток (определяемый сопротивлением петли фаза-нуль), что позволит электромагнитному расцепителю автоматического выключателя быстро отключить поврежденную линию, а ток, протекающий это короткое время по системе заземления, равномерно растечется и не вызовет появления помех благодаря наличию системы уравнивания потенциалов.

Необходимо напомнить, что по системе заземления в нормальном режиме работы не должно протекать никаких токов. Тем не менее, имеются несколько источников вероятного появления помех в системе заземления, это перенапряжения, вызванные прямыми и/или удаленными ударами молнии, а также коммутациями в системе электроснабжения, кроме того могут возникать повреждения в измерительных цепях и цепях релейной защиты и автоматики. Не стоит также недооценивать токи утечки на металлоконструкции и трубопроводы здания. Если компьютер находится в помещении, по стенам, за потолком или под полом которого проходят кабельные линии с токами утечки, вызывающие повышенный уровень магнитного поля, то изображение на мониторе может заметно искажаться («плыть» или «дрожать»). Известны случаи, когда картинка покрывается цветными пятнами различных оттенков, а иногда изображение полностью или частично пропадает на несколько секунд, и появляется вновь. Естественно, работать за таким монитором невозможно и вредно. Протекание токов по системе РЕ здания, а значит и по защитным экранам интерфейсных и сетевых кабелей компьютеров может вызывать сбои и «зависания» компьютерных сетей и невозможность нормальной работы другого офисного и электронного оборудования. Подобные проблемы возникают из-за изменения потенциала в системе защитного заземления, которая в свою очередь является системой опорного потенциала для компьютерной техники.

Кроме того, перенапряжения, вызванные прямыми и/или удаленными ударами молний, а также коммутациями в системе электроснабжения, могут инициировать помехи протекающие по системе опорного потенциала здания, эти помехи имеют разную частоту (от единиц Гц до десятков МГц) и в связи с этим в системе заземления, выполненной по одноточечному принципу (рис.2) могут протекать значительные помехи, вызванные резонансными явлениями в защитных проводниках.

Для подавления высокочастотных помех основную систему защитного заземления можно дополнять установкой рабочего (функционального) заземления. Однако необходимо помнить, что функциональное заземление служит только для обеспечения работы оборудования, но ни в коем случае не для обеспечения электробезопасности. Поэтому использовать рабочее заземление в качестве единственной системы заземления категорически запрещается.

Список использованных источников:

  1. Еженедельник "Computerworld", #01, 2003 год // Издательство "Открытые Системы".
  2. Правила устройства электроустановок. Издание 7. Раздел 6, Раздел 7, Главы 7.1, 7.2 М ., Издательство НЦ ЭНАС 1999 год.
  3. Правила устройства электроустановок. Издание 7. Раздел 1, Раздел 7, Главы 1.1, 1.2, 1.7, 1.9, 7.5, 7.6, 7.10 М ., Издательство НЦ ЭНАС 2002 год.
  4. Правила устройства электроустановок. Издание 6. М ., ГЛАВГОСЭНЕРГОНАДЗОР РОССИИ, 1998 год.
  5. IEEE Std. 1100-1999, IEEE Recommended practice for powering and grounding electronic equipment (IEEE Emerald Book).
  6. Манойлов В.Е. Основы электробезопасности. М.: Энергоатомиздат, 1991 г ., 480 с.
none Опубликована: 2005 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (6) | Я собрал (0) | Подписаться

0
BIM167 #
У автора статьи в разделе мифов о заземлении явные нелады с Законом Ома. Ему бы в 8-м классе поучиться, пройти школьный курс электротехники, а потом уже статьи писать. Нельзя же постоянно путать параллельное и последовательное соединение сопротивлений! А рассуждения про спасительную глухозаземлённую нейтраль просто смехотворны! Мало того, что по госту она может быть 10-и омной, так ещё и не редкость случаи, в которых на неё попадало напряжение с другой фазы, в результате которого возникало перенапряжение (напряжение сети подпрыгивало с 220В до 380В)!
В конечном итоге статья получилась несостоятельная, а выводы ошибочные.
Ответить
0
Александр #
Немного не точны и автор статьи, и BIM167.
Поясню.
Показанная красным на Рис.1 связь между местным контуром заземления и основным заземлителем на ТП может отсутствовать полностью. И тогда защита удаленного потребителя зависит от качества местного заземлителя, обеспечивающего растекание тока утечки в этом месте. И если происходит пробой фазы на этот заземлитель, то человек при прикосновении к корпусу в этом случае может ощутить лишь легкое пощипывание (Параллельное соединение двух сопротивлений: 10 Ом max заземления и min 100 кОм человека. Закон Ома рулит!!!).
Таким образом устроено заземление во всех угольных шахтах. Соответствующие специалисты это знают. Конечно же, там стоят реле утечки, но не дай Бог реле не сработает, все равно местный заземлитель защитит человека.
На поверхности же, и в быту особенно, потребитель иногда оказывается очень далеко от ТП, и протянуть туда дополнительный заземляющий проводник и соединить его с заземленной нейтралью трансформатора не то что невозможно, но и опасно. Контролировать его целостность будет очень проблематично. Не зря все заземляющие проводники, даже самые короткие, правила предписывают выполнять ГОЛЫМ, а не изолированным проводом, чтобы видеть его целостность. Да и кабели и воздушные линии подразумевают применение трех фазных и одного нулевого провода, использовать который в качестве заземляющего нельзя. В таких случаях во всех многоэтажках в подвале в местном распределительном узле имеется свой дополнительный контур заземления, на который наглухо сажается пришедший нулевой провод. Это по всем правилам устройства электроустановок.
Но опять же, сам потребитель в своей квартире будет находиться от этого заземлителя тоже относительно далеко. По всем строительным нормам, у нас существующим, прокладка дополнительного заземляющего проводника в квартиры не предусмотрена ни одним проектом. Можно конечно потребовать от ЖЭКа провести вам индивидуально такое, но выльется это в кучу хлопот и денег. Выходом в таком случае может быть только использование в качестве местного заземлителя арматуры железобетонных конструкций панельного дома или устройство индивидуального местного заземления в кирпичных и частных домах. Использование для заземления любых труб отопления, водопровода, а тем более газовых труб КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО!!!
Ответить
0
Ромчик #
Статья лажа. Особенно убило как автор высчитывает ток КЗ просто по закону Ома (15А КЗ между фазой и нейтралью это просто пушка). Советую прослушать курс электротехники, узнать как правильно высчитывается ток КЗ (об активных и реактивных сопротивлениях трансорматоров) а потом уже и поражать нас своими генитальными измышлениями.
Ответить
0
Андрей #
Я вот не понимаю с какого перепуга автор описывает систему ТТ с автоматом на КЗ, в ТТ ставят узо или дифавтомат на ток утечки, а никак не КЗ.
Ответить
0
Роман #
Бредовая статья. Не вздумайте пользоваться ею при расчетах чего-либо. Откройте ПУЭ и прочитайте по заземлениям, до этого изучите закон Ома и Киргофа (это полезно знать в части расчетов напряжений и токов прикосновения). Местное заземление всегда было и будет самым безопасным. Выносное заземление используют в других случаях.
Такое ощущение, что автор чуть ли не намерено хочет кого-то отправить на тот свет с помощью неправильного совета по заземлению. А умалчивание о диф.защите вообще преступно.
Ответить
0
КиргОФФ #
А что такое "чистое" заземление и почему оно 10 Ом? Вот у меня компьютер врыт в землю на половину корпуса. К самому корпусу приварен медный штырь, диаметром дюйм, который вкопан на глубину 2 метра и на него уборщица ежедневно выливает 10 вёдер воды. Сколько у меня Ом, являются ли они "чистыми", можно ли их считать заземляющими и что мне теперь делать?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Регулятор мощности 2 кВт
Регулятор мощности 2 кВт
Макетная плата для пайки (10 шт) Радиореле 220В
вверх