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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Mythen über Erdung und USV. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schutz der Ausrüstung vor dem Notbetrieb des Netzwerks Aufgrund der weiten Verbreitung elektronischer Geräte, der rasanten Entwicklung von Netzwerktechnologien, des E-Commerce und des jährlichen Wachstums des Geldumsatzes in diesem Bereich erkennen immer mehr Unternehmen auf dem russischen Markt, dass durch Computerausrüstung finanzielle und Imageverluste entstehen Ausfälle werden immer deutlicher und die Gewährleistung ihres störungsfreien Betriebs wird zu einer der höchsten Prioritäten. Eine von der London Business School und dem IT-Beratungsunternehmen Connect durchgeführte Studie ergab, dass technologische Störungen Unternehmen auf der ganzen Welt jedes Jahr direkte Verluste in Höhe von 48 Milliarden US-Dollar kosten /1/. Es stellt sich die berechtigte Frage: Was genau muss getan werden und welche technischen Lösungen sollten implementiert werden, um das richtige Leistungsniveau und die Störfestigkeit solcher Geräte sicherzustellen. In unserem Land war das Personal, das die technischen Systeme von Gebäuden betreut, aufgrund der schnellen Einführung der Informationstechnologie in fast allen Geschäftsbereichen nicht auf eine so schnelle Änderung der Situation vorbereitet, sodass schnell „einfache Lösungen“ für die aufkommenden Probleme gefunden wurden gefunden. Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) werden weit verbreitet eingeführt, und es wird auch daran gearbeitet, ein „sauberes Erdungssystem“ für Computer- und Netzwerkgeräte zu entwickeln und zu installieren. Leider lösen solche technischen Maßnahmen nicht nur die ihnen gestellten Aufgaben nicht, sondern führen in den meisten Fällen zum gegenteiligen Effekt. Mit anderen Worten, die technischen Lösungen, die russische Spezialisten von ihren ausländischen Kollegen übernommen haben, sind zwar notwendig, aber bei weitem nicht ausreichend und erweisen sich daher oft nicht nur im Hinblick auf einen störungsfreien Betrieb als fehlerhaft, sondern auch als gefährlich (aus Sicht der Gesichtspunkt der Gewährleistung der Elektro- und Brandsicherheit). Mythen über UPS Das größte Missverständnis über die Installation unterbrechungsfreier Stromversorgungen beruht auf dem Konzept, das von den meisten russischen Unternehmen gepredigt wird, die ähnliche und verwandte Geräte auf dem Markt anbieten. Im Allgemeinen läuft dieses Konzept auf die Aussage hinaus, dass die USV alle bestehenden und möglichen zukünftigen Probleme im elektrischen System „rettet“. In diesem Zusammenhang muss daran erinnert werden, dass trotz der ständigen technischen Verbesserung der hergestellten Geräte die Hauptfunktion unterbrechungsfreier Stromversorgungen darin besteht, Geräte vor längeren Unterbrechungen der Stromversorgung zu schützen. Gleichzeitig ist die Hauptaufgabe von unterbrechungsfreien Stromversorgungssystemen die daraus resultierende Zuverlässigkeit, was bedeutet: die Gewährleistung der Datensicherheit, der Gerätesicherheit sowie die Gewährleistung des Schutzes vor Ausfallzeiten. Die Praxis der Inspektion unterbrechungsfreier Stromversorgungssysteme in einer Reihe von Bürogebäuden in Moskau sowie internationale Standards und behördliche Dokumentationen zu diesem Thema (IEC, IEEE, ANSI, IEC) zeigen, dass dies zur Erfüllung aller zugewiesenen Aufgaben erforderlich ist Es ist notwendig, eine umfassende Inspektion des Stromversorgungssystems des Gebäudes durchzuführen. Zusätzlich zu den obligatorischen Standardprüfungen: Isolationswiderstand, Phase-Null-Schleifenwiderstand, Überprüfung der Funktionsfähigkeit von Leistungsschaltern ist es notwendig, die elektrische Installation des Gebäudes auf Fehler bei der Implementierung des Erdungssystems zu überprüfen (die zum Auftreten führen). von Ableitströmen), sowie die Langzeitüberwachung von Spannungen und Strömen, analysieren die bestehende Blitzschutzanlage und die Blitz- und Schaltüberspannungsschutzanlage. Wofür ist das? Erstens führt das Vorhandensein von Leckströmen im Stromversorgungssystem des Gebäudes zu Bildverzerrungen auf Computer-Videomonitoren, Gerätestörungen und Informationsverlust bei der Datenübertragung über das Netzwerk. Zweitens führt ein falsch implementiertes Blitz- und Überspannungsschutzsystem unter bestimmten Umständen (infolge eines direkten und/oder entfernten Blitzeinschlags) mit ziemlicher Sicherheit zu einem physischen Ausfall elektronischer Geräte. In unserer Praxis gab es einen Fall, in dem eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, die in einem Bürogebäude installiert war und eine Gruppe kritischer Stromverbraucher versorgte, oft und unangemessen auf Batteriestrom umstieg. Eine Langzeitüberwachung der USV-Versorgungsspannung ergab keine nennenswerten Abweichungen von der Norm. Darüber hinaus wurde eine Untersuchung der Schutzerdung und Erdungssysteme durchgeführt. Bei der Inspektion wurden grobe Fehler bei der Implementierung der oben genannten Systeme festgestellt; nachdem sie beseitigt und mit den Anforderungen der nationalen und internationalen Regulierungsdokumentation in Einklang gebracht wurden, ging die Zahl der häufigen Umschaltungen von unterbrechungsfreien Stromversorgungen auf Batterien stark zurück. Daraus können wir schließen, dass moderne USVs mittlerer und hoher Leistung sehr empfindlich auf erhöhte und sich ändernde Spannungen zwischen den Arbeits- und Schutzerdungssystemen reagieren, die durch alle oben genannten Faktoren verursacht werden, die sich direkt oder indirekt auf die erforderliche Zuverlässigkeit aller elektronischen Systeme und Geräte auswirken , kann argumentiert werden, dass es erst nach Abschluss aller technischen Maßnahmen ratsam ist, ein unterbrechungsfreies Stromversorgungssystem zu entwickeln und über die Installation bestimmter USV-Typen abhängig von der Art und Leistung der installierten Verbraucher des Gebäudes zu entscheiden , sowie im Einklang mit der Gewährleistung des erforderlichen Maßes an Zuverlässigkeit. Mythen über die Erdung Im Gegensatz zu unterbrechungsfreien Stromversorgungssystemen, deren Einsatz ein zusätzliches Mittel zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit darstellt, dient die Erdung in erster Linie dem Schutz von Menschen vor Stromschlägen und gewährleistet darüber hinaus den Brandschutz von Gebäuden und Bauwerken. Heutzutage wird zunehmend darauf hingewiesen, dass für den normalen Betrieb von Computergeräten, Informationsnetzen und Kommunikationssystemen die Verwendung einer separaten, „reinen“ Erdung erforderlich ist, die vom allgemeinen Schutzerdungssystem des Gebäudes isoliert ist. Die Umsetzung dieser Lösungen ist jedoch nicht nur fehlerhaft und führt zum Ausfall elektronischer Geräte, sondern ist in manchen Fällen auch gefährlich für die Gesundheit und das Leben von Menschen. Um diesen Mythos zu zerstreuen, betrachten wir eine einfache Situation. Nehmen wir an, dass zur Erdung von Computergeräten in irgendeinem Raum ein „sauberes“ Erdungssystem installiert wurde, d. h. Alle Metallgehäuse von Computergeräten, Netzwerken und anderen Geräten sind an eine eigene Erdungsschleife angeschlossen, die nicht mit dem Schutzerdungssystem des Gebäudes verbunden ist (Abb. 1).
Wenn das Gerät mit einer Spannung von 220 V betrieben wird, beträgt der maximale Kurzschlussstrom, der durch die beschädigte Leitung fließt, daher:
Dieser Strom reicht nicht aus, um den auf der beschädigten Leitung installierten Leistungsschalter auszulösen. Wenn in der Leitung ein Leistungsschalter mit einem Nennstrom von 16 A installiert ist, muss zum schnellen Abschalten des Kurzschlussstroms ein elektromagnetischer Auslöser betätigt werden, dessen Einstellwert im Bereich von 45 bis 100 A oder mehr liegt. Wenn also ein Strom von 15,7 A fließt, „versteht“ das Schutzgerät einfach nicht, dass der durchfließende Strom auf einen Notfall im Stromversorgungssystem zurückzuführen ist, und schaltet die beschädigte Leitung nicht ab. Wenn Menschen das Gehäuse solcher Elektrogeräte berühren, stehen diese unter Spannung; außerdem erhitzen sich Anschlussdrähte und Schnittstellenelemente des Geräts mit kleinem Querschnitt stark. Aufgrund der Potentialdifferenz zwischen dem Gehäuse und den Abschirmungen der Netzwerkkabel kommt es zu einer Erwärmung, sodass Strom durch sie fließt, was zu deren Ausfall und Brand führen kann. Das am Gerätekörper entstehende Potenzial lässt sich leicht wie folgt berechnen:
Wenn also eine Person den Körper berührt, entsteht eine Potentialdifferenz von 157 V und ein Strom fließt durch die Person (dessen Widerstand im Durchschnitt 1 kOhm beträgt):
Obwohl ein elektrischer Schlag von vielen Faktoren abhängt (Zustand des Nervensystems, Zustand der Haut usw.), ist aus den Berechnungen dennoch ersichtlich, dass bei einem nicht freigesetzten Strom von 20-30 mA /7/ ein Strom von 155 mA, die durch den menschlichen Körper fließen, sind tödlich. Gleichzeitig gibt es Erdungsmethoden, die allen Normen entsprechen, sicher sind und Potenzialunterschiede zwischen Gehäusen elektronischer Geräte und nahegelegenen geerdeten Objekten verringern sowie einen stabilen Betrieb der Geräte gewährleisten. Die Grundidee besteht darin, dass alle geerdeten Geräteteile, neutrale Schutzleiter, metallische Kommunikationsleitungen, Metallteile des Gebäuderahmens, Metallteile zentraler Lüftungs- und Klimaanlagen, Erdungsgeräte des Blitzschutzsystems, Erdungsleiter der Arbeitserdung, Metallummantelungen von Telekommunikations- und Netzwerkkabeln müssen in das Hauptpotentialausgleichssystem integriert werden (Abb. 2). Für den Anschluss an das Hauptpotentialausgleichssystem müssen alle angegebenen Teile an die Haupterdungsschiene /3/ angeschlossen werden.
Diese Vereinbarung minimiert Störungen, die durch den Stromfluss durch das Erdungssystem im Notfallmodus entstehen, und gewährleistet so den zuverlässigen Betrieb von Geräten und die Sicherheit von Personen. In diesem Fall fließt ein deutlich größerer Strom durch die beschädigte Leitung (bestimmt durch den Widerstand der Phase-Null-Schleife), wodurch der elektromagnetische Auslöser des Leistungsschalters die beschädigte Leitung und den dafür fließenden Strom schnell abschalten kann Kurze Zeit durch das Erdungssystem verteilt sich gleichmäßig und verursacht aufgrund des Vorhandenseins eines Potenzialausgleichssystems keine Störungen. Es ist zu beachten, dass im Normalbetrieb kein Strom durch das Erdungssystem fließen darf. Es gibt jedoch mehrere mögliche Störquellen im Erdungssystem. Dies sind Überspannungen durch direkte und/oder entfernte Blitzeinschläge sowie Schaltvorgänge im Stromversorgungssystem. Darüber hinaus können Schäden an Messkreisen und Relaiskreisen auftreten Schutz und Automatisierung. Auch Kriechströme an Metallkonstruktionen und Rohrleitungen eines Gebäudes sollten Sie nicht unterschätzen. Wenn sich der Computer in einem Raum befindet, in dem Kabelleitungen entlang der Wände, hinter der Decke oder unter dem Boden verlaufen und Leckströme auftreten, die zu einer Erhöhung des Magnetfelds führen, kann es zu merklichen Verzerrungen des Bildes auf dem Monitor kommen („Float“ oder „Float“) "Köcher"). Es gibt Fälle, in denen das Bild mit Farbflecken in verschiedenen Schattierungen bedeckt ist und das Bild manchmal für einige Sekunden ganz oder teilweise verschwindet und wieder erscheint. Natürlich ist das Arbeiten hinter einem solchen Monitor unmöglich und schädlich. Der Stromfluss durch das PE-System des Gebäudes und damit durch die Schutzschirme der Schnittstellen- und Netzwerkkabel von Computern kann zu Ausfällen und Einfrierungen von Computernetzwerken sowie zur Unmöglichkeit des normalen Betriebs anderer Büro- und elektronischer Geräte führen. Solche Probleme entstehen durch Potenzialänderungen im Schutzerdungssystem, das wiederum das Bezugspotenzialsystem für Computergeräte darstellt. Darüber hinaus können Überspannungen, die durch direkte und/oder entfernte Blitzeinschläge sowie durch Schaltvorgänge im Stromversorgungssystem verursacht werden, Störungen verursachen, die über das Bezugspotenzialsystem des Gebäudes fließen; diese Störungen haben unterschiedliche Frequenzen (von einigen Hz bis zu mehreren zehn MHz). und daher kann es bei einem Erdungssystem nach dem Einpunktprinzip (Abb. 2) zu erheblichen Störungen durch Resonanzerscheinungen in den Schutzleitern kommen. Zur Unterdrückung hochfrequenter Störungen kann das Hauptschutzerdungssystem durch die Installation einer funktionierenden (Funktions-)Erdung ergänzt werden. Es ist jedoch zu bedenken, dass die Funktionserdung lediglich der Sicherstellung des Betriebs der Geräte dient, keinesfalls jedoch der Gewährleistung der elektrischen Sicherheit. Daher ist die Verwendung einer funktionierenden Erdung als einziges Erdungssystem strengstens untersagt. Literatur
Veröffentlichung: cxem.net
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