Заземлення комп’ютера, заземлення серверної, заземлення обладнання

Застосовувані схеми заземлення комп'ютерної техніки і телекомунікаційного устаткування

Застосовувані схеми заземлення можуть відрізнятися в залежності від поставлених цілей. Заземлення комп'ютерної техніки, телекомунікаційного обладнання і джерел безперебійного живлення служить для досягнення так званої електромагнітної сумісності (ЕМС) - забезпечення працездатності обладнання як при привнесених ззовні, так і створюваних самим обладнанням електромагнітних перешкодах. Інший, найбільш важливою функцією заземлення є забезпечення електробезпеки персоналу, що працює з інфокомунікаційних обладнанням.

Залежно від поставлених цілей, а також від національних і міжнародних стандартів застосовуються схеми можуть відрізнятися в електроустановках з різною напругою змінного і постійного струму. Ми розглянемо найбільш масовий випадок заземлення окремих комп'ютерів, і робочих станцій локальної мережі, активного мережевого обладнання, цифрових відомчих АТС (УАТС), т. Е. Такого обладнання, яке включають в розетку змінного струму напругою 220 В. На практиці можна зустріти дві крайності: або ігнорування заземлення та використання звичайних побутових розеток (або заземление на труби і конструкції), або, навпаки, надмірні вимоги по створенню «чистої» землі. В обох випадках норми електромагнітної сумісності та електробезпеки не виконуються.

ТЕРМІНОЛОГІЯ І СТАНДАРТИ

Для початку наведемо кілька термінів і визначень. Занулением в електроустановках напругою до 1 кВ називається навмисне з'єднання зазвичай не знаходяться під напругою частин електроустановки з глухозаземленою нейтраллю генератора або трансформатора в мережах трифазного струму або з глухозаземленим виводом джерела однофазного струму.

Глухозаземленою нейтраллю називається нейтраль трансформатора або генератора, приєднана до заземлювального пристрою безпосередньо або через малий опір (наприклад, через трансформатори струму).

Заземлювачем називається провідник (електрод) чи сукупність металево з'єднаних між собою провідників (електродів), що стикаються з землею.

ГОСТ Р 50571.2-94 передбачає в числі інших такі типи систем заземлення електричні мереж будівель: TN-S, TN-C, TN-C-S. Саме ці системи застосовуються в даному випадку. Перша буква Т означає безпосереднє приєднання однієї точки струмоведучих частин джерела живлення до землі, друга буква означає характер заземлення відкритих провідних частин електроустановки (Т - безпосередній зв'язок відкритих провідних частин із землею, незалежно від характеру зв'язку джерела живлення із землею; N - безпосередній зв'язок відкритих провідних частин з точкою заземлення джерела живлення, в системах змінного струму зазвичай заземлюється нейтраль). Подальші літери - пристрій нульового робочого та нульового захисного провідників: S - функції нульового захисного та нульового робочого провідників забезпечуються роздільними провідниками; С - функції нульового захисного і нульового робочого провідників об'єднані в одному провіднику. Графічні символи, що використовуються в наведених позначеннях типів систем заземлення та на малюнках приведені в Таблиці 1.

Малюнок 1. Контур заземлення.

Однак при формальному підході до її реалізації не звертається уваги на те, що стандарт передбачає наявність окремої системи заземлення для полюса системи живлення постійного струму. Харчування обладнання від загальної мережі змінного струму з глухозаземленою нейтраллю і виконання, здавалося б, відокремленого заземлення якраз і призводять до випадку, коли утворюються контури заземлення, що стає причиною нестійкої роботи обладнання. Контур заземлення - на відміну від так же званого на жаргоні фахівців контурного заземлення (спосіб з'єднання горизонтальних заземлювачів в землі не слід плутати з заземлюючими провідниками) - є небажаним і утворюється при наявності зв'язку між двома заземлювачами (див. Малюнок 1).

У утворився контурі (заземлювач №1 - електричний зв'язок (провідник) - заземлювач №2 - середовище (земля)) можуть наводитися струми від зовнішніх електромагнітних полів або протікати "блукаючі" струми сторонніх навантажень. Усе це призводить до електромагнітних завад в роботі обладнання. Локальні обчислювальні та телекомунікаційні мережі часто мають в своєму складі обладнання зв'язку (антени, модеми та ін.) І схильні до впливу перешкод, в тому числі від розрядів блискавок, т. Е. Для них важлива висока перешкодозахищеність. Саме тому усунення контурів слід приділяти увагу при проектуванні і експлуатації електроустановок будівель.

На практиці зустрічається помилкове заземлення на окремий заземлювач, не пов'язаний з нейтраллю трансформатора (див. Малюнок 2). Подібна схема заземлення порушує вимогу п.1.7.39 ПУЕ: «В електроустановках до 1 кВ з глухозаземленою нейтраллю або глухозаземленим виводом джерела однофазного струму, а також з глухозаземленою середньою точкою в трьохпровідних мережах постійного струму має бути виконано занулення. Застосування в таких електроустановках заземлення корпусів електроприймачів без їх занулення не допускается. »Вимога викликано тим, що забезпечити електробезпека в разі розглянутої схеми неможливо. На рисунку 2 показаний винос потенціалу при короткому замиканні на корпус електроприймача, заземленого на окремий заземлювач.

Поява потенціалу на корпусі обумовлюється падінням напруги у фазному провіднику до точки короткого заземлення і падінням напруги в опорі заземлювача №2, в середовищі (в землі і конструкціях) і в опорі заземлювача №1. Опір ланцюга короткого замикання при цьому вище опору ланцюга "фаза-нуль», з урахуванням параметрів якого вибирається захисний автомат, і коротке замикання, швидше за все, не буде відключено дією максимального струмового захисту. При цьому на корпус виноситься потенціал, близький до фазній напрузі, що створює загрозу для життя людей. Відключення короткого замикання відбудеться за рахунок дії теплового захисту автоматичного вимикача, але час відключення КЗ при цьому перевищить нормовані значення, складові для напруги U0 = 220 В, - 0,4 с і для U0 = 380 В, - 0,2 с.

Таким чином, неправильно виконане заземлення призводить до утворення небажаних контурів, викликає електромагнітні перешкоди в роботі обладнання і небезпечно для знаходяться поруч.

ГОЛОВНИЙ заземлювальний затискач

Для зведення до мінімуму електромагнітних завад і забезпечення електробезпеки заземлення слід виконувати з мінімальною кількістю замкнутих контурів. Забезпечення цієї умови можливе при виконанні так званої головного заземлюючого затискача (ГЗЗ), або шини. Головний заземлювальний затискач повинен бути розташований якомога ближче до вхідних кабелів живлення і зв'язку і з'єднаний із заземлювачем (заземлювачами) провідником найменшої довжини.

Таке розташування ГЗЗ забезпечує найкраще вирівнювання потенціалів і обмежує наведену напругу від індустріальних перешкод, грозових і комутаційних перенапруг, що приходить ззовні по екранах кабелів зв'язку, броні силових кабелів, трубопроводів та антенних вводів. До ГЗЗ (шині) повинні бути приєднані:

провідники головної системи зрівнювання потенціалів;

провідники робочого заземлення (якщо воно необхідно).

З головним заземлювальним затискачем (шиною) повинні бути з'єднані заземлювачі захисного і робочого (технологічного, логічного і т. П.) Заземлення, заземлювачі блискавкозахисту та ін. Детально правила і вимоги пристрої ГЗЗ викладені в ПУЕ.

СИСТЕМИ ЗАЗЕМЛЕННЯ

Системи заземлення розрізняються за схемами з'єднання і числу нульових робочих і захисних провідників.

До системи TN-C (див. Малюнок 3) відносяться трифазні чотирипровідні (три фазних провідника і PEN-провідник, який поєднує функції нульового робочого та нульового захисного провідника) і однофазні двопровідні (фазний провідник і нульовий робочий провідник) мережі існуючих будівель старої споруди.

Малюнок 5. Система TN-S (нульовий робочий і нульовий захисний провідники прокладені окремо по всій мережі).

Система TN-S (див. Малюнок 5) є основною робочою системою заземлення для будівель з інформаційним і телекомунікаційним обладнанням. У системі TN-S нульовий робочий і нульовий захисний провідники прокладені окремо від джерела живлення. Така схема забезпечує відсутність зворотних струмів в провіднику РЕ, що знижує ризик виникнення електромагнітних перешкод. При експлуатації необхідно стежити за дотриманням призначення провідників PE і N. З точки зору мінімізації перешкод оптимальним вважається наявність вбудованої (прибудованої) трансформаторної підстанції (ТП). Подібним чином досягається мінімальна довжина перемички від введення кабелів електропостачання до головного заземлюючого затискача.

Дотримання зазначеної вимоги справедливо і для системи TN-C-S. І в цьому випадку мова йде про відстань між вводом від системи електропостачання і головним заземлювальним затискачем. Для системи TN-C-S бажано виконання повторного заземлення нейтрали. Система TN-S при наявності вбудованої (прибудованої) підстанції не вимагає повторного заземлення, тому що є основною заземлитель на ТП.

заземлюючих провідників

Поширюючись безпосередньо по електричної мережі при протіканні струму, кондуктивні завади проникають в систему безперебійного електропостачання (СБЕ) з живильної мережі загального призначення, і їх придушення у електроприймачів групи А до обумовленого вимогами ГОСТ 13109-97 прийнятного рівня досягається шляхом організації електропостачання споживачів по виділеній мережі і застосування ІБП активного типу для захисту обладнання від вступників з мережі перешкод. Виділеної мережею називається електрична мережа, призначена для харчування групи електроприймачів, об'єднаних за ознакою функціонального призначення або загальними вимогами до якості електроенергії та надійності електропостачання. Важливою складовою виділеної електричної мережі є мережа заземлюючих провідників.

Для будівель, де встановлено або може бути встановлена ​​велика кількість різноманітного обладнання обробки інформації або іншого чутливого до дії завад обладнання, необхідний особливий контроль за використанням окремих захисних провідників (провідників PE) і нульових робочих провідників (провідників N) після точки підведення живлення, щоб запобігти або звести до мінімуму електромагнітні впливу. Зазначені провідники не можна об'єднувати, в іншому випадку струм навантаження, особливо що виникає при однофазному короткому замиканні Надструм, буде проходити не тільки по нульового робочого провідника, а й частково по захисному, що може привести до перешкод.

Робочі станції комп'ютерної мережі повинні мати схему заземляющей мережі по типу однокрапкового «зірки». Через велику кількість зв'язків реалізувати її важко, тому застосовується гібридна схема: заземлюючі провідники прокладаються сумісно по одній трасі з лініями електропостачання (див. Малюнок 6). На ділянці від ввідно-розподільного пристрою або головного розподільного щита, де розташований головний заземлювальний затискач (шина), до щитків на поверхах будівлі схема є однокрапкового «зіркою» (паралельної однокрапкового), а на ділянці групових мереж, від щитка до електричної розетки, - послідовної однокрапкового.

Малюнок 6. Заземляющее пристрій будівлі.

Всі заземлюючі провідники прокладаються ізольованими проводами і кабелями. В електричних щитах шини і клемники РЕ для споживачів комп'ютерної мережі розміщуються ізольовано від корпусів. Лінії РЕ для заземлення корпусів, коробів, лотків і іншого електротехнічного обладнання і конструкцій прокладаються окремими проводами і кабелями від одного і того ж головного заземлюючого затискача.

Зосереджені зони розміщення телекомунікаційного та інформаційного обладнання можуть мати ту ж схему, що і робочі станції, або одноточечную при розміщенні обладнання в машинних залах (див. Малюнок 6) - потенціаловиравнівающая сітка. Магістральний провідник від головного заземлюючого затискача (шини) також прокладається спільно з магістральними лініями електропостачання. Заземлення технологічного обладнання слід виконувати відповідно до вимог технічної документації. При цьому корпусу (відкриті провідні частини) обладнання повинні з'єднуватися з головним заземлювальним затискачем і зі сторонніми провідними частинами, які виконують роль системи зрівнювання потенціалів.

заземлюючих пристроїв

Сукупність заземлювача і заземлюючих провідників називається заземлюючим пристроєм (див. Малюнок 6). В установі, де розміщується інформаційне, телекомунікаційне обладнання та засоби зв'язку, воно повинно бути захисним і відповідати вимогам електробезпеки, описаним в ГОСТ 12.1.030, ПУЕ та стандартах ГОСТ Р 50571 (МЕК 364) «Електроустановки будівель». Будь-які інші вимоги до заземлювального пристрою не пред'являються.

Опір заземлюючого пристрою повинен задовольняти ПУЕ (див. Розділ 1.7). Якщо воно має допустиме значення в будівлі, зменшення опору не впливає на стійкість функціонування обладнання, і додаткові вимоги до опору заземлювачів не пред'являються.

У будівлі може бути один, два або кілька заземлювачів, але коли при одному заземлителе опір заземлювального пристрою задовольняє вимогам ПУЕ, то збільшення числа заземлювачів не впливає на електробезпека і стійку роботу обладнання. Заземлювач (заземлювачі) рекомендується розташовувати всередині території, що охороняється, що є однією з умов щодо забезпечення захисту інформації.

У ряді випадків ставиться вимога щодо створення окремого функціонального (технологічного, логічного і т. Д.) Заземлювача, не пов'язаного з заземлювачами захисного заземлення, з метою захисту інформації та запобігання несанкціонованому доступу до неї по ланцюгах харчування і заземлюючих провідників.

Якщо за технологічними вимогами (умовам захисту інформації від несанкціонованого доступу, обробки конфіденційної інформації та т. П.) Заземлитель функціонального (технологічного і т. Д.) Заземлення потрібно відокремити від системи захисного заземлення (занулення), то магістральні нульові захисні провідники і заземлювачі функціонального (технологічного і т. д.) заземлення слід приєднувати до окремого заземлюючого затискача, ізольованому від металоконструкцій і від електроустаткування. Для забезпечення електробезпеки і захисту інформації слід застосовувати:

ДБЖ з подвійним перетворенням частоти і ізолюючим трансформатором;

фільтри (трансфільтри, суперфільтри) з ізолюючим трансформатором.

Основною умовою застосування цього обрудования є відсутність кондуктивной зв'язку з первинної стороною як по PE, так і по N. Відповідно, режим роботи ДБЖ на байпасе не повинен порушувати назване умова, що можна досягти лише при установці ізолюючого трансформатора в ланцюзі байпаса.

Заземлювач функціонального (технологічного і т. Д.) Заземлення повинен розташовуватися в охоронюваній (контрольованої) зони, щоб уникнути несанкціонованого доступу до нього.

ЕЛЕКТРИЧНІ РОЗЕТКИ

На закінчення необхідно згадати про електричні розетки, оскільки саме вони забезпечують надійне з'єднання заземлюючих провідників з обладнанням. При безпосередньому заземлении монтаж здійснюється під передбачену конструкцією обладнання гайку (зажим, Бонк). При включенні в розетку заземлення виконується через контактні рознімні з'єднання електричної розетки і живить трипровідною кабелю.