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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Mitos sobre puesta a tierra y UPS. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Protección del equipo contra la operación de emergencia de la red. Recientemente, debido a la amplia difusión de los equipos electrónicos, el rápido desarrollo de las tecnologías de redes, el comercio electrónico y el crecimiento anual de la facturación monetaria en esta área, un número cada vez mayor de empresas en el mercado ruso reconocen que las pérdidas financieras y de imagen causadas por los equipos informáticos Los fallos son cada vez más notorios y la cuestión de garantizar su funcionamiento sin problemas se convierte en una de las máximas prioridades. Un estudio realizado por la London Business School y la consultora de TI Connect encontró que las disrupciones tecnológicas cuestan a las empresas de todo el mundo 48 mil millones de dólares en pérdidas directas cada año /1/. Surge una pregunta razonable: qué se debe hacer exactamente y qué soluciones técnicas se deben implementar para garantizar el nivel adecuado de rendimiento e inmunidad al ruido de dichos dispositivos. En nuestro país, debido a la rápida introducción de la tecnología de la información en casi todas las áreas de negocio, el personal que atiende los sistemas de ingeniería de los edificios no estaba preparado para un cambio tan rápido de la situación, por lo que rápidamente aparecieron "soluciones simples" a los problemas emergentes. encontró. Se están introduciendo ampliamente los sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS) y también se está trabajando para desarrollar e instalar un "sistema de conexión a tierra limpio" para equipos informáticos y de red. Lamentablemente, estas medidas técnicas no sólo no resuelven las tareas que se les asignan, sino que en la mayoría de los casos provocan el efecto contrario. En otras palabras, las soluciones técnicas que los especialistas rusos han tomado prestadas de sus colegas extranjeros son necesarias, pero están lejos de ser suficientes y, por lo tanto, a menudo resultan no sólo erróneas desde el punto de vista de un funcionamiento sin problemas, sino también peligrosas (desde el punto de vista del punto de vista de garantizar la seguridad eléctrica y contra incendios). Mitos sobre UPS El principal error sobre la instalación de sistemas de alimentación ininterrumpida se reduce al concepto predicado por la mayoría de las empresas rusas que ofrecen dispositivos similares y relacionados en el mercado. En general, este concepto se reduce a la afirmación de que UPS “rescata” todos los problemas existentes y posibles futuros en el sistema eléctrico. En este sentido, es necesario recordar que a pesar de la constante mejora técnica de los dispositivos fabricados, la función principal de los sistemas de alimentación ininterrumpida es proteger los equipos de interrupciones prolongadas en el suministro de energía. Al mismo tiempo, la principal tarea de los sistemas de suministro de energía ininterrumpida es la confiabilidad resultante, lo que implica: una garantía de seguridad de los datos, seguridad de los equipos, así como una garantía de protección contra tiempos de inactividad. La práctica de inspeccionar los sistemas de suministro de energía ininterrumpida en varios edificios de oficinas en Moscú, así como las normas internacionales y la documentación reglamentaria sobre este tema (IEC, IEEE, ANSI, IEC) muestran que para lograr todas las tareas asignadas, es necesario necesario realizar una inspección a gran escala del sistema de suministro de energía del edificio. Además de las comprobaciones estándar obligatorias: resistencia de aislamiento, resistencia del bucle fase-cero, verificación del funcionamiento de los disyuntores, es necesario inspeccionar la instalación eléctrica del edificio en busca de errores en la implementación del sistema de puesta a tierra (lo que conduce a la aparición de corrientes de fuga), así como realizar monitoreos a largo plazo de tensiones y corrientes, analizar el sistema de protección contra rayos existente y el sistema de protección contra sobretensiones de conmutación y rayos. ¿Para qué sirve? En primer lugar, la presencia de corrientes de fuga en el sistema de suministro de energía del edificio provoca distorsiones de la imagen en los monitores de video de las computadoras, mal funcionamiento de los equipos y pérdida de información al transmitir datos a través de la red. En segundo lugar, es casi seguro que un sistema de protección contra rayos y sobretensiones implementado incorrectamente en un determinado conjunto de circunstancias (como resultado de un rayo directo y/o remoto) provocará fallas físicas en los equipos electrónicos. En nuestra práctica, hubo un caso en el que un sistema de alimentación ininterrumpida instalado en un edificio de oficinas y que alimentaba a un grupo de consumidores eléctricos críticos cambiaba a menudo e injustificadamente a energía de baterías. El monitoreo a largo plazo de la tensión de alimentación del UPS no mostró desviaciones significativas de la norma. Además, se llevó a cabo un examen de los sistemas de puesta a tierra y de protección. Durante la inspección, se identificaron errores graves en la implementación de los sistemas anteriores; después de que se eliminaron y cumplieron con los requisitos de la documentación reglamentaria nacional e internacional, el número de cambios frecuentes de sistemas de alimentación ininterrumpida a baterías disminuyó drásticamente. Con base en esto, podemos concluir que los UPS modernos de potencia media y alta son altamente sensibles al aumento y cambio de voltaje entre los sistemas de trabajo y de protección a tierra causados por Dado que todos los factores anteriores afectan directa o indirectamente la confiabilidad requerida de todos los sistemas y equipos electrónicos , se puede argumentar que solo después de completar toda la gama de medidas técnicas es aconsejable desarrollar un sistema de suministro de energía ininterrumpida y tomar una decisión sobre la instalación de ciertos tipos de UPS, dependiendo de la naturaleza y potencia de las cargas instaladas del edificio. , así como de acuerdo con garantizar el nivel requerido de confiabilidad. Mitos sobre la puesta a tierra A diferencia de los sistemas de suministro de energía ininterrumpida, cuyo uso es un medio adicional para garantizar la confiabilidad, la conexión a tierra cumple principalmente la función de proteger a las personas contra descargas eléctricas y también garantiza la seguridad contra incendios de edificios y estructuras. Hoy en día, se sugiere cada vez más que para el funcionamiento normal de equipos informáticos, redes de información y sistemas de comunicación, es necesario utilizar una conexión a tierra separada, "pura", aislada del sistema de puesta a tierra de protección general del edificio. Sin embargo, la implementación de estas soluciones no sólo es errónea y provoca fallos en los dispositivos electrónicos, sino que en algunos casos resulta peligrosa para la salud y la vida de las personas. Para disipar este mito, consideremos una situación simple. Supongamos que para poner a tierra los equipos informáticos de cualquier habitación se instaló un sistema de puesta a tierra “limpio”, es decir Todas las cajas metálicas de equipos informáticos, redes y otros dispositivos están conectados a un circuito de conexión a tierra dedicado que no está conectado al sistema de conexión a tierra de protección del edificio (Fig. 1).
Por tanto, cuando el equipo se alimenta con una tensión de 220 V, la corriente máxima de cortocircuito que circulará por la línea averiada será:
Esta corriente no será suficiente para disparar el disyuntor instalado en la línea dañada. Si se instala un disyuntor en la línea con una corriente nominal de 16 A, para apagar rápidamente la corriente de cortocircuito, debe funcionar un disparador electromagnético, cuyo valor de configuración está en el rango de 45 a 100 A o más. En consecuencia, cuando fluye una corriente de 15,7 A, el dispositivo de protección simplemente "no entenderá" que la corriente que fluye a través de él es el resultado de una emergencia en el sistema de suministro de energía y no desconectará la línea dañada. Cuando las personas tocan el cuerpo de dichos equipos eléctricos, se energizan; además, los cables de conexión de sección pequeña y los elementos de interfaz del equipo se calientan intensamente. El calentamiento se produce debido a la diferencia de potencial entre la carcasa y las pantallas de los cables de red, por lo que fluirá corriente a través de ellos, lo que puede provocar su falla e incendio. El potencial que surgirá en el cuerpo del equipo se puede calcular fácilmente de la siguiente manera:
por lo tanto, cuando una persona toca el cuerpo, surgirá una diferencia de potencial igual a 157V y una corriente fluirá a través de la persona (cuya resistencia, en promedio, es de 1 kOhm):
Aunque la descarga eléctrica depende de muchos factores (el estado del sistema nervioso, el estado de la piel, etc.), de los cálculos se desprende claramente que con una corriente no liberada de 20-30 mA /7/, se genera una corriente de 155 mA que fluyen por el cuerpo humano son fatales. Al mismo tiempo, existen métodos de conexión a tierra que cumplen con todos los estándares, son seguros y reducen las diferencias de potencial entre las carcasas de los equipos electrónicos y los objetos conectados a tierra cercanos, y también garantizan un funcionamiento estable del equipo. La idea principal es que todas las partes conectadas a tierra del equipo, conductores de protección neutros, tuberías metálicas de comunicación, partes metálicas de la estructura del edificio, partes metálicas de sistemas centralizados de ventilación y aire acondicionado, dispositivos de puesta a tierra del sistema de protección contra rayos, conductores de puesta a tierra de la puesta a tierra de trabajo, Las cubiertas metálicas de los cables de red y telecomunicaciones deben combinarse en el sistema principal de ecualización de potencial (Fig. 2). Para conectarse al sistema principal de ecualización de potencial, todas las piezas especificadas deben conectarse al bus de tierra principal /3/.
Este acuerdo minimiza las interferencias que surgen del flujo de corrientes a través del sistema de puesta a tierra en modos de emergencia, garantizando así el funcionamiento confiable de los equipos y la seguridad de las personas. En este caso, una corriente significativamente mayor fluirá a través de la línea dañada (determinada por la resistencia del bucle de fase cero), lo que permitirá que la liberación electromagnética del disyuntor desconecte rápidamente la línea dañada y la corriente que fluye para esto. corto tiempo a través del sistema de puesta a tierra se distribuirá uniformemente y no causará interferencia debido a la presencia de un sistema de ecualización de potencial. Debe recordarse que durante el funcionamiento normal no debe fluir corriente a través del sistema de puesta a tierra. Sin embargo, existen varias fuentes posibles de interferencia en el sistema de puesta a tierra, estas son sobretensiones causadas por rayos directos y/o remotos, así como por conmutaciones en el sistema de suministro de energía, además, se pueden producir daños en los circuitos de medición y circuitos de relé. protección y automatización. Tampoco se deben subestimar las corrientes de fuga en estructuras metálicas y tuberías de un edificio. Si la computadora está ubicada en una habitación con líneas de cables a lo largo de las paredes, detrás del techo o debajo del piso con corrientes de fuga que causan un mayor nivel del campo magnético, la imagen en el monitor puede distorsionarse notablemente (“flotar” o "carcaj"). Hay casos en los que la imagen se cubre con manchas de colores de varios tonos y, a veces, la imagen desaparece total o parcialmente durante unos segundos y vuelve a aparecer. Naturalmente, trabajar detrás de un monitor de este tipo es imposible y perjudicial. El flujo de corriente a través del sistema PE del edificio y, por tanto, a través de las pantallas protectoras de los cables de interfaz y de red de los ordenadores, puede provocar fallos y congelaciones de las redes informáticas y la imposibilidad de funcionamiento normal de otros equipos electrónicos y de oficina. Estos problemas surgen debido a cambios de potencial en el sistema de puesta a tierra de protección, que a su vez es el sistema de potencial de referencia para los equipos informáticos. Además, las sobretensiones causadas por rayos directos y/o remotos, así como las conmutaciones en el sistema de suministro de energía, pueden iniciar interferencias que fluyen a través del sistema de potencial de referencia del edificio; estas interferencias tienen diferentes frecuencias (desde unos pocos Hz hasta decenas de MHz). y por lo tanto en Un sistema de puesta a tierra realizado según el principio de un solo punto (Fig. 2) puede experimentar interferencias importantes causadas por fenómenos de resonancia en los conductores de protección. Para suprimir las interferencias de alta frecuencia, el sistema de conexión a tierra de protección principal se puede complementar instalando una conexión a tierra que funcione (funcional). Sin embargo, hay que recordar que la conexión a tierra funcional sirve únicamente para garantizar el funcionamiento del equipo, pero en ningún caso para garantizar la seguridad eléctrica. Por lo tanto, está estrictamente prohibido utilizar una conexión a tierra de trabajo como único sistema de conexión a tierra. Literatura
Publicación: cxem.net
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