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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Mythes sur la mise à la terre et l'UPS. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Protection des équipements contre le fonctionnement d'urgence du réseau Récemment, en raison de la large diffusion des équipements électroniques, du développement rapide des technologies de réseau, du commerce électronique et de la croissance annuelle du chiffre d'affaires dans ce domaine, un nombre croissant d'entreprises sur le marché russe reconnaissent que les pertes financières et d'image dues aux défaillances de le fonctionnement des équipements informatiques deviennent tellement tangibles et que la question d'assurer leur bon fonctionnement devient l'une des plus hautes priorités. Une étude menée par la London Business School en collaboration avec la société de conseil en informatique Connect a révélé que les entreprises du monde entier font face à une perte directe de 48 milliards de dollars par an en raison de défaillances technologiques /1/. Une question raisonnable se pose, ce qui doit être fait exactement et quelles solutions techniques mettre en œuvre afin d'assurer le bon niveau de performance et d'immunité au bruit de tels appareils. Dans notre pays, en raison de l'introduction rapide des technologies de l'information dans presque tous les domaines d'activité, le personnel au service des systèmes d'ingénierie des bâtiments n'était pas prêt pour un changement aussi rapide de la situation, de sorte que des "solutions simples" aux problèmes émergents ont été rapidement trouvées . Il y a une introduction généralisée des alimentations sans coupure (UPS), en outre, des travaux sont en cours pour développer et installer un "système de mise à la terre propre" pour les équipements informatiques et réseau. Malheureusement, de telles mesures techniques non seulement ne résolvent pas les tâches qui leur sont assignées, mais conduisent dans la plupart des cas à l'effet inverse. En d'autres termes, les solutions techniques empruntées par les spécialistes russes à des collègues étrangers sont nécessaires, mais loin d'être suffisantes, et s'avèrent donc souvent non seulement erronées en termes de fonctionnement sans problème, mais également dangereuses (en termes de sécurité électrique et incendie ). Mythes sur l'UPS La principale idée fausse concernant l'installation d'alimentations sans coupure se résume au concept selon lequel la plupart des entreprises russes proposent des appareils similaires et connexes sur le marché. En général, ce concept se résume à l'affirmation selon laquelle l'onduleur "sauve" tous les problèmes existants et futurs possibles dans le système d'alimentation. A cet égard, il convient de rappeler que malgré l'amélioration technique constante des appareils fabriqués, la fonction principale des onduleurs est de protéger les équipements des longues interruptions d'alimentation. Dans le même temps, la tâche principale assignée aux systèmes d'alimentation sans interruption est la fiabilité qui en résulte, ce qui implique : une garantie de sécurité des données, la sécurité des équipements, ainsi qu'une garantie de protection contre les temps d'arrêt. La pratique consistant à examiner les systèmes d'alimentation sans coupure dans un certain nombre d'immeubles de bureaux à Moscou, ainsi que les normes internationales et la documentation réglementaire sur ce sujet (IEC, IEEE, ANSI, IEC) montrent que pour mettre en œuvre toutes les tâches, il est nécessaire réaliser une étude grandeur nature du système d'alimentation électrique du bâtiment. En plus des vérifications normatives obligatoires : résistance d'isolement, résistance de boucle phase zéro, vérification du bon fonctionnement des disjoncteurs, il est nécessaire d'examiner l'installation électrique du bâtiment à la recherche d'erreurs dans la mise en œuvre du système de mise à la terre (ce qui entraîne des courants de fuite ), ainsi que d'effectuer une surveillance à long terme des tensions et des courants, d'analyser un système de protection contre la foudre existant et un système de protection contre la foudre et les surtensions de manœuvre. Pourquoi est-ce? Premièrement, la présence de courants de fuite dans le système d'alimentation électrique du bâtiment entraîne une distorsion de l'image sur les moniteurs vidéo des ordinateurs, des dysfonctionnements des équipements et des pertes d'informations lors de la transmission des données sur le réseau. Deuxièmement, un système de protection contre la foudre et un système de protection contre les surtensions mal mis en œuvre dans certaines circonstances (à la suite d'un coup de foudre direct et / ou à distance) entraîneront presque certainement une défaillance physique de l'équipement électronique. Dans notre pratique, il y a eu un cas où une alimentation sans coupure installée dans un immeuble de bureaux et alimentant un groupe de consommateurs électriques responsables est souvent et déraisonnablement passée à l'alimentation par batterie. La surveillance à long terme de la tension d'alimentation de l'onduleur n'a montré aucun écart significatif par rapport à la norme. De plus, une étude des systèmes de mise à la terre et de mise à la terre de protection a été réalisée. Au cours de l'audit, des erreurs grossières ont été identifiées dans la mise en œuvre des systèmes ci-dessus, après leur élimination et leur mise en conformité avec les exigences de la documentation réglementaire nationale et internationale, le nombre de commutations fréquentes d'alimentations sans coupure sur batteries a fortement diminué. Sur cette base, nous pouvons conclure que les onduleurs modernes de moyenne et haute puissance sont très sensibles à l'augmentation et à la variation de tension entre les systèmes de mise à la terre de travail et de protection, causée par Étant donné que tous les facteurs ci-dessus affectent directement ou indirectement la fiabilité imposée à tous les appareils électroniques systèmes et équipements, on peut affirmer que ce n'est qu'après la mise en œuvre de l'ensemble des mesures techniques qu'il est conseillé de développer un système d'alimentation sans interruption et de prendre la décision d'installer certains types d'onduleurs en fonction de la nature et de la puissance de l'installation charges du bâtiment, ainsi qu'en conformité avec la garantie du niveau de fiabilité requis. Mythes sur la mise à la terre Contrairement aux systèmes d'alimentation sans coupure, dont l'utilisation est un moyen supplémentaire d'assurer la fiabilité, la mise à la terre remplit principalement les fonctions de protection des personnes contre les chocs électriques et assure également la sécurité incendie des bâtiments et des structures. De plus en plus souvent, il est suggéré que pour le fonctionnement normal des équipements informatiques, des réseaux d'information et des systèmes de communication, il est nécessaire d'utiliser une mise à la terre "propre" séparée, isolée du système général de mise à la terre de protection du bâtiment. Cependant, la mise en œuvre de ces solutions est non seulement erronée et conduit à une défaillance des appareils électroniques, mais dans certains cas dangereuse pour la santé et la vie humaines. Pour dissiper ce mythe, considérons une situation simple. Supposons qu'un système de mise à la terre "propre" a été créé pour mettre à la terre l'équipement informatique dans une pièce, c'est-à-dire tous les boîtiers métalliques de l'équipement informatique, du réseau et des autres appareils sont connectés à une boucle de terre dédiée qui n'est pas connectée au système de mise à la terre de protection du bâtiment (Fig. 1.).
Par conséquent, lors de l'alimentation de l'équipement avec une tension de 220 V, le courant de court-circuit maximal traversant la ligne endommagée sera de :
Ce courant ne sera pas suffisant pour déclencher le disjoncteur installé sur la ligne endommagée. Si un disjoncteur avec un courant nominal de 16 A est installé sur la ligne, pour couper rapidement le courant de court-circuit, un déclencheur électromagnétique doit fonctionner, dont la valeur de réglage est comprise entre 45 et 100 A ou plus. Par conséquent, lorsqu'un courant de 15,7 A circule, le dispositif de protection "ne comprend tout simplement pas" que le courant qui le traverse est le résultat d'une urgence dans le système d'alimentation et n'éteindra pas la ligne endommagée. En touchant le corps d'un tel équipement électrique, les personnes sont sous tension. De plus, les petits fils de connexion et les éléments d'interface de l'équipement chauffent intensément. L'échauffement se produit en raison de la différence de potentiel entre le boîtier et les écrans des câbles réseau, de sorte que le courant les traverse, ce qui peut entraîner leur défaillance et leur incendie. Le potentiel qui apparaîtra sur le boîtier de l'équipement peut être facilement calculé comme suit :
par conséquent, lorsqu'une personne touche le corps, une différence de potentiel égale à 157V apparaîtra et un courant traversera une personne (dont la résistance, en moyenne, est de 1 kOhm):
Bien que le choc électrique dépende de nombreux facteurs (l'état du système nerveux, l'état de la peau, etc.), néanmoins, il ressort des calculs qu'avec un courant continu de 20-30mA /7/, un courant de 155mA traversant le corps humain est fatal. Dans le même temps, il existe des méthodes de mise à la terre conformes à toutes les réglementations, sûres et réduisant les différences de potentiel entre les boîtiers d'équipements électroniques et les objets mis à la terre à proximité, et garantissant un fonctionnement stable de l'équipement. L'idée principale est que toutes les parties de l'équipement mises à la terre, les conducteurs de protection zéro, les canalisations de communication métalliques, les parties métalliques de la charpente du bâtiment, les parties métalliques des systèmes de ventilation et de climatisation centralisés, les dispositifs de mise à la terre du système de protection contre la foudre, les conducteurs de mise à la terre de la mise à la terre de travail, les gaines métalliques des câbles de télécommunication et de réseau doivent être combinées dans le système d'égalisation de potentiel principal (Fig. 2.). Pour se connecter au système d'égalisation de potentiel principal, toutes ces pièces doivent être connectées au bus de terre principal /3/.
Cet accord minimise les interférences des courants traversant le système de mise à la terre dans des conditions d'urgence, assurant ainsi le fonctionnement fiable de l'équipement et la sécurité des personnes. Dans ce cas, un courant nettement plus important traversera la ligne endommagée (déterminé par la résistance de la boucle de phase zéro), ce qui permettra au déclencheur électromagnétique du disjoncteur de déconnecter rapidement la ligne endommagée, et le courant traversant le système de mise à la terre pendant ce court laps de temps se propagera uniformément et ne causera pas d'interférences dues à la présence d'un système d'égalisation de potentiel. Il convient de rappeler qu'aucun courant ne doit traverser le système de mise à la terre pendant le fonctionnement normal. Cependant, il existe plusieurs sources d'interférences possibles dans le système de mise à la terre, ce sont des surtensions causées par des coups de foudre directs et / ou à distance, ainsi que la commutation dans le système d'alimentation, de plus, des dommages peuvent survenir dans les circuits de mesure et les circuits de relais de protection et d'automatisation. Ne sous-estimez pas les courants de fuite sur les structures métalliques et les canalisations du bâtiment. Si l'ordinateur est situé à l'intérieur, le long des murs, derrière le plafond ou sous le sol duquel se trouvent des câbles avec des courants de fuite qui provoquent une augmentation du niveau de champ magnétique, l'image sur le moniteur peut être sensiblement déformée ("flotteur" ou "trembler"). Il y a des cas où l'image est couverte de taches colorées de différentes nuances, et parfois l'image disparaît complètement ou partiellement pendant quelques secondes, et réapparaît. Naturellement, travailler derrière un tel moniteur est impossible et nuisible. La circulation des courants à travers le système PE du bâtiment, et donc à travers les écrans de protection des câbles d'interface et de réseau des ordinateurs, peut provoquer des pannes et des "gels" des réseaux informatiques et l'impossibilité de fonctionnement normal d'autres équipements de bureau et électroniques. Des problèmes similaires surviennent en raison de changements de potentiel dans le système de mise à la terre de protection, qui à son tour est le système de potentiel de référence pour les équipements informatiques. De plus, les surtensions causées par des coups de foudre directs et/ou distants, ainsi que la commutation dans le système d'alimentation électrique, peuvent initier des interférences traversant le système de potentiel de référence du bâtiment, ces interférences ont des fréquences différentes (des unités de Hz aux dizaines de MHz) et, par conséquent, dans un système de mise à la terre réalisé selon le principe du point unique (Fig. 2) peut subir des interférences importantes causées par des phénomènes de résonance dans les conducteurs de protection. Pour supprimer les interférences haute fréquence, le système principal de mise à la terre de protection peut être complété par l'installation d'une mise à la terre de travail (fonctionnelle). Cependant, il faut rappeler que la mise à la terre fonctionnelle ne sert qu'à assurer le fonctionnement de l'équipement, et en aucun cas à assurer la sécurité électrique. Par conséquent, il est strictement interdit d'utiliser la mise à la terre de travail comme seul système de mise à la terre. littérature
Publication : cxem.net
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