关于接地和 UPS 的神话。方案、说明

关于接地和 UPS 的误解。无线电电子电气工程百科全书

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近年来，由于电子设备的广泛普及、网络技术、电子商务的快速发展以及该领域货币周转量的逐年增长，越来越多的俄罗斯市场企业认识到计算机设备造成的财务和形象损失。故障变得如此明显，确保其无故障运行的问题成为最优先考虑的问题之一。

伦敦商学院和 IT 咨询公司 Connect 进行的一项研究发现，技术中断每年给世界各地的公司造成 48 亿美元的直接损失/1/。

一个合理的问题出现了，到底需要做什么以及实施什么技术解决方案才能确保此类设备的适当性能和抗噪水平。在我国，由于几乎所有业务领域都迅速引入了信息技术，为建筑物工程系统服务的工作人员还没有做好应对情况如此快速变化的准备，因此很快就找到了针对新出现问题的“简单解决方案” 。不间断电源（UPS）已得到广泛采用，此外，为计算机和网络设备开发和安装“清洁接地系统”的工作正在进行中。不幸的是，这样的技术措施不仅不能解决分配给他们的任务，而且在大多数情况下会导致相反的效果。换句话说，俄罗斯专家从外国同行那里借鉴的技术解决方案是必要的，但还远远不够，因此往往不仅在无故障运行方面是错误的，而且是危险的（在电气和消防安全方面））。

关于 UPS 的误解

关于安装不间断电源的主要误解归结为大多数俄罗斯公司在市场上提供类似和相关的设备。一般来说，这一概念归结为这样的断言：UPS“拯救”了供电系统中所有现有的和未来可能出现的问题。对此，必须记住，尽管制造设备的技术不断改进，但不间断电源的主要功能是保护设备免受长时间供电中断的影响。同时，不间断电源系统的主要任务是可靠性，这意味着：数据安全、设备安全的保证以及停机保护的保证。

对莫斯科一些办公楼的不间断供电系统进行检查的实践，以及有关该主题的国际标准和监管文件（IEC、IEEE、ANSI、IEC）表明，为了实施所有任务，有必要对大楼的供电系统进行全面调查。除了强制性标准检查：绝缘电阻、零相回路电阻、检查断路器的可操作性外，还需要检查建筑物的电气装置是否执行接地系统错误（导致漏电流）），以及对电压和电流进行长期监测，分析现有的防雷系统以及雷击和开关过压保护系统。

它是做什么用的？首先，建筑物供电系统中存在漏电流，会导致计算机视频监视器上的图像失真、设备故障以及通过网络传输数据时信息丢失。其次，在某些情况下（由于直接和/或远程雷击），错误实施的防雷和浪涌保护系统几乎肯定会导致电子设备的物理故障。

在我们的实践中，曾有过这样的情况：安装在办公楼内并为一组关键用电设备供电的不间断电源经常不合理地切换到电池供电。对 UPS 电源电压的长期监测未发现与正常值有任何明显偏差。此外，还对保护接地和接地系统进行了检查。

检查中发现上述制度执行中存在重大错误，经消除并符合国内外规范文件要求后，不间断电源频繁切换至蓄电池的次数大幅减少。基于此，我们可以得出结论，现代中大功率UPS对工作接地系统和保护接地系统之间的电压升高和变化高度敏感，因为所有上述因素都直接或间接影响所有电子系统和设备所需的可靠性。可以认为，只有完成整套技术措施后，才可根据建筑物所装负载的性质和功率，开发不间断供电系统并决定安装某些类型的UPS ，以及确保所需的可靠性水平。

关于接地的误区

与不间断供电系统不同，不间断供电系统的使用是确保可靠性的附加手段，接地主要起到保护人员免受触电的作用，同时也确保建筑物、构筑物的消防安全。现在越来越多的人建议，为了计算机设备、信息网络和通信系统的正常运行，有必要使用单独的、“清洁”的接地，与建筑物的一般保护接地系统隔离。然而，这些解决方案的实施不仅是错误的并导致电子设备故障，而且在某些情况下对人类健康和生命构成危险。

为了消除这个神话，让我们考虑一个简单的情况。我们假设为了将任何房间的计算机设备接地，安装了“干净”的接地系统，即计算机设备、网络和其他设备的所有金属外壳均连接至专用接地回路，该接地回路未连接至建筑物的保护接地系统（图1）。

米。 1、在电脑设备上使用专用接地回路是非常危险的（点击放大）

该图显示了为计算机供电的相导体与其外壳之间发生短路（短路）时的电流路径，这种情况是由于设备输入端浪涌保护器中的电容器击穿而发生的。故障电流的返回路径将经过两个电路：公共建筑物保护接地（BC）电路和“计算机接地”。变电站（TS）接地回路的电阻通常不超过4欧姆，“干净”接地的电阻约为10欧姆。

因此，当使用220V电压给设备供电时，流经损坏线路的最大短路电流将为：

该电流不足以使损坏线路上安装的断路器跳闸。如果线路上安装了额定电流为16A的断路器，那么为了快速关断短路电流，必须有电磁脱扣器动作，其整定值在45～100A以上。

因此，当有15,7A的电流流过时，保护装置根本“不明白”流过它的电流是供电系统发生紧急情况的结果，不会关闭受损线路。当人们触摸此类电气设备的本体时，就会带电，并且设备的小截面连接线和接口元件会剧烈发热。由于外壳和网线屏蔽层之间存在电位差，电流会流过它们，从而导致发热，从而导致故障和火灾。

设备本体上产生的电势可以轻松计算如下：

因此，当人接触身体时，将产生等于 157V 的电位差，并且电流将流过人（其电阻平均为 1 kOhm）：

虽然电击取决于很多因素（神经系统状态、皮肤状况等），但从计算中可以明显看出，连续电流为20-30mA /7/时，电流为155mA流经人体是致命的。

同时，有符合所有标准的接地方式，既安全又减少了电子设备外壳与附近接地物体之间的电位差，也保证了设备的稳定运行。主要思想是设备的所有接地部件、中性保护导体、通讯金属管道、建筑框架的金属部件、集中通风空调系统的金属部件、防雷系统的接地装置、工作接地的接地导体、电信和网络电缆的金属护套必须合并到主电位均衡系统中（图2）。为了连接到主电位均衡系统，所有这些部件都必须连接到主接地总线/3/。

关于接地和 UPS 的神话
米。 2、安全接地系统

该协议最大限度地减少了紧急情况下电流流经接地系统所产生的干扰，从而保证了设备的可靠运行和人员的安全。在这种情况下，将有明显更大的电流流过损坏线路（由零相回路的电阻决定），这将使断路器的电磁脱扣器快速断开损坏线路，并且为此流过的电流通过接地系统的短时间会均匀分布，不会因电位均衡系统的存在而造成干扰。

必须记住，正常运行期间不应有电流流过接地系统。然而，接地系统中可能存在多种干扰源，包括直接和/或远程雷击以及供电系统中的开关引起的过电压，此外，测量电路和测量电路也可能发生损坏。继电保护及自动化。不要低估建筑物金属结构和管道上的漏电流。如果计算机位于室内、沿墙、天花板后面或地板下，且其电缆线路存在漏电流，会导致磁场强度增加，则显示器上的图像可能会明显失真（“浮动”）或“颤抖”）。

有时，图片上覆盖着各种深浅的彩色斑点，有时图像完全或部分消失几秒钟，然后再次出现。当然，在这样的显示器后面工作是不可能的，而且是有害的。电流流经建筑物的 PE 系统，进而流经计算机接口和网络电缆的保护屏，可能会导致计算机网络故障和冻结，以及其他办公和电子设备无法正常运行。出现此类问题的原因是保护接地系统的电位发生变化，而保护接地系统又是计算机设备的参考电位系统。

此外，直接和/或远程雷击以及供电系统中的开关引起的过电压可能会引发流过建筑物参考电位系统的干扰；这些干扰具有不同的频率（从几赫兹到几十兆赫）因此，在采用单点原理的接地系统（图2）中，可能会受到保护导体中谐振现象引起的严重干扰。

为了抑制高频干扰，可以通过安装工作（功能）接地来补充主保护接地系统。但必须记住，功能性接地仅用于确保设备的运行，在任何情况下都不能确保电气安全。因此，严禁将工作接地作为唯一的接地系统。

文学

周刊“Computerworld”，#01，2003 // 开放系统出版社。
电气装置的安装规则。第 7 版。第 6 节、第 7 节、第 7.1、7.2 M 章，NTs ENAS 出版社 1999 年。
电气安装规则。第 7 版。第 1 节、第 7 节、第 1.1、1.2、1.7、1.9、7.5、7.6、7.10 M 章，NC ENAS 出版社 2002 年。
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IEEE 标准。 1100-1999，IEEE 推荐的电子设备供电和接地实践（IEEE Emerald Book）。
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出版：cxem.net

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