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目前，越来越多的人使用个人计算机，在许多组织和机构中，计算机都连接到本地网络。许多人都听说过不间断电源以及“为了正常运行，计算机机箱必须接地”，但作者认为，计算机设备的电气安全问题尚未在文献和计算机期刊中得到足够的报道。

目前，规范电力装置设计、安装和运行的主要文件是《电力装置安装规范》[1]。

考虑确保电气安全的方法。

P.1.7.32 PUE规定了防止人员触电的保护措施：隔离变压器、双重绝缘、接地、接地、保护性停机、电位均衡。

隔离变压器 - 这是一种绝缘增强的变压器，因此初级绕组电压传输到次级绕组的可能性显着降低。隔离变压器不必降压，但次级电压不应超过380 V（参见PUE第1.7.44条），此外，仅允许一台电接收器由隔离变压器供电。隔离变压器的次级绕组和与之相连的电接收器不接地。在没有接地的情况下，触摸带电部件或绝缘损坏的外壳不会造成危险，因为隔离变压器的二次网络通常很短，如果绝缘良好，其泄漏电流也很小。如果次级电路的另一相同时发生绝缘损坏（双重短路），则受电器本体上可能会出现对地电压，这在不利条件下可能会产生危险。

为了减少双电路的可能性，根据电气安装规范第 1.7.42.2 条，最多只能将一个电气接收器连接到隔离变压器。在开关电源广泛使用以及希望最大限度降低产品材料消耗的时代，“一台计算机+一个隔离变压器”的公式不太可能得到大规模（甚至广泛）应用。低压电源（42 V，参见 PUE 第 1.7.44 条）还与大量材料成本相关 - 需要足够功率的降压变压器，最好增加初级和次级绕组之间的绝缘；计算机电源必须设计为 42 V 电压。作者不知道在 IBM 兼容计算机中使用 42 V 电源电压的电源的单个案例（尽管这种电压的电源是为 Elektronika 生产的）学校电脑），而且几乎不值得从事它们的生产。因此该方法不推荐广泛应用。

考虑双重绝缘保护方法。双重绝缘，根据 PUE 第 1.7.29 条，这是“工作和保护（附加）绝缘的组合，其中，如果仅工作或仅保护（另外）绝缘损坏，计算机电源的输入端通常有一个滤波器，可以减少网络中的干扰（图1）。

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通常，网络连接器的第二触点连接到计算机机箱。电容器 C2 和 C3 连接到电源导体和第二端子 - 连接到计算机机箱。事实上，相线和零线都是通过电容器连接到计算机机箱的。虽然这些电容器（通常是陶瓷电容器）是为提高电压（1,5-2 kV）而设计的，但并不能说它们具有“双重绝缘”。因此，电源和整个计算机都不能被视为双重绝缘电器，因此它们不受 PUE 第 1.7.48.5 条的约束，该条规定可以不接地（零）。

在实践中，曾出现过触摸未接地计算机机箱时“夹住”的情况。显然，这些情况大多数与电容器C2和C3的层间绝缘劣化有关，或者换句话说，与这些电容器的漏电流增加有关。

接地和接地。根据《电气安装规范》第 1.7.33 条规定，在危险性较高的房间内，电气装置的接地或接地必须在额定电压高于 42 V，但低于 380 V AC 的情况下进行。例如，如果计算机放在桌子上，桌子附近有一个没有用隔热格栅围起来的散热器，并且计算机和散热器之间的距离为 1 m 或更小（这种情况并不少见），那么这已经造成了更大的危险。如果+24°C的温度在房间内保持1小时35,1分钟，则应正式将其归类为危险性增加的场所。

接地 - 一种旨在防止电压冲击的方法，这种电压冲击是由于绝缘损坏而发生在通常不带电的设备的金属或其他导电元件或部件的表面上的[2]。

电气安全是通过使用接地装置系统来实现的，接地装置系统可以理解为一组接地导体。接地（保护接地）用于使用隔离中性线（例如 6 或 10 kV）运行的网络。使用接地装置进行保护的本质是建立这样一种接地，其电阻足够小，使得其上的电压降（即，它将是惊人的）不会达到对人体有危险的值；在损坏的网络中，有必要提供足以使保护装置可靠运行的电流。

归零 - 这是一种保护措施，仅用于具有电压低于 1 kV 的中性点不接地的网络，旨在防止通常不带电（但可能由于绝缘损坏而带电）的设备金属部件上出现的电压，其中包括在损坏的电路中创建足以触发保护的电流值 [2]。调零是对三相电流网络中发电机或变压器的不接地中性点通常不带电的电气装置部件进行有意连接。因此，显然，调零可以被认为是比接地更广泛的概念，并且包括后者（如果电力接收器的主体接地，那么它同时接地；另一件事是在具有接地线的网络中是否使用重复的接地导体）中性点是否可靠接地）。

图2解释了调零的物理本质，其中1是能源（降压变压器6 kV / 380 V或10 kV / 380 V，中性点接地）； 2——变压器中性点接地（主接地）； 3——重复接地电极； 4 - 能源消耗者（个人电脑）； 5-保护装置（熔断器或自动熔断器等）。

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当相线与外壳短路时，“相线-中性线”电路中流过短路电流Ikz，使保护装置动作。为了降低接触电压，使用了重复接地导体3，如果没有重复接地导体XNUMX，在发生相壳短路时，接触电压（壳上相对于地的电压）将是相线的一半如果相线电阻等于中性线电阻且大于相线电阻的一半如果相线电阻小于中性线电阻（这种情况经常发生）。正确选择的保护（相线接近外壳的瞬间操作者接触外壳）失效的概率相当低，但不能完全排除，接触电压可能会在外壳上残留一段时间。时间。

为了减少这种情况，使用了重复的接地电极3，出现了一个电路，就好像绕过了中性线一样。该电路的电阻远大于中性线的电阻，因此该电路不会显着影响流过中性线的电流值，但相对于地的电压降低。如果重接地电极（单个或系统）的电阻等于变压器中性点的电阻，则相对于大地的接触电压将等于中性线上压降的一半（接触电压），例如 110 V，将平均分配在串联连接的接地电极之间）。因此，通过改变次级接地电极和主接地电极的比率，可以改变电力接收器的主体上（以及供电变压器的主体上）的接触电压。但实际上，在两端（受电端和变压器处）都有大量的天然接地导体（加固结构、地基、管道、电缆金属护套等）；这些自然接地导体的接地电阻反映在主、次接地导体的接地电阻中，考虑这种影响是比较困难的。出现不确定性，这是归零的缺点。

图 3 所示的计算机机箱常见（且经常采用）的接地方案应被认为不能提供电气安全，因为当相线靠近机箱时，短路电流 Ikz电流不流经中性线，而是流经串联的主接地电极 (2) 和重复接地电极 (3)（还应考虑接地电阻）。该电流可能不足以触发保护装置5，计算机机箱4上可能会长期维持接近相电压的接触电压。

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安全关机 - 高速保护，在发生触电危险时自动关闭电气装置。保护性停机方案有很多种，但大多数情况下它们都是基于所谓的零序电流互感器 [4]。保护性关闭的工作原理如图 4 所示。

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零序电流互感器1是一个具有三个绕组的环形铁芯（通常由铁氧体制成）。该装置的操作基于分离流经中性线和相线的电流 Ip 的差异的原理。绕组W1和W2具有相同的匝数并且连接成使得电流I1（在相线中流动）和I2（在中性线中流动）产生相反方向的磁通量。如果电流I1和I2相等，则产生的磁通量为零，并且绕组W0中不会感应出电压。当电流分支时（由于人触摸相闭合的外壳），产生的磁通量将不再等于零，因为电流 I1 和 I2 不相等 (I1 = I2 + I4) ，并且在绕组W0中感应出电压，导致致动装置2将两条电源线与负载断开。安装电流（负载断开时）可以选择足够小（几毫安），以免对人体造成危险。剩余电流装置具有以下优点：

持续监测保护区与地面的隔离情况；
确保外壳接地和不接地的电气安全；在触摸带电设备的金属外壳和相线时保护人员；
缺乏与地面的电气连接；
与归零结合使用时，可提高防护等级。

漏电保护器 (RCD) 多年前已批量生产 [4]。现代微电路技术使得制造如此小型的设备成为可能，以至于可以将它们内置到网络插头中。早在 80 年代末，《电子》杂志就描述了一种包含 RCD 主要模块的微电路。 SPC SIT（俄罗斯，布良斯克）也生产类似的芯片（K1182CA1）[5]。笔者还没有遇到过插头内置有 RCD 的计算机电缆，而且自己制作这样的电缆显然相当困难。

然而，很可能将这样的设备构建到电源块中——一个由绝缘材料制成的盒子，上面固定有2-3个计算机（具有三个针脚）插座，并且带有电缆的传统两针电源插头和地线已连接。

因此，为确保用电安全，建议单个计算机用户使用漏电保护器并结合接地；接地还可以消除计算机机箱中的静电电位，从而提高计算机 RAM 和硬盘驱动器的可靠性 [6]。对于RCD，接地的要求变得不那么严格（其电阻可能大于4欧姆，大于主接地电极的电阻；这不会像系统中那样导致接触电压增加）调零）。使用 RCD 的缺点是触发时可能会丢失数据，但必须忍受这一点。

在本地计算机网络中，电气安全看起来有些不同。本地网络接线图如图5所示。

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服务器由不间断电源（UPS）供电；在此 UPS 中，次级电路与主电源电隔离。从电气安全的角度来看，UPS（英文音译UPS）可以被认为是隔离变压器的“改进模拟物”；两个输出电源线均不接地（就像隔离变压器的次级绕组的输出均不接地一样）。

当然，最好为本地网络上的所有计算机配备 UPS，这样可以消除数据丢失，但这种解决方案相当昂贵。当然，单个用户也可以为自己的计算机配备UPS，但UPS的成本至少比RCD的成本高出几倍。此外，还有一些 UPS 的次级电路与市电没有电隔离。具有电流隔离的“真正的”UPS 更昂贵。为服务器供电的 UPS 通过 RCD 供电，但该 RCD 与“标准”RCD（如图 5 所示）有些不同，后者通过 RCD 为本地网络上的其余计算机供电。如果存在漏电流到地面，“RCD 标准”会切断计算机的电源。服务器的 RCD 在漏电时不会关闭电源，而只会发出声音信号，表明 UPS 外壳上存在接触电压。您可以在UPS和服务器之间插入相同的RCD，这种情况下的声音信号将表明服务器电源的绝缘恶化。所有计算机的机壳另外通过单独的导体8和10连接到电源块1的接地触点(或者通过接地导体直接连接到作为服务器的接地线5)。这些导体与标准计算机电源线2的接地导体重复。根据经验，标准计算机插座的接地触点没有足够的弹性，“接地”连接有时会被破坏，这会带来严重的后果。原则上，可以省去这些冗余导体，但是需要定期监测“接地”连接，这并不总是方便。

本地网络计算机通过带有标准接线片的T型连接器的同轴电缆段连接；线路的两端安装有终端电阻和阻值等于电缆波阻抗的电阻器；其中一个端接器接地（图9中的接地链5可连接至计算机机箱）。接地线5通过接地导体6与接地电极(或接地回路)7连接。作为接地线，可以使用例如截面为5-62mm的铜母线，它是柔性的足够了，这样更容易铺设。

接地导体10与接地线5的连接必须通过焊接来进行。接地导体6（优选为钢）通过焊接连接至接地电极7，并通过锡焊连接至接地线，并且焊接的地点应在房间内。如果建筑物有其他（甚至更强大的）需要接地的用电设备，则它们的接地导体应直接连接到接地回路 7。否则，强大的用电设备可能会在接地导体 6 或接地线 5 上产生电压波动，这些波动可能会导致本地网络出现故障。为电源块 1 和 3 供电的电缆通过标准保护设备（保险丝或电磁开关）连接到主电源。后者的选择是根据PUE的要求进行的。

参考文献：

苏联能源部电气装置安装规则/PUE - 第 6 版，修订版。以及额外的- M.：Energoatomizdat，1987。
马诺伊洛夫 V.E. 电气安全基础知识。第三版，修订。以及额外的- L.：能源，3 年。
图尔钦 I.K.、努德勒 G.I. 住宅和公共建筑的电气网络和电气设备。 - 第二版，修订。以及额外的- M.：Energoatomizdat，2。
阿拉克尔 M.K.、韦恩斯坦 L.I. 住宅建筑的电气安全。 - M.：Energoatomizdat，1983。
Radioamator. - 1998. - No. 9.
Muller S. 个人计算机的现代化和维修 / Per。源自英语 - M .：东方图书公司，1996 年。

作者：V. I. Vasilenko

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