قوة معدات تكنولوجيا المعلومات: الأمن أو وقت التشغيل؟

مساء الخير يا اصدقاء! اليوم سيكون لدينا مقال ، والغرض منه هو تبادل الخبرات وإظهار الميزات الرئيسية والأخطاء الشائعة التي تحدث أثناء تصميم وتنظيم أنظمة الإمداد بالطاقة الفرعية للبنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات ومركز البيانات ككل. لكني أود زيادة الجمهور قليلاً وتكريس عدة أقسام للعناصر الأساسية لضمان السلامة الكهربائية وحماية المعدات والناس. بالنسبة لأولئك الذين يفهمون ما هو الأوتوماتيكي والتجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية ، ولماذا هم بحاجة إليه ، وما الذي يحمون منه وماذا - انتقل إلى القسم هل هناك حاجة إلى RCDs لمعدات تكنولوجيا المعلومات ، الخادم ، مركز البيانات؟ بالإضافة إلى ذلك ، سوف نفهم السؤال ، في أي حالات انقطاع التيار الكهربائي ، يجب ضمان نظام التشغيل للعمل دون أعطال. لذا ...

الجزء الأول

الخريف ، جلدة المطر بشكل شبه مستمر. هناك بناء سريع لقرية منزلية بالقرب من موسكو. يرى قائد القرية ، متجاوزاً الأراضي التي يسيطر عليها ، حقيقة "الإساءة" الفادحة على الخط الجوي المؤقت 380 فولت.



غير قادر على كبح العواطف ، يلجأ إلى رئيس فريق البناء المحلي:

- فاديم ، هل فقدت عقلك؟ هل انت من يعملون بجد انتحاريين؟ ما هو هذا الحاجز المعلق على كابل كهربائي؟

- كوليا ، إذا قمت بإزالتها ، فلن يمر حفارة حول زاوية المنزل!

خلف ظهر فاديم ، يمكنك أن ترى عامل طريق وجد سلكًا عاريًا في الوحل يتجه إلى مكان ما في أحشاء الأرض ، ويركض بفرح بعد زميل ، "يخيفه" بالكهرباء.

في هذه الأثناء ، يحاول الحراس المتعبون في المحطة الفرعية للقرية ، وهم يحرقون أنفسهم ، للمرة العاشرة تشغيل قاطع دارة ساخن بشكل رهيب ، والذي يتم فصله كل نصف ساعة لسبب ما.

لماذا يتم إغلاق قاطع الدائرة الكهربائية وما هي الخيارات الأخرى المتاحة لحماية المعدات الكهربائية؟ ما الذي يجب أن ننظر إليه أولاً عند التخطيط للسلامة الكهربائية في الخوادم ومعدات تكنولوجيا المعلومات الأخرى؟ من أجل فهم هذه المشكلات ، نقرأ جزئي المقالة بشكل أكثر تفصيلاً.

نظرًا لأن اللوائح تنص على مجموعة كاملة من التدابير لحماية الشبكات الكهربائية من الحوادث المختلفة ، فسوف نتناول أكثرها شيوعًا في القطاعين المنزلي والصناعي.



ماذا نريد ويمكن أن نحمي أنفسنا في المقام الأول؟

بالطبع من صدمة كهربائية. ثانيًا ، حماية المعدات والكابلات من التلف الناتج عن تيارات الدائرة القصيرة ، وكذلك من الحريق والنار.



قاطع الدائرة الكهربائية (أوتوماتيكي) هو الوسيلة الأكثر شيوعًا لحماية الشبكات الكهربائية. بالطبع ، هناك أيضًا إدخالات (منصهرات) قابلة للانصهار ، ولكن يتم استخدامها بشكل أقل بكثير بسبب "قابليتها للتخلص" وعدد من الاختلافات الفنية مقارنة بالماكينة.



أكبر؟ صورة قابلة للنقر
"كوتاواي التلقائي"

في الحالة الكلاسيكية ، يحمي قاطع الدائرة الكهربائية:

1. ماس كهربائى

ماس كهربائى (ماس كهربائى) - هذا عندما ، عندما يتلف العزل ، تغلق المرحلة إلى الصفر أو إلى الأرض ، حيث يزداد التيار في الدائرة بشكل حاد (5-15 مرة) ويوقف الجهاز في مدة لا تزيد عن 0.4 ثانية ( لشبكة المجموعة وفقًا للقواعد التركيبات الكهربائية). إذا كانت الآلة معيبة أو أن أوضاع تشغيل الشبكة لا تضمن تشغيلها الموثوق به ، فإن المعدات المتصلة بهذه المجموعة ، والتي قد تكون هي نفسها مصدر دائرة كهربائية قصيرة ، تعاني في المقام الأول. كما أن لدائرة القصر عواقب سلبية على الأسلاك والكابلات. كقاعدة عامة ، في حالة حدوث خلل في الماكينة ، يقوم الدرع بتسخين الدائرة القصيرة محليًا ، وتحدث أقواس وتحترق الأجزاء الموصلة مع الألعاب النارية للجسيمات الدقيقة من النحاس المصهور. ويبدو هذا التطور للأحداث مواتياً إلى حد ما ، لأنه في هذه الحالة يتوقف الحادث من تلقاء نفسه. في بعض الحالات ، في مكان دائرة كهربائية قصيرة ، يحدث "لحام" للأجزاء الحية ، ويتشكل ما يسمى بالخطأ "المعدني" ، وهو أكثر خطورة ، لأنه لا يتوقف من تلقاء نفسه ، ويجب إيقاف تشغيله تلقائيًا. ثم يجب على الأخصائي العثور على مكان الضرر ثم محاولة تشغيل الجهاز فقط. لكن الحماية قد لا تعمل لأسباب مختلفة ، عندها قد يحدث (لا قدر الله)
بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي الآلات الأوتوماتيكية الحديثة وظيفة الحد من التيار في حادث ، أي أنها لا تسمح للتيارات في الدائرة بالوصول إلى القيم الخطرة.


2. من ازدحام الشبكة

يحدث ازدحام الشبكة عندما يتسبب تلف العزل (أو زيادة الحمل على الشبكة) في حدوث زيادة طويلة المدى في التيارات في الدائرة الزائدة عن المؤشرات المحسوبة (بنسبة 110-300٪ أو 110-500٪) ، مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل الماكينة في غضون بضع دقائق إلى ساعة ونصف حسب الحالة ونوع الماكينة. في هذه الحالة ، يتم توفير الحماية ضد الحرارة الزائدة ، وتدمير العزل وحريق عناصر دائرة المجموعة. أي أنه يجب على الجهاز أن يسخن ويغلق قبل حدوث التسخين الحرج للأسلاك والكابلات وجهات الاتصال والمقابس والمفاتيح الكهربائية. على سبيل المثال ، قاطع الدائرة الأكثر شيوعًا للسمة C ، ومع تصنيف 16 أمبير ، سيحمي بشكل موثوق من ازدحام الشبكة عند التيارات من 20.8 أمبير (1.3 تقييم) وسيعمل في حوالي 60 دقيقة ، وفي حالة وجود تيار زائد من 48 أمبير (3 تصنيفات) ، سيتم إيقاف تشغيله 5 ثوان إلى 20-30 ثانية. خلال هذا الوقت ، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة عزل الكابلات والأسلاك وأجهزة الاستقبال الكهربائية درجات الحرارة الحرجة. لهذا ، من الضروري في بعض الأحيان إجراء حسابات الكابلات لمقاومة الحريق في تيارات الدائرة القصيرة والتبرير


كانت المادة العازلة الأكثر شيوعًا في عصر "الاشتراكية المتقدمة" هي الكاربوليت. الجميع يتذكر البلاستيك الأسود الناعم الذي تم صنع جميع الأجهزة الكهربائية تقريبًا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية؟ هذه هي المقابس ، والكتل الطرفية ، والآلات الأوتوماتيكية ، والأجهزة الكهربائية المنزلية ، والمقابس الكهربائية ، إلخ. لذلك ، تتمتع هذه المادة بمقاومة للحرارة تصل إلى 150 درجة ، وهو أفضل بكثير من خصائص العزل الحديث PVC. ومع ذلك ، عند الوصول إلى درجة حرارة تزيد عن 100 درجة ، تبدأ هذه المادة في التحلل وإطلاق المواد السامة الخطرة.


ظهور ضغط الفرع مع غمد الكربوليت


ظهور ضغط الفرع على خط الهواء بعد مرور نبضة البرق. انفجر ضغط الطور ببساطة ، وفي ضغط الصورة صفر ، متفحم من النبض الحراري للتيارات الزائدة (الشكل 1).

يجب ألا تتجاوز درجة حرارة عزل الكابل 70-80 درجة مئوية لأي نوع من حوادث الشبكة. في حالة الدائرة القصيرة ، يتم تسخين العزل بسرعة ، في حالة الحمل الزائد ، يتم تمديد العملية نسبيًا في الوقت المناسب. فماذا حدث في المحطة الفرعية للقرية بينما كانت الكتلة الخرسانية معلقة على الكبل الكهربائي؟


وميض عزل PVC لكابل الطاقة نتيجة الحمل الزائد للخط والمحاولات المستمرة لتشغيل الجهاز دون القضاء على سبب الحادث (الشكل 2).




قابل للنقر

في المحطة الفرعية ، شعرت الآلة بحمل زائد مستمر على الخط على طول إحدى المراحل نتيجة لضعف العزل. كان يسخن وانطفأ بسبب الحماية الحرارية. بعد مرور بعض الوقت ، جاء حارس وقام بتشغيل الجهاز مرة أخرى. بالطبع ، يكاد يكون من المستحيل تشغيل الجهاز فور تشغيل الحماية الحرارية: إنه ببساطة "يرتد" عند محاولة تشغيله. لكن وراء الحراس وقف بناة طلبوا تشغيل الخط بشكل عاجل ، لأن أداة الطاقة لم تعمل ، لا يمكنك غلي الشاي وما إلى ذلك وما إلى ذلك ... تكرر الوضع على مدار اليوم. لم تؤد محاولات إزالة اختلال توازن الطور إلى أي شيء على الخط ، حيث حدث الحمل الزائد في مرحلة أخرى بعد يومين أو ثلاثة أيام ... كما ترى ، اختارت تيارات الحمل الزائدة أضعف وصلة - الكبل قادم من الأعلى إلى الجهاز (في هذه الحالة ، هو سلك معزول ذاتي الدعم من الألمنيوم). تعويم العزل بسبب ارتفاع درجة الحرارة 100 درجة. وهذا في درجات حرارة منخفضة الهواء. ماذا سيكون يوم صيفي حار في هذه الحالة؟

طبعا الحريق وفشل الدرع الرئيسي للمحطة الفرعية.
اسأل ما الذي أخطط له؟ كل شيء بسيط للغاية - إذا نجحت حمايتك ، فقد تم إخراج آلة أو RCD ، فهذا مرتبط بشيء وكان هناك دافع خفي. قبل تشغيل الجهاز ، تحتاج إلى فهم أسباب الحادث. خاصة إذا تم تسخين الجهاز بشكل واضح. بالإضافة إلى ذلك ، تم تصميم كل آلة لعدد معين من عمليات إيقاف تشغيل الحماية ، ولا يوصى بتشغيل الجهاز للتلف الحالي للخط ، وهذا يقلل من عمر الخدمة.

الآن فكر في التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية

RCD - تم تصميم الأجهزة في المقام الأول لحماية الشخص من الصدمة الكهربائية. إذا لم تتعمق في التفاصيل الفنية ، فسيحدد الجهاز تسرب التيار من موصل الطور إلى الأرض ويوقف تشغيل المجموعة التالفة لمدة تصل إلى 30 مللي ثانية أو 0.03 ثانية. لحماية الشخص ، يتم تثبيت RCDs في تيار تسرب يبلغ 30 مللي أمبير. يرجع هذا الرقم إلى مستوى آمن من التيار الذي يمكن أن يتدفق عبر جسم الإنسان دون الرجفان القلبي ، أي دون الإضرار بالشخص.



الجهاز الحالي المتبقي

كما تعلمون ، فإن الخطر على البشر ليس الجهد ، بل التيار. على سبيل المثال ، يمكنك قتل شخص بجهد واحد فولت ، في حين أنه من المهم ما يمر به التيار من خلال الشخص ، وعلى طول المسار وطول المدة. لذلك ، تم تصميم التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية لحماية الشخص عن طريق لمس الأجزاء التي تتعرض لجهد خطير. يمكن أن تكون العلب للأجهزة المنزلية والمعدات الصناعية وأي أجزاء معدنية. كقاعدة عامة ، يقوم التجمع الكونغولي من أجل الديمقراطية بقطع الخط التالف مقدمًا ، وليس في لحظة اللمسة الإنسانية. لكن الحالات لا يتم استبعادها عندما تظهر إمكانات خطيرة على المعدات في نفس الوقت الذي يعمل فيه الشخص معه.

الخلفية التاريخية:

حصل الجهاز الحالي المتبقي الأول على براءة اختراع في عام 1928 من قبل الشركة الألمانية RWE (Rheinisch - Westfälisches Elektrizitätswerk AG).

في عام 1937 ، Schutzapparategesellschaft Paris & Co. صنعت أول جهاز تشغيل يعتمد على محول تفاضلي ومرحل استقطابي ، كان له حساسية 0.01 أ وسرعة 0.1 ثانية. في نفس العام ، بمساعدة متطوع (موظف في الشركة) ، تم إجراء اختبار RCD. انتهت التجربة بنجاح ، وعمل الجهاز بشكل واضح ، ولم يواجه المتطوع سوى صدمة كهربائية طفيفة ، على الرغم من أنه رفض المشاركة في المزيد من التجارب.

في الوقت الحالي ، هناك RCDs مع تيار تسرب 300 مللي أمبير. وهي مصممة للحماية من الحريق وأداء وظيفة الحماية الإضافية جنبًا إلى جنب مع الحماية الحرارية للآلة.

ما الفرق بين RCDs والحماية الحرارية المتوفرة في قاطع الدائرة؟ في الواقع ، في الواقع ، قد يكون الحمل الزائد للخط بسبب تسرب التيار إلى الأرض.

أولاً ، يتم قياس وقت استجابة الحماية الحرارية بالثواني والساعات ، RCD - بالمللي ثانية (عادةً ما يصل إلى 25 مللي ثانية ، أو 0.025 ثانية).

ثانيًا ، تهدف الحماية الحرارية إلى حماية المعدات ، ولكن ليس لحماية الناس. إذا لم يكن هناك RCD في الدرع في لحظة لمس الشخص لحالة الجهاز ، فسيذهب وضع الشبكة إلى مرحلة الدائرة القصيرة ، وسيزيد التيار بشكل حاد ، وستعمل الحماية ضد الدائرة القصيرة في الجهاز وفصل الخط بسرعة نسبيًا. ولكن هذه المرة قد تكون كافية للشخص لتلقي إصابة كهربائية لا تتوافق مع الحياة.

ثالثًا ، RCD هو مقياس إضافي للحماية ويتم تثبيته ، كقاعدة عامة ، للمناطق الخطرة والمنافذ المنزلية ، في حين أن الآلات الأوتوماتيكية هي المقياس الرئيسي للحماية ويتم تطبيقها في كل مكان ودائمًا.

رابعاً ، يتم استبعاد استخدام RCDs بدون قواطع الدائرة ، ولكن الآلات بدون RCDs شائعة جدًا.

هل RCDs مطلوبة لمعدات تكنولوجيا المعلومات ، الخادم ، مراكز البيانات؟

السؤال مثير للجدل ، وكقاعدة ، يبقى حسب تقدير الزبون.

من ناحية ، يجب أن تسود سلامة الأفراد على الاعتبارات الأخرى. حياة الإنسان أولوية. من ناحية أخرى ، غالبًا ما تتعلق معدات أنظمة المعلومات بأنظمة دعم الحياة لأشخاص آخرين ، ويمكن "تشغيلها" بواسطة الخدمات التي يجب أن يكون عملها دون انقطاع. على سبيل المثال ، المؤسسات الطبية وخدمات الطوارئ وخدمات الطوارئ ومنظمات دعم الحياة الأخرى. ويتم تصنيف غرف الخوادم نفسها ، كقاعدة عامة ، كغرف بدون وجود دائم للناس ، دون وجود وظائف دائمة.

أي أنه في كثير من الأحيان يمكن أن تُنسب معدات المعلومات إلى الفئة الأولى من مستقبلات الطاقة من خلال موثوقية إمدادات الطاقة (PUE p.1.2.18) ، إلى جانب أنظمة الحريق وإضاءة الطوارئ. بالنسبة لهذه المجموعة ، يعد انقطاع التيار الكهربائي غير مقبول ، لأنه يمكن أن يؤدي إلى خسائر مادية كبيرة ويهدد حياة وصحة الإنسان. إذا كنت تدرس المعايير الحالية بمزيد من العمق ، يمكنك العثور على مؤشرات تشير إلى أنه بالنسبة للمستهلكين الأساسيين ، لا يجوز الحماية إلا من الدوائر القصيرة ، دون الحماية الحرارية.

على سبيل المثال ، يجب أن تعمل مضخات الحريق في حريق حتى يحترق عزل الكابل تمامًا ويحدث.


على سبيل المثال ، في البند 7.1.81 من قواعد التركيب الكهربائي () يقال: "إن تركيب RCD محظور على مستهلكي الطاقة ، والذي يمكن أن يؤدي قطعه إلى مواقف تشكل خطورة على المستهلكين".بالنسبة لمعدات المعلومات اليوم ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام قواطع الدوائر القياسية ، ولكن لا يتم تثبيت RCDs بهدف القضاء على الإيجابيات الخاطئة وإغلاق الخوادم والخدمات المهمة فجأة. هناك أنواع خاصة من RCDs تأخذ في الاعتبار تفاصيل تبديل إمدادات الطاقة للخوادم ومعدات تكنولوجيا المعلومات الأخرى ، ولكن نادرًا ما يتم العثور عليها للبيع ، ويصعب تحديدها ، وتؤدي إلى زيادة في تكلفة المشروع ككل. بالنسبة لمراكز الخوادم ومراكز البيانات ، يُفترض أن هذه الغرف عادةً ما تكون مجهزة بأنظمة إطفاء حريق غاز فردية ، وأن وجود الأفراد محدود في الوقت المناسب.

كمستوى إضافي من الحماية لموظفي الخادم ، ومركز البيانات ، وتنظيم التأريض الموثوق للأجزاء المعدنية من رفوف الخادم ، وخطوط الأنابيب ، وأي أجزاء معدنية يمكن الوصول إليها في الغرفة ، بما في ذلك باب (أبواب) الحريق المعدنية. من خلال التنظيم الصحيح لنظام التكافؤ الإضافي للنظام (DCES) في غرفة الخادم ، سيضمن مركز البيانات المستوى المناسب من الأمان للأفراد ومعدات المعلومات ، على الرغم من عدم وجود RCDs في دوائر توزيع الطاقة.

للاحتياجات التكنولوجية ، يتم تثبيت العديد من المنافذ داخل غرف الخوادم ، والتي يتم توفيرها بواسطة أجهزة إيقاف التشغيل الواقية. يجب توصيل هذه المنافذ المحمولة (ولهم فقط) بأي أداة و / أو معدات كهربائية محمولة لا تتعلق بالأهداف المباشرة لغرفة الخادم الخاصة بنا.

استمر في القراءة في الجزء الثاني من المقالة ، حيث نفهم السؤال حول ما هو تداخل الشبكة الذي يمكن أن يؤدي إلى سقوط أنظمة التشغيل؟ لماذا ليست كل شركات UPS و ABP و ATS جيدة؟ وسنذهب من خلال سلسلة الشبكة الكهربائية خادم الخادم إمدادات الطاقة والالكترونيات معدات تكنولوجيا المعلومات - نظام التشغيل

الكاتب: Kulikov Oleg
مصمم رئيسي مصمم
حلول مفتوحة حلول تكامل
okulikov@ot.ru
«» -045870