Puissance des équipements informatiques: sécurité ou disponibilité?

Bonjour mes amis! Aujourd'hui, nous aurons un article, dont le but est de partager l'expérience et de montrer les principales caractéristiques et les erreurs courantes qui se produisent lors de la conception et de l'organisation des sous-systèmes d'alimentation de l'infrastructure informatique et du centre de données dans son ensemble. Mais je voudrais élargir un peu l'audience et consacrer plusieurs sections aux éléments de base de la sécurité électrique et de la protection des équipements et des personnes. Pour ceux qui comprennent ce qu'est un automate et un RCD, pourquoi ils sont nécessaires, de quoi ils protègent et quoi - allez à la section Les RCD sont-ils nécessaires pour l'équipement informatique, le serveur, le centre de données? en outre, nous comprendrons la question, dans quels cas de coupures de courant, le système d'exploitation doit être garanti pour fonctionner sans défaillances. Alors ...

Première partie

L'automne, la pluie cogne presque continuellement. Il y a une construction rapide d'un village de chalets près de Moscou. Le commandant du village, contournant le territoire qu'il contrôle, voit le fait flagrant d '"abus" sur la ligne aérienne temporaire 380V.



Incapable de contenir ses émotions, il se tourne vers le contremaître de l'équipe de construction locale:

- Vadim, tu es fou? Vos travailleurs acharnés sont-ils des kamikazes? Quel est ce bloc de trottoir suspendu à un câble électrique?

- Kolya, si vous l'enlevez, alors une pelle ne passera pas au coin de la maison!

Derrière le dos de Vadim, vous pouvez voir un travailleur de la route qui a trouvé un fil nu dans la boue qui va quelque part dans les entrailles de la terre et court joyeusement après un collègue, le «faisant peur» à l'électricité.

Pendant ce temps, des gardes fatigués de la sous-station du village, en train de se brûler, tentent pour la dixième fois de mettre en marche un disjoncteur terriblement chaud qui, pour une raison quelconque, est éliminé toutes les demi-heures.

Pourquoi le disjoncteur est-il coupé et quelles autres options existe-t-il pour protéger l'équipement électrique? À quoi faut-il penser en premier lors de la planification de la sécurité électrique des serveurs et autres équipements informatiques? Afin de comprendre ces problèmes, nous avons lu les deux parties de l'article plus en détail.

La réglementation prévoyant toute une série de mesures de protection des réseaux électriques contre divers accidents, nous nous attarderons sur les plus courantes dans les secteurs domestique et industriel.



Que voulons-nous et pouvons-nous nous protéger en premier lieu?

Bien sûr, par choc électrique. Deuxièmement, protéger l'équipement et les câbles contre les dommages causés par les courants de court-circuit, ainsi que contre le feu et le feu.



Un disjoncteur (automatique) est le moyen le plus courant de protéger les réseaux électriques. Bien sûr, il existe également des inserts fusibles (fusibles), mais ils sont beaucoup moins utilisés en raison de leur «jetabilité» et d'un certain nombre de différences techniques par rapport à la machine.



Un plus gros? photo cliquable
"Pan coupé automatique"

Dans le cas classique, un disjoncteur protège:

1. Court-circuit

Court-circuit (court-circuit) - c'est lorsque, lorsque l'isolation est endommagée, la phase se ferme à zéro ou à la terre, à partir de laquelle le courant dans le circuit augmente fortement (5 à 15 fois) et éteint la machine en moins de 0,4 seconde (pour un réseau de groupe selon les règles installations électriques). Si notre machine est défectueuse ou que les modes de fonctionnement du réseau n'assurent pas son fonctionnement fiable, alors l'équipement connecté à ce groupe, qui peut être lui-même source de court-circuit, souffre tout d'abord. Le court-circuit a également des conséquences négatives sur les fils et les câbles. En règle générale, en cas de dysfonctionnement de la machine, le bouclier chauffe localement le court-circuit, des arcs se produisent et les parties conductrices brûlent avec le feu d'artifice des microparticules de cuivre fondu. Et cette évolution des événements semble plutôt favorable, puisque dans ce cas l'accident s'arrête tout seul. Dans certains cas, à la place d'un court-circuit, le "soudage" des pièces sous tension se produit et le défaut dit "métallique" se forme, ce qui est beaucoup plus dangereux, car il ne s'arrête pas par lui-même et doit être éteint automatiquement. Ensuite, le spécialiste doit trouver le lieu des dommages et ensuite seulement essayer d'allumer l'appareil. Mais la protection peut ne pas fonctionner pour diverses raisons, alors (à Dieu ne plaise) peut se produire
De plus, les machines automatiques modernes remplissent la fonction de limitation de courant en cas d'accident, c'est-à-dire qu'elles ne permettent pas aux courants dans le circuit d'atteindre des valeurs dangereuses.


2. De la congestion du réseau

La congestion du réseau se produit lorsque les dommages de l'isolement (ou l'augmentation de la charge du réseau) entraînent une augmentation prolongée des courants dans le circuit au-delà des indicateurs calculés (de 110 à 300% ou de 110 à 500%), ce qui conduit à l'arrêt de la machine en quelques minutes à une heure et demie selon la situation et le type de machine. Dans ce cas, une protection contre la surchauffe, la destruction de l'isolation et le feu des éléments du circuit de groupe est assurée. Autrement dit, la machine doit se réchauffer et s'éteindre avant qu'un échauffement critique des fils, câbles, contacts, prises, interrupteurs ne se produise. Par exemple, le disjoncteur le plus courant de la caractéristique C, et avec une valeur nominale de 16A, protégera de manière fiable contre la congestion du réseau à des courants de 20,8A (1,3 valeurs nominales) et fonctionnera dans environ 60 minutes, et en cas de courant de surcharge de 48A (3 valeurs nominales), il s'éteindra 5 secondes à 20-30 secondes. Pendant ce temps, la température de l'isolation des câbles, fils, récepteurs électriques ne doit pas dépasser les températures critiques. Pour cela, il est parfois nécessaire d'effectuer des calculs de câbles pour la résistance au feu aux courants de court-circuit et de justifier


Le matériau d'isolation le plus courant à l'époque du «socialisme développé» était le carbolite. Tout le monde se souvient du plastique noir lisse à partir duquel presque tous les appareils électriques en URSS ont été fabriqués? Il s'agit des prises et des borniers, des machines automatiques et des appareils électroménagers, des prises électriques, etc. Ainsi, ce matériau a une résistance à la chaleur jusqu'à 150 degrés, ce qui est bien meilleur que les caractéristiques de l'isolation moderne en PVC. Cependant, lorsqu'une température supérieure à 100 degrés est atteinte, ce matériau commence à se dégrader et à libérer des substances toxiques dangereuses.


Aspect de la compression des branches avec gaine carbolite


Apparition d'une compression de branche sur la ligne d'air après le passage d'une impulsion de foudre. La compression de phase a simplement explosé, et dans la compression photo-nulle, carbonisée par l'impulsion thermique des surintensités (Fig.1).

La température d'isolation du câble ne doit pas dépasser 70 à 80 degrés Celsius pour tout type d'accident de réseau. En cas de court-circuit, l'isolation est rapidement chauffée, en cas de surcharge, le processus est relativement prolongé dans le temps. Que s'est-il donc passé à la sous-station du village alors que le bloc de béton était suspendu au câble électrique?


Clignotement de l'isolation PVC du câble d'alimentation à la suite d'une surcharge de la ligne et de tentatives constantes d'allumer la machine sans éliminer la cause de l'accident (Fig.2).




Cliquable

Au poste, la machine a ressenti une surcharge constante sur la ligne le long d'une des phases en raison d'une mauvaise isolation. Il chauffait, et il a été éteint par protection thermique. Après un certain temps, un gardien est venu et a rallumé la machine. Bien sûr, il est presque impossible d'allumer la machine immédiatement après le déclenchement de la protection thermique: elle "rebondit" simplement lorsque vous essayez de l'allumer. Mais derrière le gardien se tenaient des constructeurs qui exigeaient que la ligne soit allumée de toute urgence, puisque l'outil électrique ne fonctionnait pas, vous ne pouviez pas faire bouillir le thé et ainsi de suite ... La situation s'est répétée tout au long de la journée. Les tentatives d'élimination du déséquilibre de phase n'ont abouti à rien sur la ligne, car une surcharge sur une autre phase s'est produite après deux ou trois jours ... Comme vous pouvez le voir, l'augmentation des courants de charge a choisi le maillon le plus faible - le câble venant du haut vers la machine (dans ce cas, il s'agit d'un fil isolé autoportant en aluminium). L'isolation flottait en raison d'une élévation de température de 100 degrés. Et cela à des températures de l'air peu positives. Quelle serait une chaude journée d'été dans cette situation?

Bien sûr, l'incendie et la défaillance du bouclier principal de la sous-station.
Demandez quoi je pars? Tout est très simple - si votre protection a fonctionné, une machine ou un RCD a été mis hors service, cela est lié à quelque chose et il y avait un motif caché. Avant d'allumer la machine, vous devez comprendre les causes de l'accident. Surtout si la machine est clairement chauffée. De plus, chaque machine est conçue pour un certain nombre de coupures de protection, et il n'est pas recommandé d'allumer la machine pour des dommages existants sur la ligne, cela réduit sa durée de vie.

Considérons maintenant le RCD

RCD - les appareils sont principalement conçus pour protéger une personne contre les chocs électriques. Si vous ne vous penchez pas sur les détails techniques, l'appareil détermine la fuite de courant du conducteur de phase à la terre et désactive le groupe endommagé pendant 30 ms ou 0,03 seconde. Pour protéger une personne, les RCD sont installés à un courant de fuite de 30 mA. Ce chiffre est dû à un niveau de courant sûr qui peut traverser le corps humain sans fibrillation cardiaque, c'est-à-dire sans nuire à la personne.



Dispositif de courant résiduel

Comme vous le savez, le danger pour l'homme n'est pas la tension, mais le courant. Par exemple, vous pouvez tuer une personne avec 1 volt de tension, alors qu'il est important de savoir quel courant la traverse, le long de quel chemin et pendant combien de temps. Ainsi, le RCD est conçu pour protéger une personne en touchant des pièces soumises à une tension dangereuse. Il peut s'agir de boîtiers d'appareils électroménagers, d'équipements industriels, de toutes pièces métalliques. En règle générale, le RCD déconnecte la ligne endommagée à l'avance, et non au moment du contact humain. Mais les cas ne sont pas exclus lorsqu'un potentiel dangereux sur l'équipement peut apparaître au moment même où une personne travaille avec lui.

Contexte historique:

Le premier dispositif à courant résiduel a été breveté en 1928 par la société allemande RWE (Rheinisch - Westfälisches Elektrizitätswerk AG).

En 1937, Schutzapparategesellschaft Paris & Co. a fabriqué le premier appareil de commande basé sur un transformateur différentiel et un relais polarisé, qui avait une sensibilité de 0,01 A et une vitesse de 0,1 s. La même année, avec l'aide d'un volontaire (employé de l'entreprise), un test RCD a été réalisé. L'expérience s'est terminée avec succès, l'appareil a fonctionné clairement, le volontaire n'a subi qu'un léger choc électrique, bien qu'il ait refusé de participer à d'autres expériences.

Pour le moment, il existe des DDR avec un courant de fuite de 300 mA. Ils sont conçus pour protéger contre l'incendie et remplissent la fonction de protection supplémentaire avec la protection thermique de la machine.

Quelle est la différence entre les disjoncteurs différentiels et la protection thermique disponible dans un disjoncteur? En effet, en fait, une surcharge de la ligne pourrait simplement être due à une fuite de courant vers le sol.

Premièrement , le temps de réponse de la protection thermique est mesuré en secondes et heures, RCD - en millisecondes (généralement jusqu'à 25 ms ou 0,025 seconde).

Deuxièmement , la protection thermique vise à protéger les équipements, mais pas à protéger les personnes. S'il n'y a pas de RCD dans le bouclier au moment où une personne touche le boîtier de l'équipement, le mode réseau passera à l'étape de court-circuit, le courant augmentera fortement, la protection contre les courts-circuits dans la machine fonctionnera et déconnectera la ligne relativement rapidement. Mais ce temps peut être suffisant pour qu'une personne subisse une blessure électrique incompatible avec la vie.

Troisièmement , le RCD est une mesure de protection supplémentaire et est installé, en règle générale, pour les zones dangereuses et pour les points de vente domestiques, tandis que les machines automatiques sont la principale mesure de protection et sont appliquées partout et toujours.

Quatrièmement, l' utilisation de disjoncteurs différentiels sans disjoncteurs est exclue, mais les machines sans disjoncteurs différentiels sont assez courantes.

Des RCD sont-ils nécessaires pour l'équipement informatique, le serveur, les centres de données?

La question est controversée et reste, en règle générale, à la discrétion du Client.

D'une part, la sécurité du personnel doit prévaloir sur d'autres considérations. La vie humaine est une priorité. D'autre part, l'équipement des systèmes d'information appartient souvent aux systèmes de survie d'autres personnes, ils peuvent être «activés» par des services dont le travail doit être ininterrompu. Par exemple, les institutions médicales, les services d'urgence, les services d'urgence et d'autres organisations de soutien de la vie. Et les salles de serveurs elles-mêmes sont classées, en règle générale, comme des salles sans présence permanente de personnes, sans présence d'emplois permanents.

Autrement dit, les équipements d'information peuvent souvent être attribués à la première catégorie de récepteurs de puissance par la fiabilité de l'alimentation (PUE p.1.2.18), ainsi que par les systèmes d'incendie et l'éclairage de secours. Pour ce groupe, une coupure de courant est inacceptable , car elle peut entraîner des pertes matérielles importantes et constituer une menace pour la vie et la santé humaines. Si vous étudiez les normes actuelles plus en profondeur, vous pouvez trouver des indications que pour les consommateurs vitaux, il est permis de protéger uniquement contre les courts-circuits, sans protection thermique.

Par exemple, les pompes à incendie doivent fonctionner en cas d'incendie jusqu'à ce que l'isolation du câble brûle complètement et se produise.


Par exemple, dans la clause 7.1.81 des Règles pour l'installation des installations électriques (), il est dit: "L'installation de RCD est interdite pour les consommateurs d'énergie, dont la déconnexion peut conduire à des situations dangereuses pour les consommateurs." , , , . , IT-, , . , , , , – .

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