Как заземлить компьютер

Народные герои одобряют эту статью Поэтому рекомендуют продолжать текст в том же духе

Электророзетки "европейского" типа: слева a) Е10-G: CEE 7 Shuko, справа б) E10-F: French/Belgian

Как заземлить компьютер.

Руководство по устройству заземления в частном доме, квартире, офисе и на производстве.

Суть явления

Технологически у заземления и Зануление зануления разницы нет, это просто названия.

Другой вопрос, что есть рабочий нуль и защитный нуль, рабочий тот, который у нас в розетках в качестве второй дырочки, а защитный нуль это тот же нуль, только идущей отдельной линией и такая система называется Система зануления TN-C-S. Она та и используется в нашей родной стране.

Устройство заземления

Практическая значимость заземления электроприборов

Любой бытовой электроприбор образует вокруг себя вредное для здоровья человека электромагнитное поле (ЭМП) частотой 50 Гц. На человека, находящегося вблизи работающего бытового электроприбора, воздействует как электрическая, так и магнитная составляющая ЭМП. Наибольшую опасность, как считают исследователи, представляет магнитная составляющая. Единицей измерения магнитной индукции в системе едициц СИ, как известно, является Тесла, обозначаемая как Тл. Электромагнитное поле вблизи электроприбора принято характеризовать именно по его магнитной составляющей и измерять в миллионных долях Теслы - микротеслах (мкТл). Опасным для здоровья человека является ЭМП, уровень которого превышает 0,2 микротесла. Вокруг многих незаземленных бытовых электроприборов, а особенно компьютера, за которым человек, как правило, работает по многу часов кряду, уровень ЭМП в разы, а иногда и на порядок превышает указанное значение.

По данным Центра электромагнитной безопасности наиболее чувствительны к воздействию ЭМП являются нервная, иммунная, эндокринная и половая системы человека. Биологический эффект ЭМП в условиях длительного воздействия имеет свойство накапливаться. В результате возможно развитие отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови, опухоли мозга, гормональные заболевания.

Снизить влияние ЭМП на человека может правильное заземление бытовых электроприборов. Для примера остановимся на заземлении компьютеров. Прежде чем говорить о том, как правильно заземлить компьютер, рассмотрим основные электрические сети, от которых квартирная электропроводка получает электроэнергию. Говоря «квартирная» электропроводка, будем подразумевать также и проводку в офисе, кабинете, конторе, т.е. везде, где имеется компьютер.

Типы систем заземления

Подтипом системы заземления понимают показатель, характеризующий отношение к земле нейтрали трансформатора на подстанции или генератора на электростанции (в сельской местности с автономным электроснабжением) и открытых проводящих нетоковедущих частей электроприборов у потребителя и нейтрального проводника в электроустановке напряжением до 1 кВ. Различают ТN-, ТТ- и IТ-системы заземления электрических сетей (обозначения по ГОСТ Р 50571.2). Две первые из них имеют заземленную нейтраль трансформатора на трансформаторной подстанции (генератора на электростанции), а третья - изолированную. ТN-система по устройству нейтрального проводника в свою очередь делится на ТN-3-, ТN-С- и ТN-С-S-системы. Название типа системы заземления электрической сети часто присваивают самой сети. Так, например, электрическую сеть с системой заземления типа ТN-5 называют сетью типа ТN-5, или просто сетью ТN-5. Электрические сети с системами заземления типов ТТ и IТ для питания квартирных проводок применяются крайне редко и в этой статье не рассматриваются.

В электрической сети с системой заземления типа ТN-5 нулевой рабочий проводник (N-проводник) и нулевой защитный проводник (РЕ-проводник) разделены между собой на всем протяжении сети, начиная от трансформатора или генератора и заканчивая подлежащим заземлению электроприемником у потребителя электроэнергии. Электрическая схема такой сети приведена на рис.1.

В отличие от электрической сети с системой заземления типа ТN-S, в электрической сети с системой заземления типа ТN-С нулевой рабочий проводник (N-проводник) и нулевой защитный проводник (РЕ-проводник) совмещены в одном так называемом РЕN-проводнике на всем протяжении сети, начиная от трансформатора или генератора и заканчивая электроприемником. Электрическая схема такой сети приведена на рис.2.

На рис. 3 приведена электрическая сеть с системой заземления типа ТN-С-S. Она совмещает в себе обе предыдущие системы и содержит как совмещенный РЕN-проводник, так и раздельные N- и РЕ-проводники. В помещениях с электрическими проводками, получающими электроэнергию от рассмотренных выше электрических сетей с системами заземления типов ТN-S и ТN-С-S, устанавливают, как правило, трехполюсные розетки (иногда их называют трехконтактными или трехштырьковыми), в которых один из полюсов используют для целей заземления бытовых электроприборов. В таких розетках заземляющий полюс должен быть обязательно соединен с РЕ-проводником.

Напрашивается естественный вопрос. Если электрическая проводка помещения содержит трехполюсную розетку европейского типа, один из специальных разъемных полюсов которой предназначен специально для целей заземления, является ли нормальным заземлением компьютера включение его трехполюсной вилки в указанную розетку? Однозначно ответить на этот самый главный вопрос нельзя. Все дело втом, правильно или неправильно смонтирована трехполюсная розетка. Автор, участвуя в расследовании смертельных несчастных случаев, сталкивался со многими ошибками в монтаже розетокс заземляющими контактами. Приведу некоторые, наиболее характерные из них.

Два проводника. Вариант первый

К розетке подходят два проводника, один из которых фазный, а второй нулевой рабочий (обозначаемый, как было указано выше, буквой N в системе заземления ТN-С). Фазный проводник подсоединен к одному из двух рабочих контактов розетки, а нулевой рабочий проводник подсоединен ко второму рабочему контакту розетки и одновременно к ее заземляющему контакту, как показано на рис. 4.

На нем цифрой 1 отмечены фазные провода сети; цифрой 2 - совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник; 3 - фазный проводник квартирной проводки; 4 - нулевой рабочий проводник квартирной проводки; 5-трехпо-люсная розетка; 6 - полюс розетки, к которому присоединен нулевой рабочий проводник; 7 - проводник, соединяющий заземляющий полюс 8 розетки и полюс розетки, к которому присоединен нулевой рабочий проводник; 9 - полюс розетки, к которому подсоединен фазный проводник квартирной проводки. Такой монтаж розетки является грубейшим нарушением требования правил электробезопасности и превращает розетку, предназначенную обеспечивать защиту от поражения электрическим током, в свою прямую противоположность, ибо создает повышенную опасность поражения электрическим током. Действительно, при любом повреждении нулевого рабочего проводника на всем своем протяжении на заземляющем (в кавычках) полюсе розетки, а, следовательно, и на корпусе «заземленного» таким образом электроприемника, появится опасное для жизни человека электрическое напряжение значением 220 В. Оно попадет туда через проводимость включенного в розетку однофазного электроприемника, например компьютера.

Повреждение нулевого рабочего проводника может произойти, как уже говорилось, на всем его протяжении, и причин для таких повреждений может быть достаточно много. Во-первых, сам проводник может оказаться некачественным. Микровкрапление частичек инородного металла при его изготовлении нередко приводит к локальному окислению и нарушению целостности проводника. Далее, при усадке фундамента дома не исключено образование трещины в стене с заложенными в ней проводами, в результате чего один из проводов может оборваться, и при этом, как назло, не фазный, а нулевой рабочий. Наконец, вы решили в комнате повесить картину, для чего пробойником или перфоратором стали в бетонной стене делать отверстие и попали как раз на проложенные в стене провода, опять-таки, как назло, нарушив целостность именно нулевого рабочего проводника.

Два проводника. Вариант второй

Как и в предыдущем случае, к розетке подходят два проводника, один из которых фазный, а второй нулевой. Фазный проводник подсоединен к одному из двух рабочих полюсов розетки, а нулевой проводник на своем конце, который находится в подрозетной коробке, т.е. непосредственно у самой розетки, разветвляется на два очень коротких проводника длиной буквально 1-2 см каждый (рис. 5).

Один из них подсоединен ко второму рабочему полюсу розетки. Называют этот короткий проводничок нулевым рабочим и обозначают буквой N. Второй короткий проводничок подсоединен к заземляющему контакту розетки. Его называют нулевым защитным, т.е. РЕ-проводником. Проводник до разделения на N и РЕ называют совмещенным нулевым рабочим и нулевым защитным, т.е. РЕN-проводником, а саму систему заземления - ТN-С-5-системой. Это формально. Практически же этот вариант монтажа розетки ничем не отличается от предыдущего и представляет такую же высокую опасность поражения человека электрическим током, которое может иметь место при нарушении целостности так называемого РЕN-проводника.

Три проводника

Разделение РЕN-проводника на нулевой рабочий и нулевой защитный выполнено не в подрозеточной коробке, как в двух предыдущих случаях, а в квартирном щитке, находящемся на лестничной клетке многоквартирного многоэтажного дома или на вводе одно- двухквартирного одноэтажного дома. В этом случае к розетке подведено уже не два, а три проводника - фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный. Фазный и нулевой рабочий проводники присоединены к рабочим полюсам розетки, а нулевой защитный - к заземляющему полюсу. На первый взгляд кажется, что теперь все в порядке. Любое нарушение нулевого рабочего проводника не приведет к опасной ситуации. Электроприемник, в данном случае компьютер, будет оставаться заземленным. А что произойдет, если нарушится целостность РЕN-проводника, т.е. проводника, совмещающего функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводников? Например, оборвется нулевой провод воздушной линии, питающей одноэтажный жилой дом в сельской местности или дачу в дачном поселке. Или произойдет короткое замыкание фазного провода на РЕN-проводник с образованием электрической дуги, под воздействием которой РЕN-проводник отгорит со стороны источника питания, а замыкание останется. Тогда опасное электрическое напряжение значением 220 В появится не только на заземляющем полюсе одной розетки, а на заземляющих полюсах всех розеток в квартире, заземленных на указанный РЕN-проводник. Хорошо, если замыкание произойдет в щитке на лестничной клетке, а если на вводе в многоквартирный дом? Тогда опасными станут все розетки во всех квартирах этого многоквартирного дома.

Особо хочется обратить внимание на то, что указанная здесь опасность поражения электрическим током будет иметь место только в том случае, если в дополнение к разделению РЕN-проводника на N- и РЕ- проводники не использовано защитное выравнивание и уравнивание электрических потенциалов. Защитное выравнивание и уравнивание электрических потенциалов - это мера обеспечения электробезопасности, заключающаяся в снижении относительной разности электрических потенциалов между различными точками на поверхности электропроводящего пола (покрытия) и частями, доступными для прикосновения.

Три проводника плюс ограничитель

Если в трехполюсную розетку поместить элемент, ограничивающий электрическое напряжение на заземляющем полюсе розетки до безопасныхзначений, то такую розетку можно с успехом устанавливать взамен обычной двухполюсной в квартире, электрическая проводка которой получает электроэнергию от электрических сетей с системой заземления типа ТN-С. При этом не требуется иметь в квартире никакого дополнительного заземляющего проводника (так называемого третьего провода). А это значит, что нет необходимости долбить бетонные стены, чтобы сделать штробы (канавки) для закладки в них заземляющих проводников с последующей заделкой их бетонным раствором, алебастром или иным заполнителем. Отпадает необходимость побелки, покраски или наклейки обоев в местах прокладки проводов. Электрическая схема подключения к электрической сети такой розетки приведена на рис. 6.

Систему заземления такой сети целесообразно было бы обозначать ТN-С-Р, где В - начальная буква слова Restriction - ограничение, поскольку речь идет именно об ограничении до безопасных значений электрического напряжения на заземляющих полюсах розеток, подключенных к указанной сети, и об ограничении до безопасных значений облучения электромагнитным полем человека, работающего за заземленным таким способом компьютером. Этот способ применим не только в сетях с системой заземления типа ТN-С, но и в сетях с системами заземления типа ТN-С-S и ТN-S.

Этот способ заземления компьютера разработан в лаборатории электробезопасности ВИЭСХ и в настоящее время находится в стадии патентования, и поэтому технические характеристики элемента 7, изображенного на рис. 6, в данной статье не раскрываются.

Что в результате

Сравнивая рассмотренные выше способы заземления компьютера с позиции защиты человека от вредного облучения электромагнитным полем, отметим, что не все они равнозначны, т.к. не все обеспечивают одинаково надежную защиту. В сетях с системами заземления типа ТN-С-S и ТN-S при обрыве РЕ-проводника защита сразу же нарушится, но это не будет замечено, поскольку никак не проявится на работе компьютера. Начнется облучение работающих за компьютером, причем во всех квартирах, розетки которых подсоединены к указанному поврежденному РЕ-проводнику. Длиться такой режим может очень долго. Если же произойдет нарушение целостности нулевого рабочего проводника в предложенной новой системе защиты, то компьютер просто не включится и нарушение будет сразу обнаружено. Вероятность повреждения элемента 7, изображенного на рис. 6, крайне мала.

К недостатку предложенного способа следует отнести отсутствие защиты компьютера при нарушении электрической изоляции между его токоведущей частью и корпусом. Однако вероятность такого нарушения невелика. Съемный питающий кабель компьютера имеет двойную изоляцию, и питающий блок тоже. Автору в своей многолетней практике неизвестно ни одного случая такого нарушения. При желании можно в дополнение к электрической изоляции компьютера установить в квартире выключатель дифференциального тока (ВДТ), который раньше называли устройством защитного отключения (УЗО). К недостатку традиционных способов заземления следует отнести то, что нулевой защитный проводник очень часто превращается в свою противоположность. При нарушении его целостности, например при обрыве, нормальная работа электроустановки не нарушится, в силу чего повреждение может длительное время, иногда месяцами, оставаться незамеченным. Но стоит произойти замыканию на корпус в каком-либо одном электроприемнике за местом обрыва (по ходу движения энергии), как на корпусах всех соединенных с РЕ-проводником электроприемников, в том числе компьютеров, появится опасное для жизни человека полное фазное напряжение 220 В. Это напряжение тоже может долго оставаться на корпусах электрооборудования, по крайней мере до тех пор, пока не начнут гибнуть люди. Это самая опасная ситуация, связанная с наличием РЕ-проводника, и она может стать причиной групповых электропоражений. Но даже в том случае, когда целостность РЕ-проводника не нарушена, при любом замыкании на корпус на нем обязательно появится опасное для жизни человека электрическое напряжение. Точно такое же напряжение появится на корпусах всех остальных присоединенных к РЕ-проводнику электроприемников, находящихся за местом замыкания, и будет оставаться до тех пор, пока не сработает основная или резервная защита.

Опыт эксплуатации электроустановок показывает, что рассмотренная ситуация, связанная с повреждением проводов, не является такой уж и редкой. Например, начальник ПТО «Волгоградских электрических сетей» Н.Н. Мироненко рассказывает о весьма вероятной смертельной опасности, связанной с поражением электрическим током, вследствие отгорания нулевого провода сети (редко - у источника питания, достаточно часто - на воздушной линии, на вводно-распределительном устройстве, этажном щите, между щитом и вводом в квартиру вследствие протечек), в результате чего корпус электроприемника оказывается под фазным напряжением сети.

Заземление компьютерной техники

Заземление компьютерной техники, телекоммуникационного оборудования и источников бесперебойного питания служит для достижения так называемой электромагнитной совместимости (ЭМС) - обеспечения работоспособности оборудования как при привносимых извне, так и создаваемых самим оборудованием электромагнитных помехах. Другой, наиболее важной функцией заземления является обеспечение электробезопасности персонала, работающего с инфокоммуникационным оборудованием.

В зависимости от поставленных целей, а также от национальных и международных стандартов применяемые схемы могут различаться в электроустановках с разным напряжением переменного и постоянного тока. Мы рассмотрим наиболее массовый случай заземления отдельных компьютеров и рабочих станций локальной сети, активного сетевого оборудования, цифровых учрежденческих АТС (УАТС), т. е. такого оборудования, которое включают в розетку переменного тока напряжением 220 В. На практике можно встретить две крайности: либо игнорирование заземления и использование обычных бытовых розеток (или заземление на трубы и конструкции), либо, наоборот, чрезмерные требования по созданию "чистой" земли. В обоих случаях нормы электромагнитной совместимости и электробезопасности не выполняются.

Терминология и стандарты

Для начала приведем несколько терминов и определений.

Занулением в электроустановках напряжением до 1 кВ называется преднамеренное соединение обычно не находящихся под напряжением частей электроустановки с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока или с глухозаземленным выводом источника однофазного тока.

Глухозаземленной нейтралью называется нейтраль трансформатора или генератора, присоединенная к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление (например, через трансформаторы тока).

Заземлителем называется проводник (электрод) или совокупность металлически соединенных между собой проводников (электродов), соприкасающихся с землей.

ГОСТ Р 50571.2-94 предусматривает в числе прочих следующие типы систем заземления электрических сетей зданий: TN-S, TN-C, TN-C-S. Именно эти системы применяются в рассматриваемом случае. Первая буква Т обозначает непосредственное присоединение одной точки токоведущих частей источника питания к земле, вторая буква означает характер заземления открытых проводящих частей электроустановки (Т - непосредственная связь открытых проводящих частей с землей, независимо от характера связи источника питания с землей; N - непосредственная связь открытых проводящих частей с точкой заземления источника питания, в системах переменного тока обычно заземляется нейтраль). Последующие буквы - устройство нулевого рабочего и нулевого защитного проводников: S - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников обеспечиваются раздельными проводниками; С - функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников объединены в одном проводнике. Графические символы, используемые в приведенных обозначениях типов систем заземления и на рисунках приведены в Таблице 1.

Требования к системам заземления изложены в следующих стандартах и нормативных документах:

• Правила устройства электроустановок (ПУЭ) - раздел 1.7;
• ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление;
• ГОСТ 464-79. Заземления для стационарных установок проводной связи, радиорелейных станций, радиотрансляционных узлов проводного вещания и антенн систем коллективного приема телевидения. Нормы сопротивления;
• ГОСТ Р 50571.10-96 (МЭК 364-5-54-80). Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Глава 54. Заземляющие устройства и защитные проводники;
• ГОСТ Р 50571.21-2000 (МЭК 60364-5-548-96). Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 548. Заземляющие устройства и системы уравнивания электрических потенциалов в электроустановках, содержащих оборудование обработки информации;
• ГОСТ Р 50571.22-2000 (МЭК 60364-7-707-84). Электроустановки зданий. Часть 7. Требования к специальным электроустановкам. Раздел 707. Заземление оборудования обработки информации.

Ошибки заземления

Наличие замкнутых контуров и связей между системами заземления различного назначения может приводить к возникновению межсистемных помех заземления, причем они не устраняются установкой источников бесперебойного питания и других устройств кондиционирования (улучшения) мощности без гальванической развязки. В ряде случаев создается отдельная система заземления, например для учрежденческой цифровой телефонной станции, как того требует ГОСТ 464-79, где предусматривается организация отдельной системы заземления для средств телекоммуникаций.

Однако при формальном подходе к ее реализации не обращается внимания на то, что стандарт предусматривает наличие отдельной системы заземления для полюса системы питания постоянного тока. Питание оборудования от общей сети переменного тока с глухозаземленной нейтралью и выполнение, казалось бы, обособленного заземления как раз и приводят к случаю, когда образуются контуры заземления, что становится причиной неустойчивой работы оборудования. Контур заземления - в отличие от так же называемого на жаргоне специалистов контурного заземления (способ соединения горизонтальных заземлителей в земле не следует путать с заземляющими проводниками) - является нежелательным и образуется при наличии связи между двумя заземлителями (см. Рисунок 1).

В образовавшемся контуре (заземлитель №1 - электрическая связь (проводник) - заземлитель №2 - среда (земля)) могут наводиться токи от внешних электромагнитных полей или протекать "блуждающие" токи сторонних нагрузок. Все это приводит к электромагнитным помехам в работе оборудования. Локальные вычислительные и телекоммуникационные сети зачастую имеют в своем составе оборудование связи (антенны, модемы и проч.) и подвержены влиянию помех, в том числе от разрядов молний, т. е. для них важна высокая помехозащищенность. Именно поэтому устранению контуров следует уделять внимание при проектировании и эксплуатации электроустановок зданий.

[[Файл:028_2.gif|Рисунок 2. Ошибочное заземление на обособленный заземлитель, не связанный с нейтралью трансформатора|left}}

На практике встречается ошибочное заземление на обособленный заземлитель, не связанный с нейтралью трансформатора (см. Рисунок 2). Подобная схема заземления нарушает требование п.1.7.39 ПУЭ: "В электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью или глухозаземленным выводом источника однофазного тока, а также с глухозаземленной средней точкой в трехпроводных сетях постоянного тока должно быть выполнено зануление. Применение в таких электроустановках заземления корпусов электроприемников без их зануления не допускается..." Требование вызвано тем, что обеспечить электробезопасность в случае рассматриваемой схемы невозможно. На Рисунке 2 показан вынос потенциала при коротком замыкании на корпус электроприемника, заземленного на обособленный заземлитель.

Появление потенциала на корпусе обуславливается падением напряжения в фазном проводнике до точки короткого заземления и падением напряжения в сопротивлении заземлителя №2, в среде (в земле и конструкциях) и в сопротивлении заземлителя №1. Сопротивление цепи короткого замыкания при этом выше сопротивления цепи "фаза-ноль", с учетом параметров которого выбирается защитный автомат, и короткое замыкание, скорее всего, не будет отключено действием максимальной токовой защиты. При этом на корпус выносится потенциал, близкий к фазному напряжению, что создает угрозу для жизни людей. Отключение короткого замыкания произойдет за счет действия тепловой защиты автоматического выключателя, но время отключения КЗ при этом превысит нормируемые значения, составляющие для напряжения U0 = 220 В, - 0,4 с и для U0 = 380 В, - 0,2 с.

Таким образом, неправильно выполненное заземление приводит к образованию нежелательных контуров, вызывает электромагнитные помехи в работе оборудования и опасно для находящихся рядом людей.

Главный заземляющий режим

Для сведения к минимуму электромагнитных помех и обеспечения электробезопасности заземление следует выполнять с минимальным количеством замкнутых контуров. Обеспечение этого условия возможно при выполнении так называемого главного заземляющего зажима (ГЗЗ), или шины. Главный заземляющий зажим должен быть расположен как можно ближе к входным кабелям питания и связи и соединен с заземлителем (заземлителями) проводником наименьшей длины.

Такое расположение ГЗЗ обеспечивает наилучшее выравнивание потенциалов и ограничивает наведенное напряжение от индустриальных помех, грозовых и коммутационных перенапряжений, приходящее извне по экранам кабелей связи, броне силовых кабелей, трубопроводам и антенным вводам. К ГЗЗ (шине) должны быть присоединены:

• заземляющие проводники;
• защитные проводники;
• проводники главной системы уравнивания потенциалов;
• проводники рабочего заземления (если оно необходимо).

С главным заземляющим зажимом (шиной) должны быть соединены заземлители защитного и рабочего (технологического, логического и т. п.) заземления, заземлители молниезащиты и др. Подробно правила и требования устройства ГЗЗ изложены в ПУЭ.

Системы заземления

Системы заземления различаются по схемам соединения и числу нулевых рабочих и защитных проводников.

К системе TN-C (см. Рисунок 3) относятся трехфазные четырехпроводные (три фазных проводника и PEN-проводник, совмещающий функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводника) и однофазные двухпроводные (фазный проводник и нулевой рабочий проводник) сети существующих зданий старой постройки.

Отсутствие специального нулевого защитного (заземляющего) проводника в существующих электропроводках однофазных сетей создает опасность поражения персонала электрическим током. В ряде случаев технические средства информатики и телекоммуникаций устанавливаются в помещениях, где отсутствует заземление и одновременно имеется нетокопроводящее покрытие пола, на котором накапливается статическое электричество. Из-за отсутствия заземления и возникновения разрядов статического электричества в результате прикосновения к клавиатуре или корпусу персонального компьютера происходят сбои, например "зависания", и даже повреждения оборудования, нарушения в работе программного обеспечения и потеря информации.

Подключение современной компьютерной техники к розеткам электрической сети TN-C сопряжено с таким явлением, как вынос напряжения на корпус, поскольку импульсные блоки питания имеют на входе симметричный L-C-фильтр, средняя точка которого присоединена на корпус. При занулении (заземлении) компьютера происходит технологическая утечка через фильтр, что необходимо учитывать в случае применения устройства защитного отключения (УЗО). При отсутствии проводника РЕ напряжение 220 В делится на "плечах" фильтра, и на корпусе оказывается напряжение 110 В.

В настоящее время требования нормативной документации не допускают применение системы TN-C на вновь строящихся и реконструируемых объектах. При эксплуатации системы TN-C в здании старой постройки, где планируется размещение средств информатики и телекоммуникаций, следует организовать переход от системы TN-C к системе TN-S (система TN-C-S).

Система TN-C-S характерна для реконструируемых сетей, в которых нулевой рабочий и защитный проводники объединены только в части схемы. Система TN-C-S показана на Рисунке 4.

При переходе от системы TN-C к системе TN-S следует соблюсти последовательность расположения систем относительно источника питания так, как это показано на Рисунке 4. В противном случае обратные токи электроприемников системы TN-C будут замыкаться по защитным проводникам РЕ системы TN-C-S и вызывать помехи. Если одна из частей электроустановки здания - трансформатор, дизель-генератор, источник бесперебойного питания (ИБП) или иное подобное устройство - имеет систему заземления типа TN-C и используется главным образом для питания оборудования инфокоммуникационных технологий, то выходом из ситуации должен быть переход на систему типа TN-S.

Система TN-S (см. Рисунок 5) является основной рабочей системой заземления для зданий с информационным и телекоммуникационным оборудованием. В системе TN-S нулевой рабочий и нулевой защитный проводники проложены отдельно от источника питания. Такая схема обеспечивает отсутствие обратных токов в проводнике РЕ, что снижает риск возникновения электромагнитных помех. При эксплуатации необходимо следить за соблюдением назначения проводников PE и N. С точки зрения минимизации помех оптимальным считается наличие встроенной (пристроенной) трансформаторной подстанции (ТП). Подобным образом достигается минимальная длина перемычки от ввода кабелей электроснабжения до главного заземляющего зажима.

Соблюдение указанного требования справедливо и для системы TN-C-S. И в этом случае речь идет о расстоянии между вводом от системы электроснабжения и главным заземляющим зажимом. Для системы TN-C-S желательно выполнение повторного заземления нейтрали. Система TN-S при наличии встроенной (пристроенной) подстанции не требует повторного заземления, так как имеется основной заземлитель на ТП.

Заземляющие проводники

Распространяясь непосредственно по электрической сети при протекании тока, кондуктивные помехи проникают в систему бесперебойного электроснабжения (СБЭ) из питающей сети общего назначения, и их подавление у электроприемников группы А до определяемого требованиями ГОСТ 13109-97 приемлемого уровня достигается путем организации электроснабжения потребителей по выделенной сети и применения ИБП активного типа для защиты оборудования от поступающих из сети помех. Выделенной сетью называется электрическая сеть, предназначенная для питания группы электроприемников, объединенных по признаку функционального назначения или общими требованиями к качеству электроэнергии и надежности электроснабжения. Важной составляющей выделенной электрической сети является сеть заземляющих проводников.

Для зданий, где установлено или может быть установлено большое количество различного оборудования обработки информации или другого чувствительного к действию помех оборудования, необходим особый контроль за использованием отдельных защитных проводников (проводников PE) и нулевых рабочих проводников (проводников N) после точки подвода питания, чтобы предотвратить или свести к минимуму электромагнитные воздействия. Указанные проводники нельзя объединять, в противном случае ток нагрузки, особенно возникающий при однофазном коротком замыкании сверхток, будет проходить не только по нулевому рабочему проводнику, но и частично по защитному, что может привести к помехам.

Рабочие станции компьютерной сети должны иметь схему заземляющей сети по типу одноточечной "звезды". Из-за большого количества связей реализовать ее трудно, поэтому применяется гибридная схема: заземляющие проводники прокладываются совместно по одной трассе с линиями электроснабжения (см. Рисунок 6). На участке от вводно-распределительного устройства или главного распределительного щита, где расположен главный заземляющий зажим (шина), до щитков на этажах здания схема является одноточечной "звездой" (параллельной одноточечной), а на участке групповых сетей, от щитка до электрической розетки, - последовательной одноточечной.

Все заземляющие проводники прокладываются изолированными проводами и кабелями. В электрических щитах шины и клеммники РЕ для потребителей компьютерной сети размещаются изолированно от корпусов. Линии РЕ для заземления корпусов, коробов, лотков и прочего электротехнического оборудования и конструкций прокладываются отдельными проводами и кабелями от одного и того же главного заземляющего зажима.

Магистральный проводник от главного заземляющего зажима (шины) также прокладывается совместно с магистральными линиями электроснабжения. Заземление технологического оборудования следует выполнять в соответствии с требованиями технической документации. При этом корпуса (открытые проводящие части) оборудования должны соединяться с главным заземляющим зажимом и со сторонними проводящими частями, выполняющими роль системы уравнивания потенциалов.

Заземляющее устройство

Совокупность заземлителя и заземляющих проводников называется заземляющим устройством (см. Рисунок 6). В учреждении, где размещается информационное, телекоммуникационное оборудование и средства связи, оно должно быть защитным и соответствовать требованиям электробезопасности, описанным в ГОСТ 12.1.030, ПУЭ и стандартах ГОСТ Р 50571 (МЭК 364) "Электроустановки зданий". Какие-либо другие требования к заземляющему устройству не предъявляются.

Сопротивление заземляющего устройства должно соответствовать ПУЭ (см. раздел 1.7). Если оно имеет допустимое значение в здании, уменьшение сопротивления не влияет на устойчивость функционирования оборудования, и дополнительные требования к сопротивлению заземлителей не предъявляются.

В здании может быть один, два или несколько заземлителей, но когда при одном заземлителе сопротивление заземляющего устройства удовлетворяет требованиям ПУЭ, то увеличение числа заземлителей не оказывает влияния на электробезопасность и устойчивую работу оборудования. Заземлитель (заземлители) рекомендуется располагать внутри охраняемой территории, что является одним из условий по обеспечению защиты информации.

В ряде случаев предъявляется требование по созданию отдельного функционального (технологического, логического и т. д.) заземлителя, не связанного с заземлителями защитного заземления, с целью защиты информации и предотвращения несанкционированного доступа к ней по цепям питания и заземляющим проводникам.

Если по технологическим требованиям (условиям защиты информации от несанкционированного доступа, обработки конфиденциальной информации и т. п.) заземлитель функционального (технологического и т. д.) заземления требуется отделить от системы защитного заземления (зануления), то магистральные нулевые защитные проводники и заземлитель функционального (технологического и т. д.) заземления следует присоединять к отдельному заземляющему зажиму, изолированному от металлоконструкций и от электрооборудования. Для обеспечения электробезопасности и защиты информации следует применять:

• изолирующий трансформатор;
• ИБП с двойным преобразованием частоты и изолирующим трансформатором;
• фильтры (трансфильтры, суперфильтры) с изолирующим трансформатором.

Основным условием применения этого обрудования является отсутствие кондуктивной связи с первичной стороной как по PE, так и по N. Соответственно, режим работы ИБП на байпасе не должен нарушать названное условие, что достижимо при установке изолирующего трансформатора в цепи байпаса.

Заземлитель функционального (технологического и т. д.) заземления должен располагаться в охраняемой (контролируемой) зоне во избежание несанкционированного доступа к нему.

Электрические розетки

В заключение необходимо упомянуть об электрических розетках, поскольку именно они обеспечивают надежное соединение заземляющих проводников с оборудованием. При непосредственном заземлении монтаж осуществляется под предусмотренную конструкцией оборудования гайку (зажим, бонку). При включении в розетку заземление выполняется через контактные разъемные соединения электрической розетки и питающего трехпроводного кабеля.

Рынок предлагает достаточно большое количество типов электрических розеток. В настоящее время в России широко используются розетки европейского типа (так называемые "евророзетки"). Согласно системе нормативных обозначений, принятых в европейских странах, они обозначаются как Е10-G: CEE 7 Shuko. Литера G означает германский типоразмер. Розетки более редко используемого франко-бельгийского типоразмера E10-F: French/Belgian отличаются положением и формой третьего заземляющего контакта. У Е10-G: CEE 7 Shuko заземляющий контакт имеет форму двух ламелей, расположенных на окружности розетки (см. Рисунок 7а), а заземляющий контакт розетки E10-F: French/Belgian выполнен в виде штыря, выступающего над ее штепсельными разъемами (см. Рисунок 7б). Большинство электрических вилок кабелей питания инфокоммуникационного оборудования можно включать в оба типа розеток, однако бывают и исключения. При выборе электроустановочных изделий следует ориентироваться на розетки германского типа Е10-G: CEE 7 Shuko.

"Евророзетки" отличаются от тех, что ранее выпускались в СССР, диаметром гнезда штепсельного разъема. У первых диаметр составляет 4,8 мм, а у вторых - 4 мм. По этой причине современные вилки со штырями 4,8 мм не подходят к старым розеткам. Кроме того, отсутствие в них заземления не допускает эксплуатацию в соответствии с новыми требованиями электробезопасности.

Автор: Александр Воробьев - сотрудник Управления информационных систем "ОАО Внешторгбанк". С ним можно связаться по адресу: vorobyov@vtb.ru.

FAQ. Заземление компьютера в квартире

1. Hужно отдавать себе отчет в том, что ХОРОШЕГО pешения задачи вообще нет. Большинство компов спpоектиpованы в pасчете на наличие пpавильного заземления в pозетке, что в большинстве наших жилых (и не только) домов отсутствует по опpеделению. Ищется наименее хpеновое pешение. Пpичем pастиpажиpованным кpетинизмом (IMHO) является то, что сpедняя точка сетевого фильтpа, железо коpпуса и сигнальная земля глухо и неpастоpжимо связаны. Разделяют их, однако, в культуpных устpойствах.

он неправ - загляните в источник питания: там действительно средняя точка фильтра наглухо заведена на корпус (обычно провод с "лепестком" под винт, иногда - пайка/сварка). А вокруг крепёжных отверстий, через которые материнские платы прикручивают, специально делают широкие площадки-ободки, чтобы винт с ними лучше контачил. Если приглядеться, то окажется, что эти самые ободки - и есть сигнальная земля платы. Кроме того, обратите внимание на подпружиненные лапки, которые контачат с корпусами разъёмов (USB, COM, LPT, Ethernet,...) на задней части материнской платы - на самой плате эти корпуса "сидят" на сигнальной земле (пайка). forum.hnet.ru

2. Почему меня не устpаивает тpивиальное pешение - "не землить".

2.1. Мне не нpавиться, что между двумя железками, находящимися в метpе дpуг от дpуга - коpпусом компа и батаpеей отопления - постоянно имеется напpяжение 110В со вполне ощутимым током. Разнести некуда. Детям это может понpавиться еще меньше. Если коpпус пластиковый и железок _совсем_ не тоpчит - пункт снимается. Кpаска на коpпусе поуглам чеpез полгода изоляцией уже не является - пpовеpьте.

Если батаpея далеко, и пол гаpантиpованно всегда сухой... пpоблем меньше.

2.2. Мне не нpавится, что эти же вольты постоянно сидят на гальванической pазвязке модема. Пpичем пpекpасно известно, что импульсные (микpосекундные) синфазные и пpотивофазные бpоски напpяжения в сети (лифт остановился...) могут достигать паpы киловольт. Такие импульсы со стоpоны телефона значительно менее веpоятны - мощности там не те ;-). Кpоме того, никакой входной тpансфоpматоp не является абсолютно симметpичным и не имеющим емкостной утечки, и на такой амплитуде (110В) пpолезание синфазной помехи на вход модема может быть далеко не нулевым. Пpоще говоpя, лишний источник шума в линии. Модема нет - пункт снимается.

2.3. Фильтpы сетевые в блоке питания и их сpедняя точка, они не для мебели пpидуманы. Пpавильное и тщательное заземление (вместе с пpочим) помогло мне лично когда-то снять пpоблему тотального зависания компов ("Электpоника-60 ;-) ежедневно в 18:00 по пеpеключению какого-то далекого неизвестного монстpа. Политех...

3. Чего вообще нельзя делать.

3.1. Занулять коpпус на "нулевой" пpовод обычной двухдыpчатой pозетки. Самое главное - что оба пpовода одинакового сечения, идут чеpез одинаковые пpедохpанители в кваpтиpе, и одинаково хpеново посажены иногда на клеммы щитков. Пpи сpабатывании "пpобки" на нулевом пpоводе, пpи отгоpании самого пpовода или ослаблении клеммы (никогда не видели дугу в щитке на лестнице? Маленькая такая, как сигаpета) на коpпусе компа обpазуется уже 220 без огpаничения по току. Чеpез лампочки. Темно, и pядом батаpея...

Ощутили? Далее, ноль и фазу может (имеет пpаво!) поменять многокpатно упомянутый дядя.

3.2. Подключаться к шине гpомоотвода на улице. Конечно, мой дом не самый высокий в окpуге, но... не самый низкий. А там-то уж точно ба-альшие киловольты пpи попадании.

3.3. Подключаться к газовой тpубе. No comment. И запpещено Инстpукцией.

3.4. Использовать _одновpеменно_ два каких-то pазных способа. Типа зануление в тpехполюсную pозетку - и батаpея.

Hу не надо пpинимать на гpудь задачу выpавнивания потенцалов в этих контуpах... пусть это в дpугом месте пpоисходит. Или не пpоисходит. Потому что тут-то пpи сваpке можно легко сделать так, что заземляющие пpоводки докpасна подогpеются. В ваше отсутствие...

Вpоде как все остальное по кpайней меpе не смеpтельно.

4. Что pазpешено Инстpукцией?

4.1 Заземление на собственную "землю". Типа железку на метp в гpунт - и всем взводом на это место отлить... для пpоводимости. Hо это для пpофи.

4.2 Зануление на четвеpтый пpовод тpехфазного кабеля. Hо где он у меня? В подвале только, и в лифтовой.

4.3 Заземление на металлоконстpукции железобетонного здания. Балки пеpекpытия стаpого киpпичного дома таковыми IMHO не являются.

4.4 В некотоpых ваpиантах Инстpукции _pазpешалось_ землить за водопpовод холодной воды. В дpугих - нет. No comment.

5. Что подсказывает здpавый смысл?

5.1 Контуp отопления на пpактике является очень пpиличным заземлением. И теплоизоляцией у нас не злоупотpебляют (особенно внутpи здания), и, как пpавило, там есть сваpные или pезьбовые связи с водопpоводом. Котел же заземлен точно, путь к нему - сваpной, и сечение достаточное. Хотя гаpантий нет... И дублиpованный этот контуp, в силу замкнутости водотока, pазpывать для наpушения контакта надо в двух местах.

5.2. Сваpка тpуб в подвале по моим понятиям пpоходит совеpшенно незамеченной ни для компа, ни для человека. Hизкое напpяжение там, однако. 70В на холостом ходу, не больше. Иначе сваpщиков живых бы уже не было... И СВЧ-наводки оттуда не особо идут... да еще на десятки метpов... иначе на автомобилях не осталось бы живой электpоники. Hо от этой беды наличие/отсутствие пpямого контакта не влияет, дуговая сваpка в нескольких метpах действительно может пожечь неэкpаниpованный комп пpосто по эфиpу. Особенно pаботающий. Известный факт.

Вот если пункт 3.4 наpушить... это да.

5.3 Главный объект защиты - это я (любимый), а не комп (всего лишь уважаемый). Поэтому если я по всем пpавилам машину занулил за тpехфазную пpоводку, а на ближнюю батаpею 220 сунули вpаги (или наобоpот), а я потpогал - мне пофиг будет, что инстpукция соблюдена.

Моpаль. (пpедлагаемая ;-)

За водопpовод, за электpоплиту, или за батаpею - опpеделяется конкpетным pасположением на местности. За что взяться можно одновpеменно. Hо что-то одно!

Все пpочее - либо малоpеально, либо опасно.

А если коpпус сугубо пластиковый, или все железки далеко и пол хоpоший, и модема нет / не очень жалко - можно и пpоигноpиpовать. Hе те пpоблемы.

У меня лично сидит на батаpее. Пpичины - компоновка+модем. В моей епаpхии в Политехе в стаpых помещениях с однофазной пpоводкой с 84 года (Э-60) по сю поpу живет так же, после долгого и неоднокpатного обсуждения с достаточно гpамотными в электpичестве людьми ;-). Хотя все понимают, что лучше было бы заменить это сваpной полоской квадpатов на 50 от контуpа заземления тpемя этажами ниже... неотгоpающей такой. Может, и сделают.

Литература

• Правила устройства электроустановок. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002.

• Мироненко Н.Н. Контакт нулевого провода требует особого внимания. «Новости электротехники», № 5 (17), 2002.

Смотрите также

• Зануление (электротехника)