Пуэ системы заземления: что такое заземление,правильное заземление, устройство заземления,нормы заземления,теория заземления,заземление оборудования,устройство защитного заземления,системы заземления

Содержание

что такое заземление,правильное заземление, устройство заземления,нормы заземления,теория заземления,заземление оборудования,устройство защитного заземления,системы заземления

В России основным документом, регламентирующим требования к заземлению и его устройству, являются ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК (ПУЭ). В настоящий момент актуальны ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА ЭЛКТРОУСТАНОВОК издание седьмое. Утверждены Приказом Минэнерго России от 08.07.2002 №204.

Пункт 1.7.28 ПУЭ Издание, 7 гласит:

Заземление – преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.


Заземляющее устройство (заземление) может быть как одним вертикальным электродом (например из модульного заземления) погруженным в землю на определенную глубину ( в зависимости от требуемого значения сопротивления), так и представлять из себя совокупность вертикальных и горизонтальных заземлителей: 

 

Из представленной картинки  видно, что заземляющее устройство (ЗУ) состоит из заземлителя и заземляющего проводника.

Заземлитель – проводящая часть или совокупность  соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землёй. Или простыми словами – часть заземляющего устройства находящихся в земле – это могут быть стальные уголки, модульное заземление в виде стальных штырей с медным покрытием, трубы отопления, обсадные трубы скважин.

 

Допустимые материалы и формы заземлителей и заземляющих проводников согласно ПУЭ 7:


Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (стальными или с медным покрытием) и/или совокупностью вбитых стальных уголков в форме определенной геометрической фигуры (треугольник, квадрат, линия и т.д.)

Заземлители делятся на искусственные и естественные.

·         Искусственные заземлители – это заземлители выполняемые специально в целях заземления людьми.

·         Естественные заземлители – это металлические объекты, находящиеся в контакте с землей, которые могут быть использованы в целях заземления: водопроводные трубы, обсадные трубы скважин и т.

д. Использование естественных заземлителе также регламентируются Правилами Эксплуатации электроустановок (ПУЭ изд. 7).

Заземляющий проводник – проводник, соединяющий заземляемую часть с заземлителем. Это могут быть стальные пластины, оцинкованные стальные пластины, медные кабеля сечением в соответствии с нормативными документами.

Ниже представлены пункты ПУЭ издание 7 нормирующие величину площади сечения защитных проводников в зависимости от площади сечения фазных проводников и некоторые особенности:


Качество заземления определяется значением сопротивления растеканию электрического тока. Чем сопротивление заземляющего устройства ниже, тем качество лучше. Сопротивление ЗУ можно снизить, увеличивая глубину и/или количество электродов в заземляющем устройстве, тем самым увеличивая площадь растекания тока, а так же можно снизить сопротивление ЗУ повышением концентрации солей в грунте.

Требуемое значение сопротивления в конкретном случае нормируется требованиями ПУЭ либо производителями оборудования, которое требует заземления в процессе эксплуатации.

Пункты ПУЭ издание 7 нормирующие сопротивление заземляющих устройств:


 

РАЗНОВИДНОСТИ СИСТЕМ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

 

ГОСТ Р 50571.2-94 «Электроустановки зданий. Часть 3. Основные характеристики» регламентирует следующие системы заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT.

 

В данном материале мы рассмотрим TN и TT системы, как наиболее часто встречающиеся на практике в нашей стране. Система IT, в которой нейтраль источника питания изолирована от земли или заземлена  через приборы или устройства, имеющие большое сопротивление, применяется, как правило, в электроустановках зданий и сооружений специального назначения.

·         система TN – система, в которой нейтраль источника питания глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухо заземлённой нейтари источника посредством нулевых защитных проводников. Т.е. все разновидности систем заземления с маркировкой TN подразумевают то, что на подстанции нейтраль соединена с заземляющим устройством, тем самым в нейтрали (отходящей от источника) соединены функции нулевого рабочего и нулевого защитного проводника (обозначается как PEN).

Далее систему TN можно разделить по признаку того как нулевой рабочий проводник (N) и нулевой защитный проводник (PE) доставляется потребителю на подсистемы – TN-C, TN-S, TN-C-S;

·         система TN-C – система TN, в которой нулевой защитный (РЕ) и нулевой рабочий (N) совмещены в одном проводнике на всем её протяжении. Простым языком это означает, что потребителю в случае 3-х фазного подключения приходит 4-х жильный кабель (3 фазы и ноль) и 2-х жильный кабель в случае однофазного подключения (1 фаза и ноль).

Основной  и опасный недостаток системы в том, что при обрыве нуля возможно появление линейного напряжения на корпусах электроустановок. До сих пор может встречаться в нашей стране;

 

·         система TN-S (пришла на смену системе TN-C в 1930 гг.) – система TN, в которой нулевой защитный (РЕ) и нулевой рабочий (N) проводники разделены на всем ее протяжении. Простым языком это означает, что к потребителю от подстанции в случае трехфазного подключения приходит 5-ти жильный кабель (3 фазы, ноль и «земля»), в случае однофазного подключения 3-х жильный кабель ( фаза, ноль, «земля») – нулевой рабочий проводник (N) и нулевой защитный проводник (PE) разделялись на подстанции, а заземление на подстанции представляет сложную конструкцию из металлической арматуры. При такой системе обрыв рабочего ноля не приводит к появлению линейного напряжения на корпусах электроустановок;


·         система TN-C-S (можно назвать ее частным случаем системы TN-S) – трансформаторная подстанция имеет непосредственную связь  токопроводящих частей с землёй и наглухо заземленную нейтраль , на линии (участок от подстанции до потребителя) же в какой-то части нулевой рабочий (N) и защитный (PE) проводники объединены в проводнике PEN, а начиная с какой-то точки происходит их разделение на N (нулевой рабочий проводник) и РЕ (защитный проводник). Например: на участке  от подстанции до ввода в здание потребителя  применяется совмещенный нулевой рабочий (N) и защитный (PE) обозначаемый PEN, т.е применяется система TN-C, а при вводе в здание производится разделение PEN на рабочий нулевой проводник (N) и защитный (PE) далее по зданию до распределительного щита идут уже жила- фаза, жила - «чистый» ноль и жила -«чистая» земля, т.е. система TN-S. Вероятно из-за такой трансформации получилось TN-C-S. Есть случаи, когда разделение происходит в вводно распределительном устройстве (ВРУ) внутри здания.


В случае организации TN-C-S для частного дома необходимо производить разделение PEN на N и PE в щите учета (перед вводом в дом, как правило, эти щиты  расположены на столбах, если идет воздушная линия или стоят на земле около участка, в случае, если идет линия в земле) до счетчика и вводного автомата, при чем разделение PEN должно происходить без разрыва этого проводника с использованием прокалывающего зажима, либо использовать Н-образную шину разделения PEN на N и PE c надежными болтовыми соединениями проводников ( в этом случае будет разрыв PEN, но при таком соединении разрыв допустим)

 

 
Н-образная шина разделения проводника PEN

 
Схема разделения проводника PEN с помощью Н-образной шины
 перед вводом в дом


ПЭЭП!!!!

В соответствии с ПУЭ 7, система TN-C-S является основной и рекомендуемой системой.

При организации системы TN-C-S, ПУЭ требуют соблюдения ряда мер по недопущению разрушения PEN, а также повторных заземлений PEN  воздушной линии по столбам через определенное расстояние (от 40 до 200 метров в зависимости от количества грозовых часов в году на определённой местности).

Достоинства: возможность обнаружения КЗ фазы на корпус оборудования простыми автоматами и практически пожаробезопасная .

Недостатки: при повреждении ноля на линии до разделения возникает ситуация, когда под фазным напряжением оказываются заземленные корпуса оборудования, что представляет опасность для человека и никакая автоматика не сможет разорвать цепь, так как PE после разделения идет в обход всех автоматических выключателей.  Внутри помещения это решается системой уравнивания потенциалов (СУП) – все металлические части объекта соединяются с главной шиной заземления (ГЗШ), на которую также заведен проводник от местного заземляющего устройства.

В результате если произойдет обрыв ноля на линии и в доме все заземленные корпуса оборудования будут под фазным напряжение, то под таким же напряжением окажутся и все металлические части дома, следовательно разности потенциалов между ними не будет и при одновременном касании человека металлических частей дома и заземленных корпусов оборудования, приборов находящимся под напряжением(из-за аварии на линии)  поражения электрическим током не будет.
В случае когда нет возможности соблюсти условия организации системы TN-C-S обозначенные выше, ПУЭ рекомендуют систему заземления TT.

 

·         Система ТТ – система с трансформаторной подстанцией, которая имеет непосредственную связь токоведущих частей с землей. Все открытые проводящие части электроустановки потребителя имеют непосредственную связь с землей через заземлитель, независимый от заземлителя нейтрали трансформаторной подстанции. Т.е. к потребителю приходит, например, система TN-C (нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) совмещены), а электроустановка потребителя имеет свое независимое (не имеющее связи с PEN) заземление.


Достоинства:  разрушение нуля никак не влияет на

PE, т.е. при разрушении нуля на линии линейного напряжения не будет на заземленных корпусах оборудования;
Недостатки: основным недостатком системы ТТ является невозможность для обычного автомата отследить КЗ фазы на корпус оборудования.

ПУЭ рекомендуют систему заземления ТТ только как «дополнительную», только при условии того, что нет возможности соблюсти условия организации системы TN-C-S.
Тем не менее в сельской местности довольно часто встречаются системы заземления ТТ из-за низкого качества большинства воздушных линий. Если в частный дом с столба приходят пара неизолированных проводов  – это именно такой случай и сделать правильную, удовлетворяющую всем требованиям ПУЭ TN-C-S никак не удастся.

 

ВАЖНОЕ ТРЕБОВАНИЕ К ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ TT – ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ УЗО. Как правило устанавливают вводное УЗО с током утечки 300-100 мА, для отслеживания КЗ между фазой и PE (это необходимо для предотвращения пожара в щите, а в последствие в доме), а за ним для каждой конкретной цепи в доме с утечкой 30-10мА(для защиты людей от поражения электрическим током.

Системы заземления TN-S, TN-C, TNC-S, TT, IT – ГОСГОРПРОМНАДЗОР

При проектировании, монтаже и эксплуатации электроустановок, промышленного и бытового электрооборудования, а также электрических сетей освещения, одним из основополагающих факторов обеспечения их функциональности и электробезопасности является точно спроектированное и правильно выполненное заземление. Основные требования к системам заземления содержатся в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ). В зависимости от того, каким образом, и с каким заземляющими конструкциями, устройствами или предметами соединены соответствующие провода, приборы, корпуса устройств, оборудование или определенные точки сети, различают естественное и искусственное заземление.

Естественными заземлителями являются любые металлические предметы, постоянно находящиеся в земле: сваи, трубы, арматура и другие токопроводящие изделия. Однако, ввиду того, что электрическое сопротивление растеканию в земле электротока и электрических зарядов от таких предметов плохо поддается контролю и прогнозированию, использовать естественное заземление при эксплуатации электрооборудования запрещается. В нормативной документации предусмотрено использование только искусственного заземления, при котором все подключения производятся к специально созданным для этого заземляющим устройствам.

Основным нормируемым показателем, характеризующим, насколько качественно выполнено заземление, является его сопротивление. Здесь контролируется противодействие растеканию тока, поступающего в землю через данное устройство — заземлитель. Величина сопротивления заземления зависит от типа и состояния грунта, а также особенностей конструкции и материалов, из которых изготовлено заземляющее устройство. Определяющим фактором, влияющих на величину сопротивления заземлителя, является площадь непосредственного контакта с землей составляющих его пластин, штырей, труб и других электродов.

Основным документом, регламентирующим использование различных систем заземления, является ПУЭ,, разработанные в соответствии с принципами, классификацией и способами устройства заземляющих систем, утвержденных специальным протоколом Международной электротехнической комиссии (МЭК). Сокращенные названия систем заземления принято обозначать сочетанием первых букв французских слов: «Terre» — земля, «Neuter» — нейтраль, «Isole» — изолировать, а также английских: «combined» и «separated» – комбинированный и раздельный.

  • T — заземление.
  • N — подключение к нейтрали.
  • I — изолирование.
  • C — объединение функций, соединение функционального и защитного нулевых проводов.
  • S — раздельное использование во всей сети функционального и защитного нулевых проводов.

В приведенных ниже названиях систем искусственного заземления по первой букве можно судить о способе заземления источника электрической энергии (генератора или трансформатора), по второй – потребителя. Принято различать TN, TT и IT системы заземления. Первая из которых, в свою очередь, используется в трех различных вариантах: TN-C, TN-S, TN-C-S. Для понимания различий и способов устройства перечисленных систем заземления следует рассмотреть каждую из них более детально.

  1. Системы с глухозаземлённой нейтралью (системы заземления TN)

Это обозначение систем, в которых для подключения нулевых функциональных и защитных проводников используется общая глухозаземленная нейтраль генератора или понижающего трансформатора. При этом все корпусные электропроводящие детали и экраны потребителей следует подключить к общему нулевому проводнику, соединенному с данной нейтралью. В соответствии с ГОСТ Р50571.2-94 нулевые проводники различного типа также обозначают латинскими буквами:

  • N — функциональный «ноль»;
  • PE — защитный «ноль»;
  • PEN — совмещение функционального и защитного нулевых проводников.

Построенная с использованием глухозаземленной нейтрали, система заземления TN характеризуется подключением функционального «ноля» — проводника N (нейтрали) к контуру заземления, оборудованному рядом с трансформаторной подстанцией. Очевидно, что в данной системе заземление нейтрали посредством специального компенсаторного устройства — дугогасящего реактора не используется. На практике применяются три подвида системы TN: TN-C, TN-S, TN-C-S, которые отличаются друг от друга различными способами подключения нулевых проводников «N» и «PE».

Система заземления TN-C

Как следует из буквенного обозначения, для системы TN-C характерно объединение функционального и защитного нулевых проводников. Классической TN-C системой является традиционная четырехпроводная схема электроснабжения с тремя фазными и одним нулевым проводом. Основная шина заземления в данном случае – глухозаземленная нейтраль, с которой дополнительными нулевыми проводами необходимо соединить все открытые детали, корпуса и металлические части приборов, способные проводить электрический ток.

Данная система имеет несколько существенных недостатков, главный из которых – утеря защитных функций в случае обрыва или отгорания нулевого провода. При этом на неизолированных поверхностях корпусов приборов и оборудования появится опасное для жизни напряжение. Так как отдельный защитный заземляющий проводник PE в данной системе не используется, все подключенные розетки земли не имеют. Поэтому используемое электрооборудование приходится занулять – соединять корпусные детали с нулевым проводом. .

Если при таком подключении фазный провод коснется корпуса, из-за короткого замыкания сработает автоматический предохранитель, и опасность поражения электрическим током людей или возгорания искрящего оборудования будет устранена быстрым аварийным отключением. Важным ограничением при вынужденном занулении бытовых приборов, о чем следует знать всем проживающим в помещениях, запитанных по системе TN-C, является запрет использования дополнительных контуров уравнивания потенциалов в ванных комнатах.

В настоящее время данная система заземления сохранилась в домах, относящихся к старому жилому фонду, а также применяется в сетях уличного освещения, где степень риска минимальна.

Система TN-S

Более прогрессивная и безопасная по сравнению с TN-C система с разделенными рабочим и защитным нолями TN-S была разработана и внедрена в 30-е годы прошлого века. При высоком уровне электробезопасности людей и оборудования это решение имеет один, но достаточно очень существенный недостаток — высокую стоимость. Так как разделение рабочего (N) и защитного (PE) ноля реализовано сразу на подстанции, подача трехфазного напряжения производится по пяти проводам, однофазного — по трем. Для подключения обоих нулевых проводников на стороне источника используется глухозаземленная нейтраль генератора или трансформатора.

В ГОСТ Р50571 и обновленной редакции ПУЭ содержится предписание об устройстве на всем ответственных объектах, а также строящихся и капитально ремонтируемых зданиях энергоснабжения на основе системы TN-S, обеспечивающей высокий уровень электробезопасности. К сожалению, широкому распространению и внедрению системы TN-S препятствует высокий уровень затрат и ориентированность российской энергетики на четырехпроводные схемы трехфазного электроснабжения.

Система TN-C-S

С целью удешевления оптимальной по безопасности, но финансово емкой системы TN-S с разделенными нулевыми проводниками N и PE, было создано решение, позволяющее использовать ее преимущества с меньшим бюджетом, незначительно превышающим расходы на энергоснабжение по системе TN-C. Суть данного способа подключения состоит в том, что с подстанции осуществляется подача электричества с использованием комбинированного нуля «PEN», подключенного к глухозаземленной нейтрали. Который при входе в здание разветвляется на «PE» – ноль защитный, и еще один проводник, исполняющий на стороне потребителя функцию рабочего ноля «N».

Данная система имеет существенный недостаток — в случае повреждения или отгорания провода PEN на участке подстанция — здание, на проводнике PE, а, следовательно, и всех связанных с ним корпусных деталях электроприборов, появится опасное напряжение. Поэтому при использовании системы TN-C-S, которая достаточно распространена, нормативные документы требуют обеспечения специальных мер защиты проводника PEN от повреждения.

Система заземления TT

При подаче электроэнергии по традиционной для сельской и загородной местности воздушной линии, в случае использования здесь небезопасной системы TN-C-S трудно обеспечить надлежащую защиту проводника комбинированной земли PEN. Здесь все чаще используется система TT, которая предполагает «глухое» заземление нейтрали источника, и передачу трехфазного напряжения по четырем проводам. Четвертый является функциональным нолем «N». На стороне потребителя выполняется местный, как правило, модульно-штыревой заземлитель, к которому подключаются все проводники защитной земли PE, связанные с корпусными деталями.

При таком способе устройства заземления обязательным условием является наличие приборов защитного отключения, а также осуществление технических мер грозозащиты.

 

  1. Системы с изолированной нейтралью

Во всех описанных выше системах нейтраль связана с землей, что делает их достаточно надежными, но не лишенными ряда существенных недостатков. Намного более совершенными и безопасными являются системы, в которых используется абсолютно не связанная с землей изолированная нейтраль, либо заземленная при помощи специальных приборов и устройств с большим сопротивлением. Например, как в системе IT. Такие способы подключения часто используются в медицинских учреждениях для электропитания оборудования жизнеобеспечения, на предприятиях нефтепереработки и энергетики, научных лабораториях с особо чувствительными приборами, и других ответственных объектах.

Система IT

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

 

 

 

Надежное заземление — гарантия безопасности

Все существующие системы устройства заземления предназначены для обеспечения надежного и безопасного функционирования электрических приборов и оборудования, подключенных на стороне потребителя, а также исключения случаев поражения электрическим током людей, использующих это оборудование. При проектировании и устройстве систем энергоснабжения, необъемлемыми элементами которых является как функциональное, так и защитное заземление, должна быть уменьшена до минимума возможность появления на токопроводящих корпусах бытовых приборов и промышленного оборудования напряжения, опасного для жизни и здоровья людей.

Система заземления должна либо снять опасный потенциал с поверхности предмета, либо обеспечить срабатывание соответствующих защитных устройств с минимальным запаздыванием. В каждом таком случае ценой технического совершенства, или наоборот, недостаточного совершенства используемой системы заземления, может быть самое ценное – жизнь человека.

Современные системы заземления

Заземление является неотъемлемой частью всех энергетических систем. Представляет собой основную меру предотвращения поражения электротоком. Электрическая сеть с использованием защитного заземления обеспечивает безопасность:

  • человека при обслуживании электроустановок;
  • работы электроприборов.

Процесс сооружения контура заземления

Для обеспечения стабильной работы электросетей необходимо знать, какая система заземления должна быть внедрена в каждом конкретном случае.

Системы заземления, виды, особенности и требования к ним описаны в Правилах устройства электроустановок.

По способу действия разделяют на два типа:

  • Естественное. Стационарные металлоконструкции, заглубленные в землю постоянно (железобетонные фундаменты строений и др.). Регулировать величину сопротивления таких ЗУ невозможно, поэтому их применение в качестве единственного заземления электроустановок недопустимо.
  • Искусственное. Намеренное соединение электрооборудования с заземляющим устройством.

Устройство ЗУ


Все ЗУ состоят из: заземлителя (одной металлоконструкции либо сложной системы), контура, заземляющего проводника (ЗП), который соединяет электроустановку с контуром.

Проверка величины сопротивления контура

Заземлителем называется токопроводящая часть – множество соединенных между собой проводников, которые имеют прямой контакт с землей. Выполняется из стали либо из меди.

Нормы для отдельно взятых электроустановок регламентируется действующим ПУЭ. Качество системы заземления определяется величиной сопротивления (чем ниже значение, тем эффективнее система).

Повышают величину сопротивления растеканию тока путем увеличения площади электродов, уменьшением сопротивления грунта (забивание дополнительных электродов, увеличение глубины заложения ЗУ) и др.

Классификация искусственного заземления


  1. ЭУ до 1 кВ:
  • с изолированной нейтралью;
  • с глухозаземленной нейтралью.
  1. ЭУ выше 1 кВ:
  • с глухозаземленной (эффективно заземленной) нейтралью,
  • с изолированной (заземленной) на дугогасящий реактор нейтралью.

Применение каждой системы зависит от особенностей электросети, количества и характера электроустановок и др. Выбор типа сети для электроустановок устанавливает местная энергоснабжающая организация (в техусловиях обязательно указывается тип системы заземления).

Системы заземления в сетях до 1 кВ

  • TN-сеть с глухозаземленной нейтралью – заземляющий контур соединен непосредственно с нулем на ПС. ЭУ соединены с нейтралью на трансформаторе нулем.

TN-система с глухозаземленной нейтралью

Условие работоспособности данного вида заземления – величина тока между токопроводящей частью и фазой при КЗ должна быть больше, чем номинальный ток срабатывания коммутационного аппарата за допустимое время.

Системы TN разработаны для защиты оборудования при случайном прикосновении к поверхности неисправной изоляции.

Преимущества:

  • При повреждении целостности изоляционных покрытий (при возникновении больших токов) срабатывает защита.
  • При повреждении оборудования образуются низкие величины напряжения на токопроводящих частях, что уменьшает вероятность поражения электротоком.

Различают подвиды TN-системы:

  • TN-С. Подвид системы с глухозаземленной нейтралью, в которой защитный и рабочий ноль совмещен в PEN-проводнике по всей длине линии электропередачи (защитное зануление).
  • TN-S. В таком исполнении защитный и рабочий ноль электросети разделен по всей ее длине. Является наиболее безопасной, но и дорогостоящей системой. Редко применяется для электроустановок, удаленных от источника питания сети (в виду большого удорожания строительства).
  • TN-С-S – подвид системы с глухозаземленной нейтралью. Является гибридом TN-С и TN-S систем, т.е. совмещение PE- и N-проводников происходит лишь на части ЛЭП. Обычно совмещение происходит до вводно-учетного устройства электроустановок. Является самым популярным видом, т.к. обеспечивает высокую надежность работы энергосистемы по разумной цене.

Применение УЗО в системе TN-С-S

Разновидность выбирают в зависимости от конкретных условий.

Какую систему выбрать?

В бытовых сетях целесообразно применение системы с глухозаземленной нейтралью (TN).

Применение TN-С-заземления запрещено, поэтому при модернизации старых электропроводок выбирают TN-С-S и TN-S исполнения. Т.к. сооружение TN-S требует значительных капиталовложений, TN-С-S остается самой применяемой из сопоставления цены и качества.

IT-система (изолированная нейтраль). Ноль имеет заземление через приборы с большим сопротивлением. В настоящее время применяется редко.

TT-система (заземленная нейтраль). Является лучшим решением для заземления мобильных электроустановок (бытовки, строительные вагончики и др.). В схеме обязательно наличие УЗО и контура заземления с сопротивлением 4 Ом для сетей 0,4 кВ.

Система ТТ – лучший вариант для заземления мобильных электроустановок

Рабочий ноль в данной системе имеет заземление, а токопроводящие части заземлены независимым контуром заземления (не связанным с нулем).

При модернизации старых систем заземления существует вероятность некоторых трудностей. Потенциал может находиться на поверхности электроприборов при отгорании нулевого проводника и образовавшегося перекоса фаз. При ошибочном подключении фазного провода вместо нулевого, также может находиться потенциал на поверхности приборов.

В частном доме заменить TN-С проводку на TN-С-S не составит труда. Необходимо соорудить эффективный контур заземления и правильно подключить его к проводке (к ШВУ). В многоквартирных домах переделывать схему таким образом запрещено.

Модернизация сети в частном доме

Если в бытовой электросети не предусмотрен контур заземления, то соединение защитного и рабочего нуля запрещено. В схемы для предотвращения  поражения электротоком человека следует включать электроустройства защитного отключения или дифференциальные автоматы.

При модернизации сети следует сооружать TN-С-S-систему, а домашнюю проводку прокладывать медным трехжильным кабелем типа ВВГнг (не распространяющим горение).

Для защиты электросети необходимо применять устройства защитного отключения нескольких уровней: общедомового на 100 или 300 мА для предотвращения пожаров, групповые и отдельные УЗО на 30 мА, и УЗО на 10 мА для защиты от поражения электротоком в детских комнатах и помещениях с повышенной влажностью.

Устройство защитного отключения

Принцип работы системы заземления


Работает за счет:

  • стабилизации напряжения до условно безопасной величины;
  • установки устройства защитного отключения;
  • для электросетей с глухозаземленной нейтралью срабатывание защиты при попадании фазы на заземленный элемент.

Наиболее работоспособным является применение системы заземления в совокупности с устройством защитного отключения. При такой схеме аварийный участок электросети отключается за кратчайшее время. Также в цепи не наблюдается возникновение опасных потенциалов.

Системы заземления при неисправности сети


Наиболее часто встречающаяся неисправность – возникновение фазного напряжения на корпусе электрооборудования из-за нарушения целостности защитных кожухов. При наличии импульсных источников вторичного электропитания при отсутствии защитного заземления на корпусах приборов может находиться напряжение. Защиту от поражения электротоком в таких случаях можно произвести различным присоединением приборов к электропроводке.

Типы присоединения электроприборов к сети:

  • Есть заземление, отсутствует устройство защитного отключения. При протекании больших токов срабатывает расцепитель. Не является мерой, полностью обеспечивающей защиту организма от поражения электрическим током. При больших значениях номинального тока коммутационных аппаратов (25 А, например) на предохранителях при обычном сопротивлении (4 Ом), потенциал может составлять 0,1кВ, что является смертельно опасным.
  • В сети нет заземления, но присутствует УЗО (ДА). При протекании потенциала на поверхности прибора, УЗО сработает лишь в том случае, если в цепи появится ток утечки (прикосновение к неисправному устройству). Пострадавший получает удар током от 10 до 30 мА на время срабатывания УЗО.
  • Есть заземление и устройство защитного отключения. Является наиболее безопасной схемой, т.к. при возникновении потенциала электроток идет по заземляющему проводнику в землю. При этом происходит немедленное срабатывание УЗО (на отходящей линии, группового или на вводе в дом). При этом, если какой-нибудь элемент выйдет из строя, электросеть будет частично исправна.

Наиболее часто встречающиеся ошибки в реализации систем заземления:

  • Использование непредназначенных для заземления PE-проводников. Применение в качестве заземляющего проводника металлических труб недопустимо, т.к. в инженерных системах часто используют вставки из пластиковых трубопроводов. Кроме этого, соединение труб может быть неисправно из-за коррозии или на участке инженерной сети могут проводиться ремонтные работы, что приводит к неэффективности СУП и вероятности поражения электрическим током при прикосновении к токопроводящим поверхностям.
  • Объединение PE- и N-проводников на недопустимых для этого участках (за точкой разделения). Это приводит к беспричинным отключениям УЗО, а также присутствию токов на PE-проводнике.
  • Разделение PEN-проводника в бытовой электросети, т.к. PE-проводник все равно остается связанным с рабочей нулевой жилой – сохраняется фазный потенциал, который также может присутствовать на корпусе проводника. При перестановке местами фазных жил, при разрыве (отгорании) нулевого провода появляется опасность поражения электрическим током при прикосновении к токопроводящим поверхностям электроприборов.
  • Заземление низковольтных (телефонных кабелей, телевизионных и интернет сетей) отдельно от общего. При наличии двух и более заземляющих устройств может возникнуть разность потенциалов из-за разных токов на цепях. Это увеличивает вероятность поражения электротоком и выхода из строя слаботочных сетей. Система уравнивания потенциалов предотвращает подобные аварийные ситуации.

Системы уравнивания потенциалов

При возникновении аварийной ситуации, когда ЗУ находится под напряжением, его сопротивления недостаточно для обеспечения безопасности людей. СУП предназначены для защиты от ударов электротоком, когда он наведен на заземляющее устройство.

Система соединяет воедино все точки электросети, а также доступные для контакта металлоконструкции здания, инженерные коммуникации (трубы водо,- и теплоснабжения и др.), системы молниезащиты.

Организация СУП в TN-C-системе запрещена. В жилищах старого типа для организации СУП применяется соединение электрощитовых с элементами водопровода.

Присоединение с заземлителями выполняют отдельными защитными PE-проводниками. Допускается организация СУП в составе системы внутреннего электроснабжения.

Запрещено использовать шлейфы для соединения PE-проводников СУП. После ГЗШ совместное использование PE,- и N-проводника недопустимо.

Выделяют две системы уравнивания потенциалов: основную и дополнительную.

Главная заземляющая шина (ГЗШ) – элемент заземляющего устройства электроустановки

Состав основной системы уравнивания потенциалов:

  • Главная заземляющая шина. Установка предполагается в вводно-учетных и распределительных щитах. От нее отходят PE-проводники групповых отходящих фидеров и проводники уравнивания потенциалов ко всем металлоконструкциям жилища.
  • Контур заземления. От него проложена стальная полоса заземления к главной заземляющей шине.
  • «Сетка» заземляющих проводников.
  • ЗП. Элемент системы, которым присоединяют отдельные части в единую систему.

Включать в схему PE-проводника автоматы с расцепителями запрещено, т.к. в этом случае нарушается основное требование системы защиты – целостность линии.

Для соединения отдельных элементов СУП используют радиальную схему, т.е. для каждой части здания (ВРУ) должен предусматриваться отдельный проводник.

Дополнительная СУП применяется для обеспечения безопасности во влажных помещениях.

Состав:

  • соединительные элементы;
  • коробка уравнивания потенциалов.

Порядок монтажных работ:

  • согласовать расположение коробки;
  • соединить шинку ВРУ с шинкой КУП, материал проводника – медный;
  • присоединение к системе всех металлических элементов, которые находятся в комнате (труб горячего и холодного водоснабжения, отопления, стоков, ванны), а также бытовых розеток и выключателей;
  • затем происходит соединение защитных проводников с шиной PE КУП;
  • завершающим этапом является проверка целостности проводников и замеры электрического сопротивления.

Соединение труб с СУП можно производить металлическими хомутами.

Видео. Правильное заземление


Существует несколько систем заземления, каждая из которых должна применяться согласно требованиям и возможности реализации. После выбора системы заземления необходимо правильное внедрение ее в сеть потребителя. Только качественно обустроенные электросети гарантируют безопасную их эксплуатацию и стабильную работу электроустановок.

Оцените статью:

Цвет провода заземления и выбор его сечения

Схема заземления

Какого цвета провод заземления? Такой вопрос часто встает перед многими нашими согражданами при подключении современного высокотехнологичного оборудования, которое выполнено согласно всем нормам и правилам соответствующих нормативных документов.

Ведь заземление стало неотъемлемой частью любых электрических приборов, начиная от обычного светильника и заканчивая мощными электродвигателями. Поэтому в этой статье мы уделим особое внимание вопросу заземления электрооборудования.

Зачем нужен, и какие виды заземления бывают?

Прежде всего следует определиться, зачем вообще нужно это заземление и какие виды заземления бывают? Для ответа на этот вопрос воспользуемся ПУЭ (Правила устройства электроустановок), в которой данному вопросу посвящена целая глава 1.7.

Зачем необходимо заземление?

Для ответа на этот вопрос воспользуемся п. 1.7.29 ПУЭ, которое говорит, что защитное заземление – это заземление, выполняемое в целях электробезопасности. Как следует из определения, основная цель данного соединения — обеспечение защиты человека. Как оно действует и зачем — давайте разберем подробнее.

Итак:

  • Как известно, любая электроустановка или электроприбор имеет проводники и детали схемы, находящиеся под напряжением. Данные проводники и детали схемы имеют изоляцию, которая препятствует наведению напряжения на корпусе электроприбора. Это может быть как изоляционный материал, так и воздушный зазор, достаточный для исключения соприкосновения с корпусом.
  • В случае нарушения изоляционных свойств проводника либо попадания воды на детали схемы, находящиеся под напряжением, возможно появление напряжения на корпусе. Вследствие этого при прикосновении к корпусу такого устройства возникнет ток, цепь которого будет проходить через человека на землю.
  • Как гласит инструкция по оказанию первой помощи, смертельным для человека является ток в 100мА. Это очень маленькая величина. А для цепей постоянного тока она еще меньше.

Обратите внимание! Кто-то сейчас начнет говорить, что это все ерунда и его било током значительно большего значения. Но, во-первых, он вряд ли замерял величину тока, протекавшего через его тело. А во-вторых, здесь многое зависит от цепи протекания тока по человеку, его изоляции, которая достаточно существенно меняется в течение дня, состояния сердца и многих других параметров. Поэтому мы советуем довериться в этом вопросе медикам.

Протекание тока при отсутствии защитного заземления

  • В случае же, если корпус устройства заземлен, то при появлении на его корпусе напряжения, через защитное заземление потечет ток. При этом напряжение на самом корпусе будет близким к нулю. Поэтому при прикосновении к нему человека нечего не произойдет, ведь какой бы не был человек он имеет большее сопротивление, чем заземляющий проводник.

Виды заземления

На данный момент существует несколько видов заземления. Причем большинство из них обусловлены не столько вопросами электробезопасности, сколько вопросами работы электрических установок.

Мы рассмотрим только вопросы, связанные с защитным заземлением в цепях с глухозаземлённой нейтралью, которая используется в большинстве сетей с напряжением до 1кВ.

Системы заземления в сетях с глухозаземленной нейтралью

Согласно п. 1.7.3 ПУЭ, на данный момент в сети до 1кВ с глухозаземленной нейтралью используются системы TN – C, TN – S, TN – C – S и TT. Каждая из этих систем имеет свои особенности образования нулевого и защитного провода и практически все из них можно создать своими руками.

Итак:

  • Система TN – S предполагает раздельное подключение и пролегание провода нейтрали и защитного заземления по всей длине, в нашем случае от понижающего трансформатора на подстанции до нашего электроприбора.
  • Система TN – C предполагает совместную прокладку провода нейтрали и защитного заземления. Но для данной системы есть определенные ограничения, которые позволяют применять ее только в распределительных устройствах, ведь в противном случае цена использования такой системы будет не целесообразна. Но об этом мы поговорим чуть ниже.
  • Система TN – C – S предполагает совместную прокладку провода нейтрали и защитного заземления с его последующем разделением. Например, от понижающего трансформатора на подстанции до вашего дома они проложены совместно, а для разводки по дому и квартирам разделены на отдельные проводники.
  • И наконец, система TT предполагает прокладку отдельного провода нейтрали от понижающего трансформатора до конечного потребителя. При этом провод защитного заземления подключается к независимому контуру.

Правила обозначения нулевого и защитного проводника

Теперь мы вплотную подошли к вопросу, каким цветом провод заземления обозначается в схемах и по месту. Ведь данный вопрос имеет четкие предписания, которые оговорены в главе 1.1 ПУЭ.

Правила цветового обозначения проводов

Итак:

  • Начнем с обозначения нулевого провода. Согласно п.1.1.29 ПУЭ, данный проводник должен быть обозначен голубым цветом. Причем сделано это должно быть по всей длине проводника. Исключение составляют места, не доступные для обслуживания.

Обратите внимание! При нанесении цветовой окраски непосредственно на проводник краска должна отвечать требованиям по нагреву, а также должна сохранять стойкость цвета в процессе эксплуатации.

  • Кроме цветового обозначения для нулевых проводов предусмотрено еще и буквенная маркировка. Ее зачастую используют при обозначении нулевых проводников в схемах. Согласно п.1.1.29 ПУЭ, они должны иметь обозначение – N.
  • Цвет заземляющего провода, предназначенного для электробезопасности, должен быть выполнен в виде желто-зеленых полос. Причем при нанесении окраски непосредственно на проводник это могут быть равные полосы шириной от 15 до 100 мм.
  • Буквенное обозначение для проводников защитного заземления используется в основном в схемах, но может быть применено и на самих проводниках. Согласно п1.1.29 ПУЭ, оно должно быть – РЕ.
  • А вот провод заземления какого цвета необходимо применять для систем TN – C и TN – C – S? Ведь данные системы предполагают использование одной шины в качестве нулевой и в качестве защитной. В этом случае проводник должен иметь голубую окраску по всей длине, а на концах проводников должна быть нанесена желто-зеленая окраска.
  • Отличия данные системы имеют и в плане буквенного обозначения. В системах TN – C и TN – C – S для обозначения нулевого и защитного проводника используются символы PEN.

Выбор сечения нулевых и защитных проводников

Но не только вопрос: какого цвета заземляющий провод ,  должен вас интересовать при создании контура заземления. Одним из важнейших вопросов в этом плане является сечение проводников и непосредственно конструкций, которые можно использовать в качестве заземления.

  • Для заземления могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. К естественным заземлителям, согласно п. 1.7.109 ПУЭ, относятся железобетонные и металлические элементы зданий, металлические водопроводные трубы, пролегающие в земле, металлические оболочки кабелей, проложенных в земле, обсадные трубы скважин и многое другое.
  • В то же время в качестве естественных заземлителей запрещено использовать газовые, канализационные и трубы системы отопления, алюминиевые оболочки кабелей и предварительно напряженную арматуру железобетонных конструкций.

Обратите внимание! Запрет на использование данных систем в качестве заземлителей не исключает их подключение к заземлению для выравнивания потенциалов.

На фото представлена таблица выбора сечения проводников для монтажа искусcтвенного заземлителя

  • Искусственные заземлители обязательны для использования в сетях выше 1кВ. В домашних же условиях зачастую можно обойтись искусственными заземлителями. Если же вы собрались монтировать собственный контур заземления, то видео на страницах нашего сайта должно помочь вам в этом вопросе.
  • Искусственный заземлитель должен изготавливаться из медных, оцинкованных или просто металлических изделий. Причем размеры и сечение таковых строго нормируются. Все эти требования сведены в табл.1.7.4 ПУЭ.
  • Что касается сечения проводников заземления, то они должны быть такого же сечения, как и фазный провод. Данное правило распространяется на все проводники сечением до 16 мм2. Для проводников большего сечения имеется табл. 1.7.5 ПУЭ.

Таблица выбора сечения защитных проводников

  • Отдельно стоит отметить системы TN – C и TN – C – S. Для данных систем минимальное сечение совместного нулевого и защитного провода должно быть не меньше 10 мм2 для меди и не менее 16 мм2 для алюминиевых проводников. Это делает возможным применение таких систем только в распредустройствах. Совмещать нулевой и защитный проводники при меньшем сечении провода запрещено.

Вывод

Теперь вы знаете, как правильно выбрать заземление и цвет провода для его обозначения. Как видите, это задача не столь уж и сложная, но она требует взвешенного подхода. Ведь от правильности ваших действий зависит не только ваша жизнь, но и членов вашей семьи. Поэтому наплевательское отношение к данному вопросу недопустимо.

Системы уравнивания потенциалов

Уравнивание потенциалов —  электрическое соединение проводящих частей для достижения равенства их потенциалов. ПУЭ, п. 1.7.32. Защита от косвенного прикосновения.  

Так как защитное  заземление  (ЗУ) имеет сопротивление, и в случае протекания через него тока оказывается под напряжением, его одного недостаточно для защиты людей от поражения током.

Правильная защита создается путём организации системы уравнивания потенциалов (СУП), то есть электрического соединения и PE проводки, и всех доступных для прикосновения металлических частей здания (в первую очередь водопроводы и отопительные трубопроводы).

В этом случае, даже если ЗУ окажется под напряжением, под ним же оказывается всё металлическое и доступное для прикосновения ,т.е. происходит  растекание  тока по  значительной поверхности,  что снижает напряжение, и как  следствие - риск поражения током.

В кирпичных домах советского периода, как правило, СУП  не организовывалась, в панельных же (1970-е и позже) — организовывалась путем соединения в подвале дома и рамы электрощитков  (PEN) и водопроводов.

 Определения:

 Защитное заземление –заземление, выполняемое в целях электробезопасности - ПУЭ п. 1.7.29.

Рабочее (функциональное) заземление – заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки ( не в целях электробезопасности) - ПУЭ п. 1.7.30.

Определение FE для сетей питания информационного оборудования и систем связи дано в следующих пунктах:

«Функциональное заземление: заземление для обеспечения нормального функционирования аппарата, на корпусе которого по требованию разработчика не должен присутствовать даже малейший электрический потенциал ( иногда для этого требуется наличие отдельного электрически независимого заземлителя )» - ГОСТ Р 50571.22-2000  п. 3.14.

«Функциональное заземление может выполняться путём использования защитного проводника (РЕ-проводника) цепи питания оборудования информационных технологий в системе заземления TN-S.

«Допускается функциональный заземляющий проводник ( FE-проводник ) и защитный проводник (РЕ-проводник) объединять в один специальный проводник и присоединять его к  главной заземляющей шине (ГЗШ)» - ГОСТ Р 50571. 21-2000  п. 548.3.1

Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части:

1 ) нулевой защитный РЕ- или РЕN- проводник питающей линии в системе TN;

2 ) заземляющий проводник, присоединённый к заземляющему устройству электроустановки, в системах IT и TT;

3 ) заземляющий проводник, присоединённый к заземлителю повторного заземления на вводе в здание;

4) металлические трубы коммуникаций , входящих в здание…

5 ) металлические части каркаса здания;

6 ) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования….

7 ) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категории;

8 ) заземляющий проводник функционального ( рабочего ) заземления, если таковое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

9 ) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине при помощи проводников системы уравнивания потенциалов - ПУЭ п. 1.7.82.

Система дополнительного уравнивания потенциалов должна соединять между собой все одновременно доступные прикосновению открытые проводящие части стационарного электрооборудования и сторонние проводящие части, включая доступные прикосновению металлические части строительных конструкций здания, а также нулевые защитные проводники в системе TN и защитные заземляющие проводники в системах IT и ТТ, включая защитные проводники штепсельных розеток - ПУЭ п. 1.7.83. ГОСТ Р 50571.3-94.

 Система местного уравнивания потенциалов.

Незаземлённая система местного уравнивания потенциалов предназначена для предотвращения появления опасного напряжения прикосновения.

Все открытые проводящие части и сторонние проводящие части, одновременно доступные для прикосновения, должны быть объединены.

Система местного уравнивания потенциалов не должна иметь связи с землёй ни непосредственно, ни посредством открытых или сторонних проводящих частей.

 Обозначения:

РЕ – защитное заземление

FE – рабочее ( функциональное, технологическое ) заземление

Функциональное заземление применительно к учреждениям ЛПУ - для обеспечения нормальной, без помех работы высокочувствительной электроаппаратуры при питании от разделительного трансформатора или согласно техническим требованиям на некоторые виды оборудования

( электрокардиограф, электроэнцефалограф, реограф, рентгеновский компьютерный томограф и тп. ) в помещениях операционных, реанимационных, родовых, палатах интенсивной терапии, кабинетах функциональной диагностики и других помещениях при установке в них указанной аппаратуры.

При отсутствии особых требований изготовителей аппаратуры общее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства не должно превышать 2 Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

Где  ГЗШ – главная заземляющая шина защитного заземления.

        ГШФЗ – главная шина функционального ( рабочего ) заземления.

Вариант «А», с точки зрения электробезопасности, допустим только при условии, что аппаратура питается от разделительного трансформатора ( IT – сеть ).

Использовать данный вариант для сетей типа TNS категорически не рекомендуется !

  Рис.2. Схема протекания тока замыкания на корпус аппарата при использовании независимого функциональног заземления в сети типа TN.

Так как функциональное заземление в отличие от защитного не имеет точки соединения с ГЗШ, а соответственно с нейтралью, то токи короткого замыкания составят не сотни и тысячи ампер, как это происходит при защитном заземлении, а всего лишь десятки ампер. Ситуация усугубится при условии, что FE по заданию выполнено 10 Ом, а в цепи отсутствует УЗО ( вычислительная техника, томографы, рентгеновское оборудование и тд. ).

Максимальный ток короткого замыкания составит 15,7А.

Iкз = 220(В) / (4 + 10)(Ом) = 15,7(А)

При данной схеме питания лучше воспользоваться вариантом «В» или «С», особенно если речь идет о мощном стационарном оборудовании ( рентгенаппараты, МРТ и тд. ).

Помимо сказанного выше, ситуация ( с точки зрения электробезопасности ) осложняется вероятностью возникновения разности потенциалов на раздельных системах заземления, тем более если эти системы заземления находятся в пределах одного помещения см. рис.3.

  1. Шаговое напряжение при срабатывании системы молниезащиты.
  2. КЗ на корпус в сети ТN-S до срабатывания системы защиты
  3. Внешние электромагнитные поля.

Вариант «В» удобен при реконструкции уже действующих объектов. Функциональное заземление при этом нередко выполняют с использованием составного, глубинного заземлителя. Второй положительный момент – функциональные заземлители и заземлители защитного заземления связанные между собой проводником уравнивания потенциала взаимно дублируют друг друга увеличивая надежность системы заземления.

Недостатки по электробезопасности, по сравнению с вариантом «А», либо отсутствуют, либо эффективно снижаются в десятки раз, а «лучевая» схема заземления обеспечивает стабильную работу оборудования.

Вариант «С» последнее время получает широкое распространение при проектировании новых объектов и соответствует высокому уровню электробезопасности.

В отечественных нормативных документах существуют противоречия в необходимости применения функционального заземления для заземления высокочувствительной и ответственной  медицинской аппаратуры. Ниже приведена таблица с указанием документов относящихся к данной теме.

 

 Подробные консультации и стоимость услуг Вы можете получить , связавшись с нами:

 

  • тел/факс: (8212)21-30-20

 

 

 

Схемы электроустановок зданий. Системы заземления. УЗО.

В настоящее время в нашей стране активно ведется работа по повышению уровня электробезопасности в электроустановках жилых и общественных зданий.
Важнейшим аспектом этой работы является усовершенствование и упорядочивание требований нормативных документов, особенно в области стандартизации устройства электроустановок.
С целью расширения области применения электрооборудования класса защиты I по электробезопасности и с учетом решения «О развитии нормативной базы для безопасного применения электрооборудования класса защиты I по электробезопасности в электроустановках зданий», утвержденного Госстроем России, Госстандартом России и Минтопэнерго России от 09. 08.93, Департамент электроэнергетики и Главгосэнергонадзор Минтопэнерго России приняли решение о внесении изменений в гл. 7.1 Правил устройства электроустановок (ПУЭ, 6-е изд., 1986 г.) «Электрооборудование жилых и общественных зданий».
В п. 2 этого решения указывалось:
«Ввести дополнительный абзац в п. 7.1.33:
В жилых и общественных зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых щитков до штепсельных розеток, должны выполняться трехпроводными (фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный проводники). Питание стационарных однофазных электроприемников следует выполнять трехпроводными линиями. При этом нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не следует подключать на щитке под один контактный зажим».
Таким образом, был сделан первый шаг по пути внедрения в России в электроустановках жилых и общественных зданий системы заземления TN-C-S.
В ПУЭ 7-го издания требования к выполнению групповых сетей сформулированы следующим образом (п.п. 7.1.13, 7.1.36, 7. 1.45):
п.7.1.13. Питание электроприемников должно выполняться от сети 380/220 В с системой заземления TN-S или TN-C-S.
п.7.1.36. Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых, этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников, должны выполняться трехпроводными (фазный — L, нулевой рабочий — N и нулевой защитный — РЕ-проводники).
Не допускается объединение нулевых рабочих и нулевых защитных проводников различных групповых линий.
Нулевой рабочий и нулевой защитный проводники не допускается подключать под общий контактный зажим.

Важное замечание!


В электроустановках с системами заземления ТN-S и ТN-С-S электробезопасность потребителя обеспечивается не собственно системами заземления, а устройствами защитного отключения (УЗО), действующими более эффективно в комплексе с этими системами заземления и системой уравнивания потенциалов.
Собственно сами системы заземления — без УЗО, как и применение самого УЗО — без правильно выполненной системы заземления TN-S или TN-C-S, НЕ обеспечивают необходимой безопасности.
Например, при пробое изоляции на корпус электроприбора или какого-либо аппарата, при отсутствии УЗО отключение этого потребителя от сети осуществляется устройствами защиты от сверхтоков — автоматическими выключателями или плавкими вставками.
Быстродействие устройств защиты от сверхтоков, во-первых, уступает быстродействию УЗО, а, во-вторых, зависит от многих факторов — кратности тока короткого замыкания, которая в свою очередь определяется сопротивлением фазных и нулевых проводников, переходным сопротивлением в месте повреждения изоляции, длиной линий, точностью калибровки автоматических выключателей и др.

1.7.49-1.7.66. Общие требования | Элкомэлектро

Общие требования

  1.7.49. Токоведущие части электроустановки не должны быть доступны для случайного прикосновения, а доступные прикосновению открытые и сторонние проводящие части не должны находиться под напряжением, представляющим опасность поражения электрическим током как в нормальном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции.

1.7.50. Для защиты от поражения электрическим током в нормальном режиме должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения:
основная изоляция токоведущих частей;
ограждения и оболочки;
установка барьеров;
размещение вне зоны досягаемости;
применение сверхнизкого (малого) напряжения.
Для дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ, при наличии требований других глав ПУЭ, следует применять устройства защитного отключения (УЗО) с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.

1.7.51. Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении:
защитное заземление;
автоматическое отключение питания;
уравнивание потенциалов;
выравнивание потенциалов;
двойная или усиленная изоляция;
сверхнизкое (малое) напряжение;
защитное электрическое разделение цепей;
изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

1.7.52. Меры защиты от поражения электрическим током должны быть предусмотрены в электроустановке или ее части либо применены к отдельным электроприемникам и могут быть реализованы при изготовлении электрооборудования, либо в процессе монтажа электроустановки, либо в обоих случаях.
Применение двух и более мер защиты в электроустановке не должно оказывать взаимного влияния, снижающего эффективность каждой из них.

1.7.53. Защиту при косвенном прикосновении следует выполнять во всех случаях, если напряжение в электроустановке превышает 50 В переменного и 120 В постоянного тока.
В помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках выполнение защиты при косвенном прикосновении может потребоваться при более низких напряжениях, например, 25 В переменного и 60 В постоянного тока или 12 В переменного и 30 В постоянного тока при наличии требований соответствующих глав ПУЭ.
Защита от прямого прикосновения не требуется, если электрооборудование находится в зоне системы уравнивания потенциалов, а наибольшее рабочее напряжение не превышает 25 В переменного или 60 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности и 6 В переменного или 15 В постоянного тока - во всех случаях.

Примечание. Здесь и далее в главе напряжение переменного тока означает среднеквадратичное значение напряжения переменного тока; напряжение постоянного тока — напряжение постоянного или выпрямленного тока с содержанием пульсаций не более 10 % от среднеквадратичного значения.

1.7.54. Для заземления электроустановок могут быть использованы искусственные и естественные заземлители. Если при использовании естественных заземлителей сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеет допустимое значение, а также обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве и допустимые плотности токов в естественных заземлителях, выполнение искусственных заземлителей в электроустановках до 1 кВ не обязательно. Использование естественных заземлителей в качестве элементов заземляющих устройств не должно приводить к их повреждению при протекании по ним токов короткого замыкания или к нарушению работы устройств, с которыми они связаны.

1.7.55. Для заземления в электроустановках разных назначений и напряжений, территориально сближенных, следует, как правило, применять одно общее заземляющее устройство.
Заземляющее устройство, используемое для заземления электроустановок одного или разных назначений и напряжений, должно удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к заземлению этих электроустановок: защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции, условиям режимов работы сетей, защиты электрооборудования от перенапряжения и т. д. в течение всего периода эксплуатации.
В первую очередь должны быть соблюдены требования, предъявляемые к защитному заземлению.
Заземляющие устройства защитного заземления электроустановок зданий и сооружений и молниезащиты 2-й и 3-й категорий этих зданий и сооружений, как правило, должны быть общими.
При выполнении отдельного (независимого) заземлителя для рабочего заземления по условиям работы информационного или другого чувствительного к воздействию помех оборудования должны быть приняты специальные меры защиты от поражения электрическим током, исключающие одновременное прикосновение к частям, которые могут оказаться под опасной разностью потенциалов при повреждении изоляции.
Для объединения заземляющих устройств разных электроустановок в одно общее заземляющее устройство могут быть использованы естественные и искусственные заземляющие проводники. Их число должно быть не менее двух.

1.7.56. Требуемые значения напряжений прикосновения и сопротивления заземляющих устройств при стекании с них токов замыкания на землю и токов утечки должны быть обеспечены при наиболее неблагоприятных условиях в любое время года.
При определении сопротивления заземляющих устройств должны быть учтены искусственные и естественные заземлители.
При определении удельного сопротивления земли в качестве расчетного следует принимать его сезонное значение, соответствующее наиболее неблагоприятным условиям.
Заземляющие устройства должны быть механически прочными, термически и динамически стойкими к токам замыкания на землю.

1.7.57. Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью с применением системы TN.
Для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания в соответствии с 1.7.78-1.7.79.
Требования к выбору систем TN-CTN-STN-C-S для конкретных электроустановок приведены в соответствующих главах Правил.

1.7.58. Питание электроустановок напряжением до 1 кВ переменного тока от источника с изолированной нейтралью с применением системы IT следует выполнять, как правило, при недопустимости перерыва питания при первом замыкании на землю или на открытые проводящие части, связанные с системой уравнивания потенциалов. В таких электроустановках для защиты при косвенном прикосновении при первом замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети или применены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. При двойном замыкании на землю должно быть выполнено автоматическое отключение питания в соответствии с 1. 7.81.

1.7.59. Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система ТТ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО. При этом должно быть соблюдено условие:

Rа Iа £ 50 В,

где Iа - ток срабатывания защитного устройства;
Ra - суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников - заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника.

1.7.60. При применении защитного автоматического отключения питания должна быть выполнена основная система уравнивания потенциалов в соответствии с 1. 7.82, а при необходимости также дополнительная система уравнивания потенциалов в соответствии с 1.7.83.

1.7.61. При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление РЕ- и РEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.
Внутри больших и многоэтажных зданий аналогичную функцию выполняет уравнивание потенциалов посредством присоединения нулевого защитного проводника к главной заземляющей шине.
Повторное заземление электроустановок напряжением до 1 кВ, получающих питание по воздушным линиям, должно выполняться в соответствии с 1.7.102-1.7.103.

1.7.62. Если время автоматического отключения питания не удовлетворяет условиям 1.7.78-1.7.79 для системы TN и 1.7.81 для системы IT, то защита при косвенном прикосновении для отдельных частей электроустановки или отдельных электроприемников может быть выполнена применением двойной или усиленной изоляции (электрооборудование класса II), сверхнизкого напряжения (электрооборудование класса III), электрического разделения цепей изолирующих (непроводящих) помещений, зон, площадок.

1.7.63. Система IT напряжением до 1 кВ, связанная через трансформатор с сетью напряжением выше 1 кВ, должна быть защищена пробивным предохранителем от опасности, возникающей при повреждении изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора. Пробивной предохранитель должен быть установлен в нейтрали или фазе на стороне низкого напряжения каждого трансформатора.

1.7.64. В электроустановках напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью для защиты от поражения электрическим током должно быть выполнено защитное заземление открытых проводящих частей.
В таких электроустановках должна быть предусмотрена возможность быстрого обнаружения замыканий на землю. Защита от замыканий на землю должна устанавливаться с действием на отключение по всей электрически связанной сети в тех случаях, в которых это необходимо по условиям безопасности (для линий, питающих передвижные подстанции и механизмы, торфяные разработки и т.п.).

1.7.65. В электроустановках напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью для защиты от поражения электрическим током должно быть выполнено защитное заземление открытых проводящих частей.

1.7.66. Защитное зануление в системе TN и защитное заземление в системе IT электрооборудования, установленного на опорах ВЛ (силовые и измерительные трансформаторы, разъединители, предохранители, конденсаторы и другие аппараты), должно быть выполнено с соблюдением требований, приведенных в соответствующих главах ПУЭ, а также в настоящей главе.
Сопротивление заземляющего устройства опоры ВЛ, на которой установлено электрооборудование, должно соответствовать требованиям гл. 2.4 и 2.5.

 

Консультации - Инженер по подбору | Стратегии питания центра обработки данных

Цели обучения

  1. Изучите различные стратегии, используемые для распределения электроэнергии в центре обработки данных.
  2. Узнайте, как измерить энергоэффективность в центрах обработки данных.
  3. Знайте, какой вариант распределения наиболее подходит для приложения.

Переменный ток Николы Теслы (ac) против постоянного тока Томаса Эдисона (dc) - это битва, которая продолжается более века и продолжается сегодня в индустрии центров обработки данных. Несмотря на то, что питание переменного тока является стандартом, исходя из его потенциала для устранения потерь преобразования и повышения эффективности, многие считают, что питание постоянного тока - это будущее распределения центров обработки данных. Третьи считают, что такой же уровень эффективности может быть достигнут с переменным током, используя более эффективное оборудование с более высоким распределением напряжения, такое как 415/230 В и 480/277 В.

Итак, как узнать, какая стратегия питания лучше всего подходит для вашего приложения центра обработки данных? Каковы преимущества и проблемы каждого типа техники распределения энергии? Это важные вопросы, которые необходимо учитывать при планировании центра обработки данных.Цель этой статьи - подробнее рассмотреть различные стратегии энергоснабжения, используемые для распределения энергии, и их влияние на центр обработки данных.

Электрический КПД

Одним из наиболее распространенных показателей для измерения эффективности в центрах обработки данных является эффективность использования энергии (PUE), созданная Green Grid. Он сравнивает общую мощность центра обработки данных с мощностью, используемой для работы ИТ-оборудования. Оптимальный центр обработки данных должен иметь значение PUE, равное 1,0, когда вся мощность, поступающая в центр обработки данных, используется непосредственно для питания ИТ-оборудования.Любое значение выше 1,0 означает, что часть общей мощности объекта направляется на вспомогательные системы центра обработки данных, такие как охлаждение, освещение и система питания. Чем выше показатель PUE, тем большая часть энергии потребляется системами поддержки по сравнению с самим ИТ-оборудованием, что приводит к снижению эффективности центра обработки данных.

В недавнем прошлом основное внимание при снижении PUE и повышении эффективности уделялось механическим системам и возможности использования естественного охлаждения.По мере того как владельцы центров обработки данных стремятся еще больше снизить затраты, акцент сместился в сторону электрических систем. Электрические системы тратят энергию в виде потерь из-за неэффективности электрического оборудования и системы распределения. В среднем потери в системе распределения электроэнергии составляют 12% от общей энергии, потребляемой центром обработки данных. Для центра обработки данных с ИТ-нагрузкой 2000 кВт (общая нагрузка 2700 кВт) это соответствует годовым затратам в размере 280 000 долларов США (см. Рисунок 2).

Советы по проектированию энергосистемы

Изучите эти шесть ключевых элементов при планировании системы распределения электроэнергии в центре обработки данных:

  • Установить или заменить существующее силовое и ИТ-оборудование на энергоэффективное
  • Изучите предлагаемое ИТ-оборудование, чтобы определить, могут ли системы работать от 240 В переменного тока или 380 В постоянного тока
  • Обзор всех преимуществ и проблем различных энергосистем
  • Определите, какая часть существующей инфраструктуры должна быть заменена для изменения энергосистемы
  • Гибкость проектирования энергосистемы, которая позволит центру обработки данных адаптироваться в будущем
  • Разработка модульной и масштабируемой энергосистемы для устранения частичной нагрузки

Подобно механическим системам, в электрическую систему можно вносить изменения, чтобы сделать ее более эффективной и сэкономить энергию. Ключом к хорошему проектированию критически важного объекта является не снижение надежности объекта в процессе.

Типовые электрические распределительные системы

Типичная унаследованная система распределения электроэнергии в центре обработки данных состоит из пяти основных компонентов. Питание в центр обработки данных осуществляется средним напряжением от электросети / генератора. Мощность понижается от среднего напряжения до распределительного (480 В) трансформатором подстанции. Затем мощность проходит через систему бесперебойного питания (ИБП), которая регулирует питание и обеспечивает непрерывную работу во время отключения электричества до запуска генератора.Затем мощность понижается до напряжения подстанции (208/120 В) блоком распределения мощности (PDU). PDU подает питание на источник питания IT, где оно выпрямляется и понижается до 12 В постоянного тока, что является внутренним рабочим напряжением ИТ-оборудования (см. Рисунок 3).

Четыре компонента старой системы распределения электроэнергии с наибольшими потерями:

  • Трансформатор подстанции: трансформатор без нагрузки и потери в сердечнике
  • ИБП: потери выпрямителя и инвертора
  • Трансформатор PDU: трансформатор без нагрузки и потери в сердечнике
  • Источник питания IT: потери в выпрямителе и трансформаторе.

Одним из способов повышения эффективности является замена этих единиц оборудования более эффективным. До 2005 года, когда было принято Руководство NEMA TP1 по определению энергоэффективности распределительных трансформаторов, КПД трансформатора составлял около 97%. Сегодня со сверхвысоким КПД трансформаторов КПД превышает 99,5%. Обычные системы ИБП с двойным преобразованием имеют КПД от 84% при нагрузке 25% до 94% при нагрузке 100%. Использование топологии ИБП с маховиком или пассивным резервом может увеличить этот диапазон до 94% эффективности при 25% нагрузке и 99% при 100% нагрузке.

Еще один способ повышения эффективности - исключить частичную загрузку центра обработки данных. Устранение частичной нагрузки снижает потери, позволяя оборудованию работать с максимальной производительностью. Это может быть выполнено путем разработки модульной и масштабируемой системы питания, которая растет с нагрузкой, или путем разработки системы питания, которая использует гибкие уровни и обеспечивает соответствие надежности и избыточности различным программам в центре обработки данных.

Третий метод - полностью исключить неэффективное электрическое оборудование.Повышение эффективности за счет исключения оборудования, которое имеет наибольшие потери, является причиной того, что исследуются различные стратегии энергоснабжения для распределения центров обработки данных.

Распределение 415/240 В перем. Тока

Стратегия распределения питания, которая все более широко используется в центрах обработки данных, - это 415/240 В переменного тока. Эта стратегия устраняет PDU и распределяет питание более высокого напряжения от ИБП прямо к серверному шкафу. Основная цель - повысить эффективность за счет устранения потерь в трансформаторе, связанных с PDU, и обеспечения более эффективной работы IT-нагрузок при более высоком напряжении (см. Рисунок 4).

В Северной Америке стандартная система распределения электроэнергии имеет конфигурацию «звезда» с межфазным напряжением 208 В и межфазным напряжением 120 В. В Европе стандартной системой распределения электроэнергии является настроены по той же схеме «звезда», но с более высоким распределением напряжения. Междуфазное напряжение составляет 415 В, а межфазное напряжение - 240 В.

В целях стандартизации между Северной Америкой и Европой были разработаны источники питания для ИТ-оборудования, рассчитанные на диапазон напряжений от 100 до 240 В.Концепция, лежащая в основе этой стратегии питания, заключается в том, чтобы поднять источник питания IT на верхнюю границу своего диапазона напряжения (240 В) и использовать установленное европейское напряжение.

Преимущества:

  • Энергоэффективность (снижение потерь от 5% до 7%)
  • Пониженная нагрузка на системы охлаждения
  • Повышенная надежность
  • Меньшие размеры проводов фидера и ответвления для обеспечения того же количества энергии
  • Освободите место в центре обработки данных (исключено два шкафа на PDU)
  • Снижение затрат на техническое обслуживание (PDU и механические системы)
  • Распределительное оборудование доступно.

Вызовов:

  • Более высокие уровни доступного тока короткого замыкания
  • Возможность возникновения дуги требует более высоких уровней средств индивидуальной защиты (СИЗ) для работы с оборудованием
  • Требуется полный нейтральный провод во всей системе
  • Гармонические воздействия на остальную систему.

Основная проблема распределительной системы 415/240 В перем. Тока - высокие уровни доступного тока короткого замыкания. Удаление PDU из системы также удаляет импеданс трансформатора, который ограничивает доступный ток короткого замыкания на выходе в центре обработки данных.

Таким образом, рекомендуется провести анализ короткого замыкания на ранних этапах проектирования, чтобы определить допустимый ток отключения (AIC) всего электрического оборудования и убедиться, что оборудование способно выдерживать более высокий ток отключения. Один из вариантов, который следует учитывать при проектировании системы 415/240 В переменного тока, - это разбить распределительную систему на более мелкие и более модульные части. Используя меньшие трансформаторы подстанции с высоким импедансом, инженер может снизить общий ток короткого замыкания во всей системе.Другой вариант, который следует рассмотреть, - это использование устройств ограничения тока. Поскольку устройства ограничения тока, как правило, имеют быстрое время реакции, также рекомендуется провести исследование координации, чтобы убедиться, что надежность системы не пострадала.

Распределение 480/277 В переменного тока

Стратегия распределения питания 480/277 В переменного тока аналогична стратегии распределения питания 415/240 В переменного тока в том, что она устраняет PDU и распределяет питание более высокого напряжения прямо в серверный шкаф.Основная цель, преимущества и проблемы стратегии распределения мощности 480/277 В переменного тока точно такие же, как и стратегии распределения мощности 415/230 В переменного тока (см. Рисунок 5).

Основным недостатком стратегии распределения питания 480/277 В переменного тока является то, что 277 В превышает номинальное значение 240 В для большинства источников питания ИТ-оборудования. Реализация этой стратегии требует покупки специализированных серверов с источниками питания, рассчитанными на работу от 277 В. По этой причине стратегия распределения питания 480/277 В переменного тока не так распространена, как стратегия распределения питания 415/240 В переменного тока.В настоящее время он используется только на очень больших объектах, где экономия энергии превышает стоимость специализированных серверов из-за большого количества приобретаемых серверов.

Распределение переменного тока 600 В

Стратегия распределения питания 600 В переменного тока основана на использовании стандартного канадского напряжения 575/347 В переменного тока. Мощность понижается до 600 В переменного тока на трансформаторе подстанции и распределяется по системе ИБП. Затем питание распределяется от системы ИБП при напряжении 600 В перем. Тока на блок распределения питания, расположенный рядом с центром обработки данных.Напряжение в PDU понижается до 415/240 В или 208/120 В и распределяется по ИТ-оборудованию (см. Рисунок 4).

Преимущества:

  • Снижение стоимости меди (меньшие шины оборудования и меньшие фидеры для обеспечения того же количества энергии)
  • Используйте электрооборудование на 600 В на полную мощность
  • Нижний доступный ток повреждения (полное сопротивление трансформатора PDU).

Вызовов:

  • Отсутствие повышения эффективности (потери в трансформаторе PDU)
  • Отсутствие увеличения белого пространства в центре обработки данных
  • Нет снижения затрат на обслуживание.

Хотя стратегия распределения 600 В перем. Тока не устраняет потери в трансформаторе PDU и не снижает затраты на обслуживание, она может снизить начальные капитальные затраты. Система 600 В перем. Тока использует преимущество пониженного тока при более высоких напряжениях, что приводит к уменьшению или уменьшению количества проводников. Использование меньшего или меньшего количества проводников уменьшит количество меди и снизит стоимость. Более высокое напряжение также позволяет использовать подстанции большего размера. В зависимости от размера центра обработки данных использование более крупных подстанций может привести к сокращению общего количества требуемых подстанций.

380 В постоянного тока

Вопреки распространенному мнению, питание постоянного тока очень распространено в современном мире. Электроэнергия постоянного тока используется в телекоммуникационной и транспортной отраслях. Альтернативные и возобновляемые источники энергии, такие как солнечная энергия, энергия ветра и топливные элементы, являются источниками энергии постоянного тока. Большинство электронных устройств в жилых домах и офисах работают от источника постоянного тока. И, что наиболее важно, устройства хранения энергии, такие как батареи и системы ИБП, работают от постоянного тока.

Если посмотреть на типичную традиционную распределительную систему центра обработки данных, то мощность выпрямляется из переменного в постоянный, инвертируется из постоянного в переменный, преобразуется с 480 В переменного тока в 208 В переменного тока, снова выпрямляется из переменного тока в постоянный, а затем понижается до 12 В постоянного тока перед включением ИТ-оборудования. Каждый раз при преобразовании мощности возникают потери в виде тепла, что приводит к снижению энергоэффективности.

Стратегия распределения питания 380 В постоянного тока распределяет мощность постоянного тока от ИБП (выпрямителя постоянного тока) прямо к источнику питания IT.Основная цель - повысить эффективность за счет устранения потерь инвертора в ИБП, потерь выпрямителя в источнике питания IT и потерь трансформатора, связанных с PDU (см. Рисунок 4).

Преимущества:

  • Энергоэффективность (снижение потерь от 8% до 10%)
  • Пониженная нагрузка на системы охлаждения
  • Повышенная надежность
  • Меньшая занимаемая площадь
  • Интегрируется с альтернативными источниками энергии
  • Снижение затрат на обслуживание.

Вызовов:

  • Ограниченные знания и трудно найти электриков, имеющих опыт работы с системами постоянного тока
  • постоянный ток не имеет перехода через нуль, трудно погасить дугу
  • Необходимо учитывать падение напряжения на положительном и отрицательном фидерах
  • Опасность возникновения дуги постоянного тока (NFPA 70E содержит рекомендации по защите от дуги постоянного тока).

Помимо ограниченного числа электриков, имеющих опыт работы с постоянным током, в прошлом основной проблемой, связанной с питанием постоянного тока, было отсутствие стандартов.Однако это начинает меняться. И Европейский институт стандартов электросвязи (ETSI), и альянс EMerge Alliance стандартизировали напряжение постоянного тока напряжением 380 В и разработали рекомендации по распределению электроэнергии постоянного тока.

Если центр обработки данных полностью не питается от альтернативного источника энергии, такого как топливные элементы, он, скорее всего, получает питание переменного тока от электросети. В системе питания постоянного тока ИБП используется для выпрямления питания с переменного на постоянный. Поскольку в центр обработки данных подается постоянный ток, для любого байпаса системы ИБП также потребуется выпрямитель.Следовательно, системы постоянного тока более экономичны в системе с полным резервированием (уровень IV), где второй ИБП (выпрямитель постоянного тока) используется в качестве байпаса. При проектировании системы распределения питания постоянного тока следует учитывать дополнительные факторы, включая использование надлежащих защитных устройств, рассчитанных на использование в системах постоянного тока, и соблюдение особых требований к системе заземления постоянного тока (см. Стандарт IEEE 1100-2005 - Рекомендуемая практика IEEE для питания и заземления). Электронное оборудование).

Стремясь повысить эффективность и снизить затраты, начинают использоваться различные стратегии распределения мощности по центру обработки данных.Планируете ли вы обновить существующий центр обработки данных, расширить существующий центр обработки данных или построить новый центр обработки данных, проектирование системы распределения электроэнергии является важной частью плана, и ее необходимо оценить, чтобы определить, какая система является правильной системой. для приложения.

Теоретический пример

Две стратегии распределения питания по центру обработки данных, которые, похоже, набирают наибольшую популярность, включают архитектуру с более высоким напряжением переменного тока 415/240 В и архитектуру 380 В постоянного тока.Якобс-КлингСтаббинс провел теоретическое исследование для сравнения капитальных затрат (CAPEX) и эксплуатационных расходов (OPEX) этих двух стратегий распределения мощности с типичным центром обработки данных 208/120 В. Пример был основан на теоретическом упрощенном центре обработки данных с ИТ-нагрузкой 2 МВт, резервированием 2 Н (уровень IV), шестью модулями ИБП 750 кВА и 30 шкафами по 5 кВт в каждом ряду.

Система 415/240 В перем. Тока позволила сэкономить 12% капитальных затрат и 20% операционных затрат по сравнению с устаревшим центром обработки данных 208/120 В.Система на 380 В постоянного тока позволила сократить капитальные затраты на 14% и на 28% операционных затрат по сравнению с устаревшим центром обработки данных на 208/120 В. Следует отметить, что в отличие от устаревших систем и систем на 415 В переменного тока, в системе 380 В постоянного тока использовался резервный ИБП (выпрямитель постоянного тока) в качестве байпаса и не был отдельный байпас для каждой из систем ИБП (выпрямитель постоянного тока).


Кеннет Куцмеда - руководитель инженерного проектирования в компании Jacobs (KlingStubbins) в Филадельфии. Более 18 лет он отвечал за проектирование, проектирование и ввод в эксплуатацию систем распределения электроэнергии для критически важных объектов.Его опыт работы в проектах включает центры обработки данных, специализированные научно-исследовательские и опытно-конструкторские центры, а также крупномасштабные технологические объекты, включающие распределение среднего напряжения.

Новая система борется с проблемами PQ центра обработки данных

Использование соответствующих технологий и методов для разработки оптимизированной системы для решения проблем PQ центра обработки данных
By Kuochuan Chu

В течение многих лет инженеры и операторы центров обработки данных применяли различные стратегии для улучшения качества электроэнергии в критически важных объектах.Однако мы обнаружили, что для хорошего качества электроэнергии требуется надежная система заземления. За счет эффективного использования важнейшего компонента распределения энергии в центре обработки данных - трансформатора и правильного применения методов фазового сдвига можно решить проблемы гармонических искажений, значительно повысив общую энергоэффективность компьютерного зала. Для нашей системы заземления мы использовали структурированную систему управления цветовыми кодами, чтобы можно было полностью интегрировать системы качества электроэнергии и заземления, улучшая общую производительность и надежность инфраструктуры центра обработки данных.

Хорошее качество электроэнергии необходимо для надежной работы центра обработки данных. Как только проблемы, связанные с питанием, влияют на общую инфраструктуру центра обработки данных, объект может выйти из строя, что приведет к финансовым потерям или прервёт годы исследований.

В последние годы наша компания спроектировала, спроектировала и ввела в эксплуатацию несколько центров обработки данных, а также поддержала несколько исследований и разработок. Мы также сотрудничали с производителями в разработке продуктов для улучшения общих характеристик энергосистемы и улучшения управления инфраструктурой.

Соответствующее исследование
Рекомендуемая практика IEEE для питания и заземления электронного оборудования (Изумрудная книга) отмечает, что гармонические токи могут привести к перегреву двигателей и трансформаторов переменного тока. В нем также описывается использование пассивных или активных фильтров и техники фазового сдвига трансформатора для смещения межфазного гармонического тока. Поэтому, когда мы разрабатывали архитектуру нашей системы, мы объединили структуру распределения мощности IEEE и технику фазового сдвига трансформатора с зигзагообразной обмоткой, чтобы добиться подавления гармоник.Мы использовали различные комбинации зигзагообразной намотки для получения различных результатов моделирования. 1-5

При разработке этой статьи мы сослались на несколько технических статей, в которых обсуждается использование трансформатора и фазового сдвига для устранения гармонических искажений. Сочетание обычных методов подключения трансформатора и различных комбинаций сдвига фазы позволило нам разработать оптимальную конфигурацию обмотки трансформатора. 6 (См. Рисунок 1.)

Рисунок 2. Сравнительная таблица КПД трансформаторов

Высокий уровень гармонических искажений может повлиять на многие жизненно важные компоненты энергосистемы, включая трансформаторы, и может привести к значительному повышению температуры сердечников двигателя.Использование сердечников с меньшими потерями в стали - единственный способ обеспечить высокую стойкость к гармоническим искажениям, а также выполнить требования по выбросам углекислого газа. 5, 7-9 (См. Рисунок 2.)

Рисунок 3. Сравнение температуры ядра

Гармонические токи, вызванные искажениями напряжения источника, обычно вызывают значительный нагрев в двигателях переменного тока, трансформаторах и любых магнитных электрических устройствах, в тракте потока которых используются черные металлы (см. Рисунок 3). При увеличении частоты тока обмотки статора, цепи ротора, а также слои статора и ротора имеют тенденцию рассеивать дополнительное тепло, главным образом из-за вихревых токов (экспоненциальные потери), гистерезиса (линейные потери) и, в меньшей степени, скин-эффекта (линейные потери). .Поля утечки (например, паразитные), создаваемые гармоническими токами в обмотках статора и конца ротора, также вызывают дополнительное тепло в любом окружающем или близлежащем металле, согласно Arrillaga и др. [B3]) раздел 4.5.3.2.3.

Определение проблемы
Работа центра обработки данных отличается от работы электроники. В центрах обработки данных предприятия добавляют ИТ-оборудование для удовлетворения бизнес-потребностей, а спецификации оборудования, установленного арендаторами, могут быть неизвестны операторам. Следовательно, если ИТ-оборудование будет выбрано и установлено без учета использования пассивных / активных фильтров гармоник для обработки гармонических искажений, это может привести к огромным финансовым потерям или другим убыткам.(См. Рисунки 4 и 5.)

Рис. 4. Типичные гармоники (напряжение) системы питания центра обработки данных (K-фактор 38,81)

Рис. 5. Типичные гармоники энергосистемы центра обработки данных (ток) (K-фактор 39,26)

Также, когда ИТ-оборудование модифицируется, добавляется или удаляется, мощность фильтра должна быть отрегулирована в соответствии с пропускной способностью новой системы и уровнями гармонических искажений. Владелец объекта может возражать против этой договоренности, а также против дополнительных расходов. Инженеры-электрики должны разработать стратегии обеспечения качества электроэнергии, которые могут удовлетворить эти возражения.

Метод: изоляция и устранение (IE)
Сосредоточившись на архитектуре энергосистемы и рассмотренных ранее проблемах с гармониками, наша команда использовала программное обеспечение Matlab Simulink для моделирования проблем качества электроэнергии, тестирования решений и определения оптимального решения для разработки новых продуктов для тестирования в эксперимент.

Рисунок 6. Общая стратегия качества электроэнергии для защиты окружающей среды и энергосбережения

Во-первых, мы разработали архитектуру энергосистемы, которая изолировала ИТ-оборудование от силового оборудования, а также использовала новые низкотемпературные основные продукты, чтобы помочь удовлетворить требования по защите окружающей среды, энергосбережению и сокращению выбросов углерода, а также снизить необходимое потребление энергии ОВК.Аморфный сухой низкотемпературный трансформатор с зигзагообразной обмоткой K типа Dz0 / 2 с функцией изоляции был основным компонентом этой системы. См. Рисунки 6-12; На рисунках 11 и 12 показаны рабочие характеристики до и после.

В прошлом концепции проектного заземления не были четко определены, и инженеры не были знакомы с фактическими условиями на площадке, что приводило к путанице в соединениях системы заземления. IEEE 1100 является строгим, когда речь идет о заземлении ИТ-оборудования; поэтому достижение чистого заземления во всех системах может стать серьезной проблемой.Важно установить общее управление цветовыми кодами системы заземления, чтобы избежать несоответствия проводки, которое приводит к простоям системы.

Наружная проводка и кабелепровод должны быть соединены с основной системой заземления здания, чтобы гарантировать концепцию «все заземление и соединение завершаются в единой точке заземления». Общая система заземления включает ответвления каждой функциональной системы заземления от основной системы заземления. Соединения между системами не должны быть неправильно перепутаны для обеспечения функции изолированного заземления.Цветовое кодирование различает системы (см. Рисунок 13).

Заземление корпуса наружного оборудования должно быть привязано к конкретному месту, а не быть частью общей системы заземления. Например, шасси распределительной панели на крыше следует соединить с соседним наружным оборудованием, чтобы обеспечить эквипотенциальное заземление и соединение (см. Рисунок 14).

Кроме того, следует оценить риск молнии в соответствии со стандартами защиты 62305-2 Международной электротехнической комиссии (МЭК), и результаты следует использовать для создания молниезащиты, эквивалентной заземлению.Цветовая кодировка системы заземления может свести к минимуму проблемы в будущем. Рисунок 15 - рекомендуемая система.

Анализ затрат и выгод
В настоящее время архитектура энергосистемы является только однослойной. Начиная со второй половины следующего года, будет несколько новых проектов центров обработки данных, которые будут применять метод IE в двухуровневых архитектурах энергосистем, в которых ИТ-оборудование будет использовать аморфный класс K-20 с трансформаторами с зигзагообразной обмоткой Dy и Dz. , а в силовом оборудовании будут использоваться марки К-4 с трансформаторами зигзагообразной обмотки Dy и Dz.Мы получим данные испытаний при вводе проекта в эксплуатацию, чтобы проверить рентабельность.

IE может применяться с различными нагрузочными характеристиками посредством традиционных обмоток силового трансформатора для повышения качества электроэнергии. Мы можем не только увеличить функциональность трансформатора, который уже находится в списке необходимого оборудования, но и добиться снижения гармоник.


Ссылки
1. Конструкция трансформатора «треугольник - первичный - зигзагообразный вторичный» (DTz) трансформатор для минимизации гармонических токов в трехфазной системе распределения электроэнергии .Чауул Гагарин Ирианто, Руды

2. Конфигурации обмоток трехфазного трансформатора и компенсация дифференциального реле . Лоухед, Ларри; Гамильтон, Рэнди; и Хорак, Джон. Компания Basler Electric.

3. Рекомендуемая практика IEEE для питания и заземления электронного оборудования (стандарт IEEE 1100-2005)

4. Вероятностный анализ характеристик подавления гармоник преобразователя Скотта . Мазин, Хуман Эрфанян и Галлант, Джоуи.Кафедра электротехники и вычислительной техники, Университет Альберты, Эдмонтон, Канада.

5. Трансформаторные решения проблем качества электроэнергии . де Леон, Франсиско и Гладстон, Брайан, Plitron Manufacturing Inc, и ван дер Вин, Menno, Ir. буро Вандервен.

6. Гармонические эффекты энергосистемы на распределительные трансформаторы и новые аспекты проектирования трансформаторов с коэффициентом К . Jayasinghe, N.R; Лукас, Дж. Р.; и Перера Сетиабуди, K.B.I.M; и Худая, Чаирул.

7. Обзор и будущее трансформаторов из аморфных металлов в Азии, 2011 г., издание Asia Energy Platform, 2011 г.

8. Характеристики сердечника из кремния и аморфной стали, распределительных трансформаторов при температуре окружающей среды и криогенных температурах . Боджер, Пэт; Харпер, Дэвид; Газзард, Мэтью; О'Нил, Мэтью и Энрайт, Уэйд.

9. Широкотемпературные потери в сердечнике, характерные для поперечно отожженных аморфных лент для высокочастотных аэрокосмических магнитных лент .Ниедра, Янис Н. и Шварце, Джин Э.

Рисунок 7. (Вверху, в центре, внизу) Архитектура подсистем

Рисунок 8. (Слева) Вторичная обмотка трансформатора. Рисунок 9. (Справа) Первичная сторона трансформатора.

Рисунок 10. Суммарное влияние высоковольтной стороны

Рисунок 11. AMVDT_1000 кВА Dz0 Зигзагообразный высоковольтный трансформатор сухого типа / K-20 AMVDT 30 ВА Dz0 / 2LVTransformer

Рисунок 12а. Система до улучшения

Рисунок 12b.Система после улучшения

Рисунок 13. Заземление здания

Рисунок 14. Заземление вне помещения

Рисунок 14. Заземление вне помещения


Куо-Чуан Чу - лицензированный ЧП, который основал Sunrise Professional Engineering Company в 1994 году. С 2005 по 2007 год он занимал пост президента Тайваньской ассоциации профессиональных электротехников, в 2008 году получил квалификацию инженера APEC и международного уровня, а также был председателем совета директоров. Тайваньское международное управление проектами

Ассоциация с 2009 по 2010 гг.

Г-н Чу обладает широким спектром профессиональных лицензий и сертификатов, включая аккредитованного Tier Designer (ATD) Uptime Institute. Он был первым разработчиком центров обработки данных ATD в Азии.

Некоторые репрезентативные проекты включают проект Cloud IDC компании Taiwan Mobile (первый построенный объект Uptime Institute Tier III в Северной Азии, Национальный центр высокопроизводительных вычислений NCHC, больница Китайского медицинского университета, христианская больница Чанхуа и филиал в Юань-лин, LEED-NC / HC.

Технические советы: понимание эффективности использования энергии - PUE

27 июня 2011 г.

В современных центрах обработки данных более высокие эксплуатационные расходы и затраты на электроэнергию заставляют отрасль выходить на новые уровни истинной энергоэффективности. Один из таких методов измерения этой эффективности, Power Usage Effectiveness (PUE), дает менеджерам центров обработки данных лучшее представление об энергопотреблении ИТ по сравнению с общим энергопотреблением. После сбора и анализа понимание вашего PUE может привести к:

  • Снижение энергопотребления и затрат на электроэнергию
  • Максимальная нагрузка на ИТ
  • Минимальные затраты на инфраструктуру, охлаждение и накладные расходы
  • Повышение эффективности центра обработки данных

Используя предпочтительный метод измерения PUE с точки зрения потребления энергии источника (кВтч), мы также понимаем, что существует несколько мест для измерения энергопотребления ИТ-нагрузки, включая выход ИБП, выход блока распределения питания уровня пола и на входе серверов или на выходе монтируемого в стойку PDU.

Поскольку выделенные центры обработки данных и центры обработки данных смешанного назначения имеют немного разные точки измерения, вся энергия, необходимая для работы центра обработки данных, должна быть включена в расчет PUE, например охлаждение, освещение и все вспомогательные конструкции (системы пожарной безопасности, безопасности и BMS). Кроме того, если используется другой источник энергии, отличный от электричества, это количество следует измерить и преобразовать в те же единицы для расчета общей энергии. В этом техническом документе Green Grid подробно объясняется.

Если мы присмотримся еще ближе, измерение PUE можно разделить на четыре основные категории, показанные здесь: Хотя каждая категория измерений обеспечивает разный уровень точности и потребность в устройствах мониторинга, наивысшего уровня можно достичь только с помощью возможностей измерения на уровне сервера. Кроме того, CPI даже предлагает калькулятор PUE, который поможет вам составить таблицу эффективности использования энергии - в зависимости от объема исходных данных, которые вы можете предоставить, наш калькулятор будет предоставлять PUE по нескольким категориям.

В CPI мы стремимся повышать энергоэффективность и предоставлять нашим клиентам последние инновации в области управления питанием. Вот почему мы предлагаем монтируемые в стойку блоки распределения питания, которые обеспечивают мониторинг и контроль уровня на выходе, что дает вам лучшее общее решение для точного измерения PUE.

Аналогичным образом, другие продукты CPI, которые также могут снизить общее потребление энергии, повысить эффективность и, в конечном итоге, снизить PUE, включают вертикальный вытяжной канал для шкафов, использующих решения CPI Passive Cooling®, наше устройство удаленного управления инфраструктурой (RIM-600) для точной температуры и влажности. мониторинг, программное обеспечение CPI Scalable Enterprise Management Application (SEMA) и, конечно же, наши интеллектуальные блоки распределения питания, позволяющие управлять питанием на месте или удаленно вплоть до уровня устройства.Андерсон Хунгрия, старший менеджер по продукции, Chatsworth Products, Inc.

Новая книга: все, что вам нужно знать о метрике PUE

27 января 2014 г.

Новая книга, в которой собраны все, что нужно знать профессионалам центров обработки данных об эффективности энергопотребления (PUE), только что была опубликована ассоциацией Green Grid Association, лидером в области эффективности центров обработки данных и ИТ-ресурсов, и ASHRAE, глобальным обществом строительных технологий.

PUE ™: всестороннее изучение метрики объясняет концепции, связанные с PUE, а также дает подробные сведения о приложениях и ресурсы для тех, кто внедряет, составляет отчеты и анализирует показатели центра обработки данных. Он также включает подробную информацию о процедурах расчета, отчетности и анализа измерений PUE.

Компания Chatsworth Products (CPI), являющаяся пионером в области решений пассивного охлаждения®, играет ключевую роль в управлении воздушным потоком на уровне шкафа. Решения CPI для пассивного охлаждения позволяют снизить показатель PUE за счет максимального повышения эффективности охлаждения без необходимости в дополнительных блоках CRAC, внутрирядных кондиционерах или решениях для жидкостного охлаждения.

PUE рассчитывается путем деления мощности, поступающей в центр обработки данных, на мощность, используемую для работы компьютерной инфраструктуры в нем. Таким образом, PUE выражается в виде отношения, при этом общая эффективность улучшается по мере уменьшения коэффициента до 1. (Примечание: CPI предлагает бесплатный, простой в использовании калькулятор PUE, который поможет вам легко вычислить PUE в таблице).

Принимая во внимание расчет PUE для улучшения вашего центра обработки данных, также обратите внимание на преимущества решений пассивного охлаждения CPI:

• Они могут снизить затраты на охлаждение центра обработки данных до 90%

• Сэкономьте до 40% на общих затратах на электроэнергию центра обработки данных

• Обеспечить более высокую разность температур между охлаждающим воздухом центра обработки данных и отработанным воздухом

• Разрешить работу уровня IV, поскольку нет движущихся частей, требующих дублирования систем.

• Позволяет повышать температуру охлажденной воды, обеспечивая дополнительные часы экономии при высоких IT-нагрузках.

• Снижает стоимость строительства по сравнению с решениями для активного охлаждения

PUE: Комплексная проверка метрики доступна для продажи через веб-сайт ASHRAE.Посетите страницу CPI по энергоэффективности, чтобы узнать, как снизить затраты на охлаждение центра обработки данных.

Раисса Кэри, специалист по электронному контенту

Дизайн и характеристики электропитания центра обработки данных

Типовая инфраструктура электроснабжения центра обработки данных

Большинство центров обработки данных получают первичную электроэнергию из более широкой муниципальной электросети. В этом случае на объекте будет либо один, либо несколько трансформаторов для приема энергии, а также обеспечение поступающей мощности с правильным напряжением и правильным типом тока (обычно преобразованным из переменного в постоянный).

Некоторые центры обработки данных дополняют свою энергию от более широкой сети или полностью устраняют потребность в ней благодаря оборудованию для производства электроэнергии на месте - либо в виде автономных генераторов, либо с альтернативными источниками энергии, такими как солнечные фотоэлектрические панели и ветряные электростанции. приводные турбины.

Затем мощность передается на главные распределительные щиты (MDB). По словам инженера Ханса Фреебурга, это «панели или корпуса, в которых размещаются предохранители, автоматические выключатели и блоки защиты от утечки на землю, которые принимают низковольтную электроэнергию и распределяют ее по ряду конечных точек, таких как системы бесперебойного питания (ИБП) . или загрузите банки.”

ИБП не только помогает «очистить» импульсное электричество, гарантируя, что такие проблемы, как скачки напряжения, не влияют на оборудование, но и каждый из них отвечает за подачу питания на несколько выключателей. В стандартной среде центра обработки данных к отдельному выключателю подключено не более семи или восьми серверов, но это количество будет зависеть как от мощности выключателя, так и от эффективности сервера.

Системы ИБП

также служат в качестве первоначальной резервной копии на случай отключения электроэнергии или аналогичной проблемы.Типичный ИБП может обеспечивать питание серверов и выключателей в течение пяти минут; Таким образом, у вас будет достаточно времени, чтобы сразу же запустить резервный генератор после отключения электроэнергии или аналогичной проблемы с более широкой электрической сетью.

Резервное питание в центрах обработки данных

Для обеспечения непрерывной работоспособности и минимизации простоев в большинстве центров обработки данных имеется резервный источник питания на месте или поблизости. Чаще всего резервное питание поступает от топливного генератора, который работает на бензине или дизельном топливе.

Сколько энергии потребляет центр обработки данных?

Для того, чтобы центры обработки данных работали непрерывно и без перебоев, менеджеры должны потреблять много электроэнергии. Согласно одному отчету, вся отрасль центров обработки данных ежегодно потребляет более 90 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Это эквивалентно мощности примерно 34 угольных электростанций.

В глобальном масштабе 3 процента всей электроэнергии, потребляемой в мире, идет в центры обработки данных. Эти 416 тераватт - это намного больше, чем вся электроэнергия, используемая всем Соединенным Королевством.

Есть несколько причин, по которым потребление энергии в средах центров обработки данных настолько велико и продолжает расти. Не только серверы и другое критически важное ИТ-оборудование требует много энергии для работы, но и все вспомогательное оборудование. Для освещения, систем охлаждения, мониторов, увлажнителей и т. Д. Требуется электричество, что иногда может привести к увеличению счетов за электроэнергию.

Эффективность использования энергии (PUE)

Чтобы определить, сколько электроэнергии в центре обработки данных идет на серверы по сравнению с оборудованием, не связанным с ИТ, объекты измеряют потребление энергии и эффективность использования с помощью показателя эффективности использования энергии (PUE).Оценка 1 означает, что каждая йота энергии в центре обработки данных идет на серверы и ни на что другое, а оценка 2 означает, что вспомогательное оборудование потребляет столько же электроэнергии, как серверы и другие ИТ-компоненты.

Согласно последнему исследованию Uptime Institute, средний PUE центра обработки данных составляет 1,58. Этот показатель неуклонно снижается с 2007 года (когда он составлял 2,5) и 2013 года (когда он составлял 1,65). Средний PUE для центра обработки данных Google составляет 1,12, но его объект в Оклахоме получил всего 1 балл.08 за последние три месяца 2018 года.

Сколько энергии потребляет серверная стойка?

На уровне стойки последнее исследование Uptime Institute показало, что примерно каждый пятый имеет плотность 30 киловатт (кВт) или выше, что указывает на растущее присутствие вычислений высокой плотности. Половина сообщила, что их текущая плотность стоек составляет от 10 до 29 кВт. На уровне отдельных серверов большинство из них рассчитано на максимальную мощность 600 Вт.

Проектировщик центров обработки данных | Vigilent

Узнайте, как Vigilent вписывается в ваш бизнес. Начать

Vigilent - важный компонент инфраструктуры центра обработки данных.

Vigilent контролирует белый пол датчиками, которые постоянно контролируют температуру в серверной стойке. Данные от сотен или тысяч датчиков температуры постоянно передаются по беспроводной сети на локальные шлюзы, которые собирают данные перед отправкой в ​​AI Engine, который управляет инфраструктурой охлаждения.

Система Vigilent принимает решения по управлению, предназначенные для устранения горячих точек, избегая при этом ненужного переохлаждения; в то же время охлаждающие устройства автоматически управляются под динамическим контролем, чтобы гарантировать, что будет сделан наиболее оптимальный выбор CRAC или CRAH, что снизит ваши затраты энергии.

Building Vigilent с нуля гарантирует, что ваши новые проекты оптимизируют использование энергии охлаждения с первого дня и часто высвобождают капитал, который больше не требуется для резервных охлаждающих устройств.


Системы Vigilent помогают центрам обработки данных работать лучше.

Экономия энергии

Системы Vigilent обычно сокращают затраты энергии на охлаждение до 40%. Убедитесь, что ваши проекты настолько эффективны, насколько это возможно, прямо за дверью.

Улучшенный PUE
Системы

Vigilent напрямую влияют на PUE, устраняя ненужное охлаждение.Это дает владельцам и операторам ключевое преимущество для своих арендаторов.

Без капитального оборудования

Дата-центры обычно проектируются с избыточным охлаждением. Тратьте меньше на создание инфраструктуры охлаждения и высвободите эти инвестиции для использования в других местах.


Мы упрощаем внедрение технологии Vigilent в ваши новые постройки.

Системы

Vigilent легко и без усилий устанавливаются в большинство сборок, будь то проекты с нуля или расширения.Реализовать как полностью автономное решение или интегрировать в вашу BMS; технология достаточно гибкая, чтобы адаптироваться к вашим конкретным потребностям.

Наша команда менеджеров проектов и инженеров будет работать с вами над оптимизацией интеграции технологии динамического охлаждения, гарантируя, что инфраструктура охлаждения центра обработки данных будет работать так же хорошо через два-три года, как и при первом запуске.

Когда вы будете готовы определить свою стратегию управления охлаждением, у Vigilent есть необходимые ресурсы.Наша команда архитекторов решений поможет вам с:

Типовые листы Материалы, которые вы можете использовать, чтобы помочь своим клиентам понять ценность системы Vigilent
Энергетический анализ Архитектор решений всегда готов разработать индивидуальный анализ ваших планов, чтобы определить потенциальную экономию и усиление управленческого контроля, который могут обеспечить наши системы.
Поддержка презентаций Выпадающий контент, который поможет вам донести ценность центра обработки данных Vigilent до лиц, принимающих решения.
Подача документов Все технические характеристики, которые вам требуются.

Краткий обзор

Включите Vigilent в проектирование объектов, чтобы обеспечить беспрецедентную видимость и контроль, оптимизированные для повышения эффективности с первого дня.

Гранулированный контроль

Управляющие действия определяются в зависимости от температуры на уровне серверной стойки, что позволяет системе контролировать наиболее важные для вас точки.

Минимизация совокупной стоимости владения

За счет более интеллектуального управления вашим оборудованием и ресурсами увеличивается срок службы оборудования, что снижает общую стоимость владения оборудованием.

Контроль эффективности

Каждое решение, которое принимает наша система искусственного интеллекта, учитывает, как эффективно охлаждать комнату с наименьшим количеством энергии.

Беспроводная сетка промышленного класса

Наша самообучающаяся, самовосстанавливающаяся сеть позволяет нашей системе легко развертывать, масштабировать и расширять в соответствии с потребностями вашего растущего бизнеса.

Поддержка решения

предписывающая аналитика превращает горы текущих и исторических больших данных в целенаправленную, действенную информацию, которую операторы предприятий могут использовать для обеспечения оптимального обслуживания.

Повышение энергоэффективности вашего центра обработки данных, по одной PUE за раз - Enterprise Systems

Повышение энергоэффективности вашего центра обработки данных, одно PUE за раз

В конце концов, если ваша компания не знает, какие компоненты центра обработки данных тратят энергию, как вы можете это изменить?

Лекс Коорс, вице-президент группы технологий и проектирования центров обработки данных, Interxion

Статистика говорит сама за себя: выбросы парниковых газов в центрах обработки данных в ближайшие 5–10 лет вырастут в четыре раза к 2020 году, а центры обработки данных могут быть более чем в 40 раз энергоемкими, чем обычные офисные здания.

Как вы понимаете, большинство компаний, реализующих проекты центров обработки данных, думают о том, как сократить расходы, а не о том, как помочь окружающей среде, но они могут захотеть изменить свой фокус. Агентство по охране окружающей среды (EPA) подсчитало, что повышение энергоэффективности американских центров обработки данных всего на 10 процентов позволит сэкономить более 6 миллиардов киловатт-часов каждый год, что составляет более 450 миллионов долларов в год.

Большие, централизованные и эффективные центры обработки данных всегда считались энергоемкими, но в последние годы проблема обострилась.На центры обработки данных приходится около 1,5% от общего потребления энергии в США, что в настоящее время обходится в 4,5 млрд долларов в год - сумма, которая, как ожидается, почти удвоится в течение следующих пяти лет, по данным EPA. Такие проекты центров обработки данных, как курятник Yahoo и система без охладителя Google, являются одними из последних революционных разработок в области эффективного проектирования центров обработки данных для конкретных целей.

К сожалению, проект не подходит для всех центров обработки данных с точки зрения доступности, и поскольку большинство компаний не имеют возможности применять ресурсы НИОКР, им нужно будет сосредоточиться на экологизации своих существующих центров обработки данных, а не на строительстве с нуля.

Понимание PUE - первый шаг к экологичности

Создание экологичного центра обработки данных в конечном итоге сводится к проектированию, выбору оборудования и эксплуатации, причем все измерения являются важной частью. Первым шагом в этом процессе является повышение коэффициента эффективности использования энергии (PUE) центра обработки данных - фактического показателя энергоэффективности центра обработки данных. PUE, разработанный компанией Green Grid, предназначен для демонстрации того, сколько энергии используется для управления ИТ-компонентами и вычислительными компонентами, такими как серверы и коммутаторы, по сравнению с вторичными компонентами, такими как охлаждение и освещение.Фактическое соотношение определяется соотношением между «Общим энергопотреблением объекта» (TFE) и «Энергопотреблением ИТ-оборудования» (IEE). Несмотря на то, что руководящие принципы обеспечивают убедительную основу для достижения низкого показателя PUE, компаниям также необходимо иметь в виду достижимое соотношение, чтобы ставить своей конечной целью устойчивость центра обработки данных.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *