Почему необходимо обеспечить заземление как для компьютеров, так и для сетевых устройств
Обновлено: 03.07.2024
При проектировании сетевой системы важно предусмотреть в проекте надлежащие характеристики питания и заземления. Слишком часто проектировщик сети уделяет мало внимания инфраструктуре электропитания и заземления объекта и сосредотачивается только на требованиях к сети.
При проектировании сетевой системы важно предусмотреть в проекте надлежащие характеристики питания и заземления. Слишком часто проектировщик сети уделяет мало внимания инфраструктуре электропитания и заземления объекта и сосредотачивается только на требованиях к сети.
Многие проектировщики указывают, что установка должна соответствовать отраслевым стандартам: Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) 70, Ассоциация электротехнической промышленности/Ассоциация телекоммуникационной промышленности (EIA/TIA) 607, Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 1100, Fips. Pub 195, но они не вдаются в подробности относительно дизайна и реализации. Предполагается, что просто сославшись на эти стандарты, проект будет соответствовать назначению спецификаций.
Возможно, предполагается, что подрядчик по электроснабжению позаботится о заземлении электропитания, а все, о чем должен беспокоиться проектировщик, — это заземление телекоммуникаций. Однако такие допущения могут привести к тому, что сеть не будет соответствовать ожиданиям по производительности и надежности, поскольку фактические установщики могут быть незнакомы с этими стандартами или должным образом не обучены выполнению работы.
Электропитание и заземление могут иметь прямое влияние на надежность и производительность сетевой системы, создавая такие проблемы, как сетевые коллизии, широковещательные штормы, проблемы со входом в систему и простои сети.
Сеть в море
Коммуникационная сеть — это общая связь с несколькими системами объекта. В типичной сети есть подключения к электросети, линиям связи, кабельному телевидению (кабельные модемы или видеокарты CATV) и различным наземным системам. Даже более крупные сети обычно могут взаимодействовать с системами безопасности, видеооборудованием, лифтами, системами управления зданием, системами бесперебойного питания (ИБП), мониторами питания и батарей, генераторами и другими важными системами.
Несмотря на то, что с точки зрения дизайна сеть может выполнять несколько функций, такая интегрированная конструкция может привести к катастрофе, если разные системы имеют разный потенциал заземления. Любое изменение потенциала земли может привести к возникновению высокого напряжения в сетевых кабелях, что приведет к повреждению портов связи и сетевых карт.
Чтобы лучше понять проблему потенциала земли, рассмотрим старую, но полезную аналогию. Представьте части сети в виде отдельных лодок, плывущих по спокойному озеру. Лодки связаны веревками. Людей в лодках просят перебрасывать мяч с лодки на лодку. Пока озеро спокойное, все лодки находятся на одном уровне, и люди могут успешно передавать мяч с лодки на лодку.
Но что, если большая волна заставляет лодки качаться? Мало того, что возникают проблемы с передачей мяча, так еще и канаты натягиваются и натягиваются, а точки соединения повреждаются. Поскольку никто не может управлять волнами, как нельзя управлять молнией, лодки помещаются на палубу большего корабля. Даже если более крупный корабль качает и качает на волнах, лодки сохраняют одинаковый потенциал по отношению друг к другу.
Без эффективной системы заземления каждая часть сети может иметь разные потенциалы земли, постоянно перемещаясь вверх и вниз по отношению друг к другу. В нормальных условиях могут возникнуть периодические и случайные проблемы с сетью, но скачок напряжения или гроза приводят к повреждению портов концентратора, маршрутизаторов и сетевых компонентов. Проектирование сети позволяет избежать этих проблем за счет включения общего заземления для всех систем.
Какова функция правильной системы заземления? NFPA 70 — Национальный электротехнический кодекс (NEC) — охватывает аспекты безопасности заземления и соединения. Статья 250-2 NEC обобщает требования к заземлению и соединению для систем питания и связи:
Система заземления ограничивает напряжение, вызванное молнией, перенапряжениями в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения.
Система заземления ограничивает напряжение заземления оборудования и материалов.
Все токопроводящие материалы и оборудование будут соединены с заземлением системы питания, чтобы ограничить потенциал и обеспечить эффективный путь для тока короткого замыкания.
Система заземления должна быть способна безопасно проводить ток короткого замыкания, чтобы облегчить работу устройств перегрузки по току.
Земля не должна использоваться в качестве единственного заземляющего проводника оборудования или пути тока короткого замыкания.
EIA/TIA-607 дополняет NFPA 70 и рассматривает функциональные и эксплуатационные аспекты телекоммуникационного заземления.IEEE 1100 обеспечивает консенсус рекомендаций по заземлению, включая контроль высокочастотного шума. Проект должен соответствовать всем этим требованиям, чтобы иметь надлежащую систему заземления для сети. Ниже приведены некоторые предположения, которые делают дизайнеры, и то, что в результате может пойти не так.
Недостаточно кода конференции
Предположение 1. Заземление должно быть в порядке; в конце концов, здание прошло местные коды. Это предположение, как правило, ошибочно. Как уже упоминалось, NEC — это минимальный код безопасности. В задачи NEC не входит заставить оборудование работать. Сайт, отвечающий требованиям, может по-прежнему иметь проблемы с заземлением. Опыт автора показывает, что 90 % обследованных объектов не имеют надлежащих систем заземления и не соответствуют требованиям NEC к заземлению и соединению.
Следовательно, при обследовании площадки первое, на что следует обратить внимание, — это заземление. К типичным проблемам относятся: неправильное заземление и соединение основной электросети; нет аппаратно-заземляющих проводников; блуждающие нейтральные текущие проблемы; несколько нейтраль-земля; и неправильно установленные розетки с изолированным заземлением (IG).
Разработчик модернизации системы должен выяснить, где заземлена основная электрическая сеть, и найти ослабленные или корродированные соединения, проводники меньшего размера и неправильное соединение. Она должна снять текущие показания системы заземления, включая проводники электродов, соединительные перемычки и заземление оборудования. Если в системе заземления измеряется ток частотой 180 Гц, вполне вероятно, что в системе имеется состояние «блуждающей нейтрали», вызванное множественным соединением нейтральных проводников. Это распространенная проблема, когда нейтральный ток циркулирует в конструкции объекта и системах заземления, вызывая окружающие электрические помехи. На некоторых объектах проблемы с блуждающими нейтральными токами были настолько серьезными, что клиенту пришлось электрически изолировать каждый коммутационный узел, установив волоконно-оптические магистральные кабели.
Предположение 2. Жильцы здания могут решить проблемы с заземлением, установив собственные компьютерные и сетевые системы заземления.
Это состояние встречается постоянно. Если заглянуть под фальшпол компьютерного зала, то можно обнаружить заземляющие стержни, забитые под пол, даже в новых технологических помещениях.
Проблема с этим просто в том, что если в середине центра обработки данных будет более качественная система заземления, чем на основной службе, то в центр обработки данных попадет молниеносный перенапряжение. Кто-нибудь действительно хочет направить молнию и выброс энергии в наиболее важную часть объекта?
Обследование мощности проводилось на объекте, где компьютер и сетевые системы клиента были повреждены грозой. Клиент установил систему ИБП, ограничитель перенапряжения при переходных процессах (TVSS) и систему кондиционирования электропитания, но все же получил повреждения. Несколько заземляющих стержней, установленных под полом машинного зала, и неадекватная система заземляющих электродов в основной службе привели к тому, что компьютерные и сетевые системы оказались частью пути выброса, когда молния искала источник заземления.
Предположение 3. Телекоммуникационная система правильно заземлена. Дерегулирование отрасли связи часто приводило к установке оборудования необученными работниками, которые не понимают требований к заземлению и соединению.
В результате очень часто телекоммуникационная система связана с системой заземляющих электродов, которая отделена от основной системы электрического заземления. Эта проблема создает состояние контура заземления, при котором молнии и скачки напряжения могут обойти защиту TVSS и ИБП и серьезно повредить сетевую систему. NEC 250-92(b) рассматривает этот вопрос более подробно. На рис. 1 показан рекомендуемый способ разработки эффективной системы общего заземления для объекта.
Предположение 4. Сеть не чувствительна к земле. Справедливость этого предположения зависит от типа используемой системы связи. Сбалансированные системы проводки, такие как Ethernet с витой парой, фактически менее чувствительны к проблемам с потенциалом земли. Сбалансированная проводка имеет проводники, которые несут напряжения противоположной полярности и равной величины по отношению к земле. Проводники скручены для сохранения баланса на расстоянии. Сетевые компоненты Ethernet, такие как порты концентратора и сетевые карты, обеспечивают электрическую изоляцию (иногда называемую гальванической изоляцией) в диапазоне среднеквадратичного значения от 500 до 1500 вольт (В).
Однако ошибочно полагать, что изоляция, обеспечиваемая сетевыми компонентами, достаточна для сетевой системы. Во-первых, используемое оборудование может не соответствовать стандартам. Во-вторых, требования к изоляции напряжения относятся к сигналам с частотой 60 Гц, а не к высокочастотным событиям, таким как молнии и скачки напряжения. Наконец, стандарты изоляции действуют в течение коротких периодов времени, обычно порядка одной минуты.
Вызванные молнией переходные процессы напряжением до 6 киловольт (кВ) могут присутствовать на фазных проводах обычных ответвлений 120-вольтовых цепей.Прямые удары молнии, хотя и редко, могут создавать перепады напряжения в 1000 В на этаж в многоэтажных зданиях и напряжения 10 кВ и выше в больших одноэтажных строениях. Эти типы переходных процессов напряжения могут привести к возникновению потенциалов земли, которые превышают допустимые значения большинства сетевого оборудования, вызывая сбои и ослабление компонентов.
Несимметричная проводка использует линии передачи, в которых напряжения на проводниках не равны относительно земли. Как правило, один из проводников подключается к точке заземления. Примером несимметричной линии является коаксиальный кабель и RS232. Несимметричная связь очень чувствительна к проблемам с заземлением и требует особого внимания.
Многие маршрутизаторы и смарт-концентраторы имеют порты RS232 для функций диагностики и программирования. Разработчик должен убедиться, что любое оборудование, например ноутбуки, подключенное к таким портам, имеет общую точку заземления. Комнаты сетевого оборудования и шкафы должны быть снабжены должным образом заземленными выделенными розетками для тестирования и мониторинга оборудования.
Предположение 5. Внешние кабели связи предприятия должным образом защищены. Следует спросить: «Чем защищены?» При проектировании существующего здания очень вероятно, что устройства защиты телекоммуникационных сетей будут использовать более старую технологию защиты от перенапряжения с использованием угольных блоков или газовых трубок. Обновить защиту сети до новейшей гибридной технологии защиты от перенапряжения — разумное вложение.
При проектировании среды кампуса проектировщик должен следовать стандарту NEC 800-30 и указывать защиту от перенапряжения каждый раз, когда медный кабель выходит и входит в каждое здание. Выберите устройство защиты, соответствующее напряжению и частоте сигнала сети. Убедитесь, что протекторы правильно установлены и заземлены.
Предположение 6. Все, что нужно, — это попросить подрядчика по электроснабжению установить «выделенные розетки» для сетевого оборудования. Это неверное предположение, поскольку термин «выделенные» означает разные вещи. разные подрядчики. В худшем сценарии подрядчик-электрик устанавливает оранжевые розетки типа IG и заземляет их на «чистую» землю. В результате «чистое» заземление обычно оказывается отдельной системой заземления, что создает проблему с потенциалом заземления.
Часто заземляющие соединения стеклопакетов подключаются к заземляющему стержню, который изолирован от остальной части здания. Такое расположение является нарушением NEC 250-2 и может привести к смертельному исходу, а также вызвать множество проблем с сетевым оборудованием.
Правильная выделенная ответвленная цепь должна иметь отдельные фазные, нейтральные и заземляющие проводники. IEEE-1100, раздел 9.5, рекомендует, чтобы падение напряжения в цепях, обслуживающих чувствительные нагрузки, не превышало 1 % напряжения сети, что ограничивает напряжение нейтрали-земли до 0,6 В.
Прокладка длинных ответвлений от центральной системы ИБП к коммутационным узлам может вызвать значительное падение напряжения и проблемы с искажениями. Чтобы свести к минимуму эти проблемы и сохранить более низкий потенциал заземления, можно увеличить сечение проводников ответвленной цепи или установить изолирующие трансформаторы. На рис. 2 показан рекомендуемый способ заземления и соединения силовых трансформаторов для цепей IG.
Сети могут быть самыми разными: от крупных систем с тысячами узлов до небольших домашних офисных систем. Будь то большой или маленький, надлежащее заземление и соединение необходимы для системы любого размера. Проектировщик сети должен убедиться, что объект заземлен в соответствии с рекомендуемыми стандартами и имеет надлежащую защиту от перенапряжения для телекоммуникационных и энергосистем. Но самой важной частью работы дизайнера является проверка работы во время установки и после ее завершения.
Из Pure Power, весна 2001 г.
Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этой статье? Вам следует подумать о том, чтобы поделиться контентом с нашей редакцией CFE Media и получить признание, которого заслуживаете вы и ваша компания. Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.
В чем причина? Я думал, что заземляющий провод нужен только для защиты от утечки тока. Зачем нужен общий заземляющий провод в сетях связи?
\$\begingroup\$ Короткая версия заключается в том, что вы, конечно, должны знать, по сравнению с чем вы должны измерять свой сигнал. \$\конечная группа\$
4 ответа 4
Напряжение является относительным. Один уровень напряжения имеет смысл только в том случае, если у вас есть другой уровень напряжения для сравнения. Если бы вы смотрели только на сигнальный провод, вы бы не поумнели, вы бы не измеряли напряжение. Вам нужен эталон для измерения, чтобы вы могли сказать, что сигнал составляет столько-то и столько-то вольт, относительно земли.
То, что относится к земле, подразумевается, когда мы говорим об уровнях напряжения, если не указано иное. Сбалансированные сигналы часто симметричны относительно земли, поэтому, когда на одном проводе напряжение достигает +1 В, на другом проводе оно становится равным -1 В.Красиво симметрично. Но приемник не будет смотреть на один провод и видеть +1 В; он будет смотреть на разницу напряжений между двумя проводами, а затем заземление не имеет значения. Такие сигналы чаще всего будут передаваться по кабелям с витой парой, где один провод является положительным сигналом, а другой - отрицательным. Нет заземляющего провода.
редактировать
Кортук хочет увидеть красивую картинку. Опять таки. (вздох)
Et voilà, une jolie image. Не смотри на Эн-Я, это про мои настенные часы. Как высоко он висит? Большинство людей скажут «около 2 метров». Это потому, что мы обычно берем слово в качестве опорного уровня, нашей «основы». Но моя квартира находится на втором этаже, и если я возьму уровень улицы за точку отсчета, часы будут на высоте 8 м над уровнем улицы. Географ может предложить 35 м над уровнем моря. Так что "высота" не имеет значения без ссылки, и с напряжением то же самое.
При проектировании сетевой системы важно предусмотреть в проекте надлежащие характеристики питания и заземления. Слишком часто проектировщик сети уделяет мало внимания инфраструктуре электропитания и заземления объекта и сосредотачивается только на требованиях к сети.
При проектировании сетевой системы важно предусмотреть в проекте надлежащие характеристики питания и заземления. Слишком часто проектировщик сети уделяет мало внимания инфраструктуре электропитания и заземления объекта и сосредотачивается только на требованиях к сети.
Многие проектировщики указывают, что установка должна соответствовать отраслевым стандартам: Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) 70, Ассоциация электротехнической промышленности/Ассоциация телекоммуникационной промышленности (EIA/TIA) 607, Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 1100, Fips. Pub 195, но они не вдаются в подробности относительно дизайна и реализации. Предполагается, что просто сославшись на эти стандарты, проект будет соответствовать назначению спецификаций.
Возможно, предполагается, что подрядчик по электроснабжению позаботится о заземлении электропитания, а все, о чем должен беспокоиться проектировщик, — это заземление телекоммуникаций. Однако такие допущения могут привести к тому, что сеть не будет соответствовать ожиданиям по производительности и надежности, поскольку фактические установщики могут быть незнакомы с этими стандартами или должным образом не обучены выполнению работы.
Электропитание и заземление могут иметь прямое влияние на надежность и производительность сетевой системы, создавая такие проблемы, как сетевые коллизии, широковещательные штормы, проблемы со входом в систему и простои сети.
Сеть в море
Коммуникационная сеть — это общая связь с несколькими системами объекта. В типичной сети есть подключения к электросети, линиям связи, кабельному телевидению (кабельные модемы или видеокарты CATV) и различным наземным системам. Даже более крупные сети обычно могут взаимодействовать с системами безопасности, видеооборудованием, лифтами, системами управления зданием, системами бесперебойного питания (ИБП), мониторами питания и батарей, генераторами и другими важными системами.
Несмотря на то, что с точки зрения дизайна сеть может выполнять несколько функций, такая интегрированная конструкция может привести к катастрофе, если разные системы имеют разный потенциал заземления. Любое изменение потенциала земли может привести к возникновению высокого напряжения в сетевых кабелях, что приведет к повреждению портов связи и сетевых карт.
Чтобы лучше понять проблему потенциала земли, рассмотрим старую, но полезную аналогию. Представьте части сети в виде отдельных лодок, плывущих по спокойному озеру. Лодки связаны веревками. Людей в лодках просят перебрасывать мяч с лодки на лодку. Пока озеро спокойное, все лодки находятся на одном уровне, и люди могут успешно передавать мяч с лодки на лодку.
Но что, если большая волна заставляет лодки качаться? Мало того, что возникают проблемы с передачей мяча, так еще и канаты натягиваются и натягиваются, а точки соединения повреждаются. Поскольку никто не может управлять волнами, как нельзя управлять молнией, лодки помещаются на палубу большего корабля. Даже если более крупный корабль качает и качает на волнах, лодки сохраняют одинаковый потенциал по отношению друг к другу.
Без эффективной системы заземления каждая часть сети может иметь разные потенциалы земли, постоянно перемещаясь вверх и вниз по отношению друг к другу. В нормальных условиях могут возникнуть периодические и случайные проблемы с сетью, но скачок напряжения или гроза приводят к повреждению портов концентратора, маршрутизаторов и сетевых компонентов. Проектирование сети позволяет избежать этих проблем за счет включения общего заземления для всех систем.
Какова функция правильной системы заземления?NFPA 70 — Национальный электротехнический кодекс (NEC) — охватывает аспекты безопасности заземления и соединения. Статья 250-2 NEC обобщает требования к заземлению и соединению для систем питания и связи:
Система заземления ограничивает напряжение, вызванное молнией, перенапряжениями в сети или непреднамеренным контактом с линиями более высокого напряжения.
Система заземления ограничивает напряжение заземления оборудования и материалов.
Все токопроводящие материалы и оборудование будут соединены с заземлением системы питания, чтобы ограничить потенциал и обеспечить эффективный путь для тока короткого замыкания.
Система заземления должна быть способна безопасно проводить ток короткого замыкания, чтобы облегчить работу устройств перегрузки по току.
Земля не должна использоваться в качестве единственного заземляющего проводника оборудования или пути тока короткого замыкания.
EIA/TIA-607 дополняет NFPA 70 и рассматривает функциональные и эксплуатационные аспекты телекоммуникационного заземления. IEEE 1100 обеспечивает консенсус рекомендаций по заземлению, включая контроль высокочастотного шума. Проект должен соответствовать всем этим требованиям, чтобы иметь надлежащую систему заземления для сети. Ниже приведены некоторые предположения, которые делают дизайнеры, и то, что в результате может пойти не так.
Недостаточно кода конференции
Предположение 1. Заземление должно быть в порядке; в конце концов, здание прошло местные коды. Это предположение, как правило, ошибочно. Как уже упоминалось, NEC — это минимальный код безопасности. В задачи NEC не входит заставить оборудование работать. Сайт, отвечающий требованиям, может по-прежнему иметь проблемы с заземлением. Опыт автора показывает, что 90 % обследованных объектов не имеют надлежащих систем заземления и не соответствуют требованиям NEC к заземлению и соединению.
Следовательно, при обследовании площадки первое, на что следует обратить внимание, — это заземление. К типичным проблемам относятся: неправильное заземление и соединение основной электросети; нет аппаратно-заземляющих проводников; блуждающие нейтральные текущие проблемы; несколько нейтраль-земля; и неправильно установленные розетки с изолированным заземлением (IG).
Разработчик модернизации системы должен выяснить, где заземлена основная электрическая сеть, и найти ослабленные или корродированные соединения, проводники меньшего размера и неправильное соединение. Она должна снять текущие показания системы заземления, включая проводники электродов, соединительные перемычки и заземление оборудования. Если в системе заземления измеряется ток частотой 180 Гц, вполне вероятно, что в системе имеется состояние «блуждающей нейтрали», вызванное множественным соединением нейтральных проводников. Это распространенная проблема, когда нейтральный ток циркулирует в конструкции объекта и системах заземления, вызывая окружающие электрические помехи. На некоторых объектах проблемы с блуждающими нейтральными токами были настолько серьезными, что клиенту пришлось электрически изолировать каждый коммутационный узел, установив волоконно-оптические магистральные кабели.
Предположение 2. Жильцы здания могут решить проблемы с заземлением, установив собственные компьютерные и сетевые системы заземления.
Это состояние встречается постоянно. Если заглянуть под фальшпол компьютерного зала, то можно обнаружить заземляющие стержни, забитые под пол, даже в новых технологических помещениях.
Проблема с этим просто в том, что если в середине центра обработки данных будет более качественная система заземления, чем на основной службе, то в центр обработки данных попадет молниеносный перенапряжение. Кто-нибудь действительно хочет направить молнию и выброс энергии в наиболее важную часть объекта?
Обследование мощности проводилось на объекте, где компьютер и сетевые системы клиента были повреждены грозой. Клиент установил систему ИБП, ограничитель перенапряжения при переходных процессах (TVSS) и систему кондиционирования электропитания, но все же получил повреждения. Несколько заземляющих стержней, установленных под полом машинного зала, и неадекватная система заземляющих электродов в основной службе привели к тому, что компьютерные и сетевые системы оказались частью пути выброса, когда молния искала источник заземления.
Предположение 3. Телекоммуникационная система правильно заземлена. Дерегулирование отрасли связи часто приводило к установке оборудования необученными работниками, которые не понимают требований к заземлению и соединению.
В результате очень часто телекоммуникационная система связана с системой заземляющих электродов, которая отделена от основной системы электрического заземления. Эта проблема создает состояние контура заземления, при котором молнии и скачки напряжения могут обойти защиту TVSS и ИБП и серьезно повредить сетевую систему. NEC 250-92(b) рассматривает этот вопрос более подробно. На рис. 1 показан рекомендуемый способ разработки эффективной системы общего заземления для объекта.
Предположение 4. Сеть не чувствительна к земле. Справедливость этого предположения зависит от типа используемой системы связи.Сбалансированные системы проводки, такие как Ethernet с витой парой, фактически менее чувствительны к проблемам с потенциалом земли. Сбалансированная проводка имеет проводники, которые несут напряжения противоположной полярности и равной величины по отношению к земле. Проводники скручены для сохранения баланса на расстоянии. Сетевые компоненты Ethernet, такие как порты концентратора и сетевые карты, обеспечивают электрическую изоляцию (иногда называемую гальванической изоляцией) в диапазоне среднеквадратичного значения от 500 до 1500 вольт (В).
Однако ошибочно полагать, что изоляция, обеспечиваемая сетевыми компонентами, достаточна для сетевой системы. Во-первых, используемое оборудование может не соответствовать стандартам. Во-вторых, требования к изоляции напряжения относятся к сигналам с частотой 60 Гц, а не к высокочастотным событиям, таким как молнии и скачки напряжения. Наконец, стандарты изоляции действуют в течение коротких периодов времени, обычно порядка одной минуты.
Вызванные молнией переходные процессы напряжением до 6 киловольт (кВ) могут присутствовать на фазных проводах обычных ответвлений 120-вольтовых цепей. Прямые удары молнии, хотя и редко, могут создавать перепады напряжения в 1000 В на этаж в многоэтажных зданиях и напряжения 10 кВ и выше в больших одноэтажных строениях. Эти типы переходных процессов напряжения могут привести к возникновению потенциалов земли, которые превышают допустимые значения большинства сетевого оборудования, вызывая сбои и ослабление компонентов.
Несимметричная проводка использует линии передачи, в которых напряжения на проводниках не равны относительно земли. Как правило, один из проводников подключается к точке заземления. Примером несимметричной линии является коаксиальный кабель и RS232. Несимметричная связь очень чувствительна к проблемам с заземлением и требует особого внимания.
Многие маршрутизаторы и смарт-концентраторы имеют порты RS232 для функций диагностики и программирования. Разработчик должен убедиться, что любое оборудование, например ноутбуки, подключенное к таким портам, имеет общую точку заземления. Комнаты сетевого оборудования и шкафы должны быть снабжены должным образом заземленными выделенными розетками для тестирования и мониторинга оборудования.
Предположение 5. Внешние кабели связи предприятия должным образом защищены. Следует спросить: «Чем защищены?» При проектировании существующего здания очень вероятно, что устройства защиты телекоммуникационных сетей будут использовать более старую технологию защиты от перенапряжения с использованием угольных блоков или газовых трубок. Обновить защиту сети до новейшей гибридной технологии защиты от перенапряжения — разумное вложение.
При проектировании среды кампуса проектировщик должен следовать стандарту NEC 800-30 и указывать защиту от перенапряжения каждый раз, когда медный кабель выходит и входит в каждое здание. Выберите устройство защиты, соответствующее напряжению и частоте сигнала сети. Убедитесь, что протекторы правильно установлены и заземлены.
Предположение 6. Все, что нужно, — это попросить подрядчика по электроснабжению установить «выделенные розетки» для сетевого оборудования. Это неверное предположение, поскольку термин «выделенные» означает разные вещи. разные подрядчики. В худшем сценарии подрядчик-электрик устанавливает оранжевые розетки типа IG и заземляет их на «чистую» землю. В результате «чистое» заземление обычно оказывается отдельной системой заземления, что создает проблему с потенциалом заземления.
Часто заземляющие соединения стеклопакетов подключаются к заземляющему стержню, который изолирован от остальной части здания. Такое расположение является нарушением NEC 250-2 и может привести к смертельному исходу, а также вызвать множество проблем с сетевым оборудованием.
Правильная выделенная ответвленная цепь должна иметь отдельные фазные, нейтральные и заземляющие проводники. IEEE-1100, раздел 9.5, рекомендует, чтобы падение напряжения в цепях, обслуживающих чувствительные нагрузки, не превышало 1 % напряжения сети, что ограничивает напряжение нейтрали-земли до 0,6 В.
Прокладка длинных ответвлений от центральной системы ИБП к коммутационным узлам может вызвать значительное падение напряжения и проблемы с искажениями. Чтобы свести к минимуму эти проблемы и сохранить более низкий потенциал заземления, можно увеличить сечение проводников ответвленной цепи или установить изолирующие трансформаторы. На рис. 2 показан рекомендуемый способ заземления и соединения силовых трансформаторов для цепей IG.
Сети могут быть самыми разными: от крупных систем с тысячами узлов до небольших домашних офисных систем. Будь то большой или маленький, надлежащее заземление и соединение необходимы для системы любого размера. Проектировщик сети должен убедиться, что объект заземлен в соответствии с рекомендуемыми стандартами и имеет надлежащую защиту от перенапряжения для телекоммуникационных и энергосистем. Но самой важной частью работы дизайнера является проверка работы во время установки и после ее завершения.
Из Pure Power, весна 2001 г.
Есть ли у вас опыт и знания по темам, упомянутым в этой статье?Вам следует подумать о том, чтобы поделиться контентом с нашей редакцией CFE Media и получить признание, которого заслуживаете вы и ваша компания. Нажмите здесь, чтобы начать этот процесс.
В связи с растущим спросом на установку компьютерных сетей телекоммуникационное заземление и соединение стали растущими возможностями для подрядчиков по электроснабжению. Хотя применяются аналогичные принципы заземления, понимание телекоммуникационной терминологии и специальных соображений было проблемой.
Как и в случае традиционного электрического заземления, телекоммуникационные сети и оборудование должны быть заземлены на электрическую сеть. Однако простого заземления на конструкционную сталь недостаточно при работе с телекоммуникационными системами. Чувствительность электронного оборудования требует, чтобы телекоммуникационные кабели и мощность были эффективно уравновешены для предотвращения петель или переходных процессов, которые могут повредить оборудование. Это означает разработку полной системы заземления и соединения, выходящей за рамки базовой методологии «зеленого провода».
>> Что такое заземление?
Статья 100 NEC определяет ground как:
«Проводящее соединение, преднамеренное или непреднамеренное, между электрическими цепями или оборудованием и землей или каким-либо проводящим телом, которое служит вместо земли».
Электрические системы и кабельные системы связи, которые должны быть заземлены, должны быть заземлены. Механизм заземления должен обеспечивать надежное средство для безопасного отвода напряжения, вызванного молнией, перенапряжениями в сети или непреднамеренным контактом с высоковольтными линиями или оборудованием, на землю.
>> Что такое связь?
Статья 100 и 250-70 NEC определяет связывание как:
«Неразъемное соединение металлических проводящих частей оборудования и корпусов проводников для обеспечения электропроводности пути между ними, который обеспечит электрическую непрерывность и имеет достаточную мощность для безопасного проведения любого постороннего тока, который может быть наложен на землю.
Соединение необходимо, поскольку электропроводящие материалы, такие как конструкционная сталь, металлические кабельные лотки и металлические опорные конструкции, могут оказаться под напряжением в случае контакта с: молнией, перенапряжениями в сети или непреднамеренным контактом с линиями высокого напряжения.
Практика создания эффективного соединения заключается в создании надежного пути для таких токов короткого замыкания к заземлению электрической системы. Эффективные методы соединения помогают уравнять потенциалы, вызванные неисправностями молний и электрических систем, которые в противном случае могли бы повредить оборудование и причинить вред людям.
NEC требует, чтобы металлические кабельные каналы, кабельные лотки, стойки, кожухи или металлическая броня кабелей были надежно соединены, чтобы обеспечить способность отводить любой ток короткого замыкания на землю.
Статья 250-96 NEC гласит:
«Металлические кабельные каналы, кабельные лотки, кабельная броня, кабельная оболочка, кожухи, каркасы, арматура и другие металлические нетоконесущие детали, которые могут служить заземлителями, с использованием или без использования дополнительных заземлителей оборудования , должны быть надежно соединены там, где это необходимо для обеспечения электрической непрерывности и способности безопасно проводить любые токи повреждения, которые могут быть наложены на них. Любая непроводящая краска, эмаль или аналогичное покрытие должны быть удалены с резьбы, точек контакта и контактных поверхностей или соединены с помощью фитингов, конструкция которых исключает необходимость такого удаления».
>> Воздействие электрического тока
Кабели связи подвержены воздействию электрического тока. Статья 800-2 NEC определяет кабель связи как «открытый», когда
«Кабель или цепь находятся в таком положении, что в случае выхода из строя опор или изоляции может возникнуть контакт с другим кабелем или цепью».
Все кабели связи считаются подверженными воздействию электрического тока из-за того, где эти кабели проложены в здании или в конфигурации кампуса. Кабели связи прокладываются в непосредственной близости от электрических проводов на стенах и потолках.
Степень воздействия также определяется местом установки кабеля. Воздействие можно определить в следующих двух областях:
- Вне помещения
- Внутри здания
Все медные кабели связи или любые диэлектрические кабели, имеющие проводящий элемент, являются проводниками электрической энергии. Когда эти типы кабелей прокладываются между зданиями, они подвергаются электрическому воздействию молнии. Эти кабели могут привести к удару молнии по кабелю и во все кабели, которые подключены к этим кабелям.
<р>2. Внешний вид зданияКабели связи внутри здания подвержены опасности поражения электрическим током. Медные кабели связи прокладываются в непосредственной близости от силовых проводов.Это возможность случайного прикосновения к силовым проводникам, что может привести к наведению сбоя питания.
>> Стандарт заземления и связи в телекоммуникациях — ANSI/TIA/EIA-607
Стандарт ANSI/EIA/TIA-607 — это требования к заземлению и соединению в коммерческих зданиях для телекоммуникаций.
Основная цель этого стандарта – предоставить рекомендации по вопросам соединения и заземления при построении телекоммуникационной инфраструктуры.
Стандарт ANSI/EIA/TIA-607 определяет телекоммуникационную систему заземления и соединения, а также соединения с системой электрического заземления здания. Рекомендации, содержащиеся в этом стандарте, не заменяют требования к соединению и заземлению национальных и местных электротехнических норм и правил.
Ключевые термины:
- Заземляющий провод оборудования
- Заземляющий провод цепи на сервисном оборудовании
- Источник отдельной системы.
>> Компоненты системы заземления телекоммуникаций
Система заземления и соединения телекоммуникаций начинается с физического подключения к системе заземляющих электродов здания и распространяется на каждую телекоммуникационную комнату (TR) в здании (см. следующий рисунок).
Как правило, система заземления телекоммуникаций, определяемая стандартами ANSI/TIA/TIA-607, содержит следующие компоненты:
- Телекоммуникационный проводник
- Главная заземляющая шина телекоммуникаций (TMGB)
- Телекоммуникационная соединительная магистраль (TBB)
- Телекоммуникационная шина заземления (TGB)
- Соединительный соединительный проводник телекоммуникационной магистрали (TBBIBC)
Система начинается у входа в систему электроснабжения, проходит к TMGB и продолжается до каждого TGB, расположенного в отдельных телекоммуникационных шкафах на каждом этаже здания, и, наконец, возвращается к исходному TMGB.
<р>1. Телекоммуникационный вход (TEF)В состав телекоммуникационного ввода (ТВП) входит вход в телекоммуникационную службу, а также пространство примыкания междомовых и внутридомовых магистральных сооружений. Антенные входы и электронное оборудование, связанные с телекоммуникациями, могут располагаться в ТЭФ.
<р>2. Проводник по телекоммуникационным связям
Стандарт ANSI/EIA/TIA-607 требует, чтобы все соединительные проводники связи были перечислены для предполагаемого использования и одобрены признанной на национальном уровне испытательной лабораторией, такой как UL или ETL.
<р>3. Телекоммуникационная главная шина заземления (TMGB)
TMGB — это специальное расширение системы заземляющих электродов здания для телекоммуникационной инфраструктуры. Поскольку это центральная точка крепления TBB и оборудования, TMGB должен обеспечивать легкий доступ для персонала связи.
TMGB представляет собой предварительно просверленную медную шину со стандартными размерами болтовых отверстий NEMA и расстоянием между ними для конкретного соединения с наконечником, которое будет использоваться. Он должен быть достаточно большим, чтобы удовлетворить сегодняшние приложения и приспособиться к будущему росту. Требуется минимальная толщина 6 мм и ширина 100 мм. Доступно множество разновидностей заземляющих стержней, некоторые из них поставляются в виде комплекта и могут быть настроены в соответствии с конкретными требованиями применения. Предварительно сваренные пигтейлы Cadweld доступны с проводниками различных размеров и длин, изолированными или неизолированными, готовыми к подключению к заземлению здания.
Для снижения сопротивления предпочтительнее гальваническое лужение. Однако, если они не покрыты, сопрягаемые поверхности должны быть полностью очищены. Там, где телекоммуникационные щиты расположены с TMGB, они должны иметь шину заземления оборудования переменного тока (или металлический корпус), соединенную с TMGB/TGB. Необходимо соблюдать все необходимые зазоры при размещении TMGB как можно ближе к панелям.
Соединения с TMGB или проушинами должны быть экзотермическими сварными швами. Экзотермические сварные швы обеспечивают соединение, которое помогает обеспечить долгосрочную целостность системы заземления.
<р>4. Телекоммуникационная соединительная магистраль (TBB)
TBB — это проводник, соединяющий все TGB с TMGB. Он уменьшает или выравнивает потенциальные различия между телекоммуникационными системами, к которым он подключен. TBB не должен быть единственным проводником, обеспечивающим обратный путь тока замыкания на землю.
Начиная с TMGB, TBB проходит по всему зданию через магистральные телекоммуникационные пути. Он соединяет TGB в каждом телекоммуникационном шкафу и аппаратной в здании. Может потребоваться несколько TBB, в зависимости от размера конструкции и количества TGB в здании. Водопроводные трубы или металлический экран кабеля не должны использоваться в качестве соединительной магистрали телекоммуникаций.
Каждый TBB должен представлять собой изолированный медный проводник калибра не менее 6 по стандарту AWG и, возможно, до 750 тыс. мил, который часто используется телефонными и коммуникационными компаниями. В многоэтажном здании, где используется более одного TBB, TBB должны быть соединены между собой соединительным проводником TBB (TBBIBC), расположенным на верхнем этаже и, по крайней мере, на каждом третьем этаже.
<р>5. Телекоммуникационная шина заземления (TGB)
TGB – это предварительно просверленная медная шина со стандартными размерами отверстий под болты NEMA и централизованно подключенными системами и оборудованием, обслуживаемыми телекоммуникационным шкафом. Он должен быть толщиной не менее 6 мм и шириной 50 мм. Так же, как и ТГБ, ТГБ перед подключением проводников к сборной шине следует подвергнуть гальванопокрытию или очистке. Соединительный проводник между TBB и TGB должен быть непрерывным и проходить по максимально прямому пути.
Часто TGB устанавливается сбоку от панели. Когда конструкционная сталь здания эффективно заземлена, каждый TGB должен быть соединен со сталью в том же помещении с помощью проводника № 6 AWG. Всегда используйте максимально короткое расстояние в системе заземления.
<р>7. Соединительный соединительный проводник для телекоммуникационной магистрали (TBBIBC)
Стандарт ANSI/EIA/TIA-607 требует, чтобы при вертикальной установке двух или более TBB на магистральном пути внутри здания эти TBB были соединены вместе. Для этой функции используется соединительный соединительный проводник телекоммуникационной магистрали (TBBIBC) (см. рисунок выше).
Стандарт ANSI/EIA/TIA-607 требует, чтобы TBBIBC устанавливался на верхнем этаже и как минимум на каждом третьем этаже. Минимальный размер TBBIBC должен быть не меньше размера проводника TBB.
Коммутатор TBBIBC также может использоваться для соединения двух или более TGB, установленных в одном и том же TR. TBBIBC также используется для соединения TGB, установленных в разных TR, находящихся на одном этаже здания. Это соединение будет соответствовать тем же требованиям, что и соединение нескольких TBB на верхнем этаже и как минимум на каждом третьем этаже.
>> Резюме
Телекоммуникационное заземление и соединение — это дополнительное заземление и соединение, установленное специально для телекоммуникаций. Это не замена заземления и соединения, предусмотренных Национальным электротехническим кодексом (NEC), но обычно является дополнительным для улучшения производительности телекоммуникационной системы.
NEC – это комплексный набор правил, касающихся как электрических, так и коммуникационных кабелей. Кабели связи рассматриваются в главе 8 NEC и озаглавлены «Системы связи». Статья 800 касается установки кабелей связи для телефонных систем, телеграфных систем, систем охранной сигнализации и других систем центральной станции.
Читайте также: