Удар молнии

Николай Богданов-Катьков (С.-Петербург)

В пору питерских летних гроз молния развалила надвое старую липу на Сампсоньевском проспекте, но это еще полбеды: одиннадцать компьютеров в офисе расположенной рядом фирмы отказались работать.

Меня пригласили на роль консультанта и оценщика. Если опустить душераздирающие детали переговоров, сухой остаток окажется следующим.

1. Убиты все 12 сетевых фильтров.

2. Блоки питания погибли у 10 компьютеров из 11.

3 В восьми случаев погибли системные платы (процессоры уцелели).

4. Погибли все четыре модема, а заодно телефакс и единственный на всю фирму многофункциональный центр (МФЦ). Полная стоимость оборудования, вышедшего из строя, составляла около $10000, но косвенные убытки от невозможности заключать сделки, посылать отчеты в налоговую инспекцию и т. п. грозили перевалить за $1000 в день…

По результатам переговоров с десятком ремонтных фирм выяснилось, что «мертвые» блоки питания можно привести в чувство заменой и перепайкой нескольких диодов. На трех системных платах можно вставить новые развязывающие конденсаторы, что много дешевле, чем покупать новые платы. По приблизительным подсчетам ущерб оказался меньше ожидаемого — в сумме около $1600.

И все же, что можно сделать, чтобы это не повторилось? Первым делом я выяснил, что фирма «кормилась» электричеством не от обычной городской сети, кабели которой пролегают под землей, а от подстанции, расположенной неподалеку. Фирма поставила собственный трансформатор (6 кВ, 220 В). Это оказалось выгоднее (примерно на 20 копеек за киловатт-час), но подводящий кабель висел на столбах и, естественно был подвержен всем условиям погоды — от сильного ветра до удара молнии.

При ударе молнии вблизи токонесущих частей (кабелей, шин), в сети возникает электрический импульс, обычно весьма мощный, способный вывести из строя любой блок питания. Это и произошло; электрический импульс «убил» 11 компьютеров, хотя все они были подключены к сетевым фильтрам… Почему?

Любой защитный фильтр имеет ограничения по максимальной мощности помех (от 100 до 600 Дж) и по максимальному напряжению (от 2000 до 10000 В). Именно эта помеха и гасится конденсаторами и варисторами, все остальное, что сверх того, проходит через фильтр и бьет по блоку питания. Защитная мощность сетевых фильтров, как правило, оказывается вполне достаточной, чтобы отсечь обычные помехи, возникающие при нестабильной работе электрических сетей, но в экстремальной ситуации — удар молнии — ее не хватило.

Что можно сделать?

Работники конторы клялись, что все электрооборудование, включая чайник, было заземлено! Если это так, то никакая молния не была бы способна повредить технике. Да, если…

Во всем мире для питания любой сети используется переменный ток. В России его напряжение — 220 В (+10/-15%), то есть от 187 до 242 В, частота 50 +/-1 Гц. Таково требование ГОСТа, но на практике это не всегда бывает так.

Неучтенная ГОСТами составляющая — высокочастотные импульсы. Если из нормальных 220 В вылетит импульс вольт в 2000 и мощностью более 500 Дж, то обычный сетевой фильтр его легко отсечет; на компьютере это никак не скажется. Но удар молнии намного превысит эти параметры, и в данном случае никакие фильтры не спасут. Чтобы обеспечить нормальное питание, применяют UPS, то есть устройства непрерывного электропитания, хотя от молнии не спасут и они. Это российский (и европейский) стандарт; в Америке широко используются устройства, рассчитанные на напряжение 110 В, а обычная американская частота — 60 Гц. В Японии стандарт напряжения 100 В, но есть и много стран с напряжением 240 В, а потому БП компьютеров рассчитаны на напряжение от 90 до 265 В. Еще недавно в Россию поставляли технику, рассчитанную на 110 В, естественно, ее комплектовали трансформаторами.

Сейчас вариант заземления, который основан на так называемых «евровилках», часто не работает. Беда в том, что в России традиционно используют двухполюсные вилки и розетки, двухжильные провода. По ним подается «фаза» и «ноль», причем вилка симметричная.

Конечно, удар молнии — это стихия, и здесь никто никаких гарантий дать не может, однако единственный пока способ защиты — заземление.

Формально заземляющая жила прокладывается отдельно от собственно электропроводки и замыкается на землю; обычно в подвале здания бурится шпур на глубину в несколько метров, в него погружают стальную болванку, а свободное место засыпают углем для лучшей электропроводности. Это самый безопасный вариант из возможных. Но надо считаться с реалиями. Частному пользователю редко доступен подвал, он может делать лишь то, что в пределах его квартиры.

Прежде всего, необходимо подвести проводку к евророзеткам трехжильным кабелем. Третью, «земляную», жилу следует именно занулить, а не заземлить. Наилучший вариант — «нулевая» клемма домового распределительного щитка.

На рисунках:

1. Система TN-S — так устроена электросеть в большинстве стран, в Москве и Питере она применяется в основном в новых домах

2. Система TN-C-S используется путем преобразования системы TN-C разделением рабочего нуля PEN на PE и N на участке до первого коммутационного щита. Достаточно на квартирном щитке до входного автомата или выключателя подключить провод к нулевой шине, и он станет защитным проводом PE

Довольно распространенный в бытовых условиях вариант — подключение к батарее парового отопления, или же к водопроводной трубе (но не к газовой — вас оштрафует первая же проверка). Водопроводная труба предпочтительнее, так как по нормам варить-менять их можно только при условии сохранения электрического контакта в месте ремонта, а для труб отопления этого не требуется.

В принципе, все трубы обеспечивают почти идеальный контакт с землей (слабое место — резьбовые соединения). Тем не менее, это формально запрещено, да и небезопасно. Если ниже вашей квартиры поставили пластиковую трубу, никакого заземления не получится, а у соседей появится почти половина от 220 В на оставшихся металлических трубах. Не смертельно, поскольку ток идет от конденсаторного делителя в БП, но щекотно будет.

Корпоративным пользователям лучше установить общую заземляющую шину с выходом на нулевую клемму и со всеми требованиями, предусмотренными ГОСТами. Еще лучше — заказать соответствующий проект компетентным фирмам. Проектирование систем электробезопасности требует соответствующей лицензии, что и понятно, всякое дело нужно поручать специалистам. Каждый решает сам, но оставлять компьютеры безо всякой защиты — накладно.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *