В предыдущих частях цикла «Основы электропитания» были рассмотрены особенности промышленной сети переменного тока – основного источника электрической энергии для большинства ее потребителей. Я искренне надеюсь, что этого, весьма краткого, описания окажется достаточно для работы людей, решивших освоить профессии, связанные с постоянным использованием электрической и электронной техники (для энергетиков этого курса будет явно недостаточно). И, наверное, на этом, как сделано в большинстве учебников, можно было бы поставить точку и перейти к рассмотрению других не менее важных вопросов. Однако мой практический опыт показывает, что нужно еще немного уделить внимания домашней и офисной электропроводке и рассказать не только о том, какой она должна быть в теории, но и о том, какой она может быть в реальной жизни.
В этой части цикла не будет «нового» материала – вся теория уже была рассмотрена в предыдущих частях. Здесь будут приведены лишь случаи из моей практики работы в ИТ-отделах и ИТ-компаниях, когда неправильно или неудачно спроектированная или смонтированная электропроводка приводила к неправильной или нестабильной работе ИТ-оборудования. Этот материал наглядно покажет, почему ИТ-специалистам нужно понимать основы электропитания, а не слепо полагаться на мастерство своих коллег.
Сразу обращу внимание на то, что в этом материале я ни в коем случае не хочу «обидеть» представителей других профессий. Более чем в 99% случаев мои коллеги – электрики и охранники, директора и уборщицы, администраторы и товароведы – оказывались профессионалами высокого уровня, которые ответственно и качественно подходили к выполнению своих обязанностей. Однако все мы, в первую очередь, люди, а уже потом «ИТ-шники» электрики, политики или экономисты. Все мы люди, которые могут что-то не знать, не понимать, не заметить или просто быть «не в форме», например, из-за проблем в семье. Все мы существуем в неидеальном мире, где одновременно происходит множество событий, влияющих на нас как положительным, так и отрицательным образом. Поэтому, рано или поздно, ситуация, возникшая на вашей работе, попадет в тот оставшийся 1%, когда причиной ваших проблем станут ошибки, недоработки или умышленные преступления других людей.
Поэтому очень важно уметь оценивать качество работы своих коллег, по крайне мере в той части, которая касается ваших профессиональных обязанностей. И если возникают хоть малейшие подозрения в том, что «это работать не будет», то ситуацию нужно устранять, желательно на этапе согласования проекта, потому что потом исправить допущенную ошибку может быть намного труднее. А в большинстве случаев для этого достаточно просто спросить – так вы, как минимум, подстрахуете своего коллегу от возможных ошибок.
Об организационных моментах
Для начала рассмотрим случай, когда все выполнили свою работу качественно, а конечный результат оказался проблемным. На одном достаточно крупном коммерческом предприятии серверная, как и положено, располагалась в отдельном хорошо спрятанном помещении, о существовании которого знал лишь ограниченный круг сотрудников. При этом автоматический выключатель (автомат), подающий питание в эту комнату, был смонтирован на общем распределительном щитке, установленном возле поста охранника. Предприятие работало круглосуточно, поэтому на нем всегда находился дежурный инженер ИТ-отдела, «спасавший» ночную смену при возникновении проблем с доступом к корпоративным информационным системам.
Проблема заключалась в том, что дежурный охранник, также работающий круглосуточно, имел инструкцию, согласно которой он в определенное время – после ухода офисных работников – должен обесточить офисные помещения, а утром – до прихода сотрудников – возобновить подачу питания. Конечно же, в инструкции было написано, что автомат серверной отключать нельзя. Это было написано и на самом щитке возле нужного автомата. Однако, как вы уже догадались, знакомство дежурного инженера ИТ-отдела с каждым новым дежурным охранником происходило приблизительно в час ночи, когда разряжались батареи в источниках бесперебойного питания, и сотрудники ночной смены начинали «обрывать телефоны» техподдержки. Почти всегда охранник просто не знал, что такое «серверная» и для чего она нужна, а спросить, во время инструктажа, видимо, стеснялся, поэтому необходимая разъяснительная работа проводилась ИТ-специалистом уже непосредственно на рабочем месте.
«Решать» эту проблему было поздно, поскольку модернизировать электропроводку, например, установить автомат серверной в отдельном щите, было уже слишком дорого, хлопотно и некрасиво. Единственной «отрадой» для дежурного ИТ-специалиста было наблюдать за выражением лица нового охранника, когда он среди ночи звонил своему непосредственному начальнику, чтобы выяснить, имеет ли он право нарушить инструкцию и подать питание в неурочный час в одно из офисных помещений.
Об электрических кабелях
На предприятиях или в крупных бизнес-центрах вопросами электроснабжения обычно занимается отдельный отдел, в состав которого входит главный энергетик с командой штатных электриков. В этом случае проблем с электропроводкой обычно нет – непрофессионалы на таких должностях долго не задерживаются. Но в наше время множество небольших компаний могут располагаться в арендованных офисах, переделанных из квартир и расположенных в жилых домах. Например, в Киеве и Одессе таких офисов достаточно много.
О реальном состоянии электропроводки подобных помещений можно только догадываться – очень часто ее «проектируют» и монтируют случайные люди, нанятые по объявлению. Приблизительно то же самое относится и к домашней электропроводке, особенно в частном секторе, где многие вещи обычно делаются своими силами при очень ограниченном бюджете.
К сожалению, далеко не всегда «специалисты», монтирующие подобные сети, отличаются профессионализмом и порядочностью. Например, у моих знакомых для квартирной электропроводки электрики «приобрели» кабель с сечением 0.75 мм2. При этом, согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) [1], для подобных распределительных сетей должны использоваться медные электрические кабели с сечением не менее 2.5 мм2, и только для систем освещения допускается уменьшить их сечение до 1.5 мм2. Хозяйка квартиры, не разбирающаяся в тонкостях электросетей, работу приняла и оплатила (все ж работает), после чего эти горе-электрики «растаяли» в неизвестном направлении. Конечно, подлость таких «мастеров» обнаружилась сразу же после включения мощных бытовых приборов, когда в квартире появился специфический запах перегретой изоляции. К сожалению, выяснилось это уже после окончания ремонта, когда обои поклеены, мусор вывезен, а посуда в серванте расставлена по своим местам.
Однажды нам поневоле довелось оставить без электричества целый подъезд. Наш арендованный «офис», в котором мы разрабатывали стабилизатор напряжения, располагался в бывшей квартире старого дома, находящегося в историческом центре Одессы. В самом помещении электропроводка была новой и качественной, но внутридомовые распределительные сети находились в катастрофическом состоянии. Однажды в процессе одного из наших «экспериментов» они не выдержали и с красивым фейерверком (хорошо, что не с пожаром) бездарно сгорели. Наша компания, конечно, финансово участвовала в ликвидации последствий этой аварии, хоть мы и не были в этом напрямую виноваты – электропроводка, со слов жильцов, уже давно была проблемной. Однако ощущение вины из-за того, что в пятницу вечером несколько семей остались без света, не проходило долго. При первой же возможности мы сменили это помещение на более подходящее для наших экспериментов место.
Однажды вечером, во время проведения каких-то текущих работ в пустом офисе компании, которую мы обслуживали, уборщица пожаловалась, что не может выключить свет в коридоре. Конечно, ремонт электропроводки не входил в наши прямые обязанности, но эта компания была для нас «родной» – когда-то мы были ее ИТ-отделом, поэтому с ее сотрудниками у нас были очень хорошие отношения, и мы всегда им помогали в меру своих сил. А уборщица была для нас «родной в квадрате», поскольку две ее внучки работали в нашей компании. Нужно отметить, что этого человека мы до сих пор вспоминаем с теплотой и любовью за ее трудолюбие и отношение к своему делу. Об уровне уважения к этой уборщице можно судить хотя бы о том, что на свои дни рождения она «проставлялась» в трех разных компаниях, и везде к ней относились иногда лучше, чем к родным бабушкам.
Конечно же, мы не могли отказать этому человеку и решили выяснить, в чем дело. Тот факт, что свет нельзя выключить, вначале особо не смутил – выключатель могло просто заклинить в замкнутом состоянии. Но на месте ситуация стала непонятной. Оказалось, что выключатель был сдвоенным и коммутировал лампы в двух частях коридора. При замыкании любого из его контактов обе группы светильников светили на полную яркость, и лишь при размыкании обеих секций яркость всех светильников незначительно снижалась. Очевидно, что выключатель был, скорее всего, исправным, раз светильники реагировали на его коммутацию, однако, что должно было «сломаться», чтобы электроприборы так себя вели, оставалось загадкой.
Причина стала понятна после извлечения выключателя из подрозетника. Оказалось, что он коммутировал нулевой провод, а разные группы светильников были подключены к разным фазам (Рисунок 1). Уже сам факт такого монтажа был опасным – выключатель систем освещения нужно устанавливать в цепи фазного провода – это уменьшает риск поражения электрическим током при замене ламп. Но это было не самое главное. Оказалось, что электропроводка была выполнена… плоским сигнальным кабелем (шлейфом), и причиной такого поведения стал пробой изоляции между проводами, соединенными с разными группами ламп. При замыкании любой из секций на обе группы светильников подавалось фазное напряжение 230 В, и они светили в полную силу. Если же разомкнуть оба контакта, то из-за пробоя изоляции на две последовательно соединенные группы светильников подавалось линейное напряжение 400 В. Поскольку количество ламп в них было одинаковое, то это напряжение распределялось приблизительно поровну, что и приводило к уменьшению яркости.
 |
|
| Рисунок 1. | Пробой изоляции из-за использования для электропроводки плоского сигнального кабеля, не предназначенного для этих целей. |
Этот пробой был ожидаемым, ведь нельзя подавать на кабель, рассчитанный на максимальное напряжение 300 В (типовое значение для большинства кабелей подобного типа) линейное напряжение со среднеквадратическим значением 400 В. И пусть даже там использовался кабель с более высоковольтной изоляцией, например, 600 В (марку кабеля установить не удалось), все равно, в выключенном состоянии амплитудное значение между его проводниками достигает 565 В, что уже находится на пределе его эксплуатационных возможностей. А если учесть, что выключатель коммутировал светильники с люминесцентными лампами, оборудованными дроссельными пускорегулирующими устройствами, при выключении которых к этому напряжению еще могла добавиться ЭДС самоиндукции их дросселей, то понятно, что пробой изоляции был просто вопросом времени.
Что побудило электрика использовать этот кабель, неизвестно. Скорее всего, у него в закромах были «запасы», которые было решено «пустить в дело». Электрик, нужно отдать ему должное, старался, понимая, что сечения одной жилы AWG24 (0.2 мм2) «не хватит» для питания светильника; он, разделив шлейф на полоски по 4 жилы, «честно» выделил на каждую линию по две полосы. В итоге каждый «провод» состоял из 8 жил с общим сечением приблизительно 1.6 мм2, что даже соответствует ПУЭ, но вот про изоляцию он как-то не подумал.
![Наиболее распространенные виды электрических кабелей, используемых для электропроводки [2].](https://www.rlocman.ru/i/Image/2022/02/Fig_2.gif) |
|
| Рисунок 2. | Наиболее распространенные виды электрических кабелей, используемых для электропроводки [2]. |
Вывод отсюда простой – для электропроводки должен использоваться только специализированный электрический кабель [2]. В своих проектах для стационарной электропроводки мы обычно использовали кабели ШВВП (Рисунок 2) – с ним намного удобнее работать, чем с более жесткими кабелями других марок, например, ВВГ, хотя электрические характеристики одножильных кабелей, в частности удельное электрическое сопротивление, лучше, чем у многожильных [3]. Для соединительных шнуров и удлинителей лучше всего подходит кабель ПВС, поскольку он является наиболее гибким.
Об эксплуатации кабелей
Сечение кабелей выбирается в соответствии с рекомендациями ПУЭ [1]. ИТ-специалисту обычно незачем вникать во все тонкости этого процесса, однако некоторые моменты нужно понимать и не забывать.
Для стационарной электропроводки, в частности, для подключения электрических розеток, должен использоваться кабель сечением не менее 2.5 мм2. Тип кабеля обычно выбирают электрики (кому с каким удобнее работать), однако кабель должен быть электрическим, медным, с сечением не менее 2.5 мм2 – использование алюминиевого кабеля или кабеля с меньшим сечением будет нарушением ПУЭ. Единственным исключением из этого правила является электропроводка для систем освещения, для которых допускается использование медного кабеля с сечением жил не менее 1.5 мм2. Если вы курируете ремонт помещения, например, где будут работать сотрудники вашей компании, было бы желательно проконтролировать, какой же кабель на самом деле будет заложен в электропроводку – бывают случаи, когда «по ошибке» приобретается или устанавливается более дешевый кабель меньшего сечения.
В других случаях, минимальное сечение жил кабелей необходимо выбирать исходя из рекомендаций ПУЭ, часть из которых приведена в Таблице 1. При этом не следует забывать о правильной защите этой линии от перегрузки по току. Нужно помнить, что и автоматические выключатели, и плавкие предохранители обычно выдерживают двойную перегрузку в течение приблизительно часа, а за это время изоляция кабеля может разрушиться. Поэтому ток срабатывания защитного устройства должен быть приблизительно в два раза меньше максимального длительного тока для кабеля выбранного сечения. Например, кабель с сечением 0.75 мм2 с допустимым длительным током 16 А следует защищать автоматическим выключателем или плавкой вставкой с током срабатывания не более 8 А.
| Таблица 1. | Допустимый длительный ток переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами [1] |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Однако при выборе сечения кабеля не следует слепо полагаться на рекомендации ПУЭ – нужно понимать физику процесса и руководствоваться здравым смыслом. Всегда нужно помнить о том, что при протекании электрического тока по любому проводнику происходят два одновременных процесса: нагрев и охлаждение.
Нагрев кабеля происходит вследствие наличия ненулевого активного сопротивления токопроводящей жилы кабеля RКАБ. При этом скорость выделения тепла (мощность нагрева) PНАГР, согласно закону Джоуля-Ленца, пропорциональна квадрату тока IКАБ, протекающего через кабель:
 |
(1) |
Скорость отвода тепла PОХЛ зависит от того, насколько температура токопроводящих жил кабеля TКАБ отличается от температуры окружающей среды TОКР:
 |
(2) |
где RКАБ-ОКР – тепловое сопротивление между жилами кабеля и окружающей средой.
В стационарном режиме, наступающем через некоторое время после начала протекания тока через кабель, устанавливается состояние равновесия, при котором количество тепла, выделяющегося в токопроводящих жилах, становится равным количеству тепла, уходящему в окружающее пространство. Это позволяет, приравняв формулы (1) и (2), определить температуру жил кабеля:
 |
(3) |
В формуле (3) присутствует три неизвестных:
TОКР – температура окружающей среды,
RКАБ – электрическое сопротивление кабеля,
RКАБ-ОКР – тепловое сопротивление кабель-окружающая среда.
Обычно ИТ-специалисты редко сталкиваются с экстремальными условиями эксплуатации, поэтому температуру окружающей среды в первом приближении можно принять равной комнатной температуре, TОКР = 15…20 °С, однако в худшем случае, например, когда кабель проложен в металлической трубе, щедро прогреваемой летними солнечными лучами, температура окружающей среды может превышать 50 °С.
Удельное электрическое сопротивление кабеля RКАБ определяется соответствующими нормативными документами. Сейчас во многих странах активными являются региональные версии международного стандарта IEC 60228:2004, например, [3, 4]. Таким образом, покупая электрический кабель определенного сечения, теоретически, можно быть уверенными, что его электрическое сопротивление должно быть не более некоторого значения, указанного в стандарте.
Однако на практике это бывает далеко не всегда. Сейчас на рынке присутствует достаточно большое количество продукции известных и «безымянных» производителей, отличающихся и по цене, и по качеству. Очень часто «медные» кабели изготовляют из различных сплавов, уменьшающих их стоимость. Кроме того, некоторые производители откровенно лукавят, изготовляя кабель, сечение которого меньше числа, указанного на маркировке, поэтому жилы одного и того же кабеля, выпущенного разными производителями, даже визуально имеют разный диаметр, не говоря уже о весе и стоимости бухты. Ответственные продавцы в магазинах электротоваров это прекрасно понимают и всегда уточнят, кабель какого производителя вас интересует. У них обычно всегда есть запасы как «хорошего», но дорогого кабеля от «честных» производителей, который можно использовать без риска, так и более дешевого, в который «не доложили» немного меди. Поэтому реальное сопротивление кабеля RКАБ на практике может отличаться (в большую сторону) от значения, указанного в стандарте. А это значит, что нагреваться он будет больше.
Но самый коварный параметр в формуле (3) – тепловое сопротивление кабель-окружающая среда RКАБ-ОКР. Это значение напрямую зависит от условий эксплуатации и может меняться в достаточно широких пределах. В ПУЭ, чтобы не нагружать специалистов типовыми расчетами, просчитали формулу (3) для типовых значений RКАБ-ОКР и привели результаты вычислений в виде таблиц. Это удобно: зная условия эксплуатации, можно быстро определить величину допустимого тока, при котором температура токопроводящей жилы будет безопасной для изоляции данного типа. Но нужно помнить, что эти данные, даже с учетом поправочных коэффициентов, рассчитаны для стандартных значений RКАБ и RКАБ-ОКР. А если вместо качественного кабеля купили его дешевый аналог, имеющий большее сопротивление RКАБ, или если условия эксплуатации кабеля отличаются от стандартных, то не следует удивляться перегреву и повреждению кабеля даже при токах, далеких от номинальных значений.
В одном офисе однажды вечером забыли выключить тепловентилятор («дуйку»), и он проработал все выходные. Тепловентилятор подключался с помощью удлинителя длиной около 5 м, а поскольку такая длина была явно избыточна, то провод удлинителя аккуратно свернули в небольшую бухту и даже обмотали скотчем, чтобы она не рассыпалась. Не будем подсчитывать количество правил пожарной безопасности, которые были нарушены, в конечном итоге все «обошлось» – в понедельник обогреватель выключили, а помещение проветрили. Однако изоляция кабеля удлинителя сплавилась в один большой «бублик» и размотать бухту было уже невозможно. Произошло это из-за того, что тепловое сопротивление внутренних витков бухты оказалось значительно выше типового значения, и они не охлаждались должным образом. При этом, согласно таблицам ПУЭ, ток, потребляемый тепловентилятором (около 10 А), был намного меньше максимально допустимого тока для кабеля этого сечения (в удлинителе использовался кабель с сечением 0.75 мм2 и максимально допустимым током 16 А).
 |
|
| Рисунок 3. | При длительном использовании удлинителей с мощными нагрузками катушку необходимо разматывать. |
Этот момент необходимо обязательно помнить и ИТ-специалистам тоже, ведь и они могут пользоваться удлинителями, например, во время монтажа кабелей вычислительных сетей (Рисунок 3). Если ток, потребляемый оборудованием, превышает половину максимально допустимого тока удлинителя, то его катушку нужно размотать, в противном случае может произойти оплавление изоляции внутренних витков кабеля и удлинитель придется выбросить.
Об отчаянии квалифицированных специалистов
На протяжении нескольких лет в нашем «хозяйстве» находилась офисная мини-АТС наших клиентов Samsung iDCS 500 (Рисунок 4). Сейчас ее уже сняли с производства, но в свое время это была техника очень хорошего качества и с большим количеством разнообразных сервисов. Все регламентное обслуживание этого оборудования заключалось в периодическом протирании ее корпуса от пыли, поэтому мы с большой радостью занимались ее сопровождением и конфигурированием.
Однажды нашей ИТ-компании пришлось переехать из одного арендованного офиса в другой (в пределах одного здания) и, соответственно, перенести эту мини-АТС вместе со всеми коммуникациями. В первый же рабочий день после переезда начались проблемы – стала зависать карта Е1/PRI, через которую шла вся основная телефонная нагрузка. Карта зависала намертво – чтобы восстановить ее работоспособность, приходилось полностью отключать питание АТС, в том числе и резервную аккумуляторную батарею. На штатные средства перезагрузки – кнопку «Reset» на карте Е1/PRI, кнопку «Reset» на системном блоке, а также на команды программного сброса – эта карта не реагировала.
 |
|
| Рисунок 4. | Офисная мини-АТС Samsung iDCS 500. |
Зависания происходили бессистемно, были дни, когда зависаний не было, а иногда карта могла зависнуть трижды за час. Мини-АТС принадлежала достаточно крупному международному холдингу, в котором только в одесском филиале около 30 человек «сидели на телефонах». Очевидно, что подобное поведение телефонной станции никуда не годилось, поэтому проблему нужно было срочно решать.
Поскольку своими силами восстановить ее работоспособность нам не удавалось, мы привлекли к решению этой проблемы стороннего специалиста по телефонной связи, который уже много лет занимался АТС различного уровня и сложности. Естественно, сразу же была заменена карта Е1/PRI, вслед за ней заменили блоки питания, «прошивку» материнской платы, «прошивки» других карт и даже аккумуляторные батареи. Спустя приблизительно месяц безуспешных попыток найти причину зависаний телефонист сказал, что у него остается только один вариант – замена материнской платы, что эквивалентно замене АТС, но по его глазам было видно, что он не уверен в том, что это даст нужный результат.
Решение проблемы пришло совершенно с неожиданной стороны – от нашего офис-менеджера, у которой после переезда из-за недостатка или избытка солнечного света (мы так толком и не поняли) начали гибнуть цветы, поэтому она потребовала поменять места расположения «оранжереи» и ее рабочего стола. Но в том углу комнаты, куда она собиралась переместиться, не было никаких коммуникаций, поэтому нам нужно было туда подвести кабели для подключения системного телефона, локальной вычислительной сети, домофона, системы видеонаблюдения, кнопки управления электрозамком, а также установить электрические розетки. Понятно, что мы ее начали активно отговаривать, аргументируя тем, что в ИТ-компаниях кроме суккулентов ничего расти не должно, однако она была непреклонна, и нам пришлось уступить.
 |
|
| Рисунок 5. | Грубое нарушение ПУЭ – соединение в электрической розетке защитного контакта с нулевым проводом. |
В процессе работы нам пришлось разобрать одну из электрических розеток, после чего обнаружилось, что в ней контакт защитного проводника оказался соединенным с нулевым проводом (Рисунок 5). То есть электрики во время ремонта помещения решили «сэкономить» и вместо того, чтобы развернуть полноценную систему электроснабжения TN-S, они, купив более дешевые двухпроводные кабели, пошли на грубое нарушение ПУЭ и развернули опасную для эксплуатации систему.
Кроме потенциальной опасности, которую представляло такое соединение оно, еще и создавало проблемы в работе ИТ-оборудования, в частности, офисной мини-АТС. По крайней мере, после ликвидации этой связи, к немалому удивлению телефониста, который даже не предполагал о существовании подобных «неисправностей», зависания карты Е1/PRI прекратились полностью, даже не взирая на то, что защитный проводник так и остался неподключенным. Причиной подобного поведения стал, вероятнее всего, высокий уровень помех, присутствующий в нулевом проводе, которые через фильтры попадали в узлы карты Е1/PRI.
О неисправностях по расписанию
Однажды наши клиенты, занимающиеся оборудованием для химических компаний, продали одной из одесских лабораторий установку, предназначенную для синтеза каких-то сложных веществ. Это оборудование было полностью автоматизировано, однако управляющий компьютер в комплект не входил, поэтому его заказали у нас. Приблизительно через год нам вернули монитор от этого компьютера (еще на основе электронно-лучевой трубки) со словами «дергается и полосит». К этому времени мы уже знали, что эта модель мониторов имела заводской дефект – на конвейере «не докручивали» один из винтов на видеоплате, из-за чего на экране с прогревом появлялись разноцветные «тянучки». К чести производителя, в сервисных центрах этот дефект, даже после истечения гарантийного срока, устраняли бесплатно и быстро – буквально в течение получаса. Поэтому мы, не особо разбираясь, отвезли монитор в сервисный центр и в тот же день вернули его обратно с пометкой «готово».
Через две недели монитор вернулся к нам снова и с той же неисправностью. В этот раз мы провели ему полную диагностику с термическими ударами – каждый день на несколько часов мы закрывали ему вентиляционные отверстия. Однако неисправность не проявилась. Спустя несколько дней, в течение которых он работал не выключаясь, мы вернули его обратно.
После третьего раза стало понято, что «надо ехать», поскольку проблема, скорее всего, заключалась не в мониторе. Прибыв на место, я, как и ожидалось, обнаружил работающий монитор (и компьютер), поэтому пришлось задавать вопросы.
После первой чашки кофе я выяснил, что помехи на экране появляются… по средам и пятницам во второй половине дня, и началось это приблизительно четыре месяца назад. После третьей чашки кофе, выпитой уже с начальником химической лаборатории, я выяснил, что примерно четыре месяца назад лаборатория приобрела еще более сложную и дорогую синтезирующую установку, которую установили в другой части помещения, и лаборанты, работающие за «неисправным» компьютером, о ней особо не знали. Также было выяснено, что эта установка по средам и пятницам с 14.00 до 16.00 синтезирует какое-то вещество с труднопроизносимым названием.
Поскольку я приехал в четверг, то шансов «поймать» помеху у меня не было. Однако я все равно попросил включить эту установку. Оказалось, что синтез этого вещества является очень сложным, а само вещество – очень дорогое и нестабильное, поэтому нужно вначале договориться с потребителем, сможет ли он принять и «утилизировать» внеочередную партию этого вещества. К моему удивлению, заказчик согласился, и лаборанты запустили процесс. Для человека далекого от химии это выглядело очень эффектно – булькающие, кипящие и переливающиеся разноцветные жидкости, автоматически включающиеся и выключающиеся горелки и мешалки, шприцы с программным управлением и огромное количество установленной на специальных штативах стеклянной посуды самых разных форм и размеров. В целом, установка очень сильно напоминала машину времени Шурика из фильма «Иван Васильевич меняет профессию».
Приблизительно через 5 минут я услышал крики из лаборатории, где был «неисправный» компьютер (она, напомню, располагалась достаточно далеко от этой установки). Прибыв на место, я обнаружил… два компьютера, на мониторах которых ничего нельзя было разглядеть. На вопрос «Почему вы ничего не сказали за второй компьютер?» ответ был простым: «Но ведь мы же его не у вас покупали!». И тут я понял, что в Одессе где-то есть еще один человек, занимающийся ремонтом исправных мониторов.
Изображение на экранах обоих мониторов, стоявших друг напротив друга, было «жидким» – оно колебалось во всех измерениях и меняло цвета. Помеху создавало внешнее электромагнитное поле, источником которого, скорее всего, был непонятный металлический ящик, стоявший вплотную к обоим мониторам, причем, со слов лаборантов, этот ящик не имел никакого отношения к их лаборатории, хоть и стоял тут всегда – в центре двух рабочих столов химиков (Рисунок 6).
 |
|
| Рисунок 6. | Взаимное расположение мониторов и стабилизатора в химической лаборатории. |
Назначение ящика выяснилось очень быстро – им оказался стабилизатор напряжения, к которому подключалась вся дорогая техника компании. В том, что он является источником помехи, сомневаться не приходилось – достаточно было отодвинуть монитор от его корпуса, насколько позволяла длина кабелей, как изображение стабилизировалось (лаборанты при этом воскликнули: «И кто нам так будет два часа мониторы держать на руках?»). Почему стабилизатор был установлен на рабочих столах, электрик внятно объяснить не мог – видимо так сложилось исторически. Однако он торжественно пообещал, что этот аппарат будет убран в другое, более подходящее, место.
О полях и наводках
В эпоху мониторов на электронно-лучевых трубках мощные электрические кабели создавали реальную проблему. В моей практике было несколько рабочих мест, расположенных возле стен, в которых были проложены мощные трехфазные распределительные линии (Рисунок 7). Их электромагнитное поле создавало достаточно сильную помеху, под воздействием которой изображение на экране становилось «жидким», причем амплитуда колебаний размера изображения находилась в прямой зависимости от тока, протекающего по кабелю.
 |
|
| Рисунок 7. | Влияние магнитного поля электрических кабелей на ИТ-оборудование. |
Устранить это можно было только перемещением монитора, в лучшем случае, на другой конец стола. Иногда приходилось перемещать весь рабочий стол. После появления более помехозащищенных жидкокристаллических мониторов эта проблема «ушла», и теперь операторы даже не знают, что их рабочее место расположено в зоне воздействия сильного электромагнитного поля.
Однако однажды мне пришлось наблюдать такое же «плавающее» изображение на экране жидкокристаллического монитора. Причиной этого было подключение монитора «не в ту розетку». В этом офисе была реализована централизованная система, в котором все компьютеры питались от одного мощного источника бесперебойного питания (Рисунок 8). Соответственно, в помещении были две электрических сети, а на рабочих местах – два комплекта электрических розеток: один – для обычного оборудования, а второй, с розетками ярко-красного цвета – для оборудования, которое должно работать при аварии в энергосистеме.
 |
|
| Рисунок 8. | Появление помехи из-за подключения системного блока и монитора в разные электрические сети. |
Причиной появления помехи стало подключение монитора в «обычную» электрическую розетку, в то время, как системный блок был подключен в розетку, соединенную с источником бесперебойного питания. Обе системы электроснабжения были реализованы по схеме TN-S, однако из-за разных путей прокладки кабеля и разного количества оборудования, подключенного к этим энергосистемам, между защитными контактами обеих групп розеток образовалась разность потенциалов величиной около 1 B. Ток помехи замыкался по сигнальному кабелю, соединяющему монитор с системным блоком, и проникал в сигналы синхронизации, что и приводило к «колебаниям» изображения. После подключения монитора в розетку, соединенную с источником бесперебойного питания, проблема была решена.
Заключение
Как видно из приведенного материала, реальность может достаточно сильно отличаться от идеального случая и вводить в «ступор» даже профессионалов. Поэтому очень важно, чтобы знания ИТ-специалистов не ограничивались только специализированными компетенциями в своей области, тем более, что практика показывает, что около половины всех инцидентов и проблем, связанных с ИТ-оборудованием, возникает из-за проблем в области питания.
Источники информации
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ)
- Виды кабелей и их различия
- ГОСТ 22483-2021 (IEC 60228:2004) Жилы токопроводящие для кабелей, проводов и шнуров
- ДСТУ EN 60228:2015 Провідники ізольованих кабелів. Загальні технічні вимоги
