Контроль изоляции в IT-сетях: как обнаружить повреждение без остановки оборудования

Есть электроустановки, для которых даже кратковременное отключение становится проблемой. Это особенно актуально там, где оборудование участвует в непрерывном технологическом процессе или от его работы зависит безопасность людей.

Одно из решений для таких объектов - система заземления IT.

Её важная особенность проявляется при повреждении изоляции. В определённых условиях единичный контакт токоведущей части с землёй не приводит к немедленному прекращению электроснабжения.

Но продолжение работы не означает, что с электроустановкой всё в порядке. Возникший дефект необходимо обнаружить и найти его источник до появления следующего повреждения.

Именно для этого организуют постоянное наблюдение за состоянием изоляции.

Как устроена IT-система

В IT-системе отсутствует непосредственное соединение токоведущих частей с землёй либо такое соединение выполняется через большое полное сопротивление. Доступные прикосновению проводящие части оборудования при этом имеют защитное заземление.

На практике такая схема позволяет решить важную задачу - сохранить электроснабжение после единичного повреждения при соблюдении предусмотренных проектом и нормативными документами условий.

Поэтому IT-системы можно встретить на объектах, где перерыв в электропитании нежелателен или недопустим.
Характерный пример - отдельные медицинские помещения. Подобные решения также встречаются на производственных и других специальных объектах.

При этом выбирать систему заземления только по принципу «нам нельзя останавливать производство» неправильно. Решение принимается с учётом назначения электроустановки, её проекта и действующих требований.

Почему за состоянием изоляции нужно следить постоянно

Представим, что в одной из линий появился дефект.

Электроустановка продолжает работать. Для персонала внешне ничего не изменилось: оборудование включено, технологический процесс не остановлен.
Однако электрическое состояние сети уже изменилось.

Если первый дефект останется незамеченным, следующим событием может стать ещё одно повреждение изоляции. В этом случае условия работы электроустановки будут уже другими, и безопасность должна обеспечиваться предусмотренными средствами защиты.

Поэтому принцип работы IT-системы можно сформулировать так:
первое повреждение не обязательно останавливает работу, но обязательно требует внимания.

Для его своевременного обнаружения применяют специальные средства мониторинга.

Измерение и постоянный мониторинг - не одно и то же

Когда говорят о проверке изоляции, часто смешивают две разные процедуры.

Первая - испытание сопротивления изоляции. Оно проводится на обесточенной цепи с применением соответствующего измерительного оборудования.

ГОСТ Р 50571.16-2019 устанавливает параметры таких испытаний. Например, для ряда цепей с номинальным напряжением не выше 500 В предусмотрено испытательное постоянное напряжение 500 В, а минимальное значение сопротивления составляет 1 МОм.

Однако воспринимать 1 МОм как универсальную норму для любой электроустановки нельзя. При оценке результата необходимо учитывать характеристики конкретной цепи и применимые к ней требования.

Вторая процедура - наблюдение за изоляцией непосредственно во время эксплуатации IT-системы.

Для этого отключать всю сеть каждый раз не требуется. Используются устройства, рассчитанные на работу вместе с действующей электроустановкой.
Таким образом, проверка мегаомметром и непрерывный мониторинг решают разные задачи.

Как следят за работающей IT-сетью

Для постоянного наблюдения применяются устройства контроля изоляции - УКИ.

Их задача - отслеживать изменение электрических параметров между активными проводниками системы и землёй. При ухудшении состояния изоляции устройство формирует предупреждающий сигнал.

Это позволяет персоналу узнать о проблеме ещё до того, как потребуется искать последствия следующего повреждения.

В IT-системах также могут применяться мониторы дифференциального тока - МДТ.
Они позволяют наблюдать за балансом токов в контролируемой цепи и фиксировать появление дифференциального тока.

Но функции УКИ и МДТ нельзя считать полностью взаимозаменяемыми. Например, ГОСТ Р 50571.4.41-2022 указывает на ограничение МДТ при симметричном ухудшении изоляции.

Поэтому конкретный набор средств мониторинга определяется схемой и назначением электроустановки.

Как определить, где возник дефект

Получить предупреждение - только половина задачи.

Если IT-система включает десятки отходящих линий, необходимо выяснить, какая именно из них стала причиной изменения параметров.

Отключать по очереди всё оборудование ради поиска проблемного участка не всегда приемлемо. Это противоречило бы самой идее применения системы там, где требуется непрерывное электроснабжение.

Поэтому вместе с мониторингом могут использоваться средства локализации повреждений.

Сначала автоматика фиксирует изменение состояния изоляции. Затем определяется участок, на котором следует искать неисправность. После локализации инженер может выполнить необходимые измерения и обследовать конкретную линию или оборудование.

Практически диагностика строится по следующей логике:
зафиксировать изменение → определить участок → обследовать его → установить причину → устранить дефект → проверить результат.

Причиной могут оказаться повреждение кабеля, воздействие влаги, загрязнение, неисправность подключённого оборудования и другие факторы.

При этом одного значения на дисплее прибора недостаточно, чтобы достоверно определить источник проблемы. Показания необходимо анализировать вместе со схемой и результатами дополнительной диагностики.

Что особенного в медицинских IT-системах

Для электроустановок медицинских помещений предусмотрены отдельные требования.

Они установлены ГОСТ Р 50571.7.710-2023.

В предусмотренных стандартом цепях помещений группы 2 применяется медицинская система IT. Её задача связана в том числе с сохранением электроснабжения медицинского электрооборудования при единичном повреждении изоляции.

Для наблюдения за такой системой используется специализированное медицинское устройство - МЕД-УКИ.

Контроль не ограничивается отображением одного значения. Предусматривается сигнализация, позволяющая персоналу своевременно узнать об изменении состояния электроснабжения.

Поэтому обследование медицинской IT-системы нельзя свести к стандартной проверке кабельной линии мегаомметром. Здесь необходимо учитывать устройство всей системы, её назначение и специальные требования к медицинским помещениям.

Что контролируют на производстве

На промышленном объекте основная задача часто другая - не допустить незапланированной остановки технологического процесса и одновременно вовремя обнаружить развивающуюся неисправность.

Например, параметры изоляции начинают постепенно ухудшаться, хотя оборудование продолжает работать в обычном режиме.

Мониторинг позволяет заметить такое изменение.

Дальше начинается уже диагностическая работа: необходимо определить участок, проверить его и установить источник отклонения.

При обследовании учитываются схема электроснабжения, напряжение, характер нагрузки, преобразовательное оборудование и другие особенности конкретного объекта.

Именно поэтому одной универсальной методики диагностики для всех IT-сетей не существует.

Какое оборудование используют специалисты

Выбор прибора определяется тем, какую задачу необходимо решить.

Для испытаний обесточенных цепей применяют измерители сопротивления изоляции.

Для наблюдения за параметрами действующей IT-системы предназначены УКИ.

Дифференциальные токи контролируют с помощью МДТ и соответствующего измерительного оборудования.

Если требуется найти конкретную проблемную линию в разветвлённой электроустановке, используют средства локализации повреждений изоляции.

При подборе методики специалист учитывает не только напряжение. Значение имеют структура сети, подключённые потребители, преобразовательная техника, ёмкость относительно земли и другие параметры.

Частые вопросы

Нужно ли отключать IT-сеть для проверки изоляции?

Зависит от вида проверки. Испытание сопротивления изоляции и постоянный мониторинг работающей системы - разные процедуры. Во втором случае применяются специально предназначенные для этого устройства.

Почему оборудование продолжает работать при первом повреждении?

Это связано с принципом построения IT-системы. При соблюдении предусмотренных условий единичное замыкание на землю может не приводить к немедленному отключению питания. При этом возникший дефект необходимо обнаружить.

Можно ли ограничиться только УКИ?

Не во всех случаях. Необходимый набор средств определяется схемой электроустановки и её назначением. В разветвлённых системах может дополнительно потребоваться оборудование для локализации проблемной линии.

Для всех IT-сетей действует один минимальный показатель сопротивления?

Нет. Оценивать состояние электроустановки по одной универсальной цифре некорректно. Нормативное значение и метод проверки определяются применительно к конкретной цепи и условиям испытаний.

Нормативная база