Риски в системах электропитания

Очеретяный С. Риски в системах электропитания // Корпоративные системы. 2002 . №4. C. 54-59





Часто компании либо недооценивают в финансовом плане те конкретные убытки, которые они могут понести в случае непредвиденных происшествий в питающей сети, либо переоценивают угрозы. Одним из примеров является установка дорогостоящего резервного оборудования для защиты от внешних воздействий обычной офисной техники, хотя достаточно было бы просто застраховать её в страховой компании.



Определив источники наибольшей угрозы для современной информационной системы в масштабе предприятия и оценив величину возможных убытков для организации в случае их отказа, можно сделать вывод, что именно электропитание вычислительной техники и средств связи представляет наибольшую потенциальную опасность.

Таким образом, специалистам IT-отделов чрезвычайно важно постоянно производить мониторинг электрических сетей предприятия и отслеживать изменения в этой системе.

ВЫЯВЛЕНИЕ ПРОБЛЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Сегодня есть целый ряд инструментов, которые позволяют достаточно точно выявить ?горячие точки? (в прямом и переносном смысле) в электроснабжении корпоративного информационного оборудования.

Очень просто проверить качество электропитания можно с помощью тестеров питающей сети. Полученные с их помощью данные помогут оценить качество и обнаружить любые искажения напряжения в сети. Сбор информации осуществляется автономно ? достаточно подключить тестер к питающей сети. Представленные на рынке модели таких устройств варьируются от простейших, которые могут лишь фиксировать факт того или иного отклонения и отображать его с помощью светодиодных индикаторов, до сложных приборов, которые в состоянии непрерывно записывать основные характеристики в течение нескольких суток. В первом случае обслуживающему персоналу достаточно после сбоя посмотреть на показания прибора и определить, был ли он связан с проблемами электропитания. Во втором ? после сбора информации тестер подключается к компьютеру для ее передачи и дальнейшей обработки.

Тестеры измеряют точное значение частоты, фиксируют импульсы фазового напряжения и определяют их положение на синусоиде питающей сети, позволяя одновременно точно установить величину импульса. Они записывают все динамические изменения напряжения, т. е. отклонения от номинального уровня сетевого напряжения: перенапряжение; повышенное, нормальное и пониженное напряжение; провал и сбой/прерывание напряжения. Кроме того, они способны обнаружить высокочастотные (от 10 кГц до 10 мГц) шумы и помехи (противофазные и синфазные). Приборы для трехфазных сетей измеряют даже дисбаланс фаз.

Имеются тестеры и для сетей питания постоянного тока (например, на узлах связи все оборудование питается от постоянного тока напряжением 24,48 или 60 В).

Иногда диагностика качества электропитания невозможна без исследований спектра сигнала ? только он позволяет определить, какие именно помехи наблюдаются в сети, и предположить причину их возникновения. Современные приборы не только производят измерения, но и вычисляют целую гамму количественных параметров, облегчающих оценку качества электроэнергии (например, косинус (р, коэффициент амплитуды CF, коэффициент нелинейных искажений, коэффициент искажений, коэффициент гармоник, К-фактор и др.).

Для выяснения причин искажения питающего напряжения может потребоваться измерить величину тока. Наиболее просто это можно сделать с помощью индуктивных датчиков тока (?токовых клещей? или клипс): они позволяют измерить ток через любой провод в рабочем режиме без каких-либо отключений. Мультиметр с подобным датчиком помогает оценить соответствие сечения провода рабочему току. Более сложные приборы способны измерять и записывать значения токов и напряжений одновременно в нескольких фазах, вычислять потребляемую активную и реактивную мощность. Увязка времени появления помех с другими событиями (например, с моментом включения какого-либо оборудования) или со значениями каких-либо параметров (например, температуры) производится на основании данных других измерительных приборов.

Оценить переходное сопротивление контактов автоматических выключателей можно с помощью мультиметра ? достаточно измерить падение напряжения на выключателе. А для оценки качества контактов на токонесущих шинах применяются бесконтактные термометры или тепловизоры (высокая температура места контакта указывает на высокое переходное сопротивление). Даже самый примитивный тепловизор позволяет выявить перегруженные проводники и места перегрева оборудования. С его помощью можно обнаружить все элементы, охлаждение которых недостаточно.

Низкое качество защитного заземления ? еще одна важная проблема современного офиса корпорации. Не говоря уже о том, что некачественное заземление не избавляет от помех, а может даже усугубить их, схемотехника входного фильтра любого источника питания такова, что при неподключенном защитном заземлении на нем возникает существенный потенциал. Убить этот потенциал не может, но ?щиплет? весьма сильно, а кроме того, он способен вывести из строя схемы внешних интерфейсов.

В старых зданиях заземление обычно вообще отсутствует или соответствующий контакт зануден, т. е. соединен не с контуром защитного заземления, а с нулем силовой сети (хочется верить, что это сделано не в самой розетке!). Но даже там, где защитное заземление выполнено в виде отдельного контура, это оставляет массу вопросов:

каково сопротивление этого контура;

правильно ли он выполнен;

не могут ли на него попасть опасные потенциалы;

не наводятся ли в нем помехи и т. п.

Более того, значительная часть телекоммуникационного оборудования использует так называемое ?информационное? заземление. Если оно выполнено некачественно, об устойчивой работе оборудования можно забыть, так как к этой точке привязываются уровни всех сигналов.

В большинстве случаев задача обеспечения требований производителей оборудования, начиная от проверки проекта и монтажа до периодического контроля, лежит на владельце информационной системы. В отличие от первой, вторую часть задачи без приборов невозможно решить вовсе.

И если измерить сопротивление шин достаточно просто (для этого используемый омметр должен измерять сопротивление с требуемой точностью), то измерить сопротивление самого заземления можно только с помощью специализированных приборов. Эти приборы служат для измерения переходного сопротивления ?заземляющая конструкция ? грунт? ?по методу трех точек? или с помощью индуктивной клипсы.

Все приборы в переносном исполнении предназначены для периодического контроля состояния электрических сетей. Однако в последнее время появился ряд устройств непрерывного, круглосуточного мониторинга питающих электросетей. В основу их функционирования положена идея ?черного ящика?, производящего как запись параметров работы электрических сетей, так и документирование и анализ работы последних.

В частности, фирма Reliable Power Meters (США) предлагает целый ряд устройств многоканального мониторинга систем электропитания. Выполненные в виде законченных автономных модулей, они позволяют не только измерять параметры электрических сетей, питающих информационное оборудование, но и фиксировать результаты измерений в своей энергонезависимой памяти. Считывать данные возможно как с использованием локальных интерфейсов типа RS-232, так и при помощи интерфейса с локальной вычислительной сетью. Это позволяет оценить все возникающие в электросети в течение длительных периодов времени явления: частота, напряжение, косинус ф, ток нагрузки, гармонические искажения напряжения, уровень помех и шумов, спонтанные всплески. При этом можно оценить не только качество работы сетей, но также эффективность и корректность работы систем, обеспечивающих бесперебойное электропитание оборудования. Данные, полученные из памяти таких анализаторов-регистраторов можно использовать не только непосредственно для анализа сетей, но и для отыскания причин сбоев компьютерного оборудования. Кроме того, они служат доказательством факта нештатной ситуации в электросети в случае возбуждения процесса по факту выхода из строя оборудования (в связи с некачественным электропитанием или некорректной работой защищающих это оборудование устройств).

Подводя итоги, можно сказать, что сегодня имеются все необходимые технические средства, чтобы достоверно оценить и попытаться предсказать возможные отклонения в параметрах электрических сетей и классифицировать возможные инциденты с электропитанием.

ВЫБОР РЕШЕНИЯ

В конечном итоге, перед руководителем компании любого масштаба возникает один и тот же вопрос: какое же решение в области защиты информационной системы от возможных рисков выбрать? При этом, решая вопрос технически, в значительной степени руководствуются и экономической целесообразностью защитных мер.

Вопрос сводится к следующей дилемме: что будет дороже бизнесу ? смириться со стоимостью потерь в случае непредвиденного события и ущерба отношений с клиентами, или же инвестировать значительные средства в дорогостоящую технику бесперебойного электроснабжения, защитный потенциал которой до конца практически не будет использован, а амортизация затрат на приобретение которой растянется на многие годы?

В качестве первого шага к выбору экономически оправданного решения можно рекомендовать субъективный метод анализа ИТ-ресурсов предприятия методом анкетирования. Простейший вариант такой анкеты, составленной по материалам Judson Rogers Pages (19-24 January 1997) приведен во вставке.

Реальная анкета, бесспорно, включает в себя гораздо более детализированный перечень вопросов к ИТ-персоналу и специалистам компании, отвечающим за тот или иной участок бизнеса, ответы на которые уже в начале работы консультанта позволяют выбрать направление будущего проекта:


полная электроавтономность и защита от энергетических рисков;

использование финансовых методов защиты бизнеса (формирование резервных фондов, страхование информационных рисков);

комбинированные методы.

БЕСПЕРЕБОЙНОЕ ПИТАНИЕ

В отечественной практике решение вопросов бесперебойного питания средств вычислительной техники и коммуникационной аппаратуры проходило в несколько этапов. Отключения электропитания были редким явлением, и появление первых единиц вычислительной техники в организациях не вызывало одновременного появления систем резервного электропитания.

Но уже первые существенные потери данных, вызванные сбоями в электропитании вычислительных систем, заставили менеджеров предприятий всерьёз задуматься о решении данной проблемы. И прежде всего, это затронуло финансово-банковский сектор экономики и производства с непрерывными циклами.

Попытки крупных производственных организаций и банков решить проблему резервного питания при помощи ?доморощенных? средств (дизельных электростанций армейского образца) не всегда заканчивались благополучно. Иногда эти устройства при включении сами являлись источником помех и дополнительных нестабильностей в работе средств вычислительной техники и связи. Мелкие организации пытались ограничиться простейшими блоками бесперебойного питания производства малоизвестных фирм или кустарного производства. Эти устройства довольно быстро выходили из строя, вследствие слабой надежности и низкого качества комплектующих изделий (особенно резервных батарей).

Так как вычислительная техника закупалась спонтанно, разных марок и у различных поставщиков, то и системы резервного электроснабжения докупались по подобному принципу, без учета особенностей работы организаций. Во многих случаях закупка устройств резервирования электропитания проводилась в ?аварийном порядке? ? в связи с предполагаемым отключением питания. В этом случае решающим фактором было наличие того или иного устройства на складе поставщика или минимальная цена последнего. После приобретения такого устройства к нему обычно относятся по принципу ?поставил в угол и забыл?.

Всё сказанное отражает реальную ситуацию с системами резервного электропитания автоматизированных систем предприятий. Основная опасность таких подходов к формированию системы электробезопасности предприятий электронного бизнеса заключается в полной или частичной потери контроля.

Как известно, различные устройства бесперебойного питания способны защит&