Konieczność konserwacji systemu dystrybucji energii elektrycznej

Zjawisko awarii

W sali serwerowej klienta wystąpiła awaria systemu dystrybucji energii, co spowodowało uszkodzenie niektórych urządzeń IT i przyrządów. Po otrzymaniu informacji, inżynierowie naszej firmy natychmiast udali się na miejsce, aby przeprowadzić inspekcję systemu dystrybucji energii i przeanalizować przyczynę awarii.

Inspekcja awarii

Sala serwerowa używa systemu zasilania trójfazowego pięcioprzewodowego. Dwa urządzenia UPS (bez transformatorów izolacji wyjściowych) działające w konfiguracji równoległej zasilają urządzenia IT w pomieszczeniu. Przerzutniki wejściowe i wyjściowe UPS są kontrolowane za pomocą czteropolowych (4P) przerzutników.

Podczas inspekcji uszkodzonych urządzeń IT stwierdzono, że wszystkie dotknięte urządzenia i przyrządy były podłączone do fazy C wyjścia UPS, podczas gdy urządzenia podłączone do faz A i B działały normalnie. Dalsza inspekcja wykazała, że przewód neutralny (linia zero) na przerzutniku wejściowym UPS był luźny, co spowodowało odłączenie (obrót) linii neutralnej po stronie dalszej UPS.

Analiza awarii

W systemie zasilania trójfazowym pięcioprzewodowym, gdy przewód neutralny jest przerwany, obciążenia jednofazowe tracą swoją ścieżkę zwrotną, powstaje napięcie fazowe w miejscu przerwania, co stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa osobistego. Jeśli obciążenia trójfazowe są nierównomierne, punkt neutralny przesuwa się, powodując wzrost lub spadek napięcia na każdej fazie. Zgodnie z zasądami podziału napięcia w obwodzie szeregowym, ponieważ faza C miała lżejsze obciążenie, uzyskała najwyższe napięcie, zbliżone do napięcia międzyfazowego 380V, co doprowadziło do zniszczenia urządzeń na tej fazie.

Silne nierównomierne obciążenie trójfazowe, połączone z przegrzewaniem przerzutników w systemie dystrybucji energii oraz luźnymi końcówkami kablowymi, stworzyło ukrytą awarię, która nie została szybko usunięta. To prowadziło do słabego kontaktu na przewodzie neutralnym, powodując iskrzenie, nagrzewanie, utlenianie i ostatecznie pełne odłączenie.

Dodatkowo, użycie czteropolowych przerzutników zarówno dla wejścia, jak i wyjścia UPS oznacza, że gdy przerzutnik wejściowy UPS jest otwarty (na przykład podczas konserwacji baterii), przewód neutralny również jest odłączany, co może podobnie prowadzić do awarii urządzeń.

Podsumowanie

System dystrybucji energii w sali serwerowej wymaga regularnych kontroli i konserwacji przez kwalifikowany personel w następujących aspektach:

• Pomiar, czy przerzutniki, kable i połączenia końcówek kablowych są przegrzewane.
• Sprawdzenie, czy wyświetlacze instrumentów działają poprawnie.
• Dla zasilania trójfazowego wyjściowego UPS, obciążenie na każdej fazie powinno być rozłożone jak najbardziej równomiernie, aby zachować równowagę obciążenia trójfazowego. Wzmocnić monitorowanie prądów trójfazowych i dokonać odpowiednich dostosowań po wykryciu nierównomierności.
• Pomiar, czy prąd liniowy mieści się w bezpiecznym zakresie pracy przerzutników.
• Przekrój przewodów neutralnych i ziemnych nie może być mniejszy niż minimalny określony przez normy narodowe, a połączenia muszą być solidne i niezawodne.
• Na przewodzie neutralnym nie mogą być instalowane bezpieczniki ani indywidualne elementy przełączające.
• Podczas odłączania obwodu trójfazowego czteroprzewodowego, przewody fazowe (żywe) powinny być odłączone jako pierwsze, a następnie przewód neutralny. Przy ponownym podłączaniu należy postępować w odwrotnej kolejności.
• Funkcyjne etykiety wszystkich komponentów muszą być dokładne i jasne.