Jak datové centry implementují systémy uzemnění DC?

Jak implementovat systém DC zazemlení v datovém centru

Implementace systému DC zazemlení (DC Grounding System) v datovém centru je nezbytná pro zajištění bezpečnosti a spolehlivosti systému DC napájení, prevenci elektrických poruch a rizik elektrického šoku a snížení elektromagnetické interference. Níže jsou uvedeny kroky a klíčové aspekty pro implementaci systému DC zazemlení:

1. Pojmy o účelu DC zazemlení

• Bezpečnost: Systém DC zazemlení brání obalům zařízení, aby se staly nabitými, což předchází rizikům elektrického šoku.

• Stabilita: Připojením systému DC napájení k zemi se udržuje stabilita napětí, což snižuje kolísání napětí a chrání citlivá elektronická zařízení.

• Elektromagnetická kompatibilita (EMC): Zazemlení pomáhá snížit elektromagnetickou interferenci (EMI), což zajišťuje, že komunikace a přenos dat v datovém centru nejsou narušeny.

2. Výběr vhodné metody zazemlení

Datová centra obvykle používají jednu z dvou metod pro DC zazemlení:

• Zazemlení záporného pólu: Toto je nejčastější metoda, při které je záporný pól systému DC napájení připojen k zemi, zatímco kladný pól zůstává volný. Zazemlení záporného pólu je široce používáno, protože splňuje většinu standardů pro komunikační zařízení a snižuje riziko koroze na kladném pólu.

• Zazemlení kladného pólu: V některých speciálních aplikacích může být zvoleno zazemlení kladného pólu. V této konfiguraci je kladný pól připojen k zemi, zatímco záporný pól zůstává volný. Zazemlení kladného pólu je v datových centrech méně časté, ale může být použito v určitých průmyslových prostředích.

• Poznámka: V rámci stejného datového centra by měla být použita pouze jedna metoda zazemlení, aby se zabránilo komplikacím a potenciálním bezpečnostním problémům spojeným s míchanými systémy zazemlení.

3. Návrh zazemlovací sítě

• Hlavní zazemlovací elektroda: Je to počáteční bod celého systému zazemlení, obvykle tvořený kovovými tyčemi, deskami nebo mřížemi zasazenými do země. Hlavní zazemlovací elektroda by měla mít nízký odpor, aby zajistila dobrý vodivost. Odpor zazemlení by měl být co nejnižší, obvykle méně než 5 ohmů.

• Zazemlovací sběrnice: Zazemlovací sběrnice je kovový vodič, který shromažďuje všechny zazemlovací dráty z DC zařízení. Bývá obvykle instalována uvnitř distribučních skříní nebo bateriových skříní, aby zajistila, že všechna zařízení mohou spolehlivě připojit k systému zazemlení.

• Zazemlení zařízení: Všechna DC napájecí zařízení (jako jsou baterie, přepravky a DC distribuční jednotky) by měla být připojena ke zazemlovací sběrnici přes zazemlovací dráty. Plocha průřezu zazemlovacích drátů by měla být dostatečně velká, aby unesla maximální chybové proudy.

4. Zajištění kontinuity systému zazemlení

• Výběr zazemlovacích drátů: Zazemlovací dráty by měly být vyrobeny z materiálů s nízkým odporem a odolných vůči korozi, jako je měď nebo cínaná měď. Plocha průřezu drátů by měla být zvolena podle maximálních proudů a požadavků na chybové proudy zařízení, aby zajistila bezpečnou vedení proudů při poruchách.

• Kontrola zazemlovacích spojů: Všechny body zazemlení by měly být pravidelně kontrolovány, aby se zajistilo, že nejsou volné, zkorozené nebo špatně připojené. Může se použít multimeter nebo odporoměr, aby se změřil odpor zazemlení a zajistilo, že zůstane v bezpečném rozmezí.

5. Ochrana před blesky

Systém DC zazemlení v datovém centru by měl také zahrnovat ochranu před blesky. Blesky mohou zavést vysoké napětí přes elektrické vedení nebo jiné cesty, což může poškodit zařízení. Proto by měly být na vstupních místech datového centra nainstalovány ochranné zařízení proti nadtokům (SPD), a zazemlovací terminály těchto zařízení by měly být připojeny k hlavní zazemlovací elektrodě, aby se zajistilo, že bleskové proudy jsou rychle disipovány do země.

6. Izolace systémů DC a AC zazemlení

Systémy DC a AC zazemlení by měly být navrženy odděleně, aby se zabránilo vzájemnému rušení. Ačkoli oba systémy nakonec vedou k stejné hlavní zazemlovací elektrodě, by měly být fyzicky odděleny v reálném zapojení, aby se zabránilo tomu, aby AC proudy vnikly do systému DC, což by mohlo představovat bezpečnostní rizika.

7. Monitorování a údržba

Monitorování odporu zazemlení: Může být nainstalován přístroj pro monitorování odporu zazemlení, který bude kontinuálně sledovat odpor zazemlení. Pokud odpor překročí nastavenou hranici, systém aktivuje alarm, který upozorní údržbáře, aby provedli kontrolu a řešili problém.

Pravidelná údržba: Systém zazemlení by měl být pravidelně udržován, včetně kontroly stavu zazemlovacích drátů, čištění okolo zazemlovacích elektrod a testování odporu zazemlení. To je zejména důležité v vlhkých nebo deštivých prostředích, kde se výkon systému zazemlení může ovlivnit, což vyžaduje častější kontroly.

8. Dodržování relevantních standardů a předpisů

Při implementaci systému DC zazemlení je zásadní dodržovat národní a průmyslové standardy a předpisy, jako jsou:

GB 50054-2011: "Návrh nízkonapěťové distribuce"

GB 50174-2017: "Návrh datového centra"

IEC 62595: "Návrh elektrického systému datového centra"

NFPA 70: "Národní elektrický kód" (platný v USA)

9. Zvažte redundantní návrh

Pro zvýšení spolehlivosti systému lze pro systém DC zazemlení navrhnout redundantní cesty. Například mohou být v různých místech nainstalovány více zazemlovacích elektrod nebo mohou být použity dvojité zazemlovací sběrnice, aby se zajistilo, že systém zůstane v provozu i v případě selhání jedné zazemlovací cesty.

10. Školení a provozní postupy

Operativní personál datového centra by měl projít školením o principích a požadavcích na údržbu systému DC zazemlení. Kromě toho by měly být stanoveny detailní provozní postupy, aby se zajistilo, že systém zazemlení bude správně provozován během rutinní údržby a zpracování poruch, aby se předešlo potenciálním bezpečnostním rizikům způsobeným nesprávným obsluhováním.

Shrnutí

Implementace systému DC zazemlení je klíčová pro zajištění bezpečnosti a stabilního fungování systému DC napájení v datovém centru. Správným návrhem zazemlovacího systému, výběrem vhodné metody zazemlení, zajištěním kontinuity a spolehlivosti a dodržováním relevantních standardů a předpisů lze efektivně zlepšit elektrickou bezpečnost a elektromagnetickou kompatibilitu datového centra.