Hvordan implementerer datacentre DC-jordforbindelsessystemer?

Sådan implementerer du et DC-jordningsystem i en datacenter

Implementering af et DC-jordningsystem (DC Grounding System) i et datacenter er afgørende for at sikre sikkerhed og pålidelighed af DC-strømsystemet, forebygge elektriske fejl og risici for elektriske stød, samt reducere elektromagnetisk støj. Nedenfor findes trin og vigtige overvejelser for implementering af et DC-jordningsystem:

1. Forståelsen af formålet med DC-jordning

• Sikkerhed: Et DC-jordningsystem forebygger, at udstyrskasser bliver energiladede, hvilket undgår risikoen for elektriske stød.

• Stabilitet: Ved at forbinde DC-strømsystemet til jorden, opretholdes spændingsstabilitet, der reducerer spændingsfluktuationer og beskytter følsomt elektronisk udstyr.

• Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC): Jordning hjælper med at reducere elektromagnetisk støj (EMI), hvilket sikrer, at kommunikation og dataoverførsel i datacentret ikke forstyrres.

2. Vælg den passende jordningsmetode

Datacentre bruger typisk en af to metoder til DC-jordning:

• Negativ jordning: Dette er den mest almindelige metode, hvor den negative terminal af DC-strømsystemet forbinder til jorden, mens den positive terminal forbliver flydende. Negativ jordning anvendes bredt, da det opfylder de fleste standarder for kommunikationsudstyr og reducerer risikoen for korrosion på den positive terminal.

• Positiv jordning: I nogle specialiserede applikationer kan positiv jordning vælges. I denne konfiguration forbinder den positive terminal til jorden, mens den negative terminal forbliver flydende. Positiv jordning er mindre almindelig i datacentre, men kan anvendes i visse industrielle miljøer.

• Bemærk: Inden for samme datacenter skal kun én jordningsmetode anvendes for at undgå kompleksitet og potentielle sikkerhedsproblemer ved blandede jordningssystemer.

3. Design af jordningsnetværk

• Hovedjordningselektrode: Dette er startpunktet for hele jordningssystemet, typisk bestående af metalstange, plader eller gitter, begravet i jorden. Hovedjordningselektroden skal have lav modstand for at sikre god ledning. Jordningsmodstanden bør være så lav som muligt, typisk under 5 ohm.

• Jordningsbusbar: Jordningsbusbaren er en metalleder, der samler alle jordningsledninger fra DC-udstyr. Den installeres normalt indeni fordelingskabinetter eller batterikabinetter, hvilket sikrer, at alle enheder pålideligt kan forbindes til jordningssystemet.

• Udstyrsjordning: Alt DC-strømudstyr (som batterier, rektifikatorer og DC-fordelingsenheder) bør forbindes til jordningsbusbaren via jordningsledninger. Krydssektionen af jordningsledninger bør være tilstrækkelig stor til at transportere den maksimale fejlstrøm.

4. Sikring af kontinuiteten i jordningssystemet

• Vælgelse af jordningsledninger: Jordningsledninger bør være lavet af materialer med lav modstand og korrosionsbestandighed, som kobber eller tinplatede kobber. Krydssektionen af ledningerne bør vælges baseret på maksimal strøm og fejlstrømkrav for udstyret, for at sikre sikkert strømføring under fejl.

• Inspektion af jordningsforbindelser: Alle jordningsforbindelsespunkter bør regelmæssigt inspiceres for at sikre, at de ikke er løsne, korroderede eller dårligt forbindende. En multimeter eller jordningsmodstandsmåler kan bruges til at måle jordningsmodstanden, for at sikre, at den forbliver inden for en sikker grænse.

5. Lynbeskyttelse

DC-jordningssystemet i et datacenter bør også tage hensyn til lynbeskyttelse. Lynnedslag kan introducere høje spændinger gennem strømledninger eller andre veje, hvilket potentielt kan skade udstyr. Derfor bør surgesikringsenheder (SPD'er) installeres ved datacentrets indgangspunkter, og jordningskontaktene for disse enheder bør forbindes til hovedjordningselektroden for at sikre, at lynstrømme hurtigt dissiperes til jorden.

6. Isolering af DC- og AC-jordningssystemer

DC-jordningssystemet og AC-jordningssystemet bør designes separat for at undgå gensidig støj. Selvom begge systemer sidst ender ved samme hovedjordningselektrode, bør de fysisk adskilles i den faktiske ledning for at forhindre, at AC-strøm kommer ind i DC-systemet, hvilket kunne indebære sikkerhedsrisici.

7. Overvågning og vedligeholdelse

Overvågning af jordningsmodstand: Enheder til overvågning af jordningsmodstand kan installeres for at kontinuerligt overvåge modstanden i jordningssystemet. Hvis modstanden overstiger en fastsat grænse, vil systemet udløse en alarm, der opfordrer vedligeholdelsespersonale til at inspicere og rette problemet.

Regelmæssigt vedligehold: Jordningssystemet bør vedligeholdes regelmæssigt, herunder kontrol af tilstanden af jordningsledninger, rengøring omkring jordningselektroder, og test af jordningsmodstand. Dette er især vigtigt i fugtige eller regnfulde miljøer, hvor ydeevnen af jordningssystemet kan påvirkes, og mere frekvente inspektioner er nødvendige.

8. Overholdelse af relevante standarder og regler

Når man implementerer et DC-jordningssystem, er det afgørende at overholde nationale og branchespecifikke standarder og regler, såsom:

GB 50054-2011: "Low Voltage Distribution Design Code"

GB 50174-2017: "Data Center Design Code"

IEC 62595: "Data Center Power System Design"

NFPA 70: "National Electrical Code" (gældende i USA)

9. Overvej redundant design

For at forbedre systemets pålidelighed kan redundante ruter designes for DC-jordningssystemet. For eksempel kan flere jordningselektroder installeres på forskellige placeringer, eller dobbelte jordningsbusbare kan bruges for at sikre, at systemet fortsætter med at fungere, selv hvis en jordningsrut bryder ned.

10. Uddannelse og driftsprocedurer

Driftspersonale i datacentre bør uddannes i principper og vedligeholdelseskrav for DC-jordningssystemet. Desuden bør detaljerede driftsprocedurer oprettes for at sikre, at jordningssystemet driftes korrekt under rutinemæssigt vedligehold og fejlhåndtering, og unægtelig sikre mod potentielle sikkerhedsrisici på grund af misbrug.

Oversigt

Implementering af et DC-jordningssystem er afgørende for at sikre sikkerhed og stabil drift af DC-strømsystemet i et datacenter. Ved at designe jordningssystemet korrekt, vælge den rigtige jordningsmetode, sikre kontinuitet og pålidelighed, samt overholde relevante standarder og regler, kan elektrisk sikkerhed og elektromagnetisk kompatibilitet i datacentret effektivt forbedres.