Πώς εφαρμόζουν τα κέντρα δεδομένων συστήματα αγχονίσεως ηλεκτρικού ρεύματος (DC);

Πώς να Εφαρμόσετε ένα Σύστημα DC Grounding σε Κέντρο Δεδομένων

Η εφαρμογή ενός συστήματος DC grounding (DC Grounding System) σε κέντρο δεδομένων είναι απολύτως απαραίτητη για την εξασφάλιση της ασφάλειας και της αξιοπιστίας του συστήματος DC παροχής ρεύματος, την πρόληψη ηλεκτρικών παρατυπιών και κινδύνων ηλεκτρικών σοκ, καθώς και τη μείωση της ηλεκτρομαγνητικής διατάραξης. Παρακάτω βρίσκονται τα βήματα και τα βασικά σημεία που πρέπει να ληφθούν υπόψη για την εφαρμογή ενός συστήματος DC grounding:

1. Αντίληψη του Σκοπού του DC Grounding

• Ασφάλεια: Το σύστημα DC grounding προλαμβάνει την ενεργοποίηση των κυψελών εξοπλισμού, επομένως αποφεύγοντας τους κινδύνους ηλεκτρικών σοκ.

• Σταθερότητα: Μέσω της σύνδεσης του συστήματος DC παροχής ρεύματος με το ground, διατηρείται η σταθερότητα της τάσης, μειώνοντας τις ταλαντώσεις τάσης και προστατεύοντας το ευαίσθητο ηλεκτρονικό εξοπλισμό.

• Ηλεκτρομαγνητική Συμβατότητα (EMC): Το grounding βοηθά στη μείωση της ηλεκτρομαγνητικής διατάραξης (EMI), εξασφαλίζοντας ότι οι επικοινωνίες και η μεταφορά δεδομένων μέσα στο κέντρο δεδομένων δεν εμποδίζονται.

2. Επιλογή της Κατάλληλης Μεθόδου Grounding

Τα κέντρα δεδομένων χρησιμοποιούν συνήθως μία από δύο μεθόδους για το DC grounding:

• Negative Grounding: Αυτή είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος, όπου το αρνητικό πόλο του συστήματος DC παροχής ρεύματος συνδέεται με το ground, ενώ ο θετικός πόλος παραμένει floating. Η negative grounding είναι ευρέως χρησιμοποιούμενη, διότι συμμορφώνεται με τα περισσότερα πρότυπα εξοπλισμού επικοινωνιών και μειώνει τον κίνδυνο οξειδωτικής διάβρωσης στον θετικό πόλο.

• Positive Grounding: Σε κάποιες ειδικευμένες εφαρμογές, μπορεί να επιλεγεί η positive grounding. Σε αυτή την διάταξη, ο θετικός πόλος συνδέεται με το ground, ενώ ο αρνητικός πόλος παραμένει floating. Η positive grounding είναι λιγότερο συνηθισμένη σε κέντρα δεδομένων, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ορισμένα βιομηχανικά περιβάλλοντα.

• Σημείωση: Σε ένα ίδιο κέντρο δεδομένων, πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο μία μέθοδος grounding για να αποφευχθεί η πολυπλοκότητα και οι δυνητικοί κίνδυνοι που συνδέονται με μεικτά συστήματα grounding.

3. Σχεδιασμός του Δικτύου Grounding

• Κύριος Ηλεκτρόδης Grounding: Αυτός είναι ο αρχικός σημειο εκκίνησης του συνόλου του συστήματος grounding, συνήθως αποτελείται από μεταλλικά βράχια, πλάκες ή πλέγματα που είναι εγκατεστημένα στο έδαφος. Ο κύριος ηλεκτρόδης grounding πρέπει να έχει χαμηλή αντίσταση για να εξασφαλίσει καλή συνεκτικότητα. Η αντίσταση grounding πρέπει να είναι όσο το δυνατόν χαμηλότερη, συνήθως λιγότερη από 5 Ω.

• Λεωφορείο Grounding: Το λεωφορείο grounding είναι ένας μεταλλικός διαγωνιστής που συγκεντρώνει όλα τα καλώδια grounding από τον εξοπλισμό DC. Συνήθως εγκαταστάται μέσα σε καταναλωτικά φυλλάδια ή καταναλωτικά φυλλάδια μπαταριών, εξασφαλίζοντας ότι όλα τα συστήματα μπορούν να συνδεθούν αξιόπιστα με το σύστημα grounding.

• Grounding Εξοπλισμού: Όλος ο εξοπλισμός DC παροχής ρεύματος (όπως μπαταρίες, ορθογωνικοί και μονάδες καταναλωτικής κατανομής DC) πρέπει να συνδέεται με το λεωφορείο grounding μέσω καλωδίων grounding. Η επιφάνεια διατομής των καλωδίων grounding πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη για να μεταφέρει το μέγιστο ρεύμα σφάλματος.

4. Εξασφάλιση Συνέχειας του Συστήματος Grounding

• Επιλογή Καλωδίων Grounding: Τα καλώδια grounding πρέπει να κατασκευάζονται από υλικά με χαμηλή αντίσταση και αντιοξειδωτικά, όπως το χάλυβα ή το μεταλλωμένο χάλυβα. Η επιφάνεια διατομής των καλωδίων πρέπει να επιλέγεται με βάση τα απαιτήσεις του μέγιστου ρεύματος και του ρεύματος σφάλματος του εξοπλισμού, εξασφαλίζοντας την ασφαλή μεταφορά ρεύματος κατά τη διάρκεια σφαλμάτων.

• Έλεγχος Συνδέσεων Grounding: Όλα τα σημεία σύνδεσης grounding πρέπει να ελέγχονται συστηματικά για να εξασφαλίσουν ότι δεν είναι χαλαρά, οξειδωμένα ή κακώς συνδεδεμένα. Ένα πολυμέτρο ή ένα μέτρο αντίστασης grounding μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της αντίστασης του συστήματος grounding, εξασφαλίζοντας ότι παραμένει εντός ασφαλούς περιοχής.

5. Προστασία από τον Κεραυνό

Το σύστημα DC grounding σε ένα κέντρο δεδομένων πρέπει επίσης να λάβει υπόψη την προστασία από τον κεραυνό. Οι χτυπήσεις κεραυνού μπορούν να εισάγουν υψηλές τάσεις μέσω των γραμμών παροχής ρεύματος ή άλλων μονοπατιών, με δυνατότητα να προκαλέσουν ζημίες στον εξοπλισμό. Συνεπώς, πρέπει να εγκατασταθούν συσκευές προστασίας από συρροές (SPDs) στα σημεία εισόδου του κέντρου δεδομένων, και τα σημεία grounding αυτών των συσκευών πρέπει να συνδέονται με τον κύριο ηλεκτρόδη grounding για να εξασφαλίσουν ότι τα ρεύματα κεραυνού διασπαρούν γρήγορα στο έδαφος.

6. Απομόνωση των Συστημάτων DC και AC Grounding

Τα συστήματα DC grounding και AC grounding πρέπει να σχεδιαστούν ξεχωριστά για να αποφευχθεί η αμοιβαία διατάραξη. Αν και και τα δύο συστήματα συνδέονται τελικά με τον ίδιο κύριο ηλεκτρόδη grounding, πρέπει να είναι φυσικά χωρισμένα στην πραγματική σύνδεση για να αποφευχθεί η εισαγωγή ρευμάτων AC στο σύστημα DC, που μπορεί να προκαλέσει κίνδυνο ασφάλειας.

7. Παρακολούθηση και Συντήρηση

Μέτρηση της Αντίστασης Grounding: Συσκευές παρακολούθησης αντίστασης grounding μπορούν να εγκατασταθούν για συνεχή παρακολούθηση της αντίστασης του συστήματος grounding. Εάν η αντίσταση υπερβαίνει μια προκαθορισμένη ορία, το σύστημα θα ενεργοποιήσει μια συνάρτηση ειδοποίησης, προκαλώντας το προσωπικό συντήρησης να ελέγξει και να αντιμετωπίσει το πρόβλημα.

Συστηματική Συντήρηση: Το σύστημα grounding πρέπει να συντηρείται συστηματικά, συμπεριλαμβανομένου του ελέγχου της κατάστασης των καλωδίων grounding, της καθαρικής γύρω από τους ηλεκτρόδες grounding και της δοκιμής της αντίστασης grounding. Αυτό είναι ειδικά σημαντικό σε υγρά ή βροχερά περιβάλλοντα, όπου η απόδοση του συστήματος grounding μπορεί να επηρεαστεί, απαιτώντας πιο συχνούς ελέγχους.

8. Συμμόρφωση με Προσαρμοσμένα Πρότυπα και Κανονισμούς

Κατά την εφαρμογή ενός συστήματος DC grounding, είναι ζωτικής σημασίας να συμμορφώνεται με εθνικά και βιομηχανικά πρότυπα και κανονισμούς, όπως:

GB 50054-2011: "Κώδικας Σχεδίασης Χαμηλής Τάσης Διανομής"

GB 50174-2017: "Κώδικας Σχεδίασης Κέντρου Δεδομένων"

IEC 62595: "Σχεδίαση Συστήματος Ρεύματος Κέντρου Δεδομένων"

NFPA 70: "Εθνικός Κώδικας Ηλεκτρικών" (εφαρμόζεται στις ΗΠΑ)

9. Θεμελίωση Σχεδιασμού Redundancy

Για την ενίσχυση της αξιοπιστίας του συστήματος, μπορούν να σχεδιαστούν επιπλέον διαδρομές για το σύστημα DC grounding. Για παράδειγμα, μπορούν να εγκατασταθούν πολλαπλοί ηλεκτρόδεις grounding σε διαφορετικές θέσεις, ή μπορεί να χρησιμοποιηθούν δύο λεωφορεία grounding για να εξασφαλίσουν ότι το σύστημα παραμένει λειτουργικό ακόμη και αν μία διαδρομή grounding αποτύχει.

10. Εκπαίδευση και Διαδικασίες Λειτουργίας

Το προσωπικό λειτουργίας του κέντρου δεδομένων πρέπει να λάβει εκπαίδευση στις αρχές και τις απαιτήσεις συντήρησης του συστήματος DC grounding. Επιπλέον, πρέπει να δημιουργηθούν λεπτομερείς διαδικασίες λειτουργίας για να εξασφαλίσουν ότι το σύστημα grounding λειτουργεί σωστά κατά τη διάρκεια της συνήθους συντήρησης και της αντιμετώπισης σφαλμάτων, αποφεύγοντας δυνητικούς κίνδυνους ασφάλειας λόγω λανθασμένης λειτουργίας.

Σύνοψη

Η εφαρμογή ενός συστήματος DC grounding είναι κρίσιμη για την εξασφάλιση της ασφάλειας και της σταθερής λειτουργίας του συστήματος DC παροχής ρεύματος σε ένα κέντρο δεδομένων. Μέσω του σωστού σχεδιασμού του συστήματος grounding, της επιλογής της κατάλληλης μεθόδου grounding, της εξασφάλισης συνέχειας και αξιοπιστίας, καθώς και της συμμόρφωσης με προσαρμοσμένα πρότυπα και κανονισμούς, η ηλεκτρική ασφάλεια και η ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα του κέντρου δεδομένων μπορεί να βελτιωθεί αποτελεσματικά.