چگونه مراکز داده سیستم‌های زمین‌سازی DC را اجرا می‌کنند

چگونه می‌توان سیستم زمین‌کشی DC را در مرکز داده پیاده‌سازی کرد

پیاده‌سازی سیستم زمین‌کشی DC (DC Grounding System) در مرکز داده برای تضمین ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم تغذیه DC، جلوگیری از خرابی‌های الکتریکی و خطرات شوک الکتریکی، و کاهش تداخل الکترومغناطیسی ضروری است. زیرا مراحل و نکات مهم برای پیاده‌سازی سیستم زمین‌کشی DC آورده شده است:

1. فهمیدن هدف زمین‌کشی DC

• امنیت: سیستم زمین‌کشی DC از برق‌خوردن پوشش تجهیزات جلوگیری می‌کند و بدین ترتیب خطر شوک الکتریکی را از بین می‌برد.

• پایداری: با اتصال سیستم تغذیه DC به زمین، پایداری ولتاژ حفظ می‌شود و نوسانات ولتاژ کاهش می‌یابد که باعث محافظت از تجهیزات الکترونیکی حساس می‌شود.

• سازگاری الکترومغناطیسی (EMC): زمین‌کشی به کاهش تداخل الکترومغناطیسی (EMI) کمک می‌کند و اطمینان می‌دهد که ارتباطات و انتقال داده‌ها در مرکز داده مختل نشود.

2. انتخاب روش مناسب زمین‌کشی

مرکز داده‌ها معمولاً یکی از دو روش زیر را برای زمین‌کشی DC استفاده می‌کنند:

• زمین‌کشی منفی: این روش معمول‌ترین روش است که در آن ترمینال منفی سیستم تغذیه DC به زمین متصل می‌شود در حالی که ترمینال مثبت شناور می‌ماند. زمین‌کشی منفی به دلیل تطبیق با بیشتر استانداردهای تجهیزات ارتباطی و کاهش خطر فرسایش ترمینال مثبت مورد استفاده گسترده‌ای قرار می‌گیرد.

• زمین‌کشی مثبت: در برخی کاربردهای تخصصی ممکن است از زمین‌کشی مثبت استفاده شود. در این تنظیمات، ترمینال مثبت به زمین متصل می‌شود در حالی که ترمینال منفی شناور می‌ماند. زمین‌کشی مثبت در مرکز داده‌ها کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد اما ممکن است در برخی محیط‌های صنعتی استفاده شود.

• توجه: در یک مرکز داده، فقط یک روش زمین‌کشی باید استفاده شود تا پیچیدگی و مشکلات احتمالی ایمنی مربوط به سیستم‌های زمین‌کشی ترکیبی را جلوگیری کند.

3. طراحی شبکه زمین‌کشی

• الکترود زمین‌کشی اصلی: این نقطه شروع کل سیستم زمین‌کشی است که معمولاً شامل میله‌ها، صفحات یا شبکه‌های فلزی دفن شده در زمین است. الکترود زمین‌کشی اصلی باید مقاومت کمی داشته باشد تا رسانایی خوبی فراهم کند. مقاومت زمین‌کشی باید به حداقل رسیده باشد، معمولاً کمتر از 5 اهم.

• باربر زمین‌کشی: باربر زمین‌کشی یک رسانه فلزی است که تمام سیم‌های زمین‌کشی از تجهیزات DC را جمع‌آوری می‌کند. معمولاً در داخل کابینه‌های توزیع یا باتری نصب می‌شود تا اطمینان حاصل شود که تمام دستگاه‌ها به سیستم زمین‌کشی به صورت قابل اعتماد متصل شده‌اند.

• زمین‌کشی تجهیزات: تمام تجهیزات تغذیه DC (مانند باتری‌ها، مستقیم‌کننده‌ها و واحد توزیع DC) باید از طریق سیم‌های زمین‌کشی به باربر زمین‌کشی متصل شوند. مساحت مقطع سیم‌های زمین‌کشی باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند جریان خطا ماکسیمم را منتقل کند.

4. تضمین پیوستگی سیستم زمین‌کشی

• انتخاب سیم‌های زمین‌کشی: سیم‌های زمین‌کشی باید از موادی با مقاومت کم و مقاوم در برابر فرسایش مانند مس یا مس روی‌دار ساخته شوند. مساحت مقطع سیم‌ها باید بر اساس نیازهای جریان ماکسیمم و خطا از تجهیزات انتخاب شود تا اطمینان حاصل شود که در مواقع خطا جریان به صورت ایمن منتقل می‌شود.

• بازرسی نقاط اتصال زمین‌کشی: تمام نقاط اتصال زمین‌کشی باید به صورت منظم بازرسی شوند تا اطمینان حاصل شود که آنها کج نیستند، فرسوده نشده‌اند یا اتصال ضعیفی دارند. می‌توان از چند متر یا دستگاه تست مقاومت زمین برای اندازه‌گیری مقاومت سیستم زمین‌کشی استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که آن در محدوده ایمن باقی می‌ماند.

5. محافظت از برق

سیستم زمین‌کشی DC در مرکز داده باید همچنین محافظت از برق را در نظر بگیرد. برق می‌تواند ولتاژ بالا را از طریق خطوط تغذیه یا مسیرهای دیگر معرفی کند که ممکن است تجهیزات را خراب کند. بنابراین، دستگاه‌های محافظت از برق (SPDs) باید در نقاط ورودی مرکز داده نصب شوند و ترمینال‌های زمین‌کشی این دستگاه‌ها باید به الکترود زمین‌کشی اصلی متصل شوند تا اطمینان حاصل شود که جریان‌های برق به سرعت به زمین دفع می‌شوند.

6. جدا کردن سیستم‌های زمین‌کشی DC و AC

سیستم زمین‌کشی DC و AC باید به صورت جداگانه طراحی شوند تا از تداخل متقابل جلوگیری شود. اگرچه هر دو سیستم در نهایت به همان الکترود زمین‌کشی اصلی متصل می‌شوند، اما در عمل باید فیزیکی جدا شوند تا جلوی ورود جریان‌های AC به سیستم DC گرفته شود که ممکن است خطرات ایمنی ایجاد کند.

7. نظارت و نگهداری

نظارت بر مقاومت زمین‌کشی: می‌توان دستگاه‌های نظارت بر مقاومت زمین‌کشی را نصب کرد تا مقاومت سیستم زمین‌کشی را به صورت مداوم نظارت کنند. اگر مقاومت از یک آستانه تعیین شده عبور کند، سیستم هشدار می‌دهد و پرسنل نگهداری را تشویق می‌کند تا مسئله را بررسی و حل کنند.

نگهداری منظم: سیستم زمین‌کشی باید به صورت منظم نگهداری شود، از جمله بررسی وضعیت سیم‌های زمین‌کشی، تمیز کردن اطراف الکترودهای زمین‌کشی و تست مقاومت زمین‌کشی. این به ویژه در محیط‌های مرطوب یا بارانی مهم است که عملکرد سیستم زمین‌کشی ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد و نیاز به بازرسی‌های بیشتر دارد.

8. رعایت استانداردها و مقررات مرتبط

در زمان پیاده‌سازی سیستم زمین‌کشی DC، رعایت استانداردها و مقررات ملی و صنعتی مانند:

GB 50054-2011: "کد طراحی توزیع ولتاژ کم"

GB 50174-2017: "کد طراحی مرکز داده"

IEC 62595: "طراحی سیستم تغذیه مرکز داده"

NFPA 70: "کد الکتریکی ملی" (در ایالات متحده قابل اجرا)

9. در نظر گرفتن طراحی مازاد

برای افزایش قابلیت اطمینان سیستم، مسیرهای مازاد می‌توانند برای سیستم زمین‌کشی DC طراحی شوند. به عنوان مثال، می‌توان چندین الکترود زمین‌کشی را در مکان‌های مختلف نصب کرد یا از باربرهای زمین‌کشی دوگانه استفاده کرد تا اطمینان حاصل شود که سیستم حتی اگر یک مسیر زمین‌کشی خراب شود همچنان عملیاتی باقی می‌ماند.

10. آموزش و رویه‌های عملیاتی

پرسنل عملیات مرکز داده باید آموزش‌هایی درباره اصول و نیازهای نگهداری سیستم زمین‌کشی DC دریافت کنند. علاوه بر این، باید رویه‌های عملیاتی دقیقی تدوین شود تا اطمینان حاصل شود که سیستم زمین‌کشی در زمان نگهداری معمولی و مدیریت خطا به درستی عمل می‌کند و خطرات احتمالی ناشی از عملکرد غیرصحیح را جلوگیری کند.

خلاصه

پیاده‌سازی سیستم زمین‌کشی DC برای تضمین ایمنی و عملکرد پایدار سیستم تغذیه DC در مرکز داده بسیار حیاتی است. با طراحی مناسب سیستم زمین‌کشی، انتخاب روش زمین‌کشی صحیح، تضمین پیوستگی و قابلیت اطمینان، و رعایت استانداردها و مقررات مرتبط، ایمنی الکتریکی و سازگاری الکترومغناطیسی مرکز داده می‌تواند به طور مؤثر بهبود یابد.