Miten datakeskukset toteuttavat DC-maajärjestelmät?

Tietokeskuksen DC-maa-johtojärjestelmän toteuttaminen

DC-maa-johtojärjestelmän (DC Grounding System) toteuttaminen tietokeskuksessa on välttämätöntä DC-sähköjärjestelmän turvallisuuden ja luotettavuuden varmistamiseksi, sähkövirheiden ja sähköiskujen riskien ehkäisemiseksi sekä elektromagneettisen häiriön vähentämiseksi. Alla ovat vaiheet ja keskeiset huomioon otettavat seikat DC-maa-johtojärjestelmän toteuttamisessa:

1. Ymmärrys DC-maa-johtamisen tarkoituksesta

• Turvallisuus: DC-maa-johtojärjestelmä estää laitekuorien sähköistyneeksi muuttumisen, mikä välttää sähköiskun vaaran.

• Vakaus: DC-sähköjärjestelmän yhdistäminen maan johdolle ylläpitää jännitteen vakautta, vähentää jännitteen heilahteluja ja suojelee herkkää elektroniikkalaitteistoa.

• Elektromagneettinen yhteensopivuus (EMC): Maa-johtaminen auttaa vähentämään elektromagneettista häiriötä (EMI), mikä varmistaa, että viestintä ja tiedonsiirto tietokeskuksessa eivät häiriinty.

2. Valitse sopiva maa-johtomenetelmä

Tietokeskuksissa käytetään yleensä kahdesta DC-maa-johtomenetelmästä toista:

• Negatiivinen maa-johto: Tämä on yleisin menetelmä, jossa DC-sähköjärjestelmän negatiivinen poltto on yhdistetty maahan, kun taas positiivinen poltto pysyy levittäin. Negatiivinen maa-johto on laajalti käytössä, koska se vastaa useimpien viestintälaitteiden standardeja ja vähentää positiivisen polttojen korroosion riskiä.

• Positiivinen maa-johto: Joissakin erikoissovellutuksissa voi valita positiivisen maa-johton. Tässä asetuksessa positiivinen poltto on yhdistetty maahan, kun taas negatiivinen poltto pysyy levittäin. Positiivinen maa-johto on harvinaisempi tietokeskuksissa, mutta sitä voidaan käyttää tietyissä teollisuusympäristöissä.

• Huomio: Samassa tietokeskuksessa tulisi käyttää vain yhtä maa-johtomenetelmää, jotta vältetään monimutkaisuus ja mahdolliset turvallisuushaasteet, jotka liittyvät yhdistettyihin maa-johtojärjestelmiin.

3. Maa-johtoverkon suunnittelu

• Päämaa-johtoelektrodi: Tämä on koko maa-johtojärjestelmän lähtökohta, joka koostuu yleensä maahan kaivettujen metallipalojen, -levyjen tai -ruudustojen avulla. Päämaa-johtoelektrodin pitäisi olla alhainen vastus, jotta varmistetaan hyvä johtavuus. Maanjäristyksen vastus pitäisi olla mahdollisimman pieni, yleensä alle 5 ohmia.

• Maa-johtobussi: Maa-johtobussi on metallinen johtaja, joka kerää kaikki DC-laitteiden maa-johtokset. Sitä asennetaan yleensä jakelukaapeleihin tai akkukaapeleihin, varmistaen, että kaikki laitteet voivat luotettavasti yhdistää maa-johtojärjestelmään.

• Laitteiden maa-johto: Kaikki DC-sähkölaitteet (kuten akut, suodattimet ja DC-jakeluyksiköt) tulisi yhdistää maa-johtobussiin maa-johtokset. Maa-johtokset pitäisi olla riittävän suuret, jotta ne voivat kuljettaa suurimman virhevirtauksen.

4. Maa-johtojärjestelmän jatkuvuuden varmistaminen

• Maa-johtokset valinta: Maa-johtokset tulisi valmistaa alhaisesta vastusta ja korroosionkestävistä materiaaleista, kuten kuparista tai tinatuista kuparista. Johtokset pituuden tulisi valita perustuen laitteiden maksimivirtauksen ja virhevirtauksen vaatimuksiin, varmistaen turvallisen virtauksen kuljetuksen virhetilanteissa.

• Maa-johtoyhteyksien tarkastus: Kaikki maa-johtoyhteydet tulisi tarkastaa säännöllisesti, varmistaen, etteivät ne ole löystyneitä, korroodeeruneita tai huonosti yhdistettyjä. Multimetriä tai maanjäristyksen vastusmittaria voidaan käyttää maa-johtojärjestelmän vastuksen mittaukseen, varmistaen, että se pysyy turvallisella tasolla.

5. Ukkoskulman suoja

Tietokeskuksen DC-maa-johtojärjestelmän tulisi myös ottaa huomioon ukkoskulman suoja. Ukkoislokit voivat tuoda korkeita jännitteitä sähköverkoissa tai muilla reiteillä, mikä voi vahingoittaa laitteita. Siksi syöttösuojalaitteita (SPD) tulisi asentaa tietokeskuksen pääsykohtiin, ja näiden laitteiden maa-johtotermit tulisi yhdistää päämaa-johtoelektrodiin, varmistaen, että ukkoisvirtaukset voidaan nopeasti hajoittaa maahan.

6. DC- ja AC-maa-johtojärjestelmien erottaminen

DC-maa-johtojärjestelmä ja AC-maa-johtojärjestelmä tulisi suunnitella erikseen, jotta vältetään keskinäinen häiriö. Vaikka molemmat järjestelmät lopulta yhdistäytyvät samaan päämaa-johtoelektrodiin, niiden tulisi olla fysillisesti erottuneita varsinaisessa johtojärjestelyssä, jotta estetään AC-virtaukset pääsemästä DC-järjestelmään, mikä voisi aiheuttaa turvallisuusriskiä.

7. Valvonta ja huolto

Maanjäristyksen vastuksen valvonta: Maanjäristyksen vastuksen valvontalaitteita voidaan asentaa jatkuvan valvonnan tarpeisiin. Jos vastus ylittää asetetun kynnysarvon, järjestelmä aktivoi hälytyksen, jonka avulla huoltohenkilöstö tarkistaa ja käsittelee ongelman.

Säännöllinen huolto: Maa-johtojärjestelmän tulisi huolleta säännöllisesti, mukaan lukien maa-johtokset, puhdistus maa-johtoelektrodien ympäriltä ja maanjäristyksen vastuksen testaus. Tämä on erityisen tärkeää kosteissa tai sateisissa ympäristöissä, joissa maa-johtojärjestelmän suorituskyky voi heiketä, mikä edellyttää useampia tarkastuksia.

8. Noudattaminen sovellettaville standardeille ja säädöksille

DC-maa-johtojärjestelmän toteuttamisessa on olennaista noudattaa kansallisia ja alan standardeja ja säädöksiä, kuten:

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" (sovellettavissa Yhdysvalloissa)

9. Harkitse päällekkäistä suunnittelua

Järjestelmän luotettavuuden parantamiseksi DC-maa-johtojärjestelmälle voidaan suunnitella päällekkäisiä reittejä. Esimerkiksi useita maa-johtoelektrodeja voidaan asentaa eri paikoissa, tai kaksinkertaisia maa-johtobusseja voidaan käyttää varmistaen, että järjestelmä toimii edelleen, vaikka yksi maa-johtoreitti epäonnistuisi.

10. Koulutus ja toimintamenetelmät

Tietokeskuksen toimihenkilöiden tulisi saada koulutusta DC-maa-johtojärjestelmän periaatteista ja huoltovaatimuksista. Lisäksi tulisi laatia yksityiskohtaiset toimintamenetelmät, jotta maa-johtojärjestelmä toimii oikein säännöllisessä huollossa ja virhetilanteissa, välttäen potentiaalisia turvallisuusriskejä väärästä käytöstä johtuen.

Yhteenveto

DC-maa-johtojärjestelmän toteuttaminen on kriittistä tietokeskuksen DC-sähköjärjestelmän turvallisuuden ja vakauden varmistamiseksi. Oikealla maa-johtojärjestelmän suunnittelulla, sopivan maa-johtomenetelmän valinnalla, jatkuvuuden ja luotettavuuden varmistamisella sekä sovellettavien standardeja ja säädöksiä noudattamalla voidaan tehokkaasti parantaa tietokeskuksen sähköistä turvallisuutta ja elektromagneettista yhteensopivuutta.