Comment les centres de données mettent-ils en place des systèmes de mise à la terre en courant continu

Comment mettre en place un système de mise à la terre DC dans un centre de données

La mise en place d'un système de mise à la terre DC (Système de mise à la terre DC) dans un centre de données est essentielle pour garantir la sécurité et la fiabilité du système d'alimentation DC, prévenir les défauts électriques et les risques de choc électrique, et réduire les interférences électromagnétiques. Voici les étapes et les considérations clés pour mettre en place un système de mise à la terre DC :

1. Comprendre l'objectif de la mise à la terre DC

• Sécurité : Un système de mise à la terre DC empêche les boîtiers des équipements de devenir sous tension, évitant ainsi les risques de choc électrique.

• Stabilité : En reliant le système d'alimentation DC à la terre, la stabilité de la tension est maintenue, réduisant les fluctuations de tension et protégeant les équipements électroniques sensibles.

• Compatibilité électromagnétique (CEM) : La mise à la terre aide à réduire les interférences électromagnétiques (IEM), assurant que la communication et la transmission de données dans le centre de données ne soient pas perturbées.

2. Choisir la méthode de mise à la terre appropriée

Les centres de données utilisent généralement l'une des deux méthodes pour la mise à la terre DC :

• Mise à la terre négative : C'est la méthode la plus courante, où le terminal négatif du système d'alimentation DC est connecté à la terre, tandis que le terminal positif reste flottant. La mise à la terre négative est largement utilisée car elle est conforme à la plupart des normes d'équipement de communication et réduit le risque de corrosion sur le terminal positif.

• Mise à la terre positive : Dans certaines applications spécialisées, la mise à la terre positive peut être choisie. Dans cette configuration, le terminal positif est connecté à la terre, tandis que le terminal négatif reste flottant. La mise à la terre positive est moins courante dans les centres de données mais peut être utilisée dans certains environnements industriels.

• Note : Au sein du même centre de données, une seule méthode de mise à la terre doit être utilisée pour éviter la complexité et les problèmes de sécurité potentiels associés aux systèmes de mise à la terre mixtes.

3. Concevoir le réseau de mise à la terre

• Électrode principale de mise à la terre : C'est le point de départ de l'ensemble du système de mise à la terre, généralement composé de tiges, de plaques ou de grilles métalliques enterrées. L'électrode principale de mise à la terre doit avoir une résistance faible pour assurer une bonne conductivité. La résistance de mise à la terre doit être aussi faible que possible, généralement inférieure à 5 ohms.

• Barre de collecte de mise à la terre : La barre de collecte de mise à la terre est un conducteur métallique qui collecte tous les fils de mise à la terre des équipements DC. Elle est généralement installée à l'intérieur des armoires de distribution ou des armoires de batteries, assurant que tous les dispositifs puissent se connecter de manière fiable au système de mise à la terre.

• Mise à la terre des équipements : Tous les équipements d'alimentation DC (tels que les batteries, les redresseurs et les unités de distribution DC) doivent être connectés à la barre de collecte de mise à la terre via des fils de mise à la terre. La section des fils de mise à la terre doit être suffisamment grande pour supporter le courant de défaut maximal.

4. Assurer la continuité du système de mise à la terre

• Choix des fils de mise à la terre : Les fils de mise à la terre doivent être fabriqués en matériaux à faible résistance et résistants à la corrosion, tels que le cuivre ou le cuivre étamé. La section des fils doit être choisie en fonction des exigences de courant maximal et de courant de défaut de l'équipement, assurant une conduction sûre du courant en cas de défaut.

• Inspection des connexions de mise à la terre : Tous les points de connexion de mise à la terre doivent être inspectés régulièrement pour s'assurer qu'ils ne sont pas desserrés, corrodés ou mal connectés. Un multimètre ou un testeur de résistance de mise à la terre peut être utilisé pour mesurer la résistance du système de mise à la terre, s'assurant qu'elle reste dans une plage sécurisée.

5. Protection contre la foudre

Le système de mise à la terre DC dans un centre de données doit également prendre en compte la protection contre la foudre. Les coups de foudre peuvent introduire des tensions élevées par les lignes d'alimentation ou d'autres voies, potentiellement endommageant les équipements. Par conséquent, des dispositifs de protection contre les surtensions (DPS) doivent être installés aux points d'entrée du centre de données, et les bornes de mise à la terre de ces dispositifs doivent être connectées à l'électrode principale de mise à la terre pour s'assurer que les courants de foudre soient rapidement dissipés dans le sol.

6. Isolation des systèmes de mise à la terre DC et AC

Le système de mise à la terre DC et le système de mise à la terre AC doivent être conçus séparément pour éviter toute interférence mutuelle. Bien que les deux systèmes soient finalement connectés à la même électrode principale de mise à la terre, ils doivent être physiquement séparés dans le câblage réel pour éviter que les courants AC n'entrent dans le système DC, ce qui pourrait poser des risques de sécurité.

7. Surveillance et maintenance

Surveillance de la résistance de mise à la terre : Des dispositifs de surveillance de la résistance de mise à la terre peuvent être installés pour surveiller en continu la résistance du système de mise à la terre. Si la résistance dépasse un seuil défini, le système déclenchera une alarme, incitant le personnel de maintenance à inspecter et à résoudre le problème.

Maintenance régulière : Le système de mise à la terre doit être régulièrement entretenu, y compris la vérification de l'état des fils de mise à la terre, le nettoyage autour des électrodes de mise à la terre, et le test de la résistance de mise à la terre. Cela est particulièrement important dans les environnements humides ou pluvieux, où la performance du système de mise à la terre peut être affectée, nécessitant des inspections plus fréquentes.

8. Conformité aux normes et réglementations pertinentes

Lors de la mise en place d'un système de mise à la terre DC, il est crucial de respecter les normes et réglementations nationales et industrielles, telles que :

GB 50054-2011 : "Code de conception des installations de distribution basse tension"

GB 50174-2017 : "Code de conception des centres de données"

IEC 62595 : "Conception des systèmes d'alimentation des centres de données"

NFPA 70 : "National Electrical Code" (applicable aux États-Unis)

9. Considérer une conception redondante

Pour améliorer la fiabilité du système, des chemins redondants peuvent être conçus pour le système de mise à la terre DC. Par exemple, plusieurs électrodes de mise à la terre peuvent être installées à différents emplacements, ou des doubles barres de collecte de mise à la terre peuvent être utilisées pour s'assurer que le système reste opérationnel même en cas de défaillance d'un chemin de mise à la terre.

10. Formation et procédures opérationnelles

Le personnel d'exploitation des centres de données doit recevoir une formation sur les principes et les exigences de maintenance du système de mise à la terre DC. De plus, des procédures opérationnelles détaillées doivent être établies pour s'assurer que le système de mise à la terre est correctement exploité lors de la maintenance de routine et de la gestion des défauts, évitant les risques de sécurité potentiels dus à une mauvaise manipulation.

Résumé

La mise en place d'un système de mise à la terre DC est cruciale pour garantir la sécurité et le fonctionnement stable du système d'alimentation DC dans un centre de données. En concevant correctement le système de mise à la terre, en choisissant la méthode de mise à la terre appropriée, en assurant la continuité et la fiabilité, et en respectant les normes et réglementations pertinentes, la sécurité électrique et la compatibilité électromagnétique du centre de données peuvent être efficacement améliorées.