Como implementan os centros de datos os sistemas de aterramento DC?

Como Implementar un Sistema de Aterramento DC nun Centro de Datos

Implementar un sistema de aterramento DC (Sistema de Aterramento DC) nun centro de datos é esencial para garantir a seguridade e fiabilidade do sistema de enerxía DC, prevenir fallos eléctricos e riscos de descargas eléctricas, e reducir a interferencia electromagnética. A continuación, detállanse os pasos e as consideracións clave para implementar un sistema de aterramento DC:

1. Comprender o Obxectivo do Aterramento DC

• Seguridade: Un sistema de aterramento DC prevén que as carcacerías dos equipos se electrifiquen, evitando así os riscos de descargas eléctricas.

• Estabilidade: Ao conectar o sistema de enerxía DC ao terreo, mantense a estabilidade da tensión, reducindo as fluctuacións de tensión e protexendo o equipo electrónico sensible.

• Compatibilidade Electromagnética (CEM): O aterramento axuda a reducir a interferencia electromagnética (EMI), asegurando que a comunicación e a transmisión de datos no centro de datos non sexan interrompidas.

2. Escoller o Método de Aterramento Adequado

Os centros de datos xeralmente usan unha de dúas métodos para o aterramento DC:

• Aterramento Negativo: Este é o método máis común, onde o terminal negativo do sistema de enerxía DC está conectado ao terreo, mentres que o terminal positivo permanece flotante. O aterramento negativo é amplamente usado porque cumple coas maioresía das normas de equipo de comunicación e reduce o risco de corrosión no terminal positivo.

• Aterramento Positivo: En algúns aplicativos especializados, pode escollirse o aterramento positivo. Nesta configuración, o terminal positivo está conectado ao terreo, mentres que o terminal negativo permanece flotante. O aterramento positivo é menos común en centros de datos pero pode usarse en certos entornos industriais.

• Nota: Dentro do mesmo centro de datos, só debe usarse un método de aterramento para evitar a complexidade e os posibles problemas de seguridade asociados aos sistemas de aterramento mixtos.

3. Diseñar a Rede de Aterramento

• Electrodo Principal de Aterramento: Este é o punto de partida de todo o sistema de aterramento, xeralmente consiste en varillas, placas ou grelles metálicas enterradas no terreo. O electrodo principal de aterramento debe ter baixa resistencia para asegurar boa conductividade. A resistencia de aterramento debe ser o máis baixa posible, xeralmente menos de 5 ohms.

• Barra de Aterramento: A barra de aterramento é un condutor metálico que recolle todos os cables de aterramento do equipo DC. Xeralmente está instalada dentro de armarios de distribución ou baterías, asegurando que todos os dispositivos poidan conectar de maneira fiable ao sistema de aterramento.

• Aterramento de Equipos: Todo o equipo de enerxía DC (como baterías, rectificadores e unidades de distribución DC) debe estar conectado á barra de aterramento mediante cables de aterramento. A sección transversal dos cables de aterramento debe ser suficientemente grande para transportar a corrente máxima de fallo.

4. Asegurar a Continuidade do Sistema de Aterramento

• Selección de Cables de Aterramento: Os cables de aterramento deben estar feitos de materiais de baixa resistencia e resistentes á corrosión, como o cobre ou o cobre estañado. A sección transversal dos cables debe seleccionarse en función das necesidades de corrente máxima e corriente de fallo do equipo, asegurando una conducción segura de corrente durante os fallos.

• Inspección de Conexións de Aterramento: Todos os puntos de conexión de aterramento deben inspeccionarse regularmente para asegurar que non están sueltos, corroídos ou mal conectados. Pode usar un multimetro ou un probador de resistencia de aterramento para medir a resistencia do sistema de aterramento, asegurando que permanezca dentro dun rango seguro.

5. Protección contra Raios

O sistema de aterramento DC nun centro de datos tamén debe considerar a protección contra raios. Os golpes de raio poden introducir altas voltaxes a través das liñas de enerxía ou outras vías, potencialmente danando o equipo. Polo tanto, deben instalarse dispositivos de protección contra sobretensión (DPS) nos puntos de entrada do centro de datos, e os terminais de aterramento destes dispositivos deben estar conectados ao electrodo principal de aterramento para asegurar que as correntes de raio se disipen rapidamente ao terreo.

6. Isolamento dos Sistemas de Aterramento DC e AC

Os sistemas de aterramento DC e AC deben deseñarse por separado para evitar a interferencia mútua. Aínda que ambos os sistemas finalmente se conecten ao mesmo electrodo principal de aterramento, deben estar fisicamente separados na cableación real para prevenir que as correntes AC entren no sistema DC, o que podería supor riscos de seguridade.

7. Monitorización e Mantemento

Monitorización da Resistencia de Aterramento: Poden instalarse dispositivos de monitorización da resistencia de aterramento para controlar continuamente a resistencia do sistema de aterramento. Se a resistencia supera un umbral establecido, o sistema activará unha alarma, indicando ao persoal de mantemento que inspeccione e aborde o problema.

Mantemento Regular: O sistema de aterramento debe manterse regularmente, incluíndo a verificación do estado dos cables de aterramento, a limpeza arredor dos electrodos de aterramento e a proba da resistencia de aterramento. Isto é especialmente importante en entornos húmidos ou chuviosos, onde o rendemento do sistema de aterramento pode verse afectado, requirindo inspeccións máis frecuentes.

8. Cumprimento de Normas e Regulacións Relevantes

Ao implementar un sistema de aterramento DC, é crucial aderir ás normas e regulacións nacionais e de industria, tales como:

GB 50054-2011: "Código de Diseño de Distribución de Baixa Tensión"

GB 50174-2017: "Código de Diseño de Centros de Datos"

IEC 62595: "Diseño de Sistemas de Enerxía de Centros de Datos"

NFPA 70: "Código Nacional Eléctrico" (aplicable nos EUA)

9. Considerar o Diseño Redundante

Para aumentar a fiabilidade do sistema, poden deseñarse camiños redundantes para o sistema de aterramento DC. Por exemplo, poden instalarse múltiples electrodos de aterramento en diferentes ubicacións, ou usar barras de aterramento duplas para asegurar que o sistema permanezca operativo incluso se falla un camiño de aterramento.

10. Formación e Procedementos Operativos

O persoal de operacións do centro de datos debe recibir formación sobre os principios e requisitos de mantemento do sistema de aterramento DC. Ademais, deben establecerse procedementos operativos detallados para asegurar que o sistema de aterramento se opere correctamente durante o mantemento rutinario e a xestión de fallos, evitando perigos de seguridade debido a erros de operación.

Resumo

Implementar un sistema de aterramento DC é crítico para asegurar a seguridade e a operación estable do sistema de enerxía DC nun centro de datos. Deseñando adecuadamente o sistema de aterramento, escollendo o método de aterramento correcto, asegurando a continuidade e fiabilidade, e aderindo ás normas e regulacións relevantes, pode mellorarse eficazmente a seguridade eléctrica e a compatibilidade electromagnética do centro de datos.