Come implementano i centri di dati i sistemi di messa a terra DC?

Come Implementare un Sistema di Terra Continua in un Data Center

L'implementazione di un sistema di terra continua (DC Grounding System) in un data center è essenziale per garantire la sicurezza e l'affidabilità del sistema di alimentazione continua, prevenire i guasti elettrici e i rischi di scosse elettriche, e ridurre le interferenze elettromagnetiche. Di seguito sono riportati i passaggi e le considerazioni chiave per implementare un sistema di terra continua:

1. Comprendere lo Scopo della Terra Continua

• Sicurezza: Un sistema di terra continua impedisce che le carcasse degli apparecchi si carichino, evitando così i rischi di scosse elettriche.

• Stabilità: Collegando il sistema di alimentazione continua a terra, si mantiene la stabilità della tensione, riducendo le fluttuazioni di tensione e proteggendo gli apparecchi elettronici sensibili.

• Compatibilità Elettromagnetica (EMC): La messa a terra aiuta a ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI), assicurando che la comunicazione e la trasmissione dei dati all'interno del data center non siano interrotte.

2. Scegliere il Metodo di Terra Appropriato

I data center utilizzano tipicamente uno dei due metodi per la messa a terra continua:

• Terra Negativa: Questo è il metodo più comune, in cui il terminale negativo del sistema di alimentazione continua è collegato a terra, mentre il terminale positivo rimane galleggiante. La terra negativa è ampiamente utilizzata perché è conforme a molte norme per apparecchiature di comunicazione e riduce il rischio di corrosione sul terminale positivo.

• Terra Positiva: In alcune applicazioni specializzate, può essere scelta la terra positiva. In questa configurazione, il terminale positivo è collegato a terra, mentre il terminale negativo rimane galleggiante. La terra positiva è meno comune nei data center ma può essere utilizzata in certi ambienti industriali.

• Nota: All'interno dello stesso data center, dovrebbe essere utilizzato solo un metodo di terra per evitare la complessità e i potenziali problemi di sicurezza associati a sistemi di terra misti.

3. Progettare la Rete di Terra

• Elettrodo Principale di Terra: Questo è il punto di partenza dell'intero sistema di terra, solitamente costituito da barre, piastre o griglie metalliche sepolte nel terreno. L'elettrodo principale di terra dovrebbe avere una resistenza bassa per garantire una buona conducibilità. La resistenza di terra dovrebbe essere il più bassa possibile, generalmente inferiore a 5 ohm.

• Barra di Terra: La barra di terra è un conduttore metallico che raccoglie tutti i cavi di terra dagli apparecchi di alimentazione continua. È solitamente installata all'interno di armadi di distribuzione o armadi delle batterie, assicurando che tutti i dispositivi possano connettersi in modo affidabile al sistema di terra.

• Terra degli Apparecchi: Tutti gli apparecchi di alimentazione continua (come batterie, rettificatori e unità di distribuzione continua) dovrebbero essere collegati alla barra di terra tramite cavi di terra. La sezione trasversale dei cavi di terra dovrebbe essere sufficientemente grande per portare la corrente massima di guasto.

4. Garantire la Continuità del Sistema di Terra

• Scelta dei Cavi di Terra: I cavi di terra dovrebbero essere realizzati con materiali a bassa resistenza e resistenti alla corrosione come rame o rame stagnato. La sezione trasversale dei cavi dovrebbe essere selezionata in base alla corrente massima e ai requisiti di corrente di guasto degli apparecchi, assicurando una conduzione sicura della corrente durante i guasti.

• Ispezione delle Connessioni di Terra: Tutti i punti di connessione di terra dovrebbero essere ispezionati regolarmente per assicurarsi che non siano allentati, corrosi o mal collegati. Un multimetro o un tester di resistenza di terra può essere utilizzato per misurare la resistenza del sistema di terra, assicurando che rimanga entro un intervallo sicuro.

5. Protezione dai Fulmini

Il sistema di terra continua in un data center dovrebbe anche considerare la protezione dai fulmini. I colpi di fulmine possono introdurre alte tensioni attraverso le linee di alimentazione o altri percorsi, potenzialmente danneggiando gli apparecchi. Pertanto, dovrebbero essere installati dispositivi di protezione contro le sovratensioni (SPD) presso i punti di ingresso del data center, e i terminali di terra di questi dispositivi dovrebbero essere collegati all'elettrodo principale di terra per assicurare che le correnti di fulmine siano rapidamente dissipate nel terreno.

6. Isolamento dei Sistemi di Terra Continua e Alternata

Il sistema di terra continua e quello alternato dovrebbero essere progettati separatamente per evitare interferenze reciproche. Anche se entrambi i sistemi si connettono infine allo stesso elettrodo principale di terra, dovrebbero essere fisicamente separati nella cablatura effettiva per impedire che le correnti alternate entrino nel sistema continuo, il che potrebbe comportare rischi per la sicurezza.

7. Monitoraggio e Manutenzione

Monitoraggio della Resistenza di Terra: Possono essere installati dispositivi di monitoraggio della resistenza di terra per monitorare continuamente la resistenza del sistema di terra. Se la resistenza supera una soglia prestabilita, il sistema attiverà un allarme, sollecitando il personale di manutenzione a ispezionare e risolvere il problema.

Manutenzione Regolare: Il sistema di terra dovrebbe essere sottoposto a manutenzione regolare, inclusa la verifica delle condizioni dei cavi di terra, la pulizia intorno agli elettrodi di terra e il test della resistenza di terra. Questo è particolarmente importante in ambienti umidi o piovosi, dove le prestazioni del sistema di terra potrebbero essere influenzate, richiedendo ispezioni più frequenti.

8. Conformità alle Norme e Regolamenti Correlati

Quando si implementa un sistema di terra continua, è cruciale aderire alle norme e regolamenti nazionali e di settore, come:

GB 50054-2011: "Codice di Progettazione per Distribuzione a Basso Tensione"

GB 50174-2017: "Codice di Progettazione per Data Center"

IEC 62595: "Progettazione del Sistema di Alimentazione per Data Center"

NFPA 70: "Codice Elettrico Nazionale" (applicabile negli Stati Uniti)

9. Considerare un Disegno Ridondante

Per migliorare l'affidabilità del sistema, possono essere progettati percorsi ridondanti per il sistema di terra continua. Ad esempio, possono essere installati più elettrodi di terra in posizioni diverse, o possono essere utilizzate doppie barre di terra per assicurare che il sistema rimanga operativo anche se un percorso di terra fallisce.

10. Formazione e Procedure Operative

Il personale operativo del data center dovrebbe ricevere formazione sui principi e sui requisiti di manutenzione del sistema di terra continua. Inoltre, dovrebbero essere stabilite procedure operative dettagliate per assicurare che il sistema di terra sia gestito correttamente durante la manutenzione di routine e la gestione dei guasti, evitando potenziali rischi per la sicurezza dovuti a errori di manovra.

Riepilogo

L'implementazione di un sistema di terra continua è cruciale per garantire la sicurezza e l'operatività stabile del sistema di alimentazione continua in un data center. Progettando il sistema di terra in modo appropriato, scegliendo il metodo di terra giusto, garantendo la continuità e l'affidabilità, e rispettando le norme e i regolamenti correlati, si può migliorare efficacemente la sicurezza elettrica e la compatibilità elettromagnetica del data center.