데이터 센터는 어떻게 DC 접지 시스템을 구현합니까

데이터 센터에서 DC 접지 시스템 구현 방법

데이터 센터에서 DC 접지 시스템(DC Grounding System)을 구현하는 것은 DC 전력 시스템의 안전성과 신뢰성을 보장하고, 전기 고장 및 감전 위험을 예방하며, 전자기 간섭을 줄이는 데 필수적입니다. 다음은 DC 접지 시스템을 구현하기 위한 단계와 주요 고려 사항입니다:

1. DC 접지의 목적 이해

• 안전: DC 접지 시스템은 장비 케이싱이 전기를 가질 수 있는 것을 방지하여 감전 위험을 피합니다.

• 안정성: DC 전력 시스템을 접지에 연결함으로써 전압 안정성이 유지되어 전압 변동이 줄어들고 민감한 전자 장비를 보호합니다.

• 전자기적 호환성(EMC): 접지는 전자기 간섭(EMI)을 줄여 데이터 센터 내 통신 및 데이터 전송이 중단되지 않도록 합니다.

2. 적절한 접지 방법 선택

데이터 센터는 일반적으로 두 가지 방법 중 하나를 사용하여 DC 접지를 구현합니다:

• 음극 접지: 이는 가장 일반적인 방법으로, DC 전력 시스템의 음극 단자가 접지에 연결되고 양극 단자는 부유 상태로 유지됩니다. 음극 접지는 대부분의 통신 장비 표준을 준수하고 양극 단자의 부식 위험을 줄여서 널리 사용됩니다.

• 양극 접지: 일부 특수한 애플리케이션에서는 양극 접지를 선택할 수 있습니다. 이 구성에서는 양극 단자가 접지에 연결되고 음극 단자는 부유 상태로 유지됩니다. 양극 접지는 데이터 센터에서 덜 일반적이지만 특정 산업 환경에서는 사용될 수 있습니다.

• 참고: 동일한 데이터 센터 내에서는 혼합 접지 시스템의 복잡성과 잠재적인 안전 문제를 피하기 위해 한 가지 접지 방법만 사용해야 합니다.

3. 접지 네트워크 설계

• 주 접지 전극: 이는 전체 접지 시스템의 시작점으로, 일반적으로 지하에 묻힌 금속 막대, 판 또는 그리드로 구성됩니다. 주 접지 전극은 저저항을 가져야 하며 전도성이 우수해야 합니다. 접지 저항은 가능한 낮아야 하며, 일반적으로 5옴 미만이어야 합니다.

• 접지 버스바: 접지 버스바는 모든 DC 장비의 접지선을 수집하는 금속 도체입니다. 일반적으로 배전반이나 배터리 캐비닛 내부에 설치되어 모든 장치가 접지 시스템에 신뢰성 있게 연결되도록 합니다.

• 장비 접지: 모든 DC 전력 장비(배터리, 정류기, DC 배전 장치 등)는 접지선을 통해 접지 버스바에 연결되어야 합니다. 접지선의 단면적은 최대 고장 전류를 전달할 수 있을 정도로 충분히 커야 합니다.

4. 접지 시스템의 연속성 확보

• 접지선 선택: 접지선은 구리나 백동 구리와 같은 저저항, 부식 저항성이 우수한 재료로 제작되어야 합니다. 선의 단면적은 장비의 최대 전류와 고장 전류 요구사항에 따라 선택되어야 하며, 고장 시 안전한 전류 전달을 보장해야 합니다.

• 접지 연결 점 검사: 모든 접지 연결 점은 느슨해지거나 부식되거나 불량하게 연결되지 않았는지 정기적으로 점검해야 합니다. 멀티미터나 접지 저항 테스터를 사용하여 접지 시스템의 저항을 측정하여 안전 범위 내에 있도록 할 수 있습니다.

5. 번개 보호

데이터 센터의 DC 접지 시스템은 번개 보호를 고려해야 합니다. 번개는 전력선이나 다른 경로를 통해 고전압을 유입시켜 장비를 손상시킬 수 있습니다. 따라서 서지 보호 장치(SPDs)를 데이터 센터의 입구에 설치하고, 이러한 장치의 접지 단자를 주 접지 전극에 연결하여 번개 전류가 신속하게 접지로 분산되도록 해야 합니다.

6. DC와 AC 접지 시스템의 격리

DC 접지 시스템과 AC 접지 시스템은 상호 간섭을 피하기 위해 별도로 설계되어야 합니다. 두 시스템이 결국 같은 주 접지 전극에 연결되더라도 실제 배선에서는 물리적으로 분리되어야 하며, AC 전류가 DC 시스템에 들어가는 것을 방지하여 안전 위험을 피해야 합니다.

7. 모니터링 및 유지 관리

접지 저항 모니터링: 접지 저항 모니터링 장치를 설치하여 접지 시스템의 저항을 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 저항이 설정된 임계값을 초과하면 시스템이 알람을 트리거하여 유지 관리 인원이 문제를 점검하고 해결하도록 합니다.

정기적인 유지 관리: 접지 시스템은 정기적으로 유지 관리되어야 하며, 접지선의 상태 확인, 접지 전극 주변 청소, 접지 저항 테스트 등을 포함합니다. 특히 습기 찬 환경이나 비가 많이 오는 지역에서는 접지 시스템의 성능이 영향을 받을 수 있으므로 더 자주 점검해야 합니다.

8. 관련 기준 및 규제 준수

DC 접지 시스템을 구현할 때는 다음과 같은 국가 및 업계 기준과 규제를 준수하는 것이 중요합니다:

GB 50054-2011: "저전압 배전 설계 코드"

GB 50174-2017: "데이터 센터 설계 코드"

IEC 62595: "데이터 센터 전력 시스템 설계"

NFPA 70: "국가 전기 코드" (미국 적용)

9. 중복 설계 고려

시스템의 신뢰성을 향상시키기 위해 DC 접지 시스템에 중복 경로를 설계할 수 있습니다. 예를 들어, 여러 위치에 여러 접지 전극을 설치하거나 듀얼 접지 버스바를 사용하여 한 접지 경로가 실패하더라도 시스템이 계속 작동할 수 있도록 할 수 있습니다.

10. 교육 및 운영 절차

데이터 센터 운영 인원은 DC 접지 시스템의 원리와 유지 관리 요구 사항에 대한 교육을 받아야 합니다. 또한, 일상적인 유지 관리 및 고장 처리 중에 접지 시스템이 올바르게 작동하도록 세부적인 운영 절차를 마련하여 잘못된 조작으로 인한 잠재적인 안전 위험을 피해야 합니다.

요약

데이터 센터에서 DC 접지 시스템을 구현하는 것은 DC 전력 시스템의 안전성과 안정적인 운용을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 접지 시스템을 적절하게 설계하고, 올바른 접지 방법을 선택하며, 연속성과 신뢰성을 보장하고, 관련 기준과 규제를 준수함으로써 데이터 센터의 전기 안전성과 전자기적 호환성을 효과적으로 개선할 수 있습니다.