Các trung tâm dữ liệu thực hiện hệ thống nối đất DC như thế nào?

Cách triển khai hệ thống tiếp đất DC trong trung tâm dữ liệu

Việc triển khai hệ thống tiếp đất DC (DC Grounding System) trong trung tâm dữ liệu là cần thiết để đảm bảo an toàn và độ tin cậy của hệ thống điện DC, ngăn ngừa sự cố điện và nguy cơ bị điện giật, đồng thời giảm nhiễu điện từ. Dưới đây là các bước và các vấn đề cần lưu ý khi triển khai hệ thống tiếp đất DC:

1. Hiểu mục đích của việc tiếp đất DC

• An toàn: Hệ thống tiếp đất DC ngăn chặn vỏ thiết bị trở nên có điện, do đó tránh được nguy cơ bị điện giật.

• Ổn định: Bằng cách kết nối hệ thống điện DC với đất, ổn định điện áp được duy trì, giảm dao động điện áp và bảo vệ thiết bị điện tử nhạy cảm.

• Tương thích điện từ (EMC): Việc tiếp đất giúp giảm nhiễu điện từ (EMI), đảm bảo rằng giao tiếp và truyền dữ liệu trong trung tâm dữ liệu không bị gián đoạn.

2. Chọn phương pháp tiếp đất phù hợp

Trung tâm dữ liệu thường sử dụng một trong hai phương pháp tiếp đất DC:

• Tiếp đất cực âm: Đây là phương pháp phổ biến nhất, trong đó cực âm của hệ thống điện DC được kết nối với đất, trong khi cực dương vẫn ở trạng thái treo. Tiếp đất cực âm được sử dụng rộng rãi vì tuân thủ hầu hết các tiêu chuẩn thiết bị thông tin liên lạc và giảm nguy cơ ăn mòn ở cực dương.

• Tiếp đất cực dương: Trong một số ứng dụng đặc biệt, có thể chọn tiếp đất cực dương. Trong cấu hình này, cực dương được kết nối với đất, trong khi cực âm vẫn ở trạng thái treo. Tiếp đất cực dương ít phổ biến hơn trong trung tâm dữ liệu nhưng có thể được sử dụng trong một số môi trường công nghiệp.

• Lưu ý: Trong cùng một trung tâm dữ liệu, chỉ nên sử dụng một phương pháp tiếp đất để tránh sự phức tạp và các vấn đề an toàn có thể phát sinh từ hệ thống tiếp đất hỗn hợp.

3. Thiết kế mạng lưới tiếp đất

• Điện cực tiếp đất chính: Đây là điểm bắt đầu của toàn bộ hệ thống tiếp đất, thường bao gồm các thanh kim loại, tấm hoặc lưới chôn dưới đất. Điện cực tiếp đất chính phải có điện trở thấp để đảm bảo dẫn điện tốt. Điện trở tiếp đất nên càng thấp càng tốt, thường nhỏ hơn 5 ohm.

• Thanh busbar tiếp đất: Thanh busbar tiếp đất là dây dẫn kim loại thu thập tất cả các dây tiếp đất từ thiết bị DC. Nó thường được lắp đặt bên trong tủ phân phối hoặc tủ ắc quy, đảm bảo rằng tất cả các thiết bị đều có thể kết nối đáng tin cậy với hệ thống tiếp đất.

• Tiếp đất thiết bị: Tất cả các thiết bị điện DC (như ắc quy, chỉnh lưu, và đơn vị phân phối DC) nên được kết nối với thanh busbar tiếp đất thông qua dây tiếp đất. Diện tích tiết diện của dây tiếp đất phải đủ lớn để truyền dòng điện lỗi tối đa.

4. Đảm bảo tính liên tục của hệ thống tiếp đất

• Chọn dây tiếp đất: Dây tiếp đất nên được làm bằng vật liệu có điện trở thấp và chống ăn mòn như đồng hoặc đồng mạ thiếc. Diện tích tiết diện của dây nên được chọn dựa trên yêu cầu dòng điện tối đa và dòng điện lỗi của thiết bị, đảm bảo dẫn điện an toàn trong trường hợp lỗi.

• Kiểm tra các kết nối tiếp đất: Tất cả các điểm kết nối tiếp đất nên được kiểm tra định kỳ để đảm bảo chúng không bị lỏng, ăn mòn hoặc kết nối kém. Có thể sử dụng đồng hồ đo đa năng hoặc máy đo điện trở tiếp đất để đo điện trở của hệ thống tiếp đất, đảm bảo nó vẫn nằm trong phạm vi an toàn.

5. Bảo vệ chống sét

Hệ thống tiếp đất DC trong trung tâm dữ liệu cũng cần xem xét bảo vệ chống sét. Sét có thể đưa điện áp cao vào qua đường dây điện hoặc các đường khác, có thể gây hư hại cho thiết bị. Do đó, các thiết bị bảo vệ sét (SPDs) nên được lắp đặt tại các điểm nhập của trung tâm dữ liệu, và các đầu tiếp đất của các thiết bị này nên được kết nối với điện cực tiếp đất chính để đảm bảo dòng điện sét được nhanh chóng giải tỏa vào đất.

6. Tách biệt hệ thống tiếp đất DC và AC

Hệ thống tiếp đất DC và AC nên được thiết kế riêng biệt để tránh tương tác lẫn nhau. Mặc dù cả hai hệ thống cuối cùng đều kết nối với cùng một điện cực tiếp đất chính, nhưng chúng nên được tách biệt về mặt vật lý trong thực tế để ngăn dòng điện AC đi vào hệ thống DC, điều này có thể gây ra rủi ro an toàn.

7. Giám sát và bảo dưỡng

Giám sát điện trở tiếp đất: Các thiết bị giám sát điện trở tiếp đất có thể được lắp đặt để giám sát liên tục điện trở của hệ thống tiếp đất. Nếu điện trở vượt quá ngưỡng đã đặt, hệ thống sẽ kích hoạt báo động, nhắc nhở nhân viên bảo dưỡng kiểm tra và xử lý vấn đề.

Bảo dưỡng định kỳ: Hệ thống tiếp đất nên được bảo dưỡng định kỳ, bao gồm kiểm tra tình trạng của dây tiếp đất, làm sạch xung quanh điện cực tiếp đất, và kiểm tra điện trở tiếp đất. Điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường ẩm ướt hoặc mưa nhiều, nơi hiệu suất của hệ thống tiếp đất có thể bị ảnh hưởng, đòi hỏi kiểm tra thường xuyên hơn.

8. Tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định liên quan

Khi triển khai hệ thống tiếp đất DC, rất quan trọng phải tuân theo các tiêu chuẩn và quy định quốc gia và ngành, chẳng hạn như:

GB 50054-2011: "Quy chuẩn thiết kế hệ thống phân phối điện áp thấp"

GB 50174-2017: "Quy chuẩn thiết kế trung tâm dữ liệu"

IEC 62595: "Thiết kế hệ thống điện trung tâm dữ liệu"

NFPA 70: "Mã điện quốc gia" (áp dụng ở Hoa Kỳ)

9. Xem xét thiết kế dự phòng

Để tăng cường độ tin cậy của hệ thống, có thể thiết kế các đường dẫn dự phòng cho hệ thống tiếp đất DC. Ví dụ, có thể lắp đặt nhiều điện cực tiếp đất ở các vị trí khác nhau, hoặc sử dụng thanh busbar tiếp đất kép để đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động ngay cả khi một đường dẫn tiếp đất bị hỏng.

10. Đào tạo và quy trình vận hành

Nhân viên vận hành trung tâm dữ liệu nên được đào tạo về nguyên lý và yêu cầu bảo dưỡng của hệ thống tiếp đất DC. Ngoài ra, cần thiết lập các quy trình vận hành chi tiết để đảm bảo hệ thống tiếp đất được vận hành đúng cách trong quá trình bảo dưỡng định kỳ và xử lý sự cố, tránh các nguy cơ an toàn do thao tác sai.

Tóm tắt

Việc triển khai hệ thống tiếp đất DC là quan trọng để đảm bảo an toàn và vận hành ổn định của hệ thống điện DC trong trung tâm dữ liệu. Bằng cách thiết kế hệ thống tiếp đất phù hợp, chọn phương pháp tiếp đất phù hợp, đảm bảo tính liên tục và độ tin cậy, và tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định liên quan, an toàn điện và tương thích điện từ của trung tâm dữ liệu có thể được cải thiện hiệu quả.