مقدمه

به جرأت میتوان سیستم ارت را حیاتی ترین سیستم برقی در یک مرکز داده عنوان کرد. این سیستم وظایفی از قبیل حفاظت جان، حفاظت تجهیزات مرکز داده، جفاظت در برابر اتصال کوتاه، حفاظت در برابر صاعقه و ایجاد ولتاژ مرجع جهت تبادل اطلاعات مابین تجهیزات اکتیو را بر عهده دارد. در این مقاله به بیان نمایی کلی از نحوه طراحی و اجرای سیستم ارت در دیتاسنتر میپردازیم. سیستم ارت طراحی شده باید ویژگیهای مذکور را دارا باشد.

تفاوت ارتینگ، باندینگ و گراندینگ

یک سیستم ارت کامل، از سه مجموعه ارتینگ، باندینگ و گراندینگ تشکیل شده است. این سه سیستم به هم متصل بوده و هر یک وظایفی را بر عهده دارند که در ادامه به بررسی و بیان هر یک از این سیستمها میپردازیم.

سیستم باندینگ

خطر برق گرفتگی در اثر ایجاد اختلاف پتانسیل مشخص بین دو نقطه از بدن ایجاد میشود. به طوریکه در محیط های خشک اختلاف پتانسیل بیش از 50 ولت AC میتواند به بدن انسان آسیب برساند. در سیستم باندینگ با استفاده از همبندی تمامی اجزای فلزی موجود در یک پلنت صنعتی، این مشکل مرتفع خواهد شد. به این ترتیب که تمامی اجزای فلزی اعم از بدنه تابلوهای برق، بدنه فلزی رکها، بدنه تمامی مصرف کننده های برقی، پایه های کف کاذب و استراکچر فلزی ساختمان توسط سیم با سطح مقطع مناسب به هم متصل خواهد شد. این امر سبب میشود در صورت بروز خطا در یک سیستم برقی و ولتاژ دار شدن بخشی از آن، تمامی پلنت هم پتانسیل شده و اختلاف پتانسیل بین تجهیزات صفر شود که در نهایت خطر برق گرفتگی برطرف خواهد شد. از سیستم باندینگ به منظور ایجاد یک شبکه مرجع جهت ارتباطات بین تجهیزات اکتیو نیز استفاده میشود. به این ترتیب که در قسمت زیرین رکها از تسمه های SRG استفاده میشود. توصیه میشود این تسمه حداقل 50 در نیم میلیمتر مربع بوده و در پنجره هایی با ابعاد 60*60 اجرا شود. مطابق استاندارد IEEE1100 تنها در صورتی مجاز به افزایش ابعاد پنجره ها هستید که از بالاتر بودن فرکانس عملکرد تجهیزات اکتیو از یک مقدار مشخص اطمینان حاصل کنید. بنابراین با توجه به مشخص نبودن فرکانس عملکرد این تجهیزات در فاز طراحی زیرساخت مرکز داده پیشنهاد میشود ابعاد پنجره ها 60*60 انتخاب شود. استاندارد TIA 607 برای ایجاد یک مرجع پتانسیل مابین تجهیزات اکتیو موجود در اتاقهای مختلف مرکز داده استفاده از رینگ را پیشنهاد داده است. شمای کلی این رینگ در شکل زیر نشان داده شده است. لازم به ذکر است سایز این رینگ با افزایش متراژ افزایش می یابد. میتوان گفت این کابل تنها به منظور ایجاد ارتباط سیستم باندینگ بین اتاقهای دارای تجهیزات شبکه استفاده میشود. بنابراین استفاده از آن به منظور ایجاد مسیر بازگشت جریان اتصال کوتاه صحیح نیست.

.

نکات زیر را در پیاده سازی سیستم باندینگ در نظر بگیرید.

• حداقل سایز کابل باندینگ رکها، تابلوهای برق و پایه های کف کاذب بایستی 16 میلیمتر مربع باشد.
• تمامی کابلشوها باید دوسوراخه انتخاب شوند.
• زاویه خمش رینگ باید حداقل 20 سانتیمتر و حداکثر زاویه خمش آن 90 درجه باشد.
• تجهیزات داخل رک توسط سیم نمره 4 به شینه ارت داخل رک متصل شده و شینه ارت داخل رک توسط سیم نمره 16 به SRG وصل شود.
• حداقل از هر 6 پایه کف کاذب، یکی توسط کلمپ به سیستم باندینگ وصل شود.
• برای اطلاعات بیشتر در این زمینه توصیه میشود استاندارد TIA 607 مطالعه شود.

سیستم ارتینگ (ارت حفاظتی یا ارت کثیف)

این سیستم عمدتاً به منظور حفاظت تجهیزات و حفاظت اشخاص به کار برده میشود. مطابق با استاندارد BS7430 سیستمهای ارتینگ متفاوتی وجود دارد که با توجه به ماهیت وجود نشتی جریان در مصرف کننده های مراکز داده پیشنهاد میشود از سیستم TNS و یا TNC-S استفاده شود. نمای سیستم TNC-S در شکل زیر نشان داده شده است. عمل جداسازی نول و هادی حفاظتی عمدتاً در تابلوی ATS ایجاد میشود. سیستمهای TN نسبت به سیستم IT و TT مزایایی از قبیل سادگی در حفاظت و امکان عبور جریان نشتی دارد. هادی حفاظتی به منظور ایجاد مسیر برگشت اتصال کوتاه استفاده شده و چنانچه سایز فاز از 35 بیشتر باشد، بهتر است سایز هادی حفاظتی نصف سایز کابل اصلی انتخاب شده، برای فازهای دارای سایز بین 16 تا 35 سیم هادی حفاظتی باید داری سایز 16 بوده و چنانچه سایز سیم فاز از 16 میلیمتر مربع کمتر باشد، بایستی سایز هادی حفاظتی برابر با سایز فاز انتخاب شود. بنابراین در سیستم TNS پنج کابل قدرت وجود دارد. این کابلها شامل سه فاز، یک عدد نول و یک عدد هادی حفاظتی میشوند. کابل هادی حفاظتی را با رنگ زرد سبز و یا سبز نشان میدهند.

سیستم گراندینگ

به عمل اتصال سیستم باندینگ و سیستم ارتینگ به زمین فیزیکی، گراندینگ گفته میشود. گراندینگ انواع مختلفی داشته و هر یک از این انواع برای هدف خاصی به کار برده میشوند. پس از اجرای سیستم گراندینگ، با استفاده از دستگاه های مخصوص میتوان مقاومت سیستم اجرا شده نسبت به جرم کلی زمین را اندازه گیری نمود. برخی از انواع سیستم گراندینگ عبارتند از: سیستم گراندینگ مش: در پستهای قدرت کاربرد داشته و به منظور کاهش ولتاژ گامی مورد استفاده قرار میگیرد. سیسم گراندینگ رینگ و راد: به منظور گراندینگ در پلنتهای صنعتی LV و همچنین صاعقه گیرها مورد استفاده قرار میگیرد. سیستم گراندینگ پنجه کلاغی: به منظور گراندینگ صاعقه گیر استفاده میشود. سیستم گراندینگ چاه: به منظور ارت سیستم LV در ساختمانهای کوچک و در مکانهایی که فضای کافی در دسترس نمیباشد مورد استفاده واقع میشود. با توجه به موارد گفته شده در خصوص سیستم ارت میتوان دریافت که سیستم باندینگ و ارتینگ در یک شینه که عمدتاً شینه اصلی ارت ساختمان بوده به هم متصل شده و گراند میشوند. بهترین نحوه گراندینگ در دیتاسنترها استفاده از رینگ و راد میباشد. این روش عمر مفید بالاتر و ضریب اطمینان بیشتری در برابر صاعقه ایجاد میکند. این مقاله بر اساس استانداردهای TIA 607 C، IEEE1100 و مقررات ملی ساختمان نگاشته شده است.