Нормативная документация

Управление рисками от вспышки электрической дуги

19 декабря 2016 г. | Категория: Электроснабжение ЦОД, ГРЩ, шинопроводы, Заземление, Модульные ИБП, Трансформаторные и бестрансформаторные ИБП, Трансформаторные подстанции, Управление ИБП, Управление электропитанием ЦОД

Вспышка дуги – реальный риск для дата-центров. Случаи вспышек серьезно ранили и даже убивали сотрудников, задерживали пуско-наладочные работы и прерывали работу многих площадок по всему миру. Один из простых примеров: серия вспышек электрической дуги во время строительства объекта АНБ в Блафдейле, штат Юта, отложил начало эксплуатации больше, чем на год.

Что такое вспышка дуги?

Вспышка электрической дуги является продуктом быстрого высвобождения электрической энергии в воздухе между двумя проводниками. Она может возникнуть, когда в результате дугового замыкания образуется ток очень высокого напряжения через медь или другой электропроводной металл. Впоследствии происходит короткое замыкание, которое вызывает взрыв и выпускает плазменный огненный шар, температура которого может достигать 19,000°C, что в несколько раз выше температуры поверхности Солнца.

Почему это так важно

Инциденты с вспышками электрической дуги могут существенно повлиять на жизнь персонала и даже оказаться летальными, даже если человек будет находиться в нескольких метрах от места происшествия. Среди типичных травм выделяют слепоту, повреждение нервов, потерю слуха, а также повреждение легких от вдыхания горячих и токсичных газов. Вспышка дуги может даже спровоцировать буквально «обстрел» осколками оборудования или расплавленным металлом.

Причины вспышки дуги

Дуга может образоваться в связи с неисправностями в электрических распределительных устройствах, такими как пробой изоляции или появление проводника, что случайно может привести к короткому замыканию. Для дата-центров некоторые из наиболее распространенных причин возникновения вспышки дуги включают в себя:

• Плохой электрический контакт;
• Нарушение изоляции;
• Случайный контакт с оборудованием под напряжением;
• Износ электрических систем;
• Недостаточное техническое обслуживание электрических систем.

Как это происходит в ЦОД

Инфраструктура, используемая в дата-центрах, подверженная вспышкам электрической дуги:

• Электрощиты;
• ИБП;
• БРП;
• Приборные панели;
• Шинопроводы
• Панели дистанционного питания.

Риски образования вспышек могут быть повышены в связи со следующими современными тенденциями проектирования и эксплуатации ЦОД:

• Строительство более крупных предприятий с более высокой потребностью в энергии;
• Увеличение плотности серверов, что повышает энергопотребление на стойку;
• Использование меньшего числа крупных трансформаторов в стремлении улучшить общую энергоэффективность;
• Жесткие требования к доступности, ведущие к более частой с оборудованием под высоким напряжением или в непосредственной близости к нему.

Управление рисками от вспышек

Операторы ЦОД должны адекватно воспринимать риски, связанные с этой проблемой, как часть своих обязанностей по охране здоровья и труда своих сотрудников. Соответствующий подход к управлению этими рисками состоит из трех элементов:

1.    Анализ опасности

Расчет потенциальной опасности от вспышки дуги требует определенных знаний тока КЗ системы и предельного времени отключения. Как правило, используется специализированное программное обеспечение для анализа уровней неисправностей и детализированного отчета по происшествию в соответствии со стандартом IEEE 1584. Анализ вспышки и оценка рисков занимают немало времени и требуют особых знаний для эффективной реализации. В связи с этим многие компании нанимают специалистов извне для выполнения этих задач.

2.    Разработка и применение мер по смягчению последствий аварий

Поскольку ток вспышки дуги короче тока короткого замыкания, необходимо применить правильные меры безопасности для устройств защиты от перегрузки по току, такие как плавких предохранителей и автоматических выключателей. Проблема здесь заключается в сокращении потенциальной энергии вспышки без потери селективности.

Существует целый ряд новых технологий, предлагающие альтернативные методы защиты. Реле обнаружения дуговых замыканий, например, провоцируются светом от вспышки, током и иногда звуком. Другие подходы к смягчению последствий вспышки задействуют автоматизированное введение альтернативной линии тока для передачи дугового коротком замыкании и его захвата; использование удаленного коммутационного оборудования для отстранения персонала от зоны повышенного риска; использование дугоустойсивого коммутатора для захвата и перераспределения высвобожденной вследствие аварии энергии подальше от объекта.

3.    Управление остаточными рисками

После применения соответствующих мер по смягчению рисков инженеры должны принимать во внимание риски остаточные и предпринять определенные шаги: введение четкой маркировки, демонстрирующей категории риска вспышки и его границы; проведение надлежащего обучения персонала, занимающегося эксплуатацией и обслуживанием распределительных устройств; соблюдение правил безопасности эксплуатации и обслуживания; использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) в соответствии с уровнем остаточных рисков.

Обозначенные три шага имеют особое значение при эксплуатации дата-центров, где у сотрудников с высоким уровнем знаний в других областях, кроме электроэнергетических систем. Нельзя умалять опасность такого явления, как вспышка электрической дуги, несмотря на то что мы не так часто слышим о подобных происшествиях.

Теги: вспышка электрической дуги, электрическая дуга