データセンターの稼動時間: 開閉装置は何をしていますか?

Jun 22, 2023

業界の展望 | 2018年1月23日

James K. Stacy は、シュナイダーエレクトリックのエネルギー事業の製品管理ディレクターです。

データセンターの適切な機能をサポートするすべての電気コンポーネントとシステムコンポーネントの中で、開閉装置は通常、データセンター施設の暗い奥まった場所に (多くの場合文字通り) 隠された「赤毛の継子」と考えられてきました。 しかし、今日ではデジタル化の急速な成長により開閉装置の重要性が高まっており、データセンター施設の管理者は注意を払う必要があります。

企業がモバイル コンピューティング、モノのインターネット (IoT) などによって生成された大量のデータを活用して競争上の優位性を高める中で、データ センターの役割はかつてないほど重要になっており、ビジネスの成功にとってシステムの稼働時間はますます重要になっています。 停止は生産性に影響を与えるだけでなく、重大な財務的損失や評判の損失を引き起こし、市場の地位に影響を与える可能性があります。

発電機は短時間の電力障害が発生した場合にバックアップを提供しますが、施設の最適な稼働時間には信頼性の高い配電システムが必要であり、そのバックボーンとなるのは開閉装置です。 電気機器の制御、保護、絶縁に使用される電気切断スイッチ、ヒューズ、回路ブレーカーの組み合わせで構成される開閉装置は、データセンター施設全体に電力を供給する電源の信頼性に直接関係しています。 多くの場合、商用電源と発電機の両方の電力が引き継がれ、開閉装置によって制御されます。 その結果、開閉装置のダウンタイムはデータセンターのダウンタイムを意味します。

歴史的に、特にデータセンター分野では、開閉装置は主に短絡保護を提供し、施設インフラ全体の中で比較的受動的な部分でした。 施設管理者が機器を操作するのは、障害が発生した場合のみでしたが、これはまれなことでした。 これは変わりつつあります。

データ消費量が爆発的に増加し、データセンターの物理的および計算規模が拡大するにつれて (米国はハイパースケール データセンターの数で世界をリードしています)、アクティブ エネルギー保護と電気的信頼性の必要性が高まり、データ センター全体で必要になっています。スイッチギアが含まれており、よりインタラクティブで適応性が高くなります。 自動転送機能などの技術の新たな進歩により、開閉装置はより多くの電気操作を処理できるようになり、また、操作が要求された場合には正常に動作しなければなりません。 たとえば、悪天候により公共施設の停電が発生した場合、開閉装置は配電経路を自動再構成して、商用電力から二次的な健全な電源、つまり発電機に切り替える役割を果たします。

では、大きな「力」には大きな責任が伴うのでしょうか？ 絶対に。 しかし、このパラダイムシフトは難しいものです。 従来、開閉装置を扱うことはほとんどなく、たとえあったとしても、多くのデータセンター施設管理者は、この装置の重要性の変化に気づいていない、または対処していない可能性があります。 米国のデータセンター施設のインフラは急速に老朽化が進み、事業予算は逼迫し、スタッフとサポートの数も減少しているため、継続的な開閉装置のメンテナンスが延期されており、適切なパフォーマンスが危険にさらされています。 これにより、データセンター施設全体に影響を及ぼす誤動作、障害、またはアーク フラッシュの問題が発生する可能性があります。

電気開閉装置は通常、メンテナンスの手間がかからないアイテムと考えられているため、配電システム内で最も見落とされがちなコンポーネントです。 ただし、人間が作成した他の装置と同様に、開閉装置には特定の操作上の制限があり、故障を避けるために定期的なケアが必要です。 車や飛行機を整備するのと同じように、開閉装置も整備しなければなりません。そのライフサイクルは環境とその扱い方に正比例します。

膨大な量のエネルギーが通過するだけでなく、開閉装置によって積極的に配線および再配線されます。 これにより、温度が最適なパフォーマンスゾーンを外れたり、空気の質が悪かったり、機器が過剰な湿度にさらされたりするなど、環境が理想的ではない場合に特にコンポーネントにストレスが生じます (データセンター内のラックおよびサーバー環境は厳しく規制されていることに注意してください) 、開閉装置は、通常は同じレベルの環境制御を受けられない施設の他の部分に配置されることがよくあります。 開閉装置のタイプによっては、一部の技術は、それが置かれる環境の影響を受けやすい場合があります (空気絶縁が最も影響を受けやすく、ガスおよびシールドされた固体絶縁が最も影響を受けません)。

開閉装置のメンテナンス計画を作成するときは、まずそのメンテナンスの内容、つまり機器を取り巻く環境とその機器に課せられる義務を定義することが重要です。 一般的な質問には次のようなものがあります。

業界が進化し続ける中、勝ち組企業は時間とコストを節約しながら最高レベルの電力可用性を実現できる競争上の優位性として開閉装置に注目する必要があります。

開閉装置設計における最近の革新により、データセンター担当者は持続的なパフォーマンスとより低いリスクで中電圧ネットワークを設置および運用できるようになりました。 たとえば、米国におけるシールド固体絶縁開閉装置 (2SIS) 技術の導入により、前例のないレベルの信頼性と安全性がもたらされました。 接地されたシールド内にカプセル化された固体材料の層で主回路コンポーネントを絶縁することにより、内部アーク放電に対する保護を提供します。 この設計により、システムへの損傷の可能性が大幅に最小限に抑えられ、通電中の導体が故障の原因となる可能性のある埃、水、湿気、その他の環境要因から保護され、保守作業員の感電死、アークフラッシュの危険、およびアーク爆発の危険が軽減されます。

設備コストも重要な要素であり、新しい設備を導入することでコストを抑えることができます。 最新のインフラストラクチャでは、より小型のデバイスを使用できるため、より少ないスペースで同じ量の電力を集中させることができます。 最新のテクノロジーは高度にモジュール化されており、必要なメンテナンスの頻度と複雑さが軽減され、関連コストが大幅に削減されます。 さらに、電気インフラストラクチャを交換する際に、配電電圧の増加を評価することもできます。これにより、コストの大幅な削減も可能になります (ケーブルのサイズが小さくなり、各相のケーブルの数が減り、導管/トレイが減り、設置の労力が減ります)。

開閉装置は、多くの場合、データセンター内の配電およびバックアップ システムの中で最も過小評価されているコンポーネントです。 しかし、メンテナンスが必要な老朽化した電気機器が貴重なデータセンターのパフォーマンスを危険にさらしている中、データセンター施設の管理者は、アップタイムがかかっているときに見落とされがちなこのコンポーネントを本当に無視することができるのでしょうか?

データセンターの停電の影響は企業にさまざまな損害を与える可能性があり、主電源をオフにする必要がある場合や単一点の電気故障が発生した場合には、無停電電源装置 (UPS) や発電機などのバックアップ システムが代替電源を提供しますが、最新の開閉装置はは信頼性の高い電力ネットワークの心臓部であり、適切に扱う必要があります。

上記の記事で表明された意見は、必ずしも Data Center Knowledge and Informa の意見を反映しているわけではありません。

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