Protection contre les surtensions du centre de données

Protéger les centres de données contre la foudre n’est pas une tâche facile.

Protection des lignes d'alimentation électrique et maintien de l'approvisionnement en énergie :

La continuité de l’alimentation dans un centre de données est primordiale. Les centres de données consomment d’énormes quantités d’énergie, non seulement pour faire fonctionner les systèmes informatiques, mais aussi pour refroidir les équipements. Mais tout n’est pas correctement protégé, ce qui signifie qu’il existe un besoin croissant d’une plus grande protection.

La plupart des dommages provoqués par la foudre affectent les composants électriques et électroniques, via les surtensions induites sur les lignes entrant dans le bâtiment. Les canalisations métalliques (eau, gaz, etc.) peuvent également introduire des surtensions, tandis que le manque d'équipotentialité entre les différents services ou entre les différentes prises de terre, peut poser des problèmes lors de la séparation de la terre électrique et de la terre informatique dite “ propre ”.

L'installation de parafoudres de type 1 + 2 peut protéger les lignes électriques d'arrivée et les circuits sensibles en cas de foudre, en raison de leur faible surtension résiduelle, cependant la mise à la terre des tuyaux métalliques qui entrent dans le bâtiment sera nécessaire afin de créer un système équipotentiel.

Des parafoudres de type 2 sont également requis pour la protection des systèmes informatiques, des onduleurs et des équipements sensibles. Ces parafoudres doivent être installés dans les différentes armoires électriques présentes sur site.

La protection interne d'un data center doit être réalisée conformément au concept de zones de protection contre la foudre, LPZ 0A jusqu'à la zone LPZ 3 tel que défini dans la norme CEI 62305-4. La zone de protection contre la foudre LPZ 0A est la zone où un coup de foudre direct est possible jusqu'à la zone LPZ 3, où se trouvent les équipements terminaux et où la surtension résiduelle doit être maintenue faible pour que ces équipements restent sûrs. Divers parafoudres doivent être installés pour empêcher l'énergied'un coup de foudre provenant d'une cascade sur le réseau électrique.

Protection des données stockées et traitées dans le data center :

Les centres de données sont vulnérables aux attaques physiques et cyber-attaques. Ils sont protégés par des systèmes anti-intrusion (caméras, détecteurs de présence…) et une surveillance sophistiquée qui doit également être protégée contre la foudre et les surtensions. Ces systèmes sont pour la plupart situés à l’extérieur des bâtiments et, comme les sites des centres de données sont souvent très étendus, leur protection est compliquée.

La communication des données de l’extérieur vers l’intérieur se fait principalement via un câble à fibre optique. Ce type de liaison est insensible aux surtensions, cependant, il existe des connexions filaires via des câbles de données multi-paires de type Télécom. Ces types de connexions conductrices sont particulièrement sensibles aux effets indirects de la foudre et aux surtensions et doivent être protégés par des parafoudres de type 2. Les connexions des câbles coaxiaux doivent également être protégées, en fonction des types de signaux de fréquence,impédance, tension et types de connecteurs utilisés. Les équipements de surveillance, les caméras thermiques, les systèmes de contrôle d'identité, les serrures de sécurité, les systèmes de détection d'incendie et de détection d'intrusion doivent également être protégés. Les kits de mise à la terre peuvent être utilisés pour réduire les surtensions de tous les câbles coaxiaux tels que les antennes extérieures et les caméras de surveillance extérieures. Les parafoudres de type 2 doivent être utilisés pour les équipements critiques pour la sécurité, qui sont souvent connectés dans des câbles multiconducteurs. Le SPD de protection des données pour coaxial, Ethernet, RS485,RS232, RJ11, etc. doivent être conformes à la norme IEC61643-21.

Protection des bâtiments des datacenters :

Les points hauts, comme les antennes de communication ou les cheminées des groupes électrogènes, ont une forte probabilité d'être frappés par la foudre. Dans un tel cas, le courant de foudre circulera vers la terre via tous les éléments conducteurs, tels que les fers à béton, les structures métalliques ou les revêtements métalliques. Pour se protéger de la foudre, une attention particulière doit être portée au raccordement de ces points hauts à la terre par des conducteurs extérieurs.

L'installation d'un système de protection contre la foudre sous la forme d'un système de cage grillagée avec des points de choc ou l'utilisation d'un aérogare à streamers précoce est plus que conseillée. Celui-ci doit assurer un rayon de protection couvrant toute la surface du bâtiment ainsi que les autres zones sensibles ou bâtiments environnants tels que les générateurs, les unités de refroidissement ou les bâtiments annexes nécessaires au bon fonctionnement du centre.

Il est bon de diviser le courant de foudre à travers plusieurs conducteurs de descente entre les points hauts (circuit maillé, paratonnerres actifs ou passifs) et le système de mise à la terre. Cela met rapidement le courant à la terre et réduit la distance de séparation nécessaire. Une bonne répartition du courant de foudre à travers plusieurs conducteurs réduira les effets d'induction des conducteurs à l'intérieur du bâtiment. Cela réduira les surtensions induites à travers le câblage du bâtiment et réduira l'impact sur les parafoudres,prolongeant leur vie.

La distance entre les équipements reliés à la terre en toiture et les paratonnerres est une considération importante. La norme 62305-1 explique comment calculer cette distance de séparation. S'ils sont trop proches les uns des autres, inférieurs à la distance de séparation, ils doivent être liés et un parafoudre de type 1 doit être installé sur toutes les lignes qui alimentent cet équipement de toit. Toutefois, si la distance est grande, aucune liaison n'est requise et des parafoudres de type 2 sont requis.suffisant. Un dispositif de protection contre les surtensions (SPD) de type 1 est 4 à 5 fois plus cher qu'un SPD de type 2.