Protezione contro le sovratensioni del data center

Proteggere i data center dai fulmini non è un compito facile.

Protezione delle linee di alimentazione e mantenimento dell'approvvigionamento energetico:

La continuità dell'alimentazione in un data center è fondamentale. I data center consumano enormi quantità di energia, non solo per far funzionare i sistemi IT, ma anche per raffreddare le apparecchiature. Ma non tutto è adeguatamente protetto, il che significa che c’è una crescente necessità di maggiore protezione.

La maggior parte dei danni provocati dai fulmini colpiscono componenti elettrici ed elettronici, attraverso sovratensioni indotte sulle linee entranti nell'edificio. Anche le tubazioni metalliche (acqua, gas, ecc.) possono introdurre sovratensioni, mentre la mancanza di equipotenzialità tra i vari servizi o tra i vari collegamenti di terra, può causare problemi quando la terra elettrica e la terra informatica cosiddetta “pulita” vengono separate.

L'installazione degli scaricatori di sovratensione Tipo 1+2 può proteggere le linee elettriche in ingresso e i circuiti sensibili in caso di fulmini, grazie alla loro bassa sovratensione residua, sarà tuttavia necessaria la messa a terra delle tubazioni metalliche che entrano nell'edificio per creare un sistema equipotenziale.

Gli scaricatori di sovratensione di tipo 2 sono necessari anche per la protezione di sistemi informatici, inverter e apparecchiature sensibili. Questi scaricatori di sovratensione devono essere installati nei vari quadri elettrici presenti in cantiere.

La protezione interna di un Data Center deve essere realizzata in conformità con il concetto di zone di protezione contro i fulmini, da LPZ 0A fino alla zona LPZ 3 come definito nella norma IEC 62305-4. La zona di protezione contro i fulmini LPZ 0A è la zona in cui è possibile una fulminazione diretta fino alla zona LPZ 3, che è dove si trovano le apparecchiature terminali e dove la sovratensione residua deve essere mantenuta bassa affinché queste apparecchiature rimangano sicure. Dovrebbero essere installati vari scaricatori di sovratensione per prevenire l'energiada un fulmine provocato da una cascata attraverso la rete elettrica.

Protezione dei dati archiviati ed elaborati nel data center:

I data center sono vulnerabili agli attacchi fisici e informatici. Sono protetti da sistemi antintrusione (telecamere, rilevatori di presenza…) e da sofisticati sistemi di sorveglianza che devono essere protetti anche da fulmini e sovratensioni. Questi sistemi sono per lo più situati all'esterno degli edifici e poiché i siti dei data center sono spesso molto estesi, la loro protezione è complicata.

La comunicazione dei dati dall'esterno all'interno avviene principalmente tramite cavo in fibra ottica. Questo tipo di collegamento è immune alle sovratensioni, esistono tuttavia collegamenti cablati tramite cavi dati multicoppie di tipo Telecom. Questi tipi di collegamenti conduttivi sono particolarmente sensibili agli effetti indiretti dei fulmini e alle sovratensioni e dovrebbero essere protetti con scaricatori di sovratensione di Tipo 2. Anche i collegamenti dei cavi coassiali devono essere protetti, a seconda della tipologia dei segnali di frequenza,impedenza, tensione e tipi di connettori utilizzati. Dovrebbero essere protette anche le apparecchiature di monitoraggio, le telecamere termiche, i sistemi di controllo dell’identità, le serrature di sicurezza, i sistemi di rilevamento incendi e di rilevamento delle intrusioni. I kit di messa a terra possono essere utilizzati per ridurre la sovratensione da tutti i cavi coassiali come antenne esterne e telecamere di sorveglianza esterne. Gli scaricatori di sovratensione di tipo 2 dovrebbero essere utilizzati per apparecchiature critiche per la sicurezza, che sono spesso collegate in cavi multipolari. L'SPD di protezione dei dati per coassiale, Ethernet, RS485,RS232, RJ11, ecc. devono essere conformi a IEC61643-21.

Protezione degli edifici dei data center:

I punti più alti, come le antenne di comunicazione o i camini dei gruppi elettrogeni, hanno un'alta probabilità di essere colpiti dai fulmini. In tal caso la corrente del fulmine fluirà verso terra attraverso eventuali elementi conduttori, come ferri d'armatura del calcestruzzo, strutture metalliche o rivestimenti metallici. Per proteggersi dai fulmini è necessario prestare particolare attenzione al collegamento di questi punti alti a terra tramite conduttori esterni.

È più che consigliabile l'installazione di un sistema di protezione contro i fulmini come un sistema a gabbia a rete con punti d'urto o utilizzando il terminale aereo streamer. Questo deve fornire un raggio di protezione che copra l'intera superficie dell'edificio così come altre zone sensibili o edifici circostanti come generatori, unità di raffreddamento o edifici accessori necessari per il corretto funzionamento del centro.

È opportuno dividere la corrente del fulmine attraverso più calate tra i punti più alti (circuito a maglie, parafulmini attivi o passivi) e il sistema di messa a terra. Ciò mette a terra rapidamente la corrente e riduce la distanza di separazione necessaria. Una buona distribuzione della corrente del fulmine su più conduttori ridurrà gli effetti di induzione dei conduttori all'interno dell'edificio. Ciò ridurrà la sovratensione indotta attraverso il cablaggio dell'edificio e ridurrà l'impatto sugli scaricatori di sovratensione,prolungando la loro vita.

La distanza tra le apparecchiature collegate a terra sul tetto e i parafulmini è una considerazione importante. La norma 62305-1 spiega come calcolare questa distanza di separazione. Se sono troppo vicini tra loro, inferiori alla distanza di separazione, devono essere collegati e deve essere installato uno scaricatore di sovratensione di Tipo 1 su tutte le linee che forniscono alimentazione a questa apparecchiatura sul tetto. Se, tuttavia, la distanza è ampia, non è necessario alcun collegamento a massa e sono necessari scaricatori di sovratensione di tipo 2sufficiente. Un dispositivo di protezione da sovratensione (SPD) di Tipo 1 è 4-5 volte più costoso di un SPD di Tipo 2.