Como selecionar um sistema de barramento para data centers usando dados de carga e layout

Um data hall de 2 MW com 40 posições de rack, um resumo do projeto chegando a 60 kW por rack e três cotações de barramentos que são difíceis de comparar linha por linha: geralmente é aí que começa o verdadeiro trabalho de seleção. A resposta curta é escolher quatro números fixos e um sorteio, não o preço por metro. Os números são ampacidade de projeto, corrente de curto-circuito prospectiva, contagem e posição dos pontos de derivação e comprimento da rota; o desenho é o layout do corredor e do riser. Faça tudo certo e o catálogo se restringirá a duas ou três famílias de produtos. Se errar, a cotação mais barata se tornará a instalação mais cara.

Corrija os números de carga antes de abrir um catálogo

Busway é um componente de impedância fixa com um número finito de pontos de plug-in. Isso significa que os dados de carregamento, e não os folhetos de produtos, devem orientar a primeira lista.

• Ampacidade do projeto: carga do rack conectado multiplicada pelo fator de diversidade e mais sobressalente. Uma sala convencional normalmente precisa de 20% a 30%; As salas de IA e GPU geralmente precisam de 30% a 40%, porque o ciclo de atualização é mais curto que a vida útil do edifício.
• Faixa de densidade de rack: aproximadamente 5 a 10 kW para TI tradicional, 20 a 50 kW para salas de alta densidade e 60 a 120 kW para as mais novas linhas de computação acelerada. Cada faixa aponta para uma família diferente de vias de ônibus.
• Contagem de derivações: conte as posições do rack e as quedas de PDU e, em seguida, adicione cerca de 30% de tomadas sobressalentes. A amperagem por si só não dirá se as saídas com espaçamento de 1,5 m ou 3 m são adequadas para o corredor.
• Condições de desclassificação: indique a temperatura ambiente no teto (corredores quentes geralmente ficam entre 40 e 45 graus Celsius) e a altitude. A corrente nominal medida em uma sala de teste confortável não é o que a execução oferece em serviço.

O comprimento da rota pertence ao mesmo exercício. Um riser de 120 m e um teto de 25 m no mesmo quadro terão comportamento de queda de tensão e expansão muito diferentes, e o trecho mais longo é onde seções de condutor subdimensionadas geralmente se revelam.

Combine o tipo de barramento com cada trecho do caminho de distribuição

Um caminho de distribuição de data center normalmente precisa de dois produtos diferentes, e tratá-los como um só é um erro comum de aquisição.

Barramento de alimentação do quadro de distribuição de baixa tensão para as PDUs

Normalmente 800 a 5.000 A, construção em sanduíche, IP54 ou melhor, com resistência a curto-circuito compatível com o transformador a montante. Ele funciona em risers, vãos de teto e salas de fábrica e raramente é tocado após o comissionamento. A compacidade, a baixa impedância e a rigidez mecânica são mais importantes aqui do que a flexibilidade da saída.

Barramento de trilho plug-in sobre o espaço em branco

Normalmente de 100 a 1250 A, com caixas de derivação alimentando racks ou PDUs. Os recursos decisivos são o espaçamento das tomadas, a segurança do plug-in e a capacidade de adicionar ou realocar uma tomada sem interromper o funcionamento.

O tipo de construção é tão importante quanto a classificação. O barramento sanduíche envolve condutores isolados e os pressiona em um invólucro compacto, o que proporciona baixa impedância, área ocupada pequena e bom comportamento onde os níveis de falha são altos e o espaço no teto é apertado. O barramento isolado a ar mantém as barras separadas em um gabinete ventilado, que dissipa melhor o calor e é mais fácil de inspecionar visualmente, ao custo de uma seção maior e mais pesada.

Verifique a resistência a curto-circuito, aumento de temperatura e queda de tensão

Estas três figuras decidem se o sistema sobreviverá a uma falha e se permanecerá dentro do seu envelope térmico durante quinze anos.

1. Corrente suportável nominal de curta duração (Icw), sempre cotada com uma duração de 50 kA por 1 s. Deve exceder a corrente de falha potencial no ponto de instalação após a passagem da proteção a montante. Como uma verificação aproximada, um transformador de 2.500 kVA a 400 V com impedância de 6% fornece cerca de 60 kA em seus terminais de BT, portanto, uma via de barramento de 50 kA precisa de coordenação correta a montante.
2. Aumento de temperatura a partir do teste de tipo. Solicite o aumento medido na corrente nominal em relação à IEC 61439-6 em vez de uma declaração de conformidade e, em seguida, aplique o ambiente real do local e confirme o fator de redução.
3. Impedância por metro e queda de tensão em plena carga. Mantenha a queda total dentro dos 2% a 3% normalmente permitidos para o trecho de distribuição e lembre-se de que as cargas de IA ricas em harmônicos tornam a baixa impedância mais valiosa do que parece em um simples cronograma de carga.

O material condutor pertence à mesma etapa. O cobre conduz melhor e necessita de uma seção menor para a mesma corrente; o alumínio custa e pesa menos, mas precisa de uma seção transversal maior e juntas bimetálicas corretamente revestidas em cada transição. Em risers longos, a diferença de peso altera o espaçamento dos apoios e a carga estrutural transferida para o edifício. Se você quiser trabalhar com mais detalhes sobre as compensações entre condutores e isolamento, nossa nota sobre como escolher o barramento certo para sistemas de média e baixa tensão cobre a comparação.

Proteja a corrida: classificação IP, comportamento de incêndio e roteamento

O nível de proteção deve seguir a localização, e não uma preferência por números mais elevados.

• IP54 a IP66 em salas de fábrica, risers e qualquer lugar com risco de água ou poeira; IP2X a IP42 para trilhos de corredor suspenso, onde o acesso seguro aos dedos e a operação plug-in são mais importantes do que a vedação. Uma classificação IP mais alta retém o calor, o que é uma penalidade real em um teto vazio de 45 graus Celsius.
• Desempenho contra incêndio: isolamento com baixa emissão de fumaça e sem halogênio em espaços ocupados e barreiras corta-fogo ou detalhes corta-fogo sempre que o percurso cruza uma parede do compartimento.
• Expansão e suporte: espaçamento entre suportes de aproximadamente 1,5 a 3 m dependendo do peso da seção, além de juntas de dilatação dimensionadas para a oscilação de temperatura entre uma câmara frigorífica e um teto operacional.
• Coordenação: mantenha as alças de derivação afastadas da contenção de cabos e dos coletores de refrigeração líquida e desloque o percurso dos aspersores e da tubulação de água.

Compare as duas famílias lado a lado

A tabela abaixo é a lista de verificação que usamos quando um projeto solicita uma especificação de barramento único para cobrir todo o caminho de distribuição.

A consequência prática é que uma única comparação global de cotações de "vias de ônibus" raramente é válida. Separe o escopo do alimentador do escopo do corredor e as diferenças de preço geralmente se transformam em diferenças de engenharia explicáveis.

Solicite evidências de teste de tipo e verifique o pacote de entrega

A documentação é onde dois fornecedores com catálogos semelhantes se separam.

• Relatórios de teste de tipo de um laboratório credenciado de acordo com IEC 61439-6, UL 857 ou GB/T 7251.6 conforme o mercado exigir, cobrindo a configuração exata que você está comprando: seção reta, junta, curva, caixa de derivação e alimentação final.
• Registros de testes de rotina para cada comprimento de envio, incluindo resultados de resistência dielétrica e de isolamento.
• Um escopo de entrega completo: kits de juntas, caixas de derivação, tampas de extremidade, suportes, seções de transposição de fase e uma lista sensata de peças de reposição.
• Prazo de entrega e suporte para juntas no local, porque a qualidade da junta é onde começa a maioria das falhas de serviço.
• Referências instaladas em condições comparáveis ​​de umidade, poeira e sísmica, não apenas na região de origem do fornecedor.

Perguntas frequentes

Quanta capacidade ociosa um barramento de data center deve transportar?

Para salas de TI convencionais, 20% a 30% de ampacidade sobressalente mais cerca de 30% de tomadas sobressalentes é uma linha de base viável. Para linhas de computação aceleradas, planeje 30% a 40%, porque a potência do rack tem aumentado mais rapidamente do que sugerem os planos de atualização de três anos.

Podem ser adicionadas caixas de derivação enquanto a via de ônibus estiver energizada?

Muitos projetos de plug-in permitem isso, mas somente com o procedimento escrito do fabricante, o equipamento de proteção individual correto e uma unidade de derivação com seu próprio disjuntor. Confirme a classificação e o procedimento antes de escrevê-los em um plano de operações.

Condutores de cobre ou alumínio?

O cobre proporciona uma seção menor e mais leve para as mesmas juntas atuais e mais simples. O alumínio reduz custo e peso, mas precisa de uma seção maior e transições bimetálicas revestidas. Verifique primeiro o projeto da junta e a documentação de torque; é aí que a escolha material realmente aparece no serviço.

Qual classificação IP o barramento do corredor aéreo precisa?

IP2X a IP42 é comum em espaços em branco, pois a prioridade é o acesso ao plug-in seguro para os dedos. Classificações mais altas são escolhidas para salas de máquinas, risers e áreas úmidas ou empoeiradas, e reduzem a dissipação de calor, portanto o cálculo térmico deve ser refeito.

Transformando a lista em uma especificação

A seleção se torna simples quando o cronograma de carga, o nível de falta, o layout de derivação e o desenho da rota são fixos: barramento do alimentador dimensionado em impedância e resistência a curto-circuito, trilho plug-in dimensionado em densidade de saída e expansão segura em tempo real, ambos apoiados por evidências de teste de tipo e um escopo de entrega que inclui juntas e peças sobressalentes. Se você estiver comparando opções para um próximo hall ou riser, envie para nossa equipe de engenharia o diagrama unifilar e o layout do rack e nós o ajudaremos a verificar as classificações em relação à rota real.