Anschlusstechnik für Rechenzentren: Von IEC-Standards bis zum Stromschutz

Die Verwendung der gleichen Standards beim Bau von Rechenzentren macht die Montage und Reparaturen für die Ingenieure einfacher und für die Eigentümer effizienter und – auf lange Sicht – kostengünstiger. o Das ist richtig, denn die Normung optimiert die weltweite Konsistenz, indem sie die möglicherweise pro Standort auftretenden Diskrepanzen eliminiert. Zum Beispiel könnte ein Standort ein 1000-kcmil-Kabel verwenden, während ein anderer Standort 750-kcmil verwenden könnte, um die Produktkosten zu senken. Auch wenn zwei Standorte unterschiedlich betrieben werden – z. B. 60 MW an Standort eins ggü. 30 MW an Standort zwei – werden Möglichkeiten verpasst, die Gesamtenergiekosten zu senken.

Die Befolgung eines einzigen Normenwerks ermöglicht es den Eigentümern auch, sich bei der Suche nach Lösungen für Leistungsprobleme besser mit anderen Eigentümern abzustimmen. Die für energietechnische Produkte in Rechenzentren angewandten Standards sind IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) und IEC (International Electrotechnical Commission).

In Europa ist IEC seit einiger Zeit die bevorzugte Norm, während in den USA nur eine begrenzte Anzahl von Rechenzentrumsbesitzern den IEC-Standards folgt, da sie traditionell IEEE bevorzugen. Um eine höhere Effizienz in den Rechenzentren weltweit zu erreichen, beginnen US-Betreiber, IEC-Standards zu übernehmen, um mehrere Zentren weltweit einheitlich betreiben zu können.

Betreiber, die mit dem kleineren Platzbedarf von IEC nicht vertraut sind, müssen die Vorteile der IEC-kompatiblen Komponenten verstehen. So sind z. B. IEC-Getriebe und -Winkelstecker um ca. 30 % kleiner als herkömmliche Schaltanlagen und Gummiendverschlüsse, was den Eigentümern den Vorteil bietet, bei der Verwendung von Komponenten mit hoher Dichte und niedrigem Profil Platz zu sparen.

In der gesamten Branche sehen wir ein wachsendes Interesse an kleineren Geräten, da Geräte sich nach außerhalb des Rechenzentrums verlagern, sodass Besitzer weniger Land und Ressourcen wie Wasser benötigen. Die Umstellung auf IEC-Standards trägt wiederum dazu bei, die Engineering-Kosten zu senken, da Schaltanlagen nicht so viele Spezifikationen erfüllen müssen wie nach IEEE-Standards.

Ein häufiges Problem, auf das Ingenieure stoßen, ist die Spezifikation für ein Getriebe, das den IEC-Standards entsprechen kann, aber nicht die geforderten Standards vom Besitzer und Getriebehersteller erhält. Daher müssen Ingenieure einen Bericht und eine Dokumentation erstellen, aus denen hervorgeht, dass die IEC-Spezifikation der IEEE entspricht und sogar die IEEE-Spezifikation überschreitet. 

Ein Bereich, den Ingenieure verstehen müssen, sind die Nennwerte für Überspannungsableiter, die für die IEC anders sind als für die IEEE. 

Im Rahmen der IEC gibt es weniger verfügbare Optionen und mehr Variablen, die berücksichtigt werden müssen. Typische Spannungsklassen können für sie nicht verwendet werden. Es müssen nicht nur die MOV- und KV-Bewertungen untersucht werden, sondern auch die Art des verwendeten Erdungssystems spielt eine Rolle bei der Auswahl von Überspannungsableitern innerhalb der IEC-Bewertung. 

Die Planung des Stromversorgungssystems in Umspannwerken erfordert die Auswahl des besten Endverschlusses für die Anforderungen der Anlage, wie z. B. luftisolierte, metallummantelte, gasisolierte Enverschlüsse oder beides. Luftisolierte Enverschlüsse sind beliebt und einfach zu montieren, sind aber auch anfälliger für externe Umwelteinflüsse. Andere Rechenzentrumseigentümer und -techniker bevorzugen einen T-Körper und einen Gummi-Winkelsteckerendverschluss.

Wenn die beiden kombiniert werden, können sie zwischen einer gleichmäßigen Aufteilung bis zu 80/20 zwischen den beiden Arten von Endverschlüssen reichen. Die Endverschlüsse werden in der Regel nach den Vorlieben des Eigentümers und des Technikers ausgewählt, was für das Rechenzentrum ideal ist. Sobald der Endverschluss beschlossen ist, werden die Getriebe so ausgewählt, wie es für den Endverschluss am besten funktioniert.

Die Energietechnik in Rechenzentren befindet sich noch in einer frühen Phase, wobei handelsübliche Erdungssysteme am weitesten verbreitet sind. Diese wurden in der Entwurfsphase nicht gesehen. Der aktuelle Fokus liegt auf Stromversorgungssystemen außerhalb des Rechenzentrums, mit der Hoffnung, dass die Stromversorgungstechnologie bald in das Rechenzentrum einzieht. Smarte Elemente, die neu auf dem US-Markt sind, werden in Europa schon seit langem eingesetzt, in der Regel durch Werbeaktionen der Getriebehersteller. Ein Beispiel ist die intelligente Technologie, die für die Systemüberwachung verwendet wird. Die Integration intelligenter Komponenten in Rechenzentren wird in den kommenden Jahren voraussichtlich zunehmen.

Der Vorstoß zur Entwicklung umweltfreundlicherer Komponenten hat bereits stattgefunden. Rechenzentren benötigen eine große Menge an Land und werden oft in ländlichen Gebieten gebaut. Die Einführung erneuerbarer Energiequellen für den Betrieb von Rechenzentren wird derzeit untersucht. Solar- und Batterieenergiequellen sind die häufigsten umweltfreundlichen Energiequellen, die verwendet werden. Energiespeicherung wird immer beliebter.

Ein Branchentrend, der sich gerade abzeichnet, ist der Bau von Rechenzentren in die Höhe statt in die Breite, was weniger Land beansprucht. Historisch gesehen werden Rechenzentren zwei bis vier Stockwerke gebaut und dann um die benötigte Fläche erweitert. Dadurch können Eigentümer zwischen 30 und 40 Megawatt pro Gebäude hinzufügen. Der Bau von Rechenzentren erhöht den Stromverbrauch um bis zu 60 Megawatt pro Gebäude. Dieser Trend dürfte in den kommenden Jahren zunehmen.

Die Reduzierung von Ausfällen beginnt mit der Beseitigung der Ausfallrisiken. Da die Kunden von heute erwarten, dass sie rund um die Uhr und ohne Unterbrechung auf ihre Daten zugreifen können, benötigen Betreiber von Rechenzentren Isolations- und Schutzlösungen, die unnötige Ausfälle, welche hohe Reparaturkosten, negative Publicity und Umsatzeinbußen nach sich ziehen können, verhindern. Eine wirksame Vorbeugung besteht in der Verwendung von Komponenten, die unisolierte Leiter zuverlässig isolieren können und die Anforderungen an den Abstand zwischen Phase und Phase sowie Phase und Erde erfüllen.

Darüber hinaus gehören zu dieser Art von werkseitig montier- oder nachrüstbaren Isolationslösungen Warmschrumpfschläuche, Klebebänder oder isolierende Barrieren sowie kundenspezifische Abdeckungen, wie z. B. Eichhörnchenschutz und Raubvogelabdeckungen in unserem Produktportfolio für den Anlagen- und Wildtierschutz. Produktkomponenten für den Anlagen- und Wildtierschutz sind besonders wichtig für Rechenzentren in abgelegenen Gebieten, in denen sie anfällig für Schäden durch Wildtiere sind. Wenn Produkte für den Anlagen- und Wildtierschutz ordnungsgemäß montiert sind, können Besitzer von Rechenzentren exponierte Live-Komponenten in der Stromversorgungsinfrastruktur schützen, auch auf den Freileitungen und im Umspannwerk. Die Materialien, aus denen unsere Produkte für den Anlagen- und Wildtierschutz gefertigt werden, sind als kriechstromfeste Materialien UV-beständig sowie thermisch und mechanisch stabil.

Unsere Produkte werden nach IEC-, ASTM- und IEEE-Standards gefertigt, wodurch wir Lösungen anbieten können, die über vierzig Jahre und länger Schutz bieten. Neben unseren Produkten für den Anlagen- und Wildtierschutz und den Isolations- und Schutzprodukten der Produktreihe Raychem stellen wir eine breite Palette von Komponenten für die Stromverbindung her, die darauf ausgelegt sind, Stromausfälle zu reduzieren. Dazu gehören Isolatoren, Blitzableiter, Kabelgarnituren einschließlich Endverschlüsse und Muffen sowie Anschlußsysteme.

Für US-Betreiber hat die Umstellung auf IEC ein kritisches Problem deutlich gemacht: Ein Mangel an Monteuren, die in der Lage sind, die von ihnen verwendeten Endverschlüsse zu wechseln. IEC-Endverschlüsse sind mit einem anders dimensionierten Gummiwinkelstecker aus Silikon statt EPDM ausgeführt und benötigen eine Drucklasche statt eines Abscherschraubensteckers. Diese Konstruktion hat zwar zu Bedenken geführt, dass die IEC-Endverschlüsse heikler zu handhaben sind, aber das lässt sich leicht beheben, wenn die Komponenten von entsprechend geschulten Monteuren montiert werden.

Da Besitzer von Rechenzentren frustriert über den Mangel an qualifizierten Gerätemonteuren sind, suchen sie nach alternativen Lösungen. Vor dreißig Jahren hatten Spleißer in der Regel fünfzehn bis zwanzig Jahre Erfahrung bei der Montage von Mittelspannungsendverschlüssen. Heute verfügen Monteure in der Regel über etwa zwei Jahre Erfahrung – und an einigen Standorten, an denen Monteure Mangelware sind, deutlich weniger. Dieser Mangel wirkt sich auf die Ergebnisse und die Langlebigkeit wichtiger Systeme aus, die von einer ordnungsgemäßen Montage abhängt. Heute gibt es bis zu 13 zugelassene Hersteller von Mittelspannungsendverschlüssen, einige davon ohne vollständig genaue Endverschlüsse. Um dem entgegenzuwirken, stellen sich die Monteure von Hochspannungsverbindungen auf Mittelspannungsendverschlüsse um.

Um diesem Bedarf gerecht zu werden, haben wir eine Reihe von Schulungsprogrammen für Monteure entwickelt. Unser Schulungsprogramm bietet eine vollständige Prüfschleife, die Prüfungen bis zur erforderlichen Spannungsklasse beinhaltet. Unsere Ausbilder verfügen über durchschnittlich 20 Jahre praktische Erfahrung. Eine Zertifizierung dient dazu, Monteure von Fall zu Fall über Prozesse und Verfahren auf dem Laufenden zu halten.

Unsere Schulungsprogramme gehen im Detail auf die Montage der wichtigsten TE-Produkte ein, einschließlich Kaltschrumpf- und Warmschrumpfendverschlüssen, Kunststoffprodukten wie ELB-Endverschlüsse und IEC RSTIs. Unser Portfolio umfasst Kernprodukte wie Kaltschrumpf-Spleißgeräte CSJ, Erdungsstangen und -schellen für Erdungssysteme, Mittel- und Niederspannungsanschlüsse, Niederspannungsmuffen sowie Anlagen- und Wildtierschutz.

Unser Fachwissen im Bereich Rechenzentrumsdesign, Montagepraktiken und unsere Qualitätsprodukte haben es uns ermöglicht, ein zuverlässiger Partner für den Erfolg unserer Kunden zu werden. Unsere Erfahrung hilft Kunden, die Probleme zu lösen, mit denen sie häufig konfrontiert sind – von der Planung und dem Design bis hin zur Lieferung und Montage.

Die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Partner ist entscheidend für den langfristigen Erfolg, da jede Verzögerung zu Zehntausenden Euro Umsatzeinbußen führen kann. Durch die Zusammenarbeit mit TE gewinnen Sie einen Partner mit Fachwissen im Bereich Spezifikationen und Design. Gemeinsam können wir Ihnen helfen, die Ausfallzeiten zu reduzieren und Ihre Planungsphasen und Anwendungskenntnisse zu beschleunigen.