Z badania przeprowadzonego przez Electric Power Research Institute wynika, że firmy tracą 104 do 164 miliardów USD z powodu przerw w zasilaniu, a dodatkowe 15–24 miliardów USD z powodu innych problemów z jakością zasilania. Nietrudno zrozumieć, skąd biorą się tak duże kwoty. Pomyśl tylko, ile jedno- lub dwudniowy przestój kosztowałby Twoją firmę. A w przypadku niektórych przedsiębiorstw nawet godzinna przerwa w pracy może mieć bardzo poważne konsekwencje.
Mimo to w wielu firmach wciąż brakuje wiedzy na temat różnych rodzajów zakłóceń zasilania, które mogą zagrozić serwerowni. Choć zabezpieczenia na wypadek poważnych katastrof, takich jak huragany i powodzie, są niewątpliwie ważne, istnieje wiele innych, znacznie bardziej subtelnych przyczyn zakłóceń zasilania. W tym artykule omówię pokrótce sześć spośród nich.
1. Stany nieustalone
Stany nieustalone to zakłócenia o największym niszczycielskim potencjale. Dzielą się na impulsowe i oscylacyjne. Częstsze są impulsowe stany nieustalone, czyli przepięcia lub impulsy: nagłe wzrosty lub spadki napięcia i/lub prądu trwające często krócej niż 50 nanosekund. Impulsowe stany nieustalone wywoływane są przez wyładowania atmosferyczne, usterki obwodu uziemiającego, włączanie i wyłączanie odbiorników indukcyjnych, reakcje na zwarcie w sieci przesyłowej i inne czynniki. Często ich skutkiem jest uszkodzenie danych i fizyczne zniszczenie sprzętu.
Oscylacyjne stany nieustalone to zachodzące bardzo szybko cykliczne spadki i wzrosty napięcia/prądu, które często towarzyszą nagłemu wyłączeniu odbiornika, takiego jak silnik. Typowym problemem związanym z przełączaniem kondensatorów jest wyzwalanie bezpieczników przez napędy o regulowanej prędkości (ASD).
2. Przerwa
Przerwa to całkowity brak napięcia lub możliwości odbioru prądu trwający od 0,5 do 30 cykli (krótkotrwały), od 30 cykli do 2 sekund (chwilowy), od 2 sekund do 2 minut (przejściowy) lub ponad 2 minuty (długotrwały). Przerwa objawia się na przykład zgaśnięciem światła i wyłączeniem wszystkich urządzeń elektrycznych w domu na krótki czas. W domu jest to tylko niedogodność, jednak w przedsiębiorstwie przerwa w zasilaniu może być bardzo kosztowna, jeśli spowoduje uszkodzenie bądź całkowitą utratę danych.
3. Spadek napięcia lub podnapięcie
Zwykle spowodowany jest zwarciem w instalacji lub włączeniem odbiornika o bardzo dużym prądzie rozruchowym i polega na spadku napięcia przemiennego o częstotliwości sieciowej trwającym od 0,5 cyklu do minuty. Zjawisko to można porównać do spadku ciśnienia wody po odkręceniu wielu kranów w domu. Powtarzające się spadki napięcia z czasem mogą doprowadzić do poważnego uszkodzenia urządzeń.
Podnapięcie jest wynikiem długotrwałego zaburzenia równowagi w instalacji, które w krótkim okresie wywołuje spadki napięcia. Podnapięcie może prowadzić do awarii odbiorników nieliniowych, takich jak zasilacze komputerów.
4. Wzrost napięcia lub nadnapięcie
Przeciwieństwem spadku napięcia jest wzrost napięcia przemiennego trwający od 0,5 cyklu do jednej minuty. Typowymi źródłami takich zakłóceń są połączenia zerowe (N) o dużej impedancji, nagłe spadki obciążeń, które dotychczas były bardzo duże, lub zwarcia jednej fazy w układach trójfazowych. Skutki wzrostów napięcia — pogorszenie kontaktu elektrycznego i uszkodzenia układów półprzewodnikowych — zwykle długo pozostają niedostrzegalne, podobnie jak w przypadku spadków. Jednak mogą wystąpić też bezpośrednie i zauważalne objawy, takie jak migotanie światła i błędy w danych.
Podobnie jak podnapięcia, nadnapięcie jest skutkiem długotrwałych problemów, które w krótkim okresie wywołują wzrosty napięcia. Nadnapięcie może być powodem poboru dużego prądu i przegrzewania się oraz nadmiernego obciążenia urządzeń.
5. Zniekształcenie przebiegu
Zniekształcenie przebiegu to każde zaburzenie jakości zasilania wpływające na kształt fali napięcia lub prądu. Wyróżnia się pięć głównych typów zniekształcenia przebiegu: przesunięcie natężenia prądu stałego, zniekształcenia harmoniczne, międzyharmoniczne, załamania i zaszumienia. Mogą one, z różnym nasileniem, powodować uszkodzenia sprzętu IT lub zakłócenia w jego działaniu.
6. Wahania napięcia
Wahania napięcia są to następujące po sobie niewielkie, losowe zmiany napięcia wywoływane przez odbiorniki o dużej zmienności poboru prądu. Typowym objawem wahań napięcia są zmiany jasności świecenia żarówek.
Oczywiście istnieją sposoby ochrony przed każdym z tych rodzajów zaburzeń zasilania. Polegają one zwykle na zastosowaniu zasilaczy UPS, generatorów rezerwowych, zabezpieczeń przeciwprzepięciowych, filtrów zasilania, właściwego uziemienia i innych rozwiązań. Bardziej szczegółowe informacje na temat tych zakłóceń zasilania oraz sposobów zabezpieczania się przed nimi zawiera opracowanie White Paper firmy APC by Schneider Electric numer 18, "Siedem typów problemów z zasilaniem”