電気安全防護具メーカーの最大手「スキャンウェア」は、最新の大型データセンターでのアークフラッシュの発生リスクを警告しています。

 

データセンターにおけるアークフラッシュのリスクを理解する
データセンターでは多くの電気機器が稼働しており、アークフラッシュの危険性が大きくなるのも不思議ではありません。

アークフラッシュとは、電気系統の故障（故障電流とも呼ばれます）によって引き起こされる、突発的で爆発​​的なエネルギー放出です。アークフラッシュは重傷、機器の損傷、さらには壊滅的なダウンタイムを引き起こす可能性があります。データセンターの停止は、事業の中断、収益の損失、生産性の低下など、壊滅的な影響を及ぼす可能性があります。

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データセンターの最新電気システムに関連するアークフラッシュのリスク
電気バスウェイのような現代の電気システムは、合理化された設計と優れた柔軟性により、従来のシステムよりも優れた電気安全性を提供します。しかし、故障やリスクが全くないわけではありません。

データ センターの電気機器を管理する際には、電気バスウェイ システムに関連するアーク フラッシュのリスクに注意する必要があります。

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高効率設計

電気バスウェイシステムは電力効率を向上させるように設計されています。これにより、UPSや変圧器からの電力損失が大幅に削減されます。 

データセンターの設計者は、電力損失を最小限に抑えるために、変圧器の数を減らし、容量を大きくすることがよくあります。このアプローチは効率を高める一方で、ITラックに流れる故障電流の量も増加させます。故障電流の潜在的可能性が高まると、アークフラッシュ事故のリスクが高まります。そのため、潜在的な危険を軽減するために、綿密な安全対策を講じる必要があります。

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ラック密度の向上

現代のデータセンターのラック密度は1ラックあたり6～12kW程度にまで急上昇しており、一部のデータセンター運営者は1ラックあたり40kW以上の電力供給を目指しています。これは、私たちが過去に経験したことのないほどの急激な増加です。 

ラック密度が高まると、電流回路の定格容量と配線の太さが増す必要が生じます。こうした配線サイズと電流回路の増大により、ラックの故障電流は従来のデータセンターの10倍にも達する可能性があります。 

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データセンターの容量増加

高密度データ センターは、より小さな設置面積により多くのコンピューティング能力を詰め込み、戦略的に容量を増やすように設計されています。 

現代のデータセンターは、1,000kWを超えるIT負荷に対応するように構築されることが多くなっています。一方、大規模なハイパースケールデータセンターでは、数十から数百メガワットの電力が必要になる場合があります。

私たちの社会がデジタル技術に大きく依存している現状では、データセンターの容量レベルを上げる必要があるのは当然のことです。

しかし、容量の増加は、故障電流の増加リスクの増大にもつながります。データセンターの容量増加は、公共設備への接続により、中電圧変圧器の低電圧側に50kAを超える故障電流が流れることを意味します。

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リモート電源パネル（RPP）

RPPはデータセンター内の電力分配において重要な役割を果たします。RPP内の通電部品はアークフラッシュのリスクを伴います。RPPにおけるアークフラッシュの原因としては、電気接触不良、部品の老朽化、絶縁不良、不適切なメンテナンスなどが挙げられます。

RPPSにおけるアークフラッシュのリスクは、保守作業時に特に高くなります。RPP内の遮断器の交換が必要な場合、保守作業は通常、電力導体が露出した状態で通電状態で行われます。この作業は、作業員が通電中の回路に触れたり、コネクタ間でアークを発生させたりするリスクを高めます。 

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電気バスウェイシステム

配電盤の代わりに使用される電気バスウェイ システムは、IT ラックの上に 4 本または 5 本のバスバーのセットで設置されます。 

天井設置型設計により、接近制限境界（LAB）から適切な距離を確保し、故障電流による感電リスクを軽減しながらバスウェイエリアに接近することができます。なお、アークフラッシュ境界はLABよりも遠い距離にあることにご注意ください。不適切な設計や設置は、感電やアークフラッシュ事故を引き起こす可能性があります。

電気バスウェイシステムの配置は、ITラックのすぐ近くに高い故障電流が存在することを意味します。この近接性により、通電中のコンポーネントが高密度に配置されるため、故障発生時にアークフラッシュ事故のリスクが高まります。

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配電ユニット（PDU）

PDUはデータセンターにおいて重要なコンポーネントであり、絶縁トランスと複数のパネルボードを備えています。絶縁トランスは入力と出力に同じ電圧を処理し、故障電流のインピーダンス源として機能します。しかし、これによってリスクが完全に排除されるわけではありません。

PDUの高い電力密度は、アークフラッシュ事故のリスクを高める可能性があります。故障発生時に回路遮断器を閉じると、アークフラッシュ事故が発生する可能性があります。この潜在的な危険性は、PDUの取り扱いやメンテナンスを行う際に、適切な安全プロトコルを遵守し、アークフラッシュ保護具を使用することの重要性を強調しています。

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UPS（無停電電源装置）

UPSシステムは、停電時に即座にバックアップ電源を供給するため、データセンターに不可欠な機器と考えられています。そのため、UPSは電力系統を停電から保護し、ダウンタイムの防止にも役立ちます。

UPSは効率を高めるために設計されており、大量の電気エネルギーを取り扱うことになります。そのため、低電圧機器に比べてアークフラッシュの危険性が高まり、非常に危険な場合があります。

UPSシステムは、データセンター内で継続的な電力供給を確保するように設計されています。ユニット自体の電源がオフになっている場合でも、UPSシステムは別の電源から電力供給を受け続ける場合があります。そのため、エンジニアがUPSシステムのメンテナンス作業を行う必要がある場合、特に稼働中の機器で作業する必要がある場合は、アークフラッシュのリスクが特に高くなります。 

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新しいデータセンター機器はアークフラッシュのリスクが少ないという神話を打破する

よく耳にする誤解の一つに、新しい電気機器はより安全で使いやすく、アークフラッシュのリスクも軽減されるというものがあります。一見すると理にかなっているように思えますが、実際にはそうではありません。

最新の機器は高度な安全機能を備えていたり、損傷した機器を使用するよりも安全な代替手段であったりする場合もありますが、高エネルギー機器や環境に関連するリスクが自動的に軽減されるわけではありません。

新しい機器は、多くの場合、高密度の電気システムと電力負荷の増加を伴います。機器がどれほど新しく、どれほど先進的であるかにかかわらず、これらはいずれもアークフラッシュのリスクを高める可能性があります。

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新しいデータセンター機器が安全性を保証しない理由

現代の電気システムや新しいデータセンター機器には安全機能が強化されているかもしれませんが、高エネルギー環境に伴う固有の危険性が排除されるわけではありません。新しい機器の電力容量、複雑さ、密度の増加は、適切に管理されなければリスクを高める可能性があります。

新しいデータセンター機器に盲目的に信頼を置くと、警戒を怠り、基本的な電気安全手順を遵守しなくなる可能性があります。新しいデータセンター機器を使用する場合でも、データセンター内では電気安全を最優先事項とする必要があります。

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現代の電気システムの複雑さ

新しい機器は、複雑な回路設計や馴染みのない電気システムを導入するため、データセンター技術者にとって作業の複雑さを増す可能性があります。スタッフが新しい機器や電気システムの安全な使用方法に精通していない場合、人為的ミスのリスクが高まります。このリスクを軽減するために、すべてのスタッフが新しいシステムに関する徹底的なトレーニングを受けるようにしてください。

機器のメンテナンス手順を必ず守り、電気システムの過負荷も避けてください。

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製造、設計、設置上の欠陥
最後に、新しい機器であっても、製造上の欠陥、設計上の欠陥、不適切な設置といった問題から逃れられるわけではありません。これらはすべてアークフラッシュのリスクを高める可能性があります。最新の技術であっても、早期に特定・対処しなければ壊滅的な事故につながる可能性のある脆弱性が潜んでいる可能性があります。