Ochrona przed przepięciami dla systemów telekomunikacyjnych

W przypadku pytań dotyczących systemów telekomunikacyjnych sieci telefonii stacjonarnej i komórkowej można kontaktować się z naszym ekspertem Marcusem Denker za pomocą formularza kontaktowego.


Urządzenie telekomunikacyjne na tle miasta

Zwiększenie dyspozycyjności

Ważnym środkiem do zwiększenia dyspozycyjności jest zabezpieczenie zasilania. Poprzez konsekwentne stosowanie urządzeń ochrony odgromowej i ograniczników przepięć można skutecznie zapobiegać awariom zasilania spowodowanym przez stany przejściowe. Nie bez przyczyny ochrona przed przepięciami w niektórych krajach jest już obowiązkowa.

Szczególnie w obszarze infrastruktury krytycznej, np. systemów telekomunikacyjnych, stosowanie ochrony odgromowej i ochrony przed przepięciami jest nieodzowne do zwiększenia dyspozycyjności. Ochronę odgromową i ochronę przed przepięciami trzeba uwzględnić również w przypadku wszelkiego rodzaju budynków mieszkalnych, komercyjnych i przemysłowych.

Ochrona przed przepięciami dla systemów telekomunikacyjnych

W centrum obliczeniowym przetwarzane są ogromne ilości informacji pochodzących z różnych elementów sieci i lokalizacji. Są to zarówno dane ze stacji bazowych telefonii komórkowej, jak i informacje z węzłów sieci telefonii stacjonarnej, które poza komunikacją głosową służą również do przesyłania danych. Awaria w centrum obliczeniowym operatora telekomunikacyjnego może mieć poważne konsekwencje. W razie awarii jej skutki są odczuwalne dla wielu klientów.

Jakie wyzwania stoją przed firmą Telefónica?

Nowa generacja sieci komórkowej 5G stworzy całkowicie nowe zastosowania związane z IoT i cyfryzacją. Już dziś widzimy bardzo konkretne możliwości zastosowania w dziedzinie mobilności opartej na sieci oraz w branży przemysłowej. Stawia to duże wymagania w stosunku do naszych sieci komunikacyjnych, lecz przede wszystkim wymaga wysokiej niezawodności.

Oliver Tananow - Telefónica Germany GmbH & Co. OHG, Senior Specialist Electrical Engineering Core Site
Oliver Tananow, Senior Specialist Electrical Engineering Core Site, Telefónica Germany GmbH & Co. OHG

Oliver Tananow, Senior Specialist Electrical Engineering Core Site, Telefónica Germany GmbH & Co. OHG

Oprócz redundancyjnej struktury zasilania we wszystkich istotnych jednostkach sieci zasilającej wdrożono również odpowiednie środki ochrony przed przepięciami i ochrony odgromowej. Pomaga to sprostać powyższym wyzwaniom i zapewnia dyspozycyjność w sieci telefonii stacjonarnej i komórkowej.

Poniżej przedstawiamy dokładniej wrażliwe lokalizacje pod względem instalacji odgromników i ograniczników przepięć.

System zasilania z zainstalowaną ochroną przez przepięciami i szynami zbiorczymi

Ogranicznik przepięć w instalacji zasilającej i monitorowanie przy użyciu ImpulseCheck

Zasilanie

Tutaj w punkcie dostarczania energii elektrycznej do centrum obliczeniowego niezbędną ochronę zapewnia kombinacja ograniczników typu 1+2. Zdolność wyładowcza urządzeń tej wynosi do 100 kA, zapewniając skuteczne odprowadzenie przepięć do ziemi. Ze względu na kluczowe znaczenie ochrony zasilania ogranicznik przepięć jest monitorowany dodatkowo za pomocą systemu ImpulseCheck. System wspomagający ochronę przed przepięciami ImpulseCheck wykrywa uszkodzenia ograniczników przepięć i przesyła do sterowni informacje o ich stanie.

Rozdzielnia główna z kombinacją ograniczników typu 1+2 special i monitorowaniem

Rozdzielnia główna w centrum obliczeniowym: ochrona odgromowa i ochrona przed przepięciami przy użyciu kombinacji ograniczników typu 1+2 special

Rozdzielnia główna

W rozdzielni głównej zbiegają się przewody z sieci zasilającej oraz przewody zasilania awaryjnego. Ze względu na to, że również w tej instalacji trzeba liczyć się z wystąpieniem wysokich prądów piorunowych i przepięć, zastosowano tu kompaktową kombinację ograniczników typu 1+2 special, składającą się ochrony odgromowej i ochrony przed przepięciami. Do monitorowania stanu ogranicznika przepięć w tym wrażliwym punkcie sieci zasilającej stosuje się dodatkowo ImpulseCheck.

Szafa sterownicza ze złączkami szeregowymi i zainstalowanymi ogranicznikami przepięć

Kombinacja ograniczników typu 1+2 do ochrony zasilania awaryjnego przed przepięciami

Zasilanie awaryjne

Jeśli dojdzie do nieoczekiwanej awarii zasilania głównego, uruchomi się zasilanie awaryjne. Duży akumulator podtrzymuje zasilanie do czasu uruchomienia zainstalowanego agregatu prądotwórczego. Dzieje się to całkowicie automatycznie. Oczywiście również to redundancyjne zasilanie jest chronione przed przepięciami.

W tym konkretnym przypadku bezpośrednie wprowadzenie prądu piorunowego do elementów agregatu prądotwórczego jest wykluczone, lecz nie można wykluczyć pojawienia się w tym obszarze częściowych prądów piorunowych. Również operacja przełączenia z trybu normalnego na tryb zasilania awaryjnego wiąże się z niebezpieczeństwem sprzężenia przepięć. Aby wyeliminować to zagrożenie, stosuje się tu ogranicznik przepięć typu 1+2.

Wypełnione światłem pomieszczenie z wieloma szafami serwerowymi

Serce centrum obliczeniowego – serwerownia

Serwerownia

Najważniejszym pomieszczeniem każdego centrum obliczeniowego jest serwerownia. Awaria serwera powoduje awarię całej sieci telekomunikacyjnej. Ze względu na to, że serwery te obsługują zarówno sieć komórkową, jak i sieć stacjonarną, ochrona przed przepięciami jest niezbędna.

Serwery są zasilane zazwyczaj napięciem stałym 48 V. Do ochrony przewodów zasilania serwerowni stosuje się ograniczniki przepięć typu 2 do instalacji stałoprądowych.

Duże szafy klimatyzacji do chłodzenia serwerowni

Klimatyzacja należy do wrażliwych obszarów centrum obliczeniowego

Klimatyzacja

Kolejnym ważnym wyposażeniem centrum obliczeniowego jest klimatyzacja. Awaria klimatyzacji powoduje ogromny wzrost temperatury w serwerowniach. Skutek byłoby wyłączenie serwerów lub w najgorszym przypadku uszkodzenie szaf serwerowych wskutek przegrzania. Skuteczne zabezpieczenie przed uszkodzeniem zapewnia tu ochrona przed przepięciami typu 2. Urządzenia zabezpieczające typu 2 ograniczają przepięcia o maks. prądzie wyładowczym 40 kA. Napięciowy poziom ochrony ograniczników przepięć wynosi maks. 1,5 kV. W zależności od struktury zasilania sterowania klimatyzacją stosuje się produkty do instalacji jedno-, dwu- lub trzyfazowych.

Podsumowanie

Infrastruktura krytyczna to termin używany w odniesieniu do zasobów i systemów mających podstawowe znaczenie dla funkcjonowania społeczeństwa i gospodarki. Awaria lub zakłócenie działania takich zasobów ma duży wpływ na dobrostan społeczny.
Przedstawione tu przykłady odnoszą się do ochrony centrum obliczeniowego firmy Telefónica Deutschland. Wybrany przykład pokazuje jednak dobitnie, że konieczne jest uwzględnienie wielu różnych obszarów, aby zapewnić dyspozycyjność i stałą dostępność usług sieci telefonii stacjonarnej i komórkowej.