Instalações Elétricas

De acordo com a edição 2023 do estudo da Uptime Institute com as maiores causas da indisponibilidade dos Data Centers estão ligadas a falta de energia (23%). Na prática uma hora de indisponibilidade pode impactar diretamente no faturamento, na reputação e LTV dos clientes.

Dentre as causas da indisponibilidade de energia, podemos elencar as instalações elétricas exclusivas como um ponto de vulnerabilidade importante dentro de um data center.

As instalações elétricas desempenham um papel crítico nos data centers, garantindo o fornecimento de energia confiável para os equipamentos de TI. Aqui está a importância e as causas mais comuns de falha nessas instalações:

Confiabilidade Operacional:

As instalações elétricas são essenciais para manter a operação contínua dos equipamentos de TI. Qualquer interrupção no fornecimento de energia pode resultar em tempo de inatividade e perda de dados, afetando diretamente as operações do data center e seus clientes.

Proteção dos Equipamentos:

Sistemas elétricos robustos garantem que os equipamentos de TI sejam protegidos contra surtos de energia, flutuações de tensão e outras irregularidades na rede elétrica, minimizando assim o risco de danos e falhas nos equipamentos.

Eficiência Energética:

Instalações elétricas bem projetadas e dimensionadas podem contribuir significativamente para a eficiência energética do data center, reduzindo custos operacionais e impacto ambiental.

Sobrecarga:

Exceder a capacidade de carga das instalações elétricas pode levar a sobreaquecimento, falhas nos equipamentos e até incêndios.

Falta de Manutenção:

A falta de manutenção preventiva, como limpeza dos componentes, aperto de conexões e substituição de peças desgastadas, pode aumentar o risco de falhas e danos nos sistemas elétricos.

Problemas de Qualidade de Energia:

Surto de energia, flutuações de tensão, oscilações de frequência e outros distúrbios na qualidade da energia podem causar danos aos equipamentos e interrupções nas operações do data center.

Falha de Componentes:

Componentes elétricos, como disjuntores, transformadores e UPS, podem falhar devido ao envelhecimento, desgaste ou defeitos de fabricação.

Erros Humanos:

Instalação incorreta, conexões mal-feitas ou configuração inadequada dos sistemas elétricos por parte dos operadores ou técnicos podem causar falhas e danos aos equipamentos.

Para evitar essas falhas, é essencial realizar uma instalação adequada, implementar práticas de manutenção preventiva regulares e investir em sistemas de monitoramento avançados para detectar e corrigir problemas rapidamente.

Segundo a finalidade ou aplicação:

Instalações residenciais: Destinadas a residências e domicílios.
Instalações comerciais: Utilizadas em estabelecimentos comerciais, como lojas, escritórios e restaurantes.
Instalações industriais: Empregadas em ambientes industriais para alimentação de máquinas, equipamentos e processos produtivos.
Instalações para TI: Empregadas em data center e outros ambientes de TI e telecomunicações.
Instalações hospitalares: Específicas para ambientes hospitalares, onde são necessários sistemas elétricos com requisitos de segurança e confiabilidade elevados.
Instalações de infraestrutura urbana: Englobam sistemas elétricos para iluminação pública, semáforos, sistemas de transporte, entre outros.

Segundo a capacidade de condução de corrente:

Baixa tensão: Sistemas que operam em até 1000 volts em corrente alternada ou 1500 volts em corrente contínua.
Média tensão: Sistemas com tensões entre 1000 volts e 36.000 volts em corrente alternada.
Alta tensão: Sistemas com tensões acima de 36.000 volts em corrente alternada.

Segundo a configuração e distribuição:

Sistemas monofásicos: Compreendem uma única fase de corrente elétrica, com dois condutores ativos e um condutor neutro.
Sistemas trifásicos: Consistem em três fases de corrente elétrica, com três condutores ativos e um condutor neutro ou terra.

As instalações elétricas referem-se ao conjunto de componentes, dispositivos e sistemas utilizados para distribuir, controlar e utilizar energia elétrica de forma segura e eficiente em diferentes ambientes e aplicações. Elas são essenciais para alimentar equipamentos, iluminação e sistemas diversos em estabelecimentos comerciais, hospitais e ambientes de tecnologia da informação.

Alimentação e Distribuição de Energia: Compreende a infraestrutura de cabos, disjuntores, quadros de distribuição e dispositivos de proteção para fornecer energia elétrica aos diferentes pontos de uso.

Iluminação: Engloba os circuitos e luminárias utilizados para iluminar os ambientes de forma adequada e eficiente, seguindo normas de iluminação e ergonomia.

Tomadas e Equipamentos Elétricos: Inclui a instalação de tomadas elétricas e a conexão de equipamentos diversos, como eletrodomésticos, computadores, equipamentos médicos, entre outros.

Sistemas Específicos: Engloba sistemas elétricos específicos de cada tipo de aplicação, como sistemas de emergência, sistemas de monitoramento e controle, entre outros.

Planejamento Adequado: Realizar um projeto detalhado das instalações elétricas, considerando as necessidades específicas de cada ambiente e aplicação.

Utilização de Componentes Certificados: Empregar materiais, dispositivos e equipamentos elétricos certificados e de qualidade para garantir a segurança e a confiabilidade das instalações.

Dimensionamento Correto: Dimensionar corretamente os circuitos, condutores e dispositivos de proteção de acordo com a carga elétrica e as normas aplicáveis.

Proteção contra Sobrecargas e Curto-Circuitos: Instalar dispositivos de proteção, como disjuntores, fusíveis e DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos), para evitar danos aos equipamentos e riscos de incêndio.

Aterramento Adequado: Garantir um sistema de aterramento eficiente para proteção contra descargas atmosféricas e para garantir a segurança dos usuários e equipamentos.

Manutenção Regular: Realizar inspeções e manutenções periódicas nas instalações elétricas para identificar e corrigir problemas potenciais antes que causem danos ou acidentes.

NBR 5410: Norma brasileira que estabelece as condições mínimas para o projeto, instalação e manutenção de instalações elétricas de baixa tensão.

NBR 13534: Norma que define os requisitos para sistemas de detecção e alarme de incêndio.

NBR 5419: Norma que estabelece os critérios para proteção contra descargas atmosféricas.

NBR 15749: Norma que trata das instalações elétricas em estabelecimentos assistenciais de saúde, como hospitais e clínicas.

TIA-942: Esta é uma norma internacionalmente reconhecida que estabelece os requisitos para o projeto e a implementação de infraestruturas de data center. Ela aborda vários aspectos, incluindo energia elétrica, refrigeração, segurança, entre outros.

As instalações elétricas para uso em data centers são projetadas e implementadas com requisitos específicos para garantir a confiabilidade, disponibilidade e segurança dos equipamentos e dos dados armazenados.

Alimentação Elétrica: Os data centers geralmente são alimentados por sistemas redundantes de energia elétrica para garantir a disponibilidade contínua. Isso inclui transformadores, quadros de distribuição, UPS (Uninterruptible Power Supply) e geradores de emergência.

Distribuição de Energia: A distribuição de energia nos data centers é projetada para fornecer energia de forma eficiente e confiável a todos os equipamentos. Isso envolve o uso de barramentos de distribuição, PDUs (Power Distribution Units) e circuitos elétricos dedicados.

Sistemas de Proteção: Dispositivos de proteção contra sobrecarga, curto-circuito e surtos elétricos são essenciais para garantir a segurança dos equipamentos e dos dados. Isso inclui disjuntores, fusíveis, DPS (Dispositivos de Proteção contra Surtos) e aterramento adequado.

Gerenciamento de Energia: Sistemas de gerenciamento de energia são utilizados para monitorar e controlar o consumo de energia nos data centers, otimizando sua eficiência energética e reduzindo os custos operacionais.

Monitoramento Remoto: Sensores e sistemas de monitoramento remoto são empregados para acompanhar o desempenho dos equipamentos elétricos, identificar problemas potenciais e tomar medidas corretivas de forma proativa.

Painéis de Distribuição Principal (PDP):

São responsáveis por receber a energia elétrica da rede externa e distribuí-la para os demais circuitos e equipamentos dentro do data center. Podem incluir disjuntores, seccionadoras, transformadores e medidores.

Painéis de Distribuição Secundária (PDS):

Recebem a energia elétrica dos PDPs e a distribuem para os racks de servidores, equipamentos de rede e outros dispositivos dentro do data center. São projetados para fornecer energia de forma segura e eficiente para os diversos pontos de consumo.

Painéis de Transferência Automática (PTA):

São utilizados para alternar automaticamente entre diferentes fontes de alimentação, como energia da rede elétrica principal e geradores de emergência, em caso de falha no fornecimento de energia principal.

Painéis de Controle e Monitoramento (PCM):

): São responsáveis por monitorar e controlar o funcionamento dos sistemas elétricos do data center, incluindo temperatura, umidade, consumo de energia e status dos equipamentos.

Painéis de Distribuição de Energia em Alta Densidade (HDPDU):

Projetados para fornecer energia de alta densidade para racks de servidores e equipamentos de TI com alta demanda de energia, como servidores blade e equipamentos de armazenamento de dados.

Painéis de Distribuição de Energia em Baixa Tensão (LVDP):

Utilizados para distribuir energia elétrica em sistemas de baixa tensão, comumente encontrados em racks de servidores e equipamentos de rede que operam em tensões padrão de 120V ou 240V.

Os quadros elétricos desempenham um papel fundamental na distribuição de energia em instalações elétricas, especialmente em ambientes críticos como data centers. Existem diferentes tipos de quadros, cada um projetado para atender a requisitos específicos de segurança e funcionalidade. Vamos dar uma olhada em algumas das principais classificações:

Quadros TTA (Teste de Tipo A):

Os quadros TTA são projetados para garantir uma alta confiabilidade e segurança em instalações elétricas críticas. Eles oferecem uma separação física completa entre as unidades funcionais, evitando a propagação de falhas e curtos-circuitos. Os quadros TTA também incluem dispositivos de proteção integrados, como disjuntores e fusíveis, para garantir uma operação segura e confiável.

Quadros PTTA (Teste Parcial de Tipo A):

Os quadros PTTA são uma variação dos quadros TTA, onde o teste de tipo A é realizado apenas em algumas partes do quadro, enquanto outras partes podem ser testadas de acordo com o teste de tipo B. Isso permite uma maior flexibilidade na fabricação e instalação dos quadros, mantendo ainda um alto nível de confiabilidade e segurança.

Quadros PTTB (Teste Parcial de Tipo B):

Os quadros PTTB são projetados para oferecer uma proteção parcial em relação aos quadros TTA. Eles podem não fornecer uma separação física completa entre as unidades funcionais e podem não incluir dispositivos de proteção integrados. No entanto, eles ainda oferecem um nível razoável de segurança e são mais econômicos em comparação com os quadros TTA.

Quadros TTB (Teste de Tipo B):

Os quadros TTB são uma categoria mais básica de quadros elétricos, que podem não oferecer o mesmo nível de proteção e confiabilidade que os quadros TTA. Eles geralmente não incluem dispositivos de proteção integrados e podem não fornecer uma separação física completa entre as unidades funcionais. No entanto, eles ainda podem ser adequados para aplicações menos críticas onde o custo é um fator importante.

A escolha entre os diferentes tipos de quadros elétricos depende das necessidades específicas de cada instalação, incluindo o nível de confiabilidade e segurança exigido, bem como considerações de custo e espaço disponível. É importante consultar um profissional qualificado para ajudar na seleção e instalação do tipo adequado de quadro elétrico para cada aplicação.

Planejamento e Dimensionamento Adequados:

Antes de iniciar a distribuição dos circuitos elétricos, é essencial fazer um planejamento detalhado, levando em consideração a carga elétrica de cada equipamento, a distância da fonte de alimentação, as normas e regulamentos aplicáveis, entre outros fatores. Dimensione os circuitos de acordo com a carga elétrica total dos equipamentos a serem alimentados, levando em consideração a capacidade de corrente suportada pelos cabos e disjuntores.

Divisão por Zonas ou Racks:

Divida o data center em zonas ou racks elétricos, agrupando equipamentos com características similares ou que demandam a mesma quantidade de energia. Isso facilitará a distribuição dos circuitos e permitirá um melhor controle e monitoramento da carga elétrica.

Utilização de Quadros de Distribuição:

Instale quadros de distribuição elétrica em locais estratégicos do data center para distribuir a energia de forma organizada e segura. Certifique-se de dimensionar os quadros de acordo com a carga total a ser distribuída e seguir as normas de segurança e instalação.

Redundância e Balanceamento de Cargas:

Considere a implementação de sistemas de redundância para garantir a disponibilidade contínua de energia, como a configuração de circuitos em paralelo ou a utilização de UPS (Uninterruptible Power Supply). Faça o balanceamento adequado das cargas elétricas entre os circuitos e quadros de distribuição para evitar sobrecargas e garantir uma distribuição equilibrada da carga.

Rotulagem e Documentação:

Rotule todos os circuitos elétricos de forma clara e legível, identificando os equipamentos ou racks que estão sendo alimentados, a capacidade de corrente e outras informações relevantes. Mantenha uma documentação atualizada de toda a distribuição elétrica do data center, incluindo diagramas de circuitos, listas de equipamentos, especificações técnicas e informações de manutenção.

Segurança e Conformidade Normativa:

Certifique-se de seguir todas as normas e regulamentos aplicáveis à distribuição elétrica em data centers, incluindo as normas de segurança elétrica, aterramento adequado, distâncias de segurança, entre outros. Realize inspeções regulares e manutenções preventivas nos circuitos elétricos para garantir o bom funcionamento e a segurança das instalações elétricas do data center.

Ao seguir essas diretrizes e boas práticas, você poderá realizar uma distribuição de circuitos elétricos eficiente e segura dentro do seu data center, garantindo o fornecimento de energia necessário para o funcionamento dos equipamentos de forma confiável e contínua.

Para a distribuição dos circuitos elétricos dentro de um data center, é crucial selecionar os cabos adequados que atendam aos requisitos de capacidade de corrente, segurança e confiabilidade.

Cabos de Distribuição (Cobre):

Características Técnicas Recomendadas: Os cabos de alimentação de cobre devem ser dimensionados de acordo com a carga elétrica a ser suportada e a distância de distribuição. Eles geralmente são classificados de acordo com a sua capacidade de corrente (em amperes) e tensão nominal (em volts). As bitolas mais comuns para cabos de alimentação em data centers são 4 mm², 6 mm², 10 mm², 16 mm², entre outros, dependendo da carga e distância. O tipo PP é o largamente utilizado nestes casos. Uso Estes cabos são utilizados para fornecer energia elétrica aos equipamentos do data center, como servidores, switches, sistemas de refrigeração, entre outros. Eles devem ser instalados de acordo com as normas elétricas locais e seguir as práticas de segurança recomendadas.