Beachten Sie die Gefahren: Die Gefahren von 800 VDC
Diese Standards haben die heutigen 48-V-Rechenzentren sicherer gemacht. Obwohl die hohen Stromstärken in den Stromkreisen von Rechenzentren Vorsicht erfordern, beschränken sich Schäden durch elektrische Vorfälle in der Regel auf die Geräte selbst. Im Serverraum, wo die IT-Ausrüstung untergebracht ist, arbeiten die Anschlüsse mit relativ niedrigen Spannungen, ähnlich denen, mit denen wir alle täglich zu tun haben. Im Normalfall hat niemand Bedenken, ein IT-Rack oder -Gehäuse zu öffnen.
Um diese Lücken zu schließen, führt die Branche aktiv Labortests zu Gleichstrom-Lichtbogen- und Kurzschlussfestigkeit durch, optimiert Berechnungsmethoden und entwickelt schnelle Halbleiter- und Hybrid-Gleichstromschutzgeräte. Parallel dazu werden die Betriebssicherheitspraktiken gemäß NFPA 70E angepasst, um sicherzustellen, dass 800-V-Gleichstromsysteme mit einem Sicherheitsniveau eingesetzt und gewartet werden können, das mit bestehenden 480-V-Wechselstromanlagen vergleichbar ist, sich aber gleichzeitig klar von Niederspannungs-Stromversorgungsbereichen in Racks unterscheiden.
Arbeitsschutzstandards: Wo stehen wir heute?
Normen entstehen aus implizitem Wissen. Wer mit Elektrizität gearbeitet hat, kennt die Gefahren, doch die Kodifizierung in Arbeitsvorschriften braucht Zeit. Heute gelten der National Electrical Code® (NEC) und die NFPA-70E als maßgebliche Normen. Standard für elektrische Sicherheit am Arbeitsplatz® veröffentlicht von der Nationale Brandschutzbehörde (NFPA) Sie sollen dazu beitragen, dass Mitarbeiter Arbeitsunfälle und Todesfälle durch Stromschläge, Lichtbögen und Lichtbogenexplosionen vermeiden. Die Vorschriften der US-amerikanischen Arbeitsschutzbehörde (OSHA) verfolgen ein ähnliches Ziel. Allerdings haben sich beide noch nicht mit dem Aufkommen von 800 VDC in Rechenzentren auseinandergesetzt.
Artikel zu 1000 V AC und 1500 V DC erschienen erst vor zwei Jahren im NEC, und es kann einige Jahre dauern, bis jede neue Ausgabe (die alle drei Jahre erscheint) übernommen wird. Die NFPA 70E definierte die Gefahren von Störlichtbögen erstmals 1995, doch die klaren Vorgaben zur persönlichen Schutzausrüstung (PSA) und die breite Akzeptanz der Norm erfolgten erst 20 Jahre später, im Jahr 2015.
Aus Sicht der NEC- und OSHA-Vorschriften stellt 600 V einen wichtigen regulatorischen Schwellenwert dar. Systeme oberhalb dieses Wertes unterliegen strengeren Installations-, Analyse- und Sicherheitsanforderungen. Daher sind die meisten 800-VDC-Stromverteilungsgeräte mit Isolationswerten ausgelegt, die diesem Schwellenwert von 600 V entsprechen.
Weder NEC noch OSHA definieren formal eine separate Kategorie für Spannungen über 600 V. Die Anforderungen an die persönliche Schutzausrüstung (PSA) und die Arbeitsverfahren basieren jedoch auf Gefährdungsbeurteilungen hinsichtlich Stromschlag und Störlichtbogen, nicht allein auf der Spannung. Aktuell erscheinen erste, von Experten begutachtete Studien, die die Auswirkungen von 800 V Gleichspannung und die damit verbundenen Gefahren bei Arbeiten mit diesen neuen Gleichspannungen untersuchen.
Es sind nicht nur die Elektriker – auch Klempner, IT-Fachleute und Passanten.
Wir müssen in der Branche das Bewusstsein für die aktuellen Entwicklungen schärfen. Die Umstellung auf 800-V-Gleichstromumgebungen wird einen grundlegenden Wandel im Umgang mit diesen Geräten mit sich bringen. Zukünftig wird der Zutritt zum Rechenzentrum möglicherweise nur noch für Personen mit entsprechender Schulung und Berechtigung möglich sein. Mehr Mitarbeiter in verschiedenen Funktionen müssen darin geschult werden, sich sicher im Rechenzentrum zu bewegen und auf die Systeme und die Infrastruktur darin zuzugreifen.
Auch außerhalb von Rechenzentren wird bereits mit extrem hohen Gleichspannungen gearbeitet, und daraus lassen sich wertvolle Erkenntnisse gewinnen. In der Schifffahrt, der Bahnindustrie und der Solarbranche werden beispielsweise 1500 V Gleichspannung eingesetzt. Doch es gibt einen entscheidenden Unterschied zu Rechenzentren: Ihre Systeme werden vor Arbeitsbeginn vollständig heruntergefahren. In Rechenzentren dreht sich alles um maximale Verfügbarkeit, und die Mitarbeiter sind es gewohnt, mit Stromversorgung, Kühlung und IT-Ausrüstung zu arbeiten, ohne sich groß Gedanken über die eigene Sicherheit zu machen.
Der Austausch von Komponenten im laufenden Betrieb ist unbedenklich, da die meisten Geräte und Anwendungen weiterhin mit einer 48-V-Stromversorgung arbeiten. Auch die Entwicklung von berührungssicheren Designs für IT-Geräte mit einer nativen Spannung von 800 V DC wird aktiv vorangetrieben.
Bei Rechenzentren dreht sich alles um Verfügbarkeit, und die Menschen sind es gewohnt, mit Strom, Kühlung und IT-Geräten zu arbeiten, ohne viel über ihre eigene Sterblichkeit nachzudenken.
Die Elektrofahrzeugindustrie Das Unternehmen hat außerdem Sicherheitsprotokolle für die Schulung von Technikern und Laien eingeführt, die mit den 800-VDC-Architekturen arbeiten oder sich in deren Nähe aufhalten. Diese Architekturen wurden eingeführt, um die Energieeffizienz zu steigern und schnellere Ladevorgänge zu ermöglichen. Rechenzentrumsbetreiber müssen jedoch bei der Festlegung eigener Standards einen entscheidenden Unterschied berücksichtigen: In einem netzgespeisten 800-VDC-System klingen Fehlerströme nicht so schnell ab wie in batteriebetriebenen Systemen. Stattdessen können sie extrem hohe Werte erreichen und dadurch schwere Lichtbogen- und thermische Gefahren verursachen. Schutzsysteme, Trennvorrichtungen und Erdungsstrategien müssen daher für kontinuierlichen, hochenergetischen Gleichstrom und nicht für kurzzeitige Batterieentladung ausgelegt sein. Dies macht Sicherheitsstandards und die Auswahl der Ausrüstung in Rechenzentren mit 800-VDC-Systemen noch wichtiger.
Die Gefahr ist weitgehend unsichtbar.
Stellen Sie sich nun ein hybrides Rechenzentrum vor, das sowohl traditionelle Workloads als auch … ausführt. KI-Workloads, Letztere treiben den Übergang zu energieeffizienteren 800-VDC-Stromversorgungsarchitekturen voran. Wo ist in einer gemischten Umgebung die 800-VDC-Spannung vorhanden?
Reihenweise sehen Infrastruktur und Ausrüstung nahezu identisch aus, insbesondere für diejenigen, die mit den Besonderheiten der einzelnen Marken nicht vertraut sind. Und da Elektrizität unsichtbar ist, lässt sich die Gefahr nicht durch Hinsehen erkennen – die Folgen eines Fehlers sind jedoch unübersehbar. Selbst mit robustem Schutzschaltkreis, physischen Abgrenzungen, Erdungssystemen und anderen Vorsichtsmaßnahmen ist Vorsicht geboten.
Selbst bei robustem Schaltungsschutz, physischen Abgrenzungen, Erdungssystemen und anderen vorhandenen Vorsichtsmaßnahmen ist Vorsicht geboten.
Diejenigen, die mit dem Energiearchitektur – hauptsächlich Ingenieure und Elektriker, die in V-Protokollen mit über 600 V geschult sind – werden die Geräte vor der Wartung lokalisieren und abschalten, aber sie werden nicht die Einzigen im Raum sein. Strom fließt nicht durch Osmose in die Racks und existiert nicht isoliert.
Die Gefahr, die Bedrohung falsch einzuschätzen, ist erheblich. Mindestens drei verschiedene Gewerke (Elektroinstallation, Sanitärinstallation, IT) werden mit etwas arbeiten, das deutlich gefährlicher ist als früher. “Du zuerst” ist keine sinnvolle Sicherheitsstrategie.
Es ist bemerkenswert, dass die Bereiche Technikraum und Rechenzentrumshalle immer mehr verschmelzen, da die Stromversorgungsarchitektur neue Wege durch die Reihen und Racks beschreitet, um die über 1 Megawatt starken Racks für KI- und HPC-Workloads mit höherer Spannung und zuverlässiger Stromversorgung zu versorgen. Auch die Racks selbst befinden sich in einem ständigen Wandel; sie konvergieren und divergieren, da Hyperscaler Stromversorgung, Kühlung und IT-Ausrüstung innerhalb der begrenzten Rack-Abmessungen neu konfigurieren oder sie in IT- und Sidecar-Racks aufteilen, um die Rechenkapazität zu erhöhen. Veränderung ist allgegenwärtig.
Die 800-VDC-Schulung muss jetzt beginnen.
Der Bedarf an 800 VDC für KI-Fabriken der nächsten Generation und GPU-Cluster bringt neue Herausforderungen in den Bereichen Sicherheit, Regulierung und Betrieb mit sich. NVIDIA und die Stromversorgungshersteller, die den Übergang zu 800-VDC-Architekturen vorantreiben, haben die Sicherheitsrisiken sowie den Mangel an Standards und Schulungen für Fachkräfte erkannt und arbeiten mit Regulierungs- und Sicherheitsbehörden zusammen. UL-Lösungen Es gilt, neue Sicherheitsstandards, Prüfanforderungen und Schulungen zu definieren. Obwohl Sicherheitsschulungen und persönliche Schutzausrüstung für +/- 400 VDC verfügbar sind, ist die Stromversorgungsarchitektur selbst noch nicht weit verbreitet, sodass das Bewusstsein dafür – ebenso wie für 800 VDC – möglicherweise begrenzt ist. Auch Trenn- und Notfallprotokolle fehlen.
Der Mangel an entsprechenden Fähigkeiten und Kenntnissen ist ein ernstzunehmendes Problem, so sehr, dass Unternehmen erfahrene Handwerker bitten, über ihren geplanten Ruhestand hinaus zu arbeiten, da die Personalplanung nicht aufgeht. Auch Selbstzufriedenheit ist ein Problem, da die Menschen gegenüber den Gefahren ihrer Arbeitsumgebung, in der sie sich ständig aufhalten, abstumpfen.
Idealerweise werden alle Personen, die potenziell mit elektrischen Geräten in Kontakt kommen können, umfassend in Gefahrenerkennung und Sicherheitsprotokolle wie Sicherheitsabstände, korrekte persönliche Schutzausrüstung und Sperr-/Kennzeichnungsverfahren eingewiesen, bevor sie eine Baustelle betreten dürfen.
Ich kann zwar nicht für andere Gewerke sprechen, aber ich kann Ihnen etwas über unser Energieteam hier bei Flex berichten. Wir stellen wöchentlich 20 bis 30 Personen ein, und als Erstes machen wir sie mit den Gefahren beim Arbeiten an elektrischen Anlagen vertraut. Obwohl der Großteil unserer Arbeit in der Produktion stattfindet, lernen sie zunächst, wie die Anlagen im spannungsfreien Zustand zusammengebaut sind und wie man sie prüft und in Betrieb nimmt. Anschließend üben sie unter kontrollierten Bedingungen im Betrieb. Je nach ihren Vorkenntnissen haben sie nach ein bis zwei Jahren die Möglichkeit, als Servicetechniker im Außendienst tätig zu werden.
Ab diesem Zeitpunkt liegt es in ihrer Verantwortung, ihr Wissen auf dem neuesten Stand zu halten. Jeder Tag ist anders, abhängig vom Einsatzort, der Spannung, dem Gerätetyp usw. Ich bin nach wie vor mit meinen Teams in verschiedenen Anlagen unterwegs, um meine Fähigkeiten zu erweitern, und arbeite seit meinem Studium im Bereich Wirtschaftsingenieurwesen.
Was muss als Nächstes geschehen?
Der Übergang von Wechselstrom zu 800-V-Gleichstrom birgt ein exponentiell höheres Gefahrenpotenzial am Arbeitsplatz. Angesichts des rasanten technologischen Wandels (im wahrsten Sinne des Wortes) sind umfassende und kontinuierliche Schulungen unerlässlich, um die Sicherheit von Elektrikern, Fachkräften in angrenzenden Gewerken und IT-Berufen zu gewährleisten. Dies erfordert branchenweite Anstrengungen eines Konsortiums wie OCP oder einer Normungsorganisation für Elektrotechnik.
Die Sicherheit der Mitarbeiter darf nicht hinter leistungsstärkeren und schnelleren Rechenkapazitäten zurückstehen. Flex verfügt über hochmoderne Labore, und wir beginnen nun mit der Bewertung der Gefahren in der Laborumgebung. Ich freue mich darauf, den Dialog fortzusetzen und diesen wichtigen Forschungsbereich mitzugestalten, der die sichere Einführung von 800 VDC gewährleisten wird. KI-Rechenzentren der nächsten Generation.
