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Power Distribution Units

Wenn der Strom mitdenkt

10. Mai 2021, 06:44 Uhr   |  Autor: Michael Bindner / Redaktion: Lukas Steiglechner | Kommentar(e)

Wenn der Strom mitdenkt
© PerlaStudio / AdobeStock

Die Stromversorgung sowie deren Unterverteilung spielen innerhalb der Systemracks im Rechenzentrum eine essenzielle Rolle. Intelligente Systeme bieten darüber hinaus die Möglichkeit zur Vernetzung und Automatisierung und können somit zur Optimierung des Betriebs beitragen.

Ob durch Smart-Home-Applikationen im privaten Umfeld oder durch Sensoren und Aktoren in der Industrie, infolge der Digitalisierung entstehen in nahezu allen Bereichen riesige Datenmengen. Diese gilt es, mittels stabiler und ausfallsicherer Internet-Backbones zu transportieren. Das stellt die Rechenzentren vor neue Herausforderung, denn sie müssen ihre Kapazitäten neu überdenken. Dazu zählt auch die Art der Stromverteilung, die entscheidend für die Verfügbarkeit ist.

Während Server im Rechenzentrumsbereich derzeit noch häufig mit Wechselstrom (AC) versorgt werden, ist bei der aktiven Technik wie Routern oder Broadband Network Gateways (BNG) meist eine Gleichstromversorgung (DC) im Einsatz mit der für diesen Bereich typischen Spannungsebene von DC-48V oder DC-60V. Konventionelle Stromverteilungssysteme beziehungsweise Power Distribution Units (PDUs) mit hydraulisch-magnetischen Schutzschaltern sind dafür verantwortlich, den Strom auf mehrere Stromkreise im Systemschrank zu verteilen und die zu versorgenden Komponenten zu schützen.

In modernen Infrastrukturen kommen diese Systeme aufgrund ihrer Leistungsmerkmale jedoch je nach Einsatzzweck und individuellen Anforderungen oftmals an ihre Grenzen. Denn die zunehmende Digitalisierung im IT-Rack führt dazu, dass Funktionalitäten wie Messdatenerfassung, eine transparente Integration in Managementsysteme sowie die Steuerung mittels Remote-Zugriff an Bedeutung gewinnen. Intelligente PDUs können eine Alternative seien und neue Möglichkeiten eröffnen.

Konventionelle oder elektronische Absicherung

Eine der Kernkomponenten von PDUs sind Schutzschalter beziehungsweise Sicherungsautomaten. Diese unterbrechen bei einer Überlast oder einem Kurzschluss den Stromkreis und schützen so die angeschlossenen Verbraucher vor Beschädigungen. In konventionellen PDUs haben sich in der Kommunikationstechnik vor allem hydraulisch-magnetische Schutzschalter durchgesetzt. Diese zeichnen sich durch eine temperaturunabhängige Kennlinie aus, die einen Ausfall der Klimatisierung kompensieren und eine sichere Auslösung gewährleisten kann. Damit bieten sie, verglichen mit klassischen Leitungsschutzschaltern oder Schmelzsicherungen, bereits mehr Funktionen.

Diese Schutzschalter sind allerdings nicht für den Einsatz in intelligenten Systemen geeignet, weshalb dort meist elektronische Sicherungsautomaten bevorzugt werden. Bei diesen misst ein integrierter Stromsensor den Laststrom. Leistungs-Mosfets (Leistungs-Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) schalten dabei im Fehlerfall den Lastkreis sicher und präzise innerhalb von Millisekunden ab. Zudem kann eine integrierte Sensorik Daten zu Strom, Spannung und Temperatur des Sicherungsautomaten erfassen. Diese bilden die Datengrundlage für Bereiche wie Predictive Maintenance und Monitoring. Des Weiteren ermöglichen elektronische Sicherungsautomaten eine aktive Strombegrenzung. Diese reduziert den im Fehlerfall fließenden Strom und verhindert Spannungseinbrüche im Gesamtsystem, indem sie die Lasten selektiv abschaltet. Das heißt: Im Problemfall geht das Netzteil nicht in Überlast und es wird nur der defekte Verbraucher im IT-Schrank abgeschaltet. Die weitere Technik wird nach wie vor mit Strom versorgt und kann so ihre Aufgabe erfüllen.

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2. Herzstück des Systems

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