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PQC

A vueltas con la caída de Microsoft. Las consecuencias de las sobretensiones transitorias en un data center

POSTED BY Garcerán Rojas 28 de September de 2018

El reciente suceso en el data center de Microsoft en San Antonio (Texas) ha vuelto a poner sobre el tapete la problemática asociada a las sobretensiones incidentes a través de la línea de suministro eléctrico.

Además del suceso en cuestión, y de los otros ejemplos que se citaban en el artículo a él dedicado (Amazon, Google, Fujitsu, Singapore Stock Exchange, etc.), a nivel local disponemos también de varios ejemplos sobre situaciones análogas, o sea que no hace falta irse muy lejos para comprobar cómo se las gastan estos fenómenos asociados directamente con lo que constituyó el origen de nuestra empresa, hace ya más de 22 años, la Power Quality.

<<A nivel personal, llevo más de 25 años siguiendo atentamente este asunto como especialidad muy prioritaria de la PQ y, de ellos, los últimos 20 intentando contribuir a una correcta aplicación de los sistemas de protección a los data centers.Pero, a pesar de ese empeño, los logros no han sido muchos, viéndose aun esta especialidad más como un complemento que como una necesidad básica o eje fundamental.>>

Las sobretensiones las podríamos clasificar en dos grandes bloques. Las permanentes y las transitorias:

Para las permanentes, de mayor presencia en épocas pretéritas, existe una vía de prevención bastante clásica como son los relés de tensión (sí, los de toda la vida incluyendo los de pérdida de neutro) pero cuya presencia en las instalaciones no es todo lo habitual que sería de desear.

A este asunto, así como al tipo de detección de tensión de línea asociado a los sistemas automáticos de transferencia (origen de una reciente y sonada caída de data center) les dedicaré otro espacio. Este lo reservo para unas primeras consideraciones sobre el segundo bloque, el de las sobretensiones transitorias.

Se trata de fenómenos de muy corta duración, del orden de µs (10-6) pero que llevan unos importantes niveles de tensión, altamente destructivos para los equipos y sistemas si no se toman las oportunas medidas de protección.

Estas medidas consisten en la colocación de descargadores de sobretensión (conocidos como TVSS y SPDs) cuya presencia en nuestras instalaciones debería garantizar la ausencia de consecuencias e impacto en los equipos, pero no es así, al menos en una importante proporción de casos.

Una buena protección a sobretensiones debe diseñarse para que contenga cuatro importantes capacidades. A saber:

  • Una adecuada tensión de dimensionamiento, también conocida como máxima tensión de operación continua (MCOV), que debe encontrase lo suficientemente cerca de la nominal como para aportar un buen grado de protección y, a la vez, lo suficientemente lejos como para no tener que estar entrando en funcionamiento de forma innecesaria y degradar así sus características.
  • Un nivel de protección o tensión residual, aceptable por los equipos a proteger y un método de conexionado, lo suficientemente corto y directo como para no incrementar en exceso la tensión que van a ver los equipos cuando se esté produciendo el proceso de descarga.
  • Una capacidad de absorción de energía en consonancia con su posición de instalación y con la máxima energía incidente esperable en tal lugar.
  • Un tiempo de respuesta o de reacción, característico en ns (10-9) de forma que, para cuando el dispositivo haya pasado a modo conducción, la forma de onda incidente no haya entrado ya en el equipo a proteger.

Pues bien, para cumplir todo esto, que no resulta nada fácil, hace falta, en primer lugar, conocer muy bien el escenario y las herramientas y, en segundo, acertar con la solución, entre las existentes en el mercado. Y, aquí, se dan, a su vez, dos grandes alternativas a la hora de asumir el rol de protector.

Por un lado, la tecnología, llamémosle, europea, a base de varistores individuales alojados en envolventes para su montaje en carril y dimensiones similares a los pequeños interruptores automáticos y otro tipo de soluciones basadas en válvulas de gas o electrodos al aire. Por otro, las, llamémosles, americanas, con asociación de varistores en paralelo encapsuladas en bloques de resina.

Las prestaciones, comparativamente hablando, son muy distintas, pero a esos detalles ya me referiré en otro momento.

Lo que sí quiero resaltar ahora es que, del análisis de cientos de instalaciones, la mayoría de ellas pertenecientes al sector de misión crítica, la conclusión es que la presencia de protección a sobretensiones no es elevada y se encuentra ejecutada, en casi todas las ocasiones, de forma incorrecta.

La cultura técnica sobre este asunto es más bien escasa e, incluso aquellos profesionales de buen nivel en esto de lo eléctrico, incurren en serios errores al tener que trabajar en una conexión en paralelo con la línea estando acostumbrados, como están, a hacerlo siempre con conexiones en serie.

Para finalizar este comentario, me voy a permitir remontarme a allá por la década de los 90, cuando tuve mi primer acercamiento a los descargadores de sobretensión ya que se incorporaron a la gama de productos que mi empresa de entonces ofrecía al mercado.

Uno de los primeros e importantes inconvenientes que tuvimos que afrontar era el de la aplicación de un sistema, pensado originalmente para esquemas de neutro del tipo T-N, para una realidad en España donde la proporción de esquemas T-T era elevadísima. Y llegaron los primeros casos en los que, al cortocircuitarse un descargador entre fase y tierra, la pequeña corriente resultante no era suficiente para abrir las protecciones, quedando todas las masas en tensión. Dada la gravedad de este hecho, hubo que reaccionar rápidamente, alumbrándose una “ñapa”* consistente en la colocación de los descargadores entre fase y neutro y otro, a modo de colector, entre neutro y tierra, con lo que la situación de cortocircuito de alguno de los descargadores de fase, lo sería a neutro, generando la suficiente corriente de defecto como para garantizar la apertura de las protecciones.

Pues bien, esa ejecución 3+1 se sigue utilizando 20 años más tarde, encontrándonos esta disposición en algunos catálogos (los más especializados) para esquemas T-T y, en otros (los menos) para todos los usos.

El sistema, conceptualmente, no me gusta, salvo para cubrir una limitación como la existente en el régimen T-T, pero lo que menos me gusta es que llevo años hablando con fabricantes y comercializadores de estos productos pidiéndoles los resultados de laboratorio que muestren la respuesta de un sistema en conexión 3+1 ante una onda incidente normalizada, y todavía no he tenido respuesta, con lo cual, he de suponer una doble posibilidad. O bien que se han olvidado de mí por ser antipático, viejo, feo y pesado, o bien que los resultados no son como para enseñar, porque lo que no me puedo creer es que tales datos no existan.

No obstante, no pierdo la esperanza y si alguno de los que pueda leer esto tiene es su mano esta información, gustoso estaré de desdecirme.

La moraleja que podemos extraer de estas consideraciones, si lo que nos importa de verdad es la disponibilidad de nuestro servicio en los data centers y hacemos caso de los augurios que organizaciones, como el propio Uptime Institue, está lanzando en sus más recientes comparecencias en foros públicos y que presagian tiempos donde las amenazas externas van a ir en aumento, es que más vale que nos pongamos al día en cuanto a nuestras defensas, porque si no el enemigo las franqueará muy fácilmente.

Como digo siempre al analizar los sucesivos casos de caída de data centers que van salpicando nuestro día a día, la mayoría de los casos podían haberse evitado pero los análisis especializados continúan a la espera de ser llamados.

 

* El término ¨ñapa” se usa en América Central para significar una propina o algo que va como añadido. Sin embargo, en términos coloquiales, en España, ñapa se entiende como medida provisional o algo para librar un problema pero que no puede tener carácter de definitivo. O sea, una chapucilla

Garcerán Rojas