Schneider Electric ha pubblicato un’analisi sulla gestione del rischio di arco elettrico nelle architetture di alimentazione a 800 VDC, realizzata in collaborazione con alcuni dei principali hyperscaler mondiali e con il supporto del software di simulazione ETAP. Lo studio arriva mentre il settore dei data center dedicati all’intelligenza artificiale sta progressivamente adottando la distribuzione a 800 VDC per alimentare rack ad alta densità di potenza.
La ricerca ha analizzato due architetture rappresentative a 800 VDC – una a livello di rack (sistema sidecar, o power rack) e una centralizzata a livello di infrastruttura – basate su configurazioni comuni nel settore. Le simulazioni hanno utilizzato scenari di guasto e digital twin per valutare come la posizione dei condensatori e la velocità di rilevamento e interruzione del guasto influenzino l’entità di un eventuale arco elettrico.
I risultati principali
Secondo lo studio, anche nelle ipotesi più severe dominate dalla presenza dei condensatori, il rischio di arco elettrico nei sistemi a 800 VDC risulta gestibile e in molti casi comparabile a quello dei tradizionali sistemi in corrente alternata. Nel caso di studio a livello di rack, l’applicazione di metodi conservativi ha mostrato valori di energia incidente inferiori alla soglia di riferimento di 1,2 cal/cm² per i dispositivi di protezione individuale, anche in assenza di dispositivi di protezione. Il caso a livello di infrastruttura centralizzata ha indicato un potenziale di energia incidente leggermente superiore, nell’ipotesi conservativa di un’architettura priva di protezione da sovracorrente.
Lo studio evidenzia inoltre che il comportamento transitorio del guasto è determinante: nei primi millisecondi dell’evento, la scarica dei condensatori rappresenta il contributo predominante all’arco elettrico. I ricercatori sottolineano che i metodi di analisi tradizionali, basati sugli standard attuali, possono sovrastimare il rischio nei sistemi in corrente continua dominati dai condensatori, mentre le simulazioni transitorie e i digital twin permetterebbero una rappresentazione più accurata. Tra le leve indicate per ridurre il rischio figurano il posizionamento dei condensatori, l’uso di dispositivi di blocco della corrente inversa e protezioni con tempi di intervento dell’ordine dei millisecondi.
Al momento non esistono standard di settore specifici per la gestione dei pericoli elettrici nei sistemi a 800 VDC alimentati da convertitori, a differenza di quanto avviene per i data center in corrente alternata, dove l’analisi dell’arco elettrico è pratica consolidata.
Il contesto: la transizione verso gli 800 VDC
L’adozione di architetture a 800 VDC è spinta principalmente dalla necessità di alimentare rack IT sempre più densi nei data center per l’AI, con NVIDIA tra i promotori della transizione insieme a fornitori come Schneider Electric. L’obiettivo dichiarato è supportare rack da 400 kW e oltre nei data center su larga scala e nelle cosiddette AI Factory.
Manish Kumar, EVP Secure Power & Data Centers di Schneider Electric, ha dichiarato che la distribuzione a 800 VDC introduce aspetti di sicurezza che richiedono un’analisi specifica, e che il lavoro condotto con gli hyperscaler offre un primo framework pratico per valutare i rischi di arco elettrico e definire procedure operative e sistemi di protezione.
Tanuj Khandelwal, CEO di ETAP, ha aggiunto che i metodi tradizionali basati sugli standard possono risultare eccessivamente conservativi perché non riflettono pienamente il funzionamento di sistemi in corrente continua complessi, e che una valutazione accurata richiede l’analisi della topologia del sistema, del comportamento in caso di guasto e della logica di protezione.
Schneider Electric ha inoltre condotto test sulla sostituzione a caldo (live swap) dell’alimentazione nei sistemi a 800 VDC, per consentire interventi di manutenzione in sicurezza. I risultati completi dello studio sono raccolti nel white paper “DC Arc Flash Analysis: A Practical Study on 800 VDC in Data Centers” disponibile QUI.