Schneider Electric merilis studi mengenai risiko arc flash pada arsitektur daya 800 VDC untuk data center, seiring meningkatnya kebutuhan infrastruktur berdaya tinggi untuk mendukung perkembangan kecerdasan buatan (AI).
Studi tersebut memberikan panduan praktis untuk mengidentifikasi, menilai, dan memitigasi risiko arc flash, yakni ledakan energi listrik yang dapat menghasilkan panas ekstrem serta berpotensi menyebabkan cedera serius pada manusia dan kerusakan peralatan.
Analisis Schneider Electric menggunakan sejumlah skenario penerapan yang mengacu pada pola desain perusahaan hyperscaler. Studi tersebut membandingkan dua arsitektur 800 VDC yang berkembang di industri dengan konfigurasi berbeda, yakni arsitektur di tingkat rak dan arsitektur terpusat di tingkat fasilitas.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat risiko arc flash tidak semata-mata ditentukan oleh penggunaan distribusi DC bertegangan tinggi. Desain arsitektur, penempatan kapasitor, karakteristik gangguan, serta kecepatan sistem dalam memutus gangguan menjadi faktor yang sangat menentukan.
Salah satu temuan utama menunjukkan bahwa risiko arc flash pada sistem 800 VDC tetap dapat dikendalikan, termasuk dalam skenario berat yang didominasi oleh kapasitor. Dalam banyak kasus, tingkat risikonya juga dinilai sebanding dengan sistem distribusi AC yang umum digunakan.
Temuan tersebut menjadi semakin relevan ketika industri data center mulai mengadopsi arsitektur 800 VDC untuk mendukung rak dengan kebutuhan daya yang semakin tinggi. Transisi ini dipimpin oleh NVIDIA bersama sejumlah mitra teknologi energi, termasuk Schneider Electric, untuk mendukung data center berskala besar dan AI Factories dengan rak TI berkapasitas 400 kW atau lebih.
Seiring meningkatnya kepadatan daya, distribusi 800 VDC dinilai menjadi salah satu solusi untuk memasok daya secara lebih efisien ke rak berskala megawatt. Namun, penggunaan tegangan operasi yang lebih tinggi juga membutuhkan pemahaman lebih mendalam mengenai karakteristik gangguan, koordinasi sistem proteksi, serta penerapan prosedur kerja yang aman.
“Distribusi daya 800 VDC merupakan perubahan besar dalam desain data center, tetapi juga menghadirkan aspek keselamatan yang perlu dikaji secara menyeluruh,” ujar EVP Secure Power & Data Centers Schneider Electric, Manish Kumar.
Menurutnya, kolaborasi Schneider Electric dengan perusahaan hyperscaler memberikan salah satu kerangka praktis bagi engineer dan profesional keselamatan untuk mengevaluasi risiko arc flash pada sistem 800 VDC.
Kerangka tersebut mencakup pemahaman terhadap karakteristik gangguan, penetapan praktik kerja yang aman, hingga perancangan sistem proteksi yang efektif. Langkah ini diharapkan dapat membantu industri mengadopsi arsitektur bertegangan lebih tinggi dengan tetap mempertahankan standar keselamatan.
Selama ini, analisis arc flash telah menjadi praktik standar pada data center dengan sistem AC. Namun, belum terdapat standar atau panduan yang diterapkan secara luas untuk mengelola bahaya kelistrikan pada sistem 800 VDC yang dipasok melalui konverter.
Schneider Electric menilai kondisi tersebut membuat penelitian terhadap karakteristik arc flash pada sistem 800 VDC menjadi semakin penting. Studi menunjukkan bahwa metode berbasis standar yang sederhana dapat memperkirakan risiko secara berlebihan, terutama pada sistem yang didominasi oleh kapasitor.
Karena itu, penggunaan simulasi transien, perangkat lunak analisis sistem tenaga, dan digital twin dapat membantu menghasilkan pemodelan risiko yang lebih mendekati kondisi sebenarnya.
Dalam studi arsitektur 800 VDC di tingkat rak, Schneider Electric menggunakan skenario sidecar atau power rack. Dengan metode dan asumsi konservatif, energi insiden yang dihasilkan tercatat jauh di bawah ambang batas penggunaan alat pelindung diri (PPE) sebesar 1,2 cal/cm², bahkan tanpa perangkat proteksi.
Sementara itu, pada arsitektur 800 VDC terpusat, studi di tingkat fasilitas menunjukkan potensi energi insiden sedikit lebih tinggi dibandingkan desain di tingkat rak. Kondisi tersebut terutama terlihat pada skenario konservatif yang tidak sepenuhnya mencerminkan kondisi nyata dan tidak dilengkapi proteksi arus lebih.
Analisis juga memperhitungkan pengaruh topologi sistem. Lokasi gangguan, baik sebelum maupun sesudah dioda pencegah arus balik, dapat memengaruhi arus balik, arus puncak, dan tingkat dampak arc flash.
Ketika durasi kontribusi arus gangguan dibatasi menggunakan perangkat proteksi standar, energi arc flash dapat ditekan hingga tingkat yang sesuai untuk lingkungan kerja dan secara umum sebanding dengan arsitektur AC yang banyak digunakan saat ini.
Studi tersebut juga mengidentifikasi sejumlah faktor penting dalam pengelolaan risiko arc flash pada sistem 800 VDC.
Pertama, karakteristik transien harus diperhatikan. Arus gangguan pada sistem 800 VDC berubah seiring waktu, sementara pelepasan energi dari kapasitor menjadi faktor dominan pada milidetik pertama setelah gangguan terjadi.
Kedua, simulasi dapat meningkatkan akurasi analisis. Penggunaan perangkat lunak simulasi transien dan alat analisis sistem tenaga memungkinkan operator memahami karakteristik gangguan secara lebih akurat. Schneider Electric menyebut penggunaan digital twin seperti ETAP dapat membantu menyusun strategi proteksi yang lebih tepat.
Ketiga, pilihan desain memiliki pengaruh besar terhadap tingkat risiko. Penempatan kapasitor, perangkat pencegah arus balik, serta sistem proteksi yang dapat bekerja dalam hitungan milidetik menjadi faktor penting dalam memastikan penerapan 800 VDC tetap aman.
CEO ETAP, Tanuj Khandelwal, mengatakan standar industri tetap menjadi rujukan penting dalam keselamatan arc flash dan kelistrikan. Namun, metode tradisional terkadang terlalu konservatif karena belum sepenuhnya menggambarkan karakteristik sistem DC yang kompleks.
“Untuk memahami tingkat risiko yang sebenarnya, para insinyur perlu mengevaluasi topologi sistem, karakteristik gangguan, koordinasi proteksi, respons konverter, logika switching, dan skema proteksi aktif,” kata Tanuj.
Menurutnya, pemodelan dan validasi kinerja sistem 800 VDC secara lebih komprehensif dapat membantu tim beralih dari pendekatan yang hanya mengandalkan asumsi konservatif menuju analisis berbasis karakteristik fisik sistem.
Studi ini merupakan bagian dari pengalaman Schneider Electric selama puluhan tahun dalam pengujian keselamatan arc flash sekaligus memperkuat dukungan perusahaan terhadap transisi industri menuju arsitektur daya 800 VDC.
Arsitektur tersebut diproyeksikan semakin penting seiring meningkatnya kebutuhan daya pada rak data center AI. Selain studi mengenai arc flash, Schneider Electric juga telah melakukan pengujian terhadap kemampuan live swap pada sistem daya 800 VDC untuk mendukung proses pemeliharaan yang lebih aman.
