Dikkere bekabeling PDU is wel degelijk zinvol

Hoe dik moet de bekabeling van een PDU zijn? Over dit onderwerp wordt al een aantal jaar flink gediscussieerd. Op zich is deze vraag echter eenvoudig te beantwoorden. De norm (EN-IEC 60950) is er immers duidelijk over: 1,5 mm² is voldoende voor en belasting met 16A. Toch hebben de voorstanders van een dikkere bekabeling wel degelijk een punt. Zowel technisch, financieel als vanuit maatschappelijk oogpunt biedt een dikkere kabel grote voordelen.

Technisch

De norm van 1,5mm² is destijds opgesteld zonder dat men hierbij keek naar het specifieke gebruik in datacenters. Juist in datacenters staat de bekabeling echter vaak onder een permanente belasting van 12A of meer, op een 16A feed. Dat geeft een forse warmteontwikkeling.

Neem de volgende proefopstelling: aan een 16A PDU monteren we een kachel met een belasting van 8A. De stroom laten we lopen via een 2,5 mm²-draad, een 1,5 mm²-draad (de wettelijke norm) en vervolgens door een 1 mm²-draad. Vervolgens hebben we van de drie kabels thermografische foto's gemaakt.

De aardedraad is vrijwel onbelast en is dus ook nauwelijks warm. De nul- en fasedraad van 2,5 mm verwerken beide 8A stroom. Door de lage weerstand is er echter nauwelijks warmteontwikkeling. De fasedraad van 1,5 mm² heeft het duidelijk zwaarder en produceert meer hitte. Hoewel die van 1 mm2 formeel goed zijn voor 10A spant deze in onze test wat warmte betreft de kroon. We zien 1 mm² overigens regelmatig in C13-aansluitsnoeren.

Die warmte is allesbehalve bevorderlijk voor het isolatiemateriaal. Dat zal sneller verouderen en op den duur zelfs uitharden en afbrokkelen. Een spontane kortsluiting ligt dan op de loer.

Financieel

Niet alleen technisch, maar ook zakelijk gezien heeft de 2,5 mm²-draad voordelen boven de 1,5 mm²-norm. De warmteontwikkeling door de hogere weerstand moet immers wel afgevoerd worden. Het gevolg is een hoger energieverbruik door de koeling. Niet alleen het draadverlies, maar ook het energieverbruik van de koeling drukt gedurende de levensduur op het budget. Deze kosten kunnen zelfs hoger zijn dan de aanschaf van de PDU zelf.

Maatschappelijk

De wereld is niet gebaat bij een hoog energieverbruik. Zeker als een datacenter zichzelf 'groen' noemt, zou het geen genoegen moeten nemen met de verliezen door dunnere bekabeling.

Rekensommen

Deze uitspraken zijn niet gestoeld op onderbuikgevoel, maar op harde wetenschap. Dit zijn de belangrijkste formules.

We gaan uit van een stekkerblok van 16A enkelfase van 1 meter lengte, met 3 meter snoer. De continue belasting van het snoer is 10A. Een typische ohmse weerstand van een 1,5 mm² snoer is 15,4Ω/km. Dat vergelijken we met een snoer van 2,5 mm² met een typische weerstand van 9,2Ω/km.

• Het opgenomen vermogen van de 1,5 mm²-draad van 8 (2*(3+1)) meter berekenen we als volgt:
• P = I²R
• I² = 10² = 100
• R= 8 * 15,4/1000 = 0,1232
• P = 12,32 Watt
• Voor het 3G2,5 snoer geldt P = 7,36 Watt

Het 3G1,5-snoer neemt dus 12,32 min 7,36 ofwel 4,96 Watt meer vermogen op dan het 3G2,5-snoer. Dit vermogen wordt volledig omgezet in warmte, die door de airco moet worden afgevoerd. Uitgaande van een PUE-waarde van 1,4 verliest de eigenaar van het datacenter dus 6,94 W aan vermogen - enkel en alleen door het gebruik van dit type snoer. Op jaarbasis is dit 6,94*24*365/1000 = 60,83 kWh energie.

Als we de levenscyclus van een spanningsslof op 10 jaar stellen, dan bedraagt de totale consumptie 608 kWh. Met een kostprijs van € 0,16 betekent dat een extra kostenpost van 97,32 euro. En dat is een stuk meer dan de meerprijs van een 3G2,5-snoer ten opzichte van een 3G1,5-snoer.

• Aardedraad
• 1 mm2 draad
• 1,5 mm2 draad
• 2,5 mm2 draad

Ronald Timmermans is marketing director van Schleifenbauer Products