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APC Infra StruXure

投稿日: 2011年4月16日作成者: adcom

APC Infra StruXure

APC Infra StruXureとは？

InfraStruXureは､ITシステムの進歩とそれを支える無停電電源(UPS)・空調インフラを統合します。
標準化されたコンポーネントで構成するモジュール型の為、電源・空調管理が容易です｡電源､ラック､空調の3要素をラックに最適に統合化することにより､シームレスでしかも確実にユーザ固有の問題に対応したIT環境全体を構築できるインフラを提供致します｡

APC Infra StruXureの特長

経済性

ラック内蔵型UPS、PDUを標準とした構成のため、最小限に初期投資、ランニングコストを抑え運用コスト削減を可能とします。

適応性・拡張性

無駄な設備投資を避けながら予測不可能な電力需要に対応。
※高い拡張性でビジネスの拡大に見合った投資を実現し、投資コストの有効利用と運用コストの削減が図れます。

管理性

InfraStruXure?はラックレベルでの電源監視と消耗部品の寿命予想ソフトにより障害が発生する前に問題点を捻出できます。

保守性

モジュール構造により保守を簡素化し、信頼性を向上させます。 ※UPSの運転を止めることなくモジュールの交換が可能なため、ダウンタイムを発生させません。

可用性

ゾーンプロテクション方式1）により、システム全体の停電を回避。人為的ミスによるリスクを最小限に抑えます。
1）1台のUPSがラック列単位で電源を供給し、1つのブレーカーが故障しても障害の広がりを防ぎます。

集中設置型の電源保護比較

従来型

従来型電源保護での問題点

・　不測のダウンタイムを引き起こす原因となりうる発熱量の高いエリアが存在する。

・　電源、空調インフラの規模を適正化できず、無駄な初期投資と運用コストがかかる。

・　IT機器の実装密度の増大により、ラック内のケーブル配線スペースが不足している。

・　電源、ラック、空調インフラが別々に運用されているため、運用コストが増大している。

・　様々なITインフラの組み合わせの為、無駄なスペースが生じている。

・　システムが複雑で人為的ミスを生みやすく、また修理に時間がかかる。

・　電気分岐回路の過負荷により、ITシステムに不測のダウンタイムが発生する。

Infra StruXureソリューション

・　ラック環境への効果的なクーリングと熱排出。

・　高い拡張性でビジネスに見合った初期投資を実現し、投資コストの有効利用と運用コストの削減を図る

・　ケーブル管理と電源供給の為の十分な奥行きをもったラック。

・　インフラを統合化することにより、初期投資コストと運用コストを削減することができる。

・　ラック用に最適化した設計でスペースを有効活用する。（ラック内蔵型UPS、PDU⇒３.）

・　ラック上部にケーブルを配線することにより、床下の冷気の循環を良くし、熱による機器のトラブルを防ぎます。⇒１.

・ゾーンプロテクション方式による電源保護⇒２.
※単一故障から他の複数の機器への被害を防ぎます。電流値表示機能により、予期せぬ過負荷によるダウンタイムを防ぎます。

過剰設備によるコスト

従来型の電源、空調システムでは、5年～10年先までの電力需要を予測して、最初から完結したシステムを構築する必要がある為、急速に変化するIT環境には適していません。過小設備に追加費用を払うのも、利用率が低い過剰設備に高い経費を払うのも、コストが高くつく点では同じです。

規模の適正化によるコストメリット

今日のIT環境では、電源容量と空調の条件がシステム（ゾーン）ごとに異なります。ラックに最適化した電源、空調システムではシステム（ゾーン）に見合った設計を行うことで、その重要度に応じたアベイラビリティ（可用性）の向上、ビジネスの拡大に見合った投資、適応性、最大限の効率化を可能にし、導入・運用・保守・メンテナンスにかかるコストを最小限に抑えます。

＜統合化のされていないシステム＞

統合化されていないシステムでは、導入初期に故障発生率が高く、その後年数を経過する程に外部のサプライヤやベンダーなどへの依存度が増大し、設置コストや運用コスト、修理コストなどが増大します。

＜統合化されたシステム＞

電源・ラック・空調が統合化されているシステムは、導入初期の投資コストを最小限に抑え、保守、運用にかかるコストも削減します。

代表的な構成例と製品の紹介

電源（POWER）

１．Symmetra PX
２．ラック分電盤

ラック（RACK）

３．Net Shelter シリーズ

空調（AIR）

４．InRowシリーズ

管理（MANAGEMENT）

・APC Enterprise Manager

・Infra StruXure Manager

・Infra Struxure Central (ISxC) 追加？

電源（POWER）

Symmetra PX

・ホットスワップ可能なパワーモジュール及びバッテリモジュール
・N+1冗長構成により、高いアベイラビリティを確保
・10kW～40kWまで必要に応じての拡張可能
・Power ViewでのSymmetra PXの監視、管理が可能

ラック型分電盤

・ラックベースの省スペース
・出力分岐ブレーカーパネルにより最大2kW回路×3相を供給
・保守バイパスによりUPSを重要負荷から分離

ラック（RACK）

Net Shelter シリーズ

画像①＜NetShelterシリーズ表　パンフレットより＞

空調（AIR）

InRowシリーズ

画像②-１、画像②-２＜パンフレットより＞

管理（MANAGEMENT）

APC Enterprise Manager

複数のInfraStruXureシステム及び個々のデバイズを全て集約して単一のコンソールから管理します。

Infra StruXure Manager

InfraStruXure Managerは同一ゾーンに属する複数のInfraStruXureコンポーネントを管理する為に設計されたサーバ機器です。Webブラウザのインターフェイスを利用してリモート管理が行えます。（InfraStruXureを管理する為に必要なIPアドレスは1個のみです。）

InfraStruxure Central(ISxC)

基本機能：

・物理インフラ機器のリアルタイム統合中央監視

・障害検知/通知

・カスタムレポート機能

・APCデバイスのファームウェア設定を一括制御

・マルチベンダーサポート

v6.0拡張機能：

・アラーム通知設定機能強化

・サマリーレポート機能

・ビル管理システム連携（Modbus TCP)

・全てのデータを外部連携（Web Service API)

画像③-１、③-２（パンフレットより）

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エンバイロンメンタル・ポテンシャルズ社の（Environmental Potentials ＥＰ社)ＥＰ-２０００は、電源周波数(６０Hｚ、５０Hz)の正弦波に重畳するサージ、スパイク、高周波ノイズ等の不規則で異常な電圧波形を、フィルターし、時間的に遅延させ、吸収するという動作原理に基づき開発されました。ＥＰ-２０００は、電源周波数(５０Hz、６０Hz)波形の上に高いトランジェントまたはサージが表れると正弦波の電圧のピーク値より少し高い電圧でクランプする働きを持っています。

このクランプ動作により「トランジェントのピーク電圧とクランプ電圧との電位差」「ＥＰ-２０００の本体内のクランプ素子のインピ－タンス」「サージの継続時間」の３要素によって決まる熱が発生します。この熱はジュールの単位で表されます。
ノイズとサージの吸収

従来からの一般的な高電圧スイッチング・サージを除去する方法として、金属酸化バリスタ（Metal Oxide Varistor : MOV）が使用されています。この素子（MOV）の電極間に高い電圧（過電圧）が印加されると、抵抗値が、非常に高い値から低い値に変動する
特性を利用しています。この過電圧は事前に設定されたクリップ電圧（電源ライン・ピーク電圧の約１０%アップ）でクランプされます。

サージ電圧がクランプされることは、言い換えるとクランプ動作で低くなった抵抗値のＭＯＶにトランジェントと同じレベルの電圧が印加されるということです。結果として、高いインパルス電流が流れことになります。この高いインパルス電流は、リンギングテール（共振成分）を伴ってシステム回路にフィードバックされます。このインパルス電流は相線ラインに表れシステム回路の抵抗値が最も低い部分を駆けめぐることになります。
したがって、金属酸化バリスタ（MOV ）は、非常に速い速度で上昇する「インパルス電流発生装置」と見なすことができます。
トランジェントやサージの過電圧によって生じるＭOVによる電圧クランプ動作は、結果として発生したインパルス電流を電源ラインに雪崩のように流し込むことになります。

このようなトランジェント、サージ、高周波ノイズが電源ラインに引き起こす悪影響を防ぎ解決する方法は、これらを吸収し、熱として消散することにより、システム回路から除去することです。

図1　ＥＰ-２０００のフィルターの特性:

・ＥＰ-２０００フィルタは７kHzがブレークポイント（カットオフ周波数）です。
・６０Hzから７kHzまでは、３dB（１／√２）の減衰です。　
・６０Hzから７０kHzまでは、２０dB（１／１０）の減衰です。
・７kHzから７００kHzまでは、４０dB（１／１００）の減衰です。

グラフでは、周波数が高くなるにつれて、減衰率も高くなっていることに注意して下さい。　　　　　　
ＥＰ-２０００は、電源ラインに重畳するあらゆるタイプのノイズに対しても、このような特性によって反応します。　　　　　　　　
ノイズ発生器と高出力アンプを使ってランダムなノイズを発生させ、ＥＰフィルター回路のノイズ吸収力のテストを実施しました。テストに使用されたノイズは、一般の事務所や工場にある可変速モーター、ＤＣ整流器、インバータ、スイッチング電源、アーク溶接機等から電源ラインに流出するノイズと同じ性格ものです。

サージ耐量

ＥＰユニットは電源ラインのピーク電圧を１０％以上超過するトランジェントに対して作動し、除去します。ピーク電圧とは実効値（ R.M.S ）電圧の１.４１倍の電圧です。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例えば、2００Ｖrmsの電圧ラインのピーク電圧は２８２Ｖpeakです。　　　　　　　　　　　　　　
すなわち、ＥＰ-２０００は、３１０Ｖ(ピーク電圧の１０%以上)で、過電圧をクリップする動作を開始します。続いて、ユニットは、電圧、電流、ノイズの不規則な変化部分をフィルターの利用により、格納し、取り除きます。　　　　　　　　　　　　　

このクリップ動作は、関連してリンギング又はリングウェーブを生じさせます。　　　　　　　　　　
ＥＰ-２０００は他のアクティブタイプの電圧ゲートウェイよりユニークな方法で、このリンギングをキャッチし、取り除きます。　
この動作におけるＥＰ製品の大きな特徴は、あらゆるトランジエント又はサージイベントのｄｖ／ｄｔ
を削減することが出来ることです

上記のフィルターは、１.２/５０μｓ　６kＶの電圧、８／２０μｓ３kAの電流を使用してテスト

ＥＰ-２０００の利用

電力汚染の９０％が貴方の事務所、工場の内部から発生しています。この汚染は、短い持続時間のトランジェント・サージント高周波ノイズの高速に上昇する電圧を、容量性及び誘導性の非線形負荷に与えることにより発生します。

各負荷及び「サブ・パネル」におけるこれらの影響を除去することは、同じパネルに接続されている周辺の設備への影響、ダメージを無くすことになります。

ＥＰ-２０００は、屋外で発生する雷等の波形を表す下記のデーターを用いてベンチマーク・テストを実施しました。
・ＩＥＥＥ　Ｃ６２.４１カテゴリＡ１　　　　　　　
　 0.5μs×100kHz、2kV 、70A　リングウェーブ
・ＩＥＥＥ　Ｃ６２.４１カテゴリＢ３　　　　　　　
　 0.5μs×100kHz、6kV、500Aのリングウェーブと
　波形の正のピーク時、ゼロクロス、負のピーク時のフィルターパフォーマンス。
・ＩＥＥＥ　C６２．４１カテゴリＢ１　　　　　　
　 1.2／50μs　2kV　と　8／20μs　1kＡの組合せ波形(正方向のパルス)

EP-2000 SPECIFICATION & MODEL GUIDE 製品仕様　及び　モデル
モデルタイプ	EP-2000JA　単相	EP-2000JF　三相デルタ
回路解説	回路内ブレーカー → 過電圧クランプ回路(MOV)
	→ スペクトラム・マルチプライアー　 → 低域通過フィルター
	→ 吸収・消散回路　(パラレル接続)
相線―中性線電圧	100/200V	200V(DELTA)
最大連続動作電流	該当無し(パラレル接続機器)
最大連続動作電圧(MCOV)	120Vrms	230Vrms
接続	ワイヤーリード
SPDの保護モード	相線－中性線	相線－相線
最大サージ電流	12，000Amps
ピーク電圧	400V	500V
クランプ電圧	相線－中性線　155V	相線－Ground　325V
EMI-RFI	60Hz～700kHz　40dB　減衰
安全基準	UL1449 2nd Edition TVSS Testing
	CSA Standard Class 9091 14 & 9091 81
	CSA std. c22.2 No.8-M1986
安全格付け	Fire Rating 94V-0
適用環境	カテゴリーA & カテゴリーB
外形寸法	寸法：100mm、奥行き：123mm
重さ	1.2kg
材質	アルミ製筐体、LEDインジケータ
	ワイヤー：14ga 600V
	不良モードの際、構成回路を完全保護するため回路はエポキシで密封
ワイヤーサイズ、長さ	14ga、3フィート
アクセサリー	黄色LEDインジケータ電球(活線相)
応答速度	初期反応速度；±1ナノセカンド