RCDs in Serverräumen – kein Problem

Jeder, der ein Serverrack oder allgemein EDV-Schränke betreibt und sich Gedanken um elektrische Sicherheit macht, steht vor einer grundsätzlichen Frage: Müssen die Steckdosen bzw. Steckdosenleisten im Serverrack über Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (RCDs) geschützt werden oder nicht?

Seit der Herausgabe der DIN VDE 0100-410 von 2007 ist grundsätzlich jede laienbedienbare Steckdose bis 20 A über einen RCD ≤ 30 mA zu schützen – das hat sich mittlerweile in der Branche herumgesprochen.

Serveranlagen sind Arbeitsmittel im Sinne der BetrSichV

Bild 1: Typischer EDV-Schrank mit zwei Steckdosenleisten (PDUs)

In der aktuellen Ausgabe der DIN VDE 0100-410:2018-10 liest sich das im Abschnitt 411.3.3 dann schon noch etwas anders: »Eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) mit einem Bemessungsdifferenzstrom nicht größer als 30 mA muss vorgesehen werden für: (…) Steckdosen in Endstromkreisen für Wechselstrom (AC) mit einem Bemessungsstrom nicht größer als 32 A, die für die Benutzung durch Laien und zur allgemeinen Verwendung bestimmt sind (…) ANMERKUNG Steckdosen mit einem Bemessungsstrom nicht größer als 32 A können hiervon ausgenommen werden, wenn im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung nach Betriebssicherheitsverordnung (Betr­SichV) Maßnahmen festgelegt werden, die eine allgemeine Verwendung dieser Steckdosen dauerhaft ausschließen.«

Die DIN VDE 0100-410 »Schutz gegen elektrischen Schlag« kann hier durchaus als Stand der Technik angesehen werden, die auf der Basisgrundnorm DIN EN 61140-1 als Mindeststandard für elektrische Sicherheit in der EU basiert. Die Steckdosen sind direkt in das Arbeitsmittel »Serverrack« integriert. Für diese Arbeitsmittel sind im Sinne der anzuwendenden BetrSichV die zu erwartenden Gefährdungen im Rahmen der Verwendung in der Gefährdungsbeurteilung zu ermitteln.

Spätestens jetzt werden viele Leser evtl. sagen: »Ach, da brauche ich doch nicht mehr weiterzulesen.« Doch, möchte der Autor daraufhin begegnen. Die folgenden Ausführungen sollen dabei helfen, den Lesern auch weitere Facetten dieses Themas aufzuzeigen.

Erfassen der Schutzziele

In der VDE 0100-410 sind die Schutzziele, die die Forderung nach RCDs in Endstromkreisen begründen, genau beschrieben: Es hat sich gezeigt, dass RCDs eines Bemessungsdifferenzstroms ≤ 30 mA den Benutzer schützen

  • bei Versagen der Vorkehrungen für den Basisschutz (also Isolationsfehler),
  • im Rahmen des Fehlerschutzes oder
  • bei Sorglosigkeit der Benutzer – d. h. im Umgang mit defekten Arbeitsmitteln oder bei unautorisierten Arbeiten.

Auf der anderen Seite der Betrachtung gibt es allerdings auch ein Ziel: Die EDV-Anlage soll möglichst unterbrechungsfrei, also hochverfügbar betrieben werden. Jeder unnötige Ausfall der Elektroversorgung muss demzufolge vermieden werden. Dazu gibt es eine eigene Normreihe, die DIN EN 50600 und insbesondere die DIN EN 50600-2-2 für den Teilbereich der Stromversorgung und Stromverteilung. In dieser Norm findet sich jedoch keine Aussage zum Einsatz einer RCD. Dies kann auch nicht der Fall sein, denn die Vorgaben der DIN VDE 0100-410 gelten zunächst ja nur in Deutschland.

Die DIN EN 50600-Reihe ist jedoch eine Europanorm. Vielmehr wird hier der Fokus auf Versorgungssicherheit und Qualität gelegt. Die Norm setzt übrigens voraus, dass es Zugangsbeschränkungen zu Rechnerräumen (Server-/EDV-Schränken) gibt – ein wichtiger Punkt. Es wäre von Vorteil, wenn nur elektrotechnisch unterwiesene Personen (EuP) den Rechnerraum betreten bzw. den Serverschrank öffnen könnten. Diese hätten dann auch durch ihre Unterweisung das Wissen vermittelt bekommen, welche Steckdosen über RCD-Schutz verfügen und welche nicht, die somit nur für spezielle Verwendungen zugelassen sind. Dies kann ein Betreiber erfahrungsgemäß nur in den wenigsten Fällen tatsächlich strikt umsetzen (Bild 1).

Der Betreiber eines Rechenzentrums muss sich Gedanken machen, wie hochverfügbar seine Systeme sein müssen und wie sich dies technisch realisieren lässt – früher gab es die Einteilung nach Tier 1 bis 4, heute nach Klasse 1 bis 4. Die Forderung nach Hochverfügbarkeit beißt sich natürlich mit dem Einsatz von RCDs, die regelmäßig über das Betätigen der Testtaste ausgelöst werden müssen. Zwar gibt es »selbsttestende« RCDs oder spezielle Typen, die unter bestimmten Einbaubedingungen nur alle zwei Jahre das Drücken der Testtaste erfordern, aber selbst hierbei gibt es immer noch das unkalkulierbare Risiko infolge sich aufsummierender, betriebsbedingter Ableitströme.

Was passieren könnte

Die an sich wichtigste Frage bei der Erstellung der Gefährdungsbeurteilung ist die Einschätzung konkreter Gefährdungen, das Auftreten vorhersehbarer Fehlanwendungen, aber auch die ­Frage, wovor eine RCD als Maßnahme schützen soll. Der erste Gedanke ist hierbei natürlich die »Körperdurchströmung«.

Das könnte durch einen Körperschluss innerhalb der EDV-Komponenten im Rack passieren. Die Komponenten in einem Rack sind üblicherweise mit dem Rack verschraubt. Es besteht also bei allen Schutzklasse-I-Betriebsmitteln (SK I) eine leitfähige Verbindung zum Schutzleiter und zum Schutzpotentialausgleichssystem, denn die Racks sind nach VDE 0100-444 und weiteren Normen in das Potentialausgleichssystem des Gebäudes einzubinden. Viele kleinere Netzteile sind zudem als SK II ausgeführt. Eine RCD hilft hier also nicht viel für den Sicherheitsgewinn des Anwenders. In anderen »Normenwelten«, z. B. bei Maschinen (DIN EN 60204-1 / VDE 0113-1), genügt es für derartig festverbaute Betriebsmittel, die nicht in der Hand gehalten werden können, eine Abschaltung der Stromversorgung innerhalb von 5 s zu erreichen.

Einsatz von PDUs

Gewöhnlich werden innerhalb eines EDV Racks spezielle Steckdosenleisten, sogenannte PDUs (Power Distribution Units) verwendet. Um hier sicherzustellen, dass diese Steckdosen wirklich auch nur für EDV-Technik benutzt werden, können diese Steckdosenleisten nicht mit Schuko-Steckdosen, sondern für Kaltgerätestecker (C13/C14) oder Großgerätestecker (C19/C20) beschafft werden. Somit lässt sich eine allgemeine Verwendung der Steckdosenleiste – also für nicht-EDV-Technik – bereits durch diese technische Maßnahme verhindern.

Einsatzmöglichkeit von RCMs prüfen

In den Unterverteilungen für die Stromversorgung der EDV-Racks ist es natürlich sinnvoll, eine oder auch mehrere Differenzstrom-Überwachungen (RCMs) einzusetzen. Einige Anbieter liefern diese Differenzstromüberwachungen bereits direkt in die PDU-Leiste eingebaut.

Je weniger Geräte mit einer RCM überwacht werden, desto einfacher ist es im Meldefall eines erhöhten Ableitstromes das auslösende Geräte zu ermitteln. Eine RCM kann zwar nicht vor einer Körperdurchströmung schützen, jedoch die Ableitströme der versorgten Betriebsmittel kontinuierlich überwachen. Dies lässt sich nutzen für eine frühzeitige Erkennung von Fehlern, bereits vor der eigentlichen Gefährdung.

Zudem kann bei flächendeckendem Einsatz von RCMs nach aktueller DIN VDE 0105-100/A1 bei der Wiederholungsprüfung der elektrischen Anlage auf die Isolationsmessung verzichtet werden. Entsprechend ist dann während der Wiederholungsprüfung keine Abschaltung für die Isolationsmessung der elektrischen Anlage nötig. Auch die Prüfung durch den VdS-Sachverständigen bietet seit der Anpassung der VdS-Prüfrichtlinie 2871:2018-03 an die VDE 0105-100/A1 für Nachweis des Isolationswiderstandes als Ersatzmaßnahme den Einsatz einer kontinuierlich messenden und überwachten RCMs an.

Brandschutz mittels RCDs?

RCDs schützen grundsätzlich bei Bemessungsdifferenzströmen ≤ 300 mA auch vor Bränden. Dies ist ebenfalls ein Risiko für ein EDV-Rack, was es zu minimieren gilt. Der Vorteil einer RCD ist, dass bereits im Entstehungsfall eines Lichtbogens oder Ableitstroms gegen Erde sofort und nur der entsprechende RCD-Kreis abgeschaltet wird.

Wenn also RCDs entfallen sollen, so sind entsprechend alternative Brandschutzmaßnahmen zu treffen. Üblicherweise gibt es in Rechnerräumen dann nicht nur eine Brandmeldeanlage mit Meldern an der Decke, im Doppelboden und in den Lüftungskanälen, sondern auch eine Brandfrühersterkennung – zum Beispiel Rauchansaugsysteme (RAS). Dies kann dann als Kompensationsmaßnahme angesehen werden.

Organisatorische Maßnahmen

Durch die nachfolgenden organisatorischen Maßnahmen, deren Aufzählung nicht als abschließend zu betrachten ist, kann die immer noch mögliche Restgefährdung für die Mitarbeiter im Umgang mit dem elektrischen Strom weiterhin ­reduziert werden:

  • Regelmäßig wiederkehrende Unterweisung der Mitarbeiter zur vorgesehenen Nutzung von PDU-Leisten
  • Erstellung einer entsprechenden Betriebsanweisung zur vorgesehenen Nutzung von PDU-Leisten
  • Begrenzung des Zugriffs auf die PDU-Leisten auf benötigtes und unterwiesenes Personal durch ein entsprechendes Verschlusssystem
  • Regelmäßige Prüfungen der PDU-Leisten und der davon versorgten IT-Komponenten nach den anerkannten Regeln der Technik
  • Spezielle Service-Steckdosen (die über eine vorgeschaltete RCD verfügen) im Bereich der Serverracks zur Verfügung stellen, wenn diese benötigt werden.

Diese und weitere technische, organisatorische oder persönliche Maßnahmen ergeben sich aus der vom Betreiber zu erstellenden Gefährdungsbeurteilung, die als Forderung aus dem Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG) und der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) unter Anwendung der Technischen Regel für Betriebssicherheit TRBS 1111 zu erstellen ist.

Fazit

Die Regelwerke ermöglichen einen Betrieb von Steckdosen für EDV-Systeme ohne Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen. Die dazu notwendige Gefährdungsbeurteilung muss gut durchdacht sein und darf sich nicht allein nur auf den »Schutz gegen elektrischen Schlag« fokussieren. Wichtig ist, dass das angewandte Konzept einen Schutz der Anwender nach dem Stand der Technik und den einschlägigen Erfahrungen abbildet. Die erstellte Gefährdungsbeurteilung muss auch Dritte die Entscheidungsgründe für das Konzept nachvollziehen lassen.

Autoren

Christian Bast und Michael Lochthofen, beide Mebedo Consulting GmbH, Montabaur

Quelle und Bildquelle: www.elektro.net

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