Un estudio publicado por Schneider Electric proporciona directrices prácticas para evaluar y gestionar el riesgo de arco eléctrico en arquitecturas de alimentación de 800 VDC. Basado en escenarios de implantación definidos a partir de patrones de diseño de hyperscalers, el análisis compara dos arquitecturas emergentes de 800 VDC con diferentes configuraciones. Los resultados demuestran que los efectos del arco eléctrico dependen en gran medida de la arquitectura del sistema, la ubicación de los condensadores y el comportamiento de los sistemas de protección ante fallos eléctricos.
Uno de los principales hallazgos del estudio es que, incluso bajo las hipótesis más exigentes dominadas por la descarga de condensadores, el riesgo de arco eléctrico en sistemas de 800 VDC puede gestionarse eficazmente y, en muchos casos, resulta comparable al de los sistemas convencionales de corriente alterna (CA). Asimismo, el uso de software avanzado y de gemelos digitales permite modelizar este riesgo con un mayor grado de precisión.
Arquitecturas de 800 VDC para centros de datos de IA
El estudio se presenta en un contexto de transición hacia sistemas de alimentación de 800 VDC para soportar mayores densidades de potencia en centros de datos orientados a inteligencia artificial. Según el texto, este cambio, liderado por NVIDIA junto con socios tecnológicos del ámbito energético como Schneider Electric, permitirá que grandes centros de datos y AI Factories trabajen con racks de TI de 400 kW e incluso superiores.
Schneider Electric señala que la distribución eléctrica en 800 VDC se perfila como una vía viable para alimentar de forma eficiente racks con potencias del orden del megavatio. Ese aumento de tensión exige, al mismo tiempo, una evaluación más detallada del comportamiento de los fallos eléctricos, la coordinación de protecciones y las prácticas de trabajo seguro.
El análisis del riesgo de arco eléctrico es habitual en centros de datos de corriente alterna, pero el documento indica que todavía no existe una norma o guía sectorial de aplicación general para sistemas de 800 VDC alimentados mediante convertidores. En este ámbito, las simulaciones realizadas con software avanzado y gemelos digitales, incluido ETAP, permiten modelizar escenarios de fallo con mayor precisión que los métodos simplificados.
Resultados del análisis de riesgo de arco eléctrico
La evaluación aborda dos arquitecturas diferenciadas de 800 VDC, tanto a nivel de rack como de instalación. En el caso de una configuración sidecar o power rack, analizada con hipótesis conservadoras, los resultados muestran una energía incidente muy inferior al umbral de referencia de 1,2 cal/cm² para equipos de protección individual, incluso sin dispositivos de protección.
En la arquitectura centralizada a nivel de instalación, la energía incidente puede resultar ligeramente superior cuando se considera una configuración conservadora y menos realista, sin protección contra sobreintensidades. El estudio también analiza cómo la ubicación del fallo, aguas arriba o aguas abajo de los diodos de bloqueo inverso, influye en la corriente de retorno, la corriente de pico y los efectos del arco eléctrico.
Cuando la contribución al fallo se limita en el tiempo mediante dispositivos de protección estándar, la energía del arco eléctrico se reduce hasta niveles adecuados para distintos entornos de trabajo y, por lo general, comparables a los de arquitecturas de corriente alterna. El documento subraya que los criterios de diseño y las estrategias de protección son determinantes para reducir el riesgo.
Simulación, gemelos digitales y criterios de diseño
Schneider Electric subraya que el comportamiento transitorio es determinante en los sistemas de 800 VDC. Durante los primeros milisegundos de un incidente, la descarga de los condensadores tiene un peso relevante en la evolución de las corrientes de fallo, por lo que los métodos simplificados de análisis para corriente continua (CC) pueden sobreestimar el riesgo en determinados escenarios.
El uso de herramientas de simulación transitoria, análisis de sistemas eléctricos y gemelos digitales permite representar con mayor precisión la topología del sistema, la respuesta de los convertidores, la coordinación de protecciones y la lógica de conmutación. Según el estudio, soluciones como ETAP pueden ayudar a diseñar estrategias de protección más ajustadas al comportamiento real de las instalaciones.
Además, los efectos del arco eléctrico dependen de la arquitectura y de la configuración del sistema, y no únicamente de la distribución en corriente continua. Factores como la ubicación de los condensadores, los dispositivos de bloqueo inverso (reverse-blocking devices) y las protecciones capaces de actuar en milisegundos son elementos clave para garantizar despliegues seguros de arquitecturas de 800 VDC.
Este trabajo se apoya en la experiencia de Schneider Electric en la realización de ensayos y pruebas de seguridad frente al arco eléctrico y refuerza su compromiso de apoyar la transición del sector hacia arquitecturas eléctricas de 800 VDC. Además, Schneider Electric ha llevado a cabo exhaustivas pruebas de las capacidades de intercambio en caliente (live swap) en sistemas de 800 VDC, con el objetivo de permitir realizar operaciones de mantenimiento de forma segura.