Reservkraftsystem är nödvändiga men fel skötta kan de orsaka haveri

(3-99-01) En UPS (nätdel med batteri) är nödvändig för i stort sett alla servrar med skivminne. Även många andra delar i ett modernt nätverk bör skyddas.

UPS (Uninterruptible Power Supply) är ett samlingsbegrepp för en lång rad olika reservkraftaggregat. Här koncentrerar vi oss på de som är avsedda att skydda mindre system från störningar på elnätet under kortare tid, till exempel för att ge servrar möjlighet att stänga av under kontrollerade former.

Notera att detta inte räcker för system som måste vara tillgängliga dygnet runt: banker, processtyrning, telefonväxlar med mera. Det finns naturligtvis också reservkraft som är avsedd som ersättning för elnätet under längre tid. Men då krävs större installationer med exempelvis dieselaggregat och avsevärt mer planering.

Skyddar i två steg

Förutom strömavbrott ska en bra UPS också skydda mot överspänning och andra slag av tillfälliga störningar från exempelvis åska, vilket annars lätt kan förstöra nätdelar och logikkretsar. Skyddet sker i två steg: den inkommande nätspänningen filtreras för att bli av med mindre störningar, och det finns offerkomponenter som leder bort större störningar från blixtnedslag.

Det finns två storleksmått på UPSer. Dels maximal last som anges i voltampère (VA) och dels batterikapaciteten som anger hur länge kraft kan levereras vid ett strömavbrott. Observera att även om voltampère och watt är nära besläktade så är de inte samma begrepp. Effektförbrukningen i watt är alltid något lägre.

Vid köp gäller det att överdimensionera sin UPS rejält: Minst dubbla kapaciteten krävs för både batteri och maximal last. Krävs en drifttid på 10 minuter så se till att dimensionera systemet för 20 minuter vid full last. Anledningen till överdimensioneringen är att de flesta system med tiden byggs ut och att batterier åldras med tiden

Isolerad från nätspänningen

Två huvudslag av UPS finns, vanligen beskrivna med uttrycken »on-line» och »off-line».

På svenska betyder det i första fallet att systemet hela tiden matas från UPS:en. Det skyddade systemet är alltså i princip inte anslutet till elnätet.

Fördelen med att systemet isoleras helt från ordinarie nätspänning är det på så vis blir immunt mot störningar. Det blir heller inga märkbara störningar när systemet kopplas över till batteridrift vid strömavbrott. Ytterligare en fördel är att eventuella störningar från det skyddade systemet inte går tillbaka ut på elnätet.

Att system är skilt från nätspänningen betyder också att lasten hela tiden får rätt spänning, 230 volt för enfas system, oavsett om nätspänningen är 210 eller 250 volt.

I en »off-line» eller »passive standby» UPS matas systemet i normaldrift från elnätet. Uppstår problem så går UPSen in och tar över. Överkopplingen tar några millisekunder, vilket ger störningar. Normalt sett påverkar det dock inte driften av den anslutna utrustningen eftersom de vanliga switchade nätdelarna i persondatorer utan vidare klarar runt 10 millisekunders strömavbrott. (10 millisekunder är en halv fas vid 50 Hertz.) Större datorer klarar ännu längre avbrott.

Det finns också hybridvarianter, ofta benämnda »active standby» eller »linjeinteraktiva». Fördelen är de kan kompensera för låga eller höga spänningsnivåer, vilket inte passiva aggregat klarar.

Informera klienterna

I klassen 1000 voltampère och upp är det av kostnads- och funktionsskäl nästan bara »on-line» system som kommer på fråga. De blir bättre, mindre och billigare än motsvarande »off-line» system. Mindre storlekar används främst till enstaka datorer och där kommer den enklare och därför billigare »off-line» konstruktionen till sin rätt.

Programvara är en viktig del av ett UPS-skyddat system. De allra enklaste UPS-varianterna, avsedda för enstaka skrivbordsdatorer kommunicerar inte med den anslutna datorn. Istället måste användaren stänga av systemet för hand vid ett strömavbrott.

Bättre är UPS med serie- och/eller nätverksport. I servrarna installeras program som kommunicerar med UPSen och kontinuerligt övervakar kraftsituationen. Vid längre störningar stänger programmet automatiskt av servern.

Funktioner för att meddela statusförändringar till administratörer och larma användare ingår vanligtvis också.

Viktigt är såklart också att systemen automatiskt startar om när nätspänningen kommer tillbaka.

Exakt vilken programvara som behövs beror på tillämpningen. Skyddar UPSen till exempel en postserver kan det räcka med att meddela administratören samt stänga av servern. Är det istället en filserver måste alla användare snabbt meddelas så att de får tid att spara filer och avsluta program innan servern stängs av.

För större nätverk är det viktigt att en UPS kan passa in i den valda övervakningsstrukturen. De flesta större system har som standard eller tillval SNMP (Simple Network Management Protocol). Funktionerna och hur väl standarderna följs skiljer sig dock rejält mellan tillverkarna.

I det bästa systemen kan alla funktioner från enstaka kraftuttag till batterikapacitet styras och övervakas. De enklaste systemen klarar bara att indikera strömavbrott.

Batteriet slits ner

Underhållet blir tyvärr oftast eftersatt. En central del är batterierna som har begränsad livslängd i förhållande till resten av utrustningen. Minst en gång per år bör kapaciteten kontrolleras och eventuella slitna batterier bör bytas. Visserligen larmar moderna UPS-system när batterikapaciteten sjunker under ett förinställt värde, ofta 80 procent. Men det är bättre att planera in byten i tid innan larmet går.

Temperaturen är avgörande för livslängden. I överhettade och oventilerade datorskrubbar kan livslängden sjunka till en bråkdel av den nominella.

I underhållet ingår också översyn och regelbundna tester. Funktioner som bör testas är exempelvis larm till administratörer och/eller användare vid strömavbrott samt att all skyddad utrustning stängs av korrekt.

Ett UPS-system som inte testas regelbundet ger inget skydd!

Text : Ola Sigurdson