サーバ室電力系統二重化による無停止運用と経過報告
Redundant Electric Power System for Main Server Room杉浦 徳宏† 伊藤 篤†
Tokuhiro SUGIURA†, Atsushi ITO†
sugiura@cc.mie-u.ac.jp, itoa@cc.mie-u.ac.jp†三重大学総合情報処理センター†Center for Information Technologies and Networks, Mie University
概要
大学において，保守のための停電は避けられないものであるが，インターネットの普及によりネットワークの停止ができるだけ避けるべきものと認知されるようになってきている．特に，停電そのものは不可避であるものの，停電時に停電エリア以外についてネットワークが不通となるべき状態はできる限り避けるべきものである．
また，サーバ室内において停電からの復電は，さまざまな障害が集中的に発生する引き金となるため，停電自体を排除できれば理想的である．これら二つの問題を解決し停電の影響を最小化するために，当センターの基幹サーバ室について，２つの異なる電気室から電力を引き込む電力系統の二重化と，保守点検方法を変更することで無停止運用を実現した．本発表では，その経緯と導入後の経過について報告するものである．

キーワード

無停止運用，停電化が進み，必須インフラとなったことによって，ネッ１．はじめにトワークの停止が困難な時代となりつつある．特に，大学において，停電は避けられないものである．キ

停電しない箇所においてネットワークが不通となるこャンパスネットワークにも保守が必要であるように，とは，できるだけ避けて欲しいとの声がよく聞かれる．

普段，なにげなく使っている電力系統ネットワークにまた，センター内のコアスイッチや基幹サーバを設置おいても保守停止が必要であり，一部はより厳格に法しているサーバ室の停電について考えてみると，停電的に定められている．また，電気室については電力容復旧時に障害が集中的に発生し，その対応に非常に苦量増化のための工事停電なども，耐震改修工事の多数慮していた．

行われている昨今不可避のものとなっている．また，これら諸問題に対し，停電エリアとネットワーク不ごくまれに事故による停電が発生することがある．実通エリアの一致化と，電力系統二重化によるサーバ室際に 2005 年度にセンターの電気室で事故停電が発生の無停止化という取り組みによって，実質的に，停電し，大規模障害事案となった．しかし，一方でキャンによるネットワーク停止が顕在化しないように対策をパスネットワーク及びインターネットのコモディティ行った．2008 年度から現在まで無停止運用を継続して- 185 -

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おり，大変有効に機能している．以下では，その方策

３．停電の間接的影響の具体的な説明と導入後の経過について報告する．
停電時には，間接的な影響を受ける場合がある．例

２．停電の分類と要因

えば，コアスイッチのあるセンターが停電になる場合には，全学においてキャンパスネットワーク及びインまず，停電はその影響範囲により大きく３種類に分けることができる．(1)全学停電，(2)電気室停電によるターネットが停止することになる．また，上流となるエリアの停電によって，停電とはならない下流のネッ部分停電，(3)低圧電気設備法定点検による建屋停電，トワークが間接的に不通となる場合もある．結果としである．
(1)全学停電は，電力会社の停電と学内の特高変電所て，本学では，センター以外の場所については最低年２～３回のネットワーク不通状態が発生することとなの停電の２つの要因に分類できる．電力会社による停っていた．
電要因としては，雷や事故，最近では電力不足による計画停電の可能性があげられる．特高変電所は，電力３．１

センター外での間接的影響会社からの電力受け口となっており，学内の電気室にここで問題となるのは，停電対象ではないエリアによる電力ネットワークの上位に位置し冗長性はないた
ついてネットワーク不通となることである．そこで，め，特高変電所の停電時には全学停電となる．いずれ停電エリアとネットワーク不通エリアが一致するようの全学停電の場合にも，雷等の短時間停電であればUPS により耐えることが可能であるが，長時間にわたにネットワークトポロジの改修を行ってきた．具体的には，電力の必要なスイッチ類による中継を避け，でる場合には，発電機等の別電源を手配する以外に対策きるだけセンター内のコアスイッチと各建屋を光ファはない．ただし，基本的に定期的な停電は発生しない
イバにより直結するよう変更を行ってきた．この改修ものと想定することができる．
(2)電気室停電による部分停電は，停電要因により計によって，学内のほとんどの箇所において，センター停電時以外では，そのエリアの停電時のみネットワー

画停電と事故停電の２つに分類できる．計画停電では，ク不通となることで実害が発生しないようになった．
年一回実施される定期的な受変電設備点検による停電
しかし，センター停電時に，全学においてネットワと，電気室内工事による停電の場合がある．電気室内ーク不通となる問題については，対策が取られないま
工事停電では，容量増化工事や，高効率トランスへのまであり，インターネット時代が進むにつれて，この更新工事などがある．事故停電としては，猫や蛇の侵問題が大きくクローズアップされることとなってきた．
入による事故，浸水による事故，また，人為的な工事作業ミスによる事故などが過去に発生している．

３．２(3)低圧電気設備法定点検による建屋停電では，建屋サーバ室内での間接的影響

キャンパスネットワーク用のコア装置類及び基幹サ内の分電盤のブレーカーごとに下流側の絶縁測定を行ーバ類は，センター内のサーバ室に集約して設置されうため，停電が発生する．年一回，定期的に実施されている．従来，停電時には発電機などによる電源確保
る．
以上により，大学内の一般的な箇所において停電は年間最低２回発生することになるが，(2)の受変電設備点検による電気室の停電と，(3)の低圧電気設備法定点は行わず，すべての装置類は UPS 連動によって自動停止し，復電後，自動復旧する形態をとってきた．な
お，どちらの場合も基本的に立会はなしである．しかし，近年の装置類の増加によって自動復旧時の障害が検による停電を同日に設定することによって，停電発頻発するようになり，その対処に非常に苦慮すること生を一回に抑えることができる．本学においては基本となってきていた．実際に発生する障害内容は，ハー的にそのように計画され実施されている．

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ドディスク故障，電源故障，ファン故障，UPS のバッによって電源を確保する方法が考えられるが，即時調テリ不良など，日常的にも発生する頻度が高いもので達できるわけではなく突発的な事故に対応することがある．これらの問題は，連続運転時よりも起動時，特できない．次に，自家発電装置の導入についても，初にコールドブート時に問題が発生する可能性が高く，期導入費及び継続的なメンテナンスが必要である等，それが年一回の停電復電時に集中することでより大き実現が容易ではないことがわかった．そこで，最終的な問題となって現れる．さらに，停電はその影響が小に，従来の電気室（メイン電気室と呼ぶ）に加えて，さくなるよう土日などの休日に設定されているため，もう一つ別の電気室（サブ電気室と呼ぶ）から電力を障害が発生した場合には休日出勤するか，もしくは，引き込み，必要に応じて切り替えるという電力系統二休日出勤したとしても対応する業者側も休みであるこ重化を実施することにした．とが多いため，結局月曜日までなすすべがないという具体的な工事内容について，図１に系統図を，図２

状況が発生し，障害継続時間が非常に長くなる傾向がに切替 BOX 内の全体写真を示す．
図１のとおり、200Vあった．

（三相三線式）100A を２系統（１系統は空調用），同75A を２系統，100V（単相三線式）100A を１系統の４．無停止化への取り組み

計５系統について，ダブルスローと呼ばれる切替機と３章で述べたように，学内について停電時には停電ブレーカーが設置されている．実際に，サブ電気室かエリアのみネットワークが不通となるという停電影響

ら引いた電線は，200V 系，100V 系ぞれぞれ３本の計の最小化状況を達成し，また，サーバ室の停電復旧時６本である．工事費は約 450 万円であった．尚、このの障害発生の顕在化を解消するためには，根本的にサ仕組みにおいて，ランニングコストは全く不要である．

ーバ室の停電が発生しないようにできれば理想的であネットワーク停止による直接及び間接的損失を計上る．サーバ室の停電は，２章で述べたとおり，電力供することは困難であるため，具体的な費用対効果を計給元である電気室の停電によるものと，低圧電気設備算することは困難ではあるが，仮に発電機によって無法定点検による停電の２つに要因よって発生する．通停止を実施する場合には，当センターの場合，レンタ常これらは同日に行われるため，年間の定期停電回数

ル費用は約 30 万円/日であるため，15 回の停電で費用は一回である．これら２点についてそれぞれ電力を無を回収できることになる．

停止とすることができれば，サーバ室の無停止運用が４．２低圧電気設備法定点検による停電対策可能となる．以下，それぞれについて無停止化の方策を述べる．

次に，低圧電気設備法定点検による停電対策について検討を行った．この点検は建屋の分電盤内のブレー４．１

電気室停電対策（電気室の二重化）
カー直下において絶縁抵抗を計測するもので，この際2005 年度にセンターの電気室で漏電事故が発生し，にブレーカーを落とすことによって発生するものであ

平日昼間長時間にわたってセンターが停電となる大規

る．この作業は，従来，建屋単位でまとめて行われて模障害が発生した．事故発生直後は全学停電していたいたため，建屋全体の電力を停止し数時間の停電としものの，すぐに復旧し，問題となっていたセンターのて実施されてきた．しかし，実際には一つのブレーカ電気室のみ停電が継続したことで，よりセンターの停ーあたり十数秒で検査が完了するため，建屋ごと停電電の影響が浮き彫りとなった．この事故を機に，危機させる必要はない．十数秒間であれば，十分に UPS管理として再発防止策を講じるべき，という声が学内によって電源供給が可能であるため，点検実施方法をからあがり，実現可能な方法を検討することとなった．

変更することで，実質的に無停止とすることが可能でまず，一般的な方法として停電時にはレンタル発電機ある．

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４．３

停電時の運用実際に，計画停電が実施される場合の作業について説明する．電気室の停電については，ほぼ土日に設定されているため，金曜日までに電力系統をサブ電気室に切り替え，月曜日にメイン電気室に戻す作業を行う．
実際の切り替え作業は，分電盤側ブレーカーを遮断，切替機によるサブ側への切り替え，ブレーカー通電，の順に行う．この作業は数秒以内で実行可能であり，その間は電力供給が断たれることになるが，UPS によって電力供給されることで無停止運用を続けることが可能である．
低圧電気設備法定点検は，従来休日に実施されていたものを平日昼間に設定し，点検作業に当センタースタッフが立ち合いながら順にブレーカーを落とし，点図１．電気室切替器系統図

検作業を進めていく．

５．効果と経過報告
2008 年度から無停止運用を開始し，2011 年 8 月現在３年以上が経過したが，引き続き無停止運用を継続している．この３年間において，メイン電気室について３回の定期停電以外に７回もの工事停電があった．
また，2009 年に特高変電所の 30 時間にわたる計画停電があったが，この際には発電機を利用した．施設部によると，特高変電所は 15 年に一回程度，保守のため定期的に停電するとのことであったが，2010 年に大規模改修工事を行い，今後この定期停電は発生しないとのことであった．
電力系統の切替作業について，前述のとおり，数秒の停止にて切り替えを実行することが可能であるが，UPS のバッテリ不良発見のため，意図的に 15～20 秒程度停止させるようにしている．これは，電力無停止運用を継続したことによって UPS 自体の不良が発見し難くなっており，落雷や配線変更などのために短時間停電した際に，UPS 不良が発見されるということがしばしば起こったためである．UPS には，バッテリの自己診断機能が備わっているが完璧ではなく，問題の早期発見のためには，実際に負荷試験を行うことも必- 188 -

図２．電気室切替 BOX

要であると考える．
また，従来，不定期に行われる工事停電は，連絡を受けてから実施までの猶予が短い場合が多く，担当する施設部や学内との調整に大変苦慮する場合があったが，二重化後は気軽に停電に応じられるようになり，非常に円滑に工事停電を進めることが可能となった．

６．まとめ
本発表では，キャンパスネットワークの継続運用という観点から，大学における停電とその間接的な影響について明らかにした．次に，停電による影響を最小化するためには，停電エリアとネットワーク不通エリアを一致させることが必要であり，そのためには，まずネットワークのトポロジを変更し，学内の各電気室の停電によって，間接的な不通状態が発生しないようにした．次に，キャンパスネットワーク及びインターネットの停止を引き起こすセンターの基幹サーバ室について無停止運用ができるよう対策を行った．具体的には，電気室停電対策として，２つの電気室から電力を引き込み切り替え可能とする電力系統の二重化工事を行った．また，低圧電気設備法定点検による建屋停電対策として，点検実施方法を見直すことで停止時間を十数秒に抑え，UPS によるバックアップによって無停止運用を可能とした．以上により，サーバ室については完全無停止運用が可能となり，その結果，学内の各所についても，基本的に年一回の停電が発生するだけで，見かけ上ネットワークの停止は発生しないという最小化状態を実現できた．また，サーバ室については，停電復電時に顕在化していたトラブルが分散されることで，大幅な負担軽減となった．

謝辞
本件を実現するにあたり，本学施設部施設管理チームの宮崎典氏を始め同チームの諸氏には多大なるご尽力をいただき，深く感謝する．

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