引言

    隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心機(jī)房也得到了迅猛的發(fā)展。數(shù)據(jù)中心機(jī)房在保障信息通訊穩(wěn)定方面的地位越來越重要口]。計(jì)算機(jī)房的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理，施工方案和施工工藝及施工效果是否滿足計(jì)算機(jī)房的施工和驗(yàn)收規(guī)范直接影響配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和以后維護(hù)及增容擴(kuò)容的可操作性。

    本文對(duì)從事機(jī)房建設(shè)工作及處理機(jī)房運(yùn)行過程中出現(xiàn)的一些問題，就一般數(shù)據(jù)機(jī)房的供配電技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單綜述，同時(shí)提出數(shù)據(jù)中心機(jī)房供配電系統(tǒng)建設(shè)需要注意的問題，供廣大電氣設(shè)計(jì)及施工人員參考。

1 數(shù)據(jù)中心機(jī)房供配電系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

    從機(jī)房供配電的系統(tǒng)來劃分，可以分為以下幾個(gè)部分：照明、動(dòng)力、不間斷電源、接地和防雷。一個(gè)完善的機(jī)房供配電系統(tǒng)是保證計(jì)算機(jī)設(shè)備、場(chǎng)地設(shè)備和輔助用電設(shè)備可靠運(yùn)行的基本條件。高品質(zhì)的機(jī)房供電系統(tǒng)主要體現(xiàn)在：無斷電故障、高容錯(cuò)；在不影響負(fù)載運(yùn)行的情況下可進(jìn)行在線維護(hù)；有防雷、防水、防火功能 。

    1．1 機(jī)房對(duì)照明的要求

    一般的機(jī)房照明系統(tǒng)主要考慮的是照度、眩光，以及應(yīng)急情況下的照明設(shè)置。

    1．1．1 機(jī)房照明標(biāo)準(zhǔn)要求

    1)照度要求。

    照度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合工程的實(shí)際情況，通常機(jī)房區(qū)設(shè)計(jì)照度大于500lx，輔助機(jī)房區(qū)設(shè)計(jì)照度大于300lx�？紤]到美觀的要求，機(jī)房區(qū)燈具的布置應(yīng)盡量布置在兩排機(jī)柜的中間。

    2)眩光限制標(biāo)準(zhǔn)。

    數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)基本工作間無眩光，眩光限制等級(jí)為I級(jí)；第一類輔助房間眩光限制等級(jí)為Ⅱ級(jí)，可以有輕微眩光；第二、三類輔助房間眩光限制等級(jí)為Ⅲ級(jí)，允許有眩光感覺。

    3)應(yīng)急照明要求。

    機(jī)房?jī)?nèi)照明系統(tǒng)電源由市電和不間斷電源(UPS電源、EPS電源、電池?zé)舻?組成，機(jī)房?jī)?nèi)的照明燈具按比例分別接入這兩類電源，在市電停電后，機(jī)房?jī)?nèi)采用市電的照明燈具關(guān)閉，采用不間斷電源的應(yīng)急照明燈具繼續(xù)工作，以保證上機(jī)人員緊急處理存盤以后撤離，同時(shí)在樓道的出口處設(shè)置應(yīng)急出口標(biāo)志燈。

    4)對(duì)照明配電箱(柜)的要求。

    為了同建筑物內(nèi)消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，機(jī)房?jī)?nèi)的市電照明箱(柜)通常要設(shè)有脫扣裝置，可以通過接收消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)信號(hào)而切斷市電電源。

    1．1．2 動(dòng)力系統(tǒng)

    動(dòng)力配電柜采用放射式配電方式直接配至各用電設(shè)備。接地系統(tǒng)采用TN-S方式，零線和地線分開設(shè)置。動(dòng)力配電柜由自動(dòng)空氣開關(guān)控制，設(shè)過負(fù)荷、短路保護(hù)等功能，并設(shè)有電流、電壓顯示。

    1．1．3 UPS電源配電部分

    UPS 配電系統(tǒng)包括輸入配電柜、UPS(包括主機(jī)和電池)和輸出柜，以及各機(jī)房?jī)?nèi)再設(shè)的UPS 分配柜或分配箱，為各機(jī)房?jī)?nèi)的計(jì)算機(jī)設(shè)備提供電源。配電柜均采用自動(dòng)空氣開關(guān)控制，設(shè)過負(fù)荷及短路保護(hù)，并設(shè)有電壓、電流的檢測(cè)指示，同時(shí)具有獨(dú)立的零、地匯流排。

    UPS 電源布線采用放射式配電方式配至各用電設(shè)備。并采用專用屏蔽電力電纜沿線槽敷設(shè)到位，這種布線方式有著良好的屏蔽效果，起到防電磁輻射干擾的作用，且具有防鼠、防蟲害、靈活方便、加線、改線、便于維修等功能，是機(jī)房?jī)?nèi)最為理想的一種布線方式。

    1．2 機(jī)房接地系統(tǒng)

    根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)時(shí)除考慮交流工作地、安全保護(hù)地及防雷保護(hù)地之外，還應(yīng)單獨(dú)考慮一組計(jì)算機(jī)專用直流工作地，其接地電阻R<1歐姆�？紤]到大部分機(jī)房實(shí)際情況的限制，以及大樓建設(shè)時(shí)對(duì)接地電阻要求的提高，可用三相五線制中的地線作為計(jì)算機(jī)的工作地。利用大樓結(jié)構(gòu)柱中預(yù)留的接地扁鋼作為安全保護(hù)地和防雷保護(hù)地。

    考慮到機(jī)房的抗靜電要求，根據(jù)機(jī)房的設(shè)計(jì)規(guī)范，機(jī)房的靜電電壓應(yīng)小于1 kV。應(yīng)對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)抗靜電活動(dòng)地板進(jìn)行可靠的接地處理，從而保證計(jì)算機(jī)設(shè)備及人員的安全運(yùn)行要求。地板的防靜電除了做好地板梁和地板腿的接地外，選擇合格的表面電阻和立體電阻的地板是關(guān)鍵。

    機(jī)房?jī)?nèi)做網(wǎng)格狀接地網(wǎng)，另外，鍍鋅鋼管、金屬軟管、金屬接線盒外殼，以及裝飾工程的基層金屬龍骨均進(jìn)行了可靠接地，保證機(jī)房?jī)?nèi)的裸露金屬外殼為等電位，避免因電源波動(dòng)較大而干擾設(shè)備的正常工作。

    1．3 機(jī)房防雷系統(tǒng)

    低壓電源系統(tǒng)最易受到雷電和工業(yè)操作的干擾，產(chǎn)生瞬間過電壓現(xiàn)象，因而影響設(shè)備的正常運(yùn)行甚至損壞設(shè)備。因此，為了保護(hù)設(shè)備的安全，采取措施將可能產(chǎn)生的各種電源擾動(dòng)限制在設(shè)備能夠承受的范圍之內(nèi)，并將浪涌電流引入接地網(wǎng)絡(luò)，通常在建筑物內(nèi)的高低壓配電室內(nèi)的低壓配電柜內(nèi)設(shè)一級(jí)電源避雷器，在機(jī)房進(jìn)線配電柜上設(shè)二級(jí)電源避雷器，UPS電源插座采用帶防雷功能的電源插座作為三級(jí)防雷裝置。

2 數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)建設(shè)中需要考慮的問題

    2．1 機(jī)房供電系統(tǒng)容量的整體規(guī)劃問題

    隨著對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求越來越高，數(shù)據(jù)中心機(jī)房供電系統(tǒng)的重要性在樓宇建設(shè)中體現(xiàn)的越來越明顯，大樓的一級(jí)負(fù)荷用電常常被納入到機(jī)房供電系統(tǒng)中，除了機(jī)房?jī)?nèi)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，機(jī)房供電系統(tǒng)還為大樓的弱電系統(tǒng)(門禁、閉路電視監(jiān)控、防入侵報(bào)警、樓宇自控等系統(tǒng))提供電源，在統(tǒng)計(jì)負(fù)荷容量時(shí)需要充分考慮現(xiàn)有設(shè)備(即計(jì)算機(jī)設(shè)備和大樓其他一級(jí)負(fù)荷)容量和機(jī)房?jī)?nèi)計(jì)算機(jī)設(shè)備增加而帶來的系統(tǒng)擴(kuò)容問題。

    另外，隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)的快速發(fā)展，服務(wù)器的體積越來越小，運(yùn)算速度越來越快，單位體積的耗電量越來越大，因此應(yīng)充分考慮機(jī)房的擴(kuò)容問題(滿足近3年～5年的發(fā)展需要)，即UPS的配置容量應(yīng)具備相應(yīng)的擴(kuò)充。

    2．2 機(jī)房供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)須與其他專業(yè)設(shè)計(jì)合理配合

    機(jī)房供電系統(tǒng)正常運(yùn)行作為數(shù)據(jù)中心機(jī)房正常使用必要條件，必須與其他專業(yè)合理配合。以下是機(jī)房建設(shè)中常見的問題：

    1)機(jī)房?jī)?nèi)裝修從空間區(qū)域上劃分為吊頂上、地板下和頂板與地板間三層結(jié)構(gòu)，電氣系統(tǒng)的設(shè)備、器件安裝應(yīng)盡量滿足裝飾效果，如燈具與頂板的搭配、墻面(柱面)上插座、開關(guān)的安裝位置、裝修使用的金屬材料等電位連接。

    2)數(shù)據(jù)中心機(jī)房吊頂上、地板下管線多，施工中常出現(xiàn)吊頂上新排風(fēng)管道、消防管道和強(qiáng)弱電線槽交錯(cuò)，無法確定吊頂標(biāo)高，從而被迫降低房間標(biāo)高以及地板下線槽擋住專用空調(diào)送風(fēng)口，風(fēng)阻提高，線槽生銹的問題。

    3)機(jī)房?jī)?nèi)通常要安裝門禁、攝像機(jī)、揚(yáng)聲器等弱電設(shè)備，當(dāng)機(jī)房面積、大弱電設(shè)備多時(shí)，既要對(duì)弱電系統(tǒng)供電作統(tǒng)一考慮，還要對(duì)弱電系統(tǒng)中各自系統(tǒng)分別考慮，如門禁系統(tǒng)需要設(shè)置繼電器以供消防聯(lián)動(dòng)，各自系統(tǒng)電源獨(dú)立，避免一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備出現(xiàn)斷路使得其他系統(tǒng)也被切斷電源。

    2．3 機(jī)房供電系統(tǒng)不同于其他供電系統(tǒng)

    機(jī)房?jī)?nèi)的UPS電源輸出柜除了安裝符合三相五線制的銅排(L1／L2／ ／N／PE)外，又增加了一根工作地排即G排。G排作為信息中心設(shè)備的工作地(也稱直流地)，為計(jì)算機(jī)設(shè)備提供了獨(dú)立的接地點(diǎn)，避免與保護(hù)地PE排上的其他接地線混接(選用屏蔽電纜時(shí)，將與配電柜連接端的銅網(wǎng)與保護(hù)地PE排相連，而地線與G排相連)。因此，機(jī)房?jī)?nèi)通常要設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的接地點(diǎn)，一個(gè)接工作地G排，一個(gè)接保護(hù)地PE排。

    數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)所有插座大致分為兩類：一類接市電作為輔助插座安裝在距地面30 cm左右的墻面上，一類接UPS 電作為計(jì)算機(jī)設(shè)備和機(jī)房?jī)?nèi)弱電設(shè)備的電源安放在地板下面(少數(shù)在頂板內(nèi))。輔助插座接具有漏電保護(hù)的斷路器，接UPS 電的插座均不能接具有漏電保護(hù)的斷路器。從UPS電源輸出柜至信息中心設(shè)備的電氣連接應(yīng)盡可能減少連接點(diǎn)(例如：插座)，以減小信息中心設(shè)備斷電的幾率。

    隨著對(duì)機(jī)房供電系統(tǒng)要求的逐步提高，在機(jī)房?jī)?nèi)配電柜上常常增設(shè)智能電量?jī)x，可以在機(jī)房?jī)?nèi)、外實(shí)時(shí)監(jiān)控配電柜的各項(xiàng)指標(biāo)(電流、電壓、功率、功率因數(shù)等)。有些場(chǎng)所還要求對(duì)每一個(gè)設(shè)備回路做監(jiān)控即對(duì)每個(gè)斷路器都加輔助觸點(diǎn)開關(guān)，由此造成原有配電柜數(shù)量增加，設(shè)備擺放位置(專用空調(diào)、配電柜、弱電機(jī)柜等)變動(dòng)，機(jī)房?jī)?nèi)平面布局需要作相應(yīng)調(diào)整。

    2．4 工程造價(jià)與現(xiàn)有需求的矛盾

    在數(shù)據(jù)中心機(jī)房建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，用戶常常想要盡善盡美，要求設(shè)計(jì)人員反復(fù)深化設(shè)計(jì)以完善方案，但往往受到工程造價(jià)金額的限制難于實(shí)現(xiàn)，甚至出現(xiàn)一些必備功能欠缺，而一些高級(jí)功能在機(jī)房的運(yùn)行維護(hù)過程中幾乎不用的現(xiàn)象。針對(duì)此現(xiàn)象，國(guó)內(nèi)專家總結(jié)為“一流設(shè)備”“二流設(shè)計(jì)”“三流管理”，之所以產(chǎn)生這種結(jié)論主要是國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)房設(shè)施層面的重視不足。

    機(jī)房供配電系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)根據(jù)建設(shè)資金和用戶實(shí)際需求作相應(yīng)規(guī)劃，明確系統(tǒng)的必備功能(現(xiàn)有設(shè)備正常運(yùn)行)、擴(kuò)展功能(系統(tǒng)冗余)和亮點(diǎn)功能(系統(tǒng)設(shè)備品質(zhì)、技術(shù)的先進(jìn)性)，做到因地制宜，合理規(guī)劃。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要用戶和設(shè)計(jì)人員深入論證和不斷溝通。

3 結(jié)語(yǔ)

    隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)機(jī)房設(shè)備數(shù)量和信息處理量日益增多，人們對(duì)供電系統(tǒng)提出了比以往更高的要求，根據(jù)業(yè)主對(duì)系統(tǒng)功能的具體要求和建設(shè)投資金額，設(shè)計(jì)安全、可靠、穩(wěn)定、便于管理和維護(hù)的數(shù)據(jù)中心機(jī)房供配電系統(tǒng)，是設(shè)計(jì)人員需要考慮的綜合問題。而建設(shè)一個(gè)真正滿足使用需要，同時(shí)又符合建設(shè)投資金額的數(shù)據(jù)中心機(jī)房是用戶和設(shè)計(jì)人員需要共同深入探討的問題。

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