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淺談軌道式母線槽在數(shù)據(jù)機房系統(tǒng)中的應(yīng)用

更新時間：2020-10-15點擊次數(shù)：481

霍麗麗

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801 

摘 要:本文主要從數(shù)據(jù)機房電氣系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀入手，分析傳統(tǒng)列頭柜加電纜模式的弊端，介紹軌道式母線槽在數(shù)據(jù)機房電氣系統(tǒng)中的*優(yōu)勢，系統(tǒng)闡述軌道式母線槽代替?zhèn)鹘y(tǒng)列頭柜的必然性，為數(shù)據(jù)機房電氣系統(tǒng)應(yīng)用方式的決策提供借鑒和參考。

 

關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)機房；列頭柜；軌道式母線槽

 

一、數(shù)據(jù)機房電氣系統(tǒng)現(xiàn)狀及其應(yīng)用弊端 

（一）數(shù)據(jù)機房電氣系統(tǒng)的現(xiàn)狀

在 20 世紀 80 年代初期，我國開始制定機房建設(shè)方面的相關(guān)國家標準。1982 年我國頒布的 GB2887 一 1982《計算站場地技術(shù)要求》，使機房建設(shè)從此有了統(tǒng)一的標準。數(shù)據(jù)機房是計算機通過代理服務(wù)器與互連網(wǎng)連接構(gòu)成的局部空間。隨著我國網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，使大量數(shù)據(jù)的傳輸成為可能。數(shù)據(jù)機房建設(shè)已成為一個由多個專業(yè)組成的系統(tǒng)工程，主要包括:裝飾系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、接地及防雷系統(tǒng)、空調(diào)通風系統(tǒng)、火災(zāi)自動報警及自動滅火系統(tǒng)、PDU 配電系統(tǒng)、屏蔽工程、綜合布線系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、設(shè)備及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、大屏幕顯示系統(tǒng)、KVM 系統(tǒng)、多媒體會議系統(tǒng)、總控中心系統(tǒng)（ECC）等，可以說，機房建設(shè)涵蓋了智能建筑工程的各個專業(yè)。目前，作為機房建設(shè)重要組成部分的電氣系統(tǒng)主要采用列頭柜加電纜模式。

（二）列頭柜加電纜模式的應(yīng)用弊端

列頭柜是一列機柜設(shè)備頂端的一個機柜，通常在前端的叫列頭柜，末端的叫列尾柜，主要功能是對這一列機柜的交流或者直流負載提供電源，起到配電，監(jiān)控，測量、保護、告警等功能。列頭柜作為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心機房配電系統(tǒng)的特殊產(chǎn)品，根據(jù)機房建設(shè)要求研制了不同配置要求的多層級產(chǎn)品，它集電源輸入、輸出、電能質(zhì)量監(jiān)測的一體化配電設(shè)計；標準網(wǎng)絡(luò)機柜結(jié)構(gòu)，整體外觀一致，配置智能觸摸屏，更直觀的顯示電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，同時可通過數(shù)字通訊上載至后臺環(huán)境控制系統(tǒng)，以達到對整個配電系統(tǒng)的實時監(jiān)控和運行質(zhì)量的有效管理。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，運營商興建數(shù)據(jù)中心有時受一些因素的制約，因此，數(shù)據(jù)機房的改造和增容刻不容緩，原有列頭柜加電纜模式供電的弊端也逐漸顯露出來，主要如下：1. 采用列頭柜方案設(shè)計時已按負載方式預(yù)估完成，初次投入大、未來運維成本高；2.占用服務(wù)器機柜位空間，機房內(nèi)部有效空間使用效率降低；3.需要鋪設(shè)大量線纜不利于機房空調(diào)制冷通風，相應(yīng)增加能耗；4.列頭柜柜體內(nèi)空間有限，未來擴容能力差；5.電纜易老化，且傳導(dǎo)率逐年降低并產(chǎn)生用電安全隱患；6.部署周期長，需要專業(yè)電工資質(zhì)人員操作；7.使用周期短，不利于保護投資，且所有的配電列頭柜組件不利于二次 利用；8.在應(yīng)用于高密度設(shè)備區(qū)時，投資額會成倍增加，成本不可控。

 

二、軌道式母線槽的由來及其特點

隨著密集型母線槽在輸配電領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們逐漸探索母線槽在數(shù)據(jù)機房內(nèi)的應(yīng)用，我公司是*致力于生產(chǎn)母線槽、配電盤及郵電產(chǎn)品的專業(yè)公司，結(jié)合密集型母線槽和滑觸式母線的特點，將一組 U 型銅排配以絕緣導(dǎo)軌，安置于半開口的鋁合金型材中，就形成了軌道式母線槽。

軌道式母線槽相對于列頭柜加電纜模式具有如下特點：

（一）安全性

對比列頭柜 + 線纜的配電產(chǎn)品，軌道式母線槽將工程化設(shè)施提升為模塊化產(chǎn)品，增強了數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng) 10米的安全等級，且后期免維護。

（二）靈活性

模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計的軌道式母線槽配電系統(tǒng)可滿足客戶對末端供電的需求，解決客戶對在線擴容、重新部署和升級設(shè)備的配電需求。對關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)境和數(shù)據(jù)中心而言，可擺脫傳統(tǒng)末端配電系統(tǒng)造成的末端電力調(diào)整不連續(xù)性、工程化及周期長等問題;通過即插即用式的設(shè)計，較大地方便了安裝和使用。

（三）持續(xù)性

現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心更加強調(diào)綠色、環(huán)保和節(jié)能。軌道式母線槽末端配電系統(tǒng)是面向未來的末端供配電模型和解決方案，有更好的可擴展性。這種系統(tǒng)可改變傳統(tǒng)線纜在部署中空間占用比例大、風險防范等級低的問題，解決線纜占用地板下靜壓箱的空間問題，因此是一種既節(jié)能、又提升安全性的系統(tǒng);

（二）可用性

如何實現(xiàn)不間斷的電力配送是數(shù)據(jù)中心電力配送的核心和重要議題，軌道式母線槽*的、可多次使用的插接單元是實現(xiàn)這種可用性的關(guān)鍵，一個安全的、可靠的配電回路通過簡單的插入、旋轉(zhuǎn)和鎖閉即可獲得。

 

三、軌道式母線槽在數(shù)據(jù)機房的應(yīng)用優(yōu)勢

軌道式母線槽作為專門為數(shù)據(jù)機房量身定制的配電產(chǎn)品，在數(shù)據(jù)機房配電系統(tǒng)中有其獨到的應(yīng)用優(yōu)勢：

（一）更高的安全性

降低故障率，減少故障點，大大減少線路數(shù)量，降低人為操作故障。*的接插單元是實現(xiàn)可用性的關(guān)鍵，過簡單的插入、鎖閉即可獲得一個安全的、可靠的分回路。整體架構(gòu)既能支持初始電力需求，又可在使用過程中根據(jù)需求的變化快速擴展。從日負荷到全生命周期內(nèi)的電力供應(yīng)體系架構(gòu)？煽康慕拥叵到y(tǒng)，獨立連續(xù)的地線，與母線槽外殼實現(xiàn)有效的等電位連接。更高的消防安全性。所有母線部件不含鹵化物、有毒物質(zhì)；符合阻燃要求，火災(zāi)情況下，母線不會釋放有害氣體，基本免維護。

（二）更高的靈活性

無論是柜頂或高架地板方式，都可通過大容量中性和接地選項來支持各種單相、多相負載需求。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計地減少安裝時間，同時可解決客戶對在線擴容、重新部署和升級設(shè)備的配電要求？梢韵阮A(yù)置母線槽，待明確機柜內(nèi)設(shè)備用電需求后，根據(jù)實際需求隨時增加、減少或更換插接單元。單相插接箱可以隨時實現(xiàn)三相間的互換，在線調(diào)整負荷所在相位，平衡三相負荷。母線槽本體采用軌道式結(jié)構(gòu)，插接單元可以在母線槽本體上任意調(diào)整位置（除母線槽連接處）。

   （三）更*的節(jié)能性

減少列頭柜增加了服務(wù)機柜的布置空間。改變傳統(tǒng)線纜在部署中空間占用比例大、風險防范等級低的問題，有利于散熱。電壓降減少，降低線路損耗，提高供電效率。消除高架地板下混亂的供電現(xiàn)狀，降低能源消費，提高制冷效果，節(jié)約能耗，優(yōu)化 PUE 值。模塊化的母線本體和插入式分接單元可以遷移和反復(fù)使用，避免投資浪費。產(chǎn)品免維護，節(jié)約運營成本。

（四）集成化的智能監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)采用人機界面的配電、監(jiān)控解決方案。通過監(jiān)控模塊、通訊模塊等構(gòu)成電能監(jiān)控系統(tǒng)，支持多種通訊方式，實時采集電能參數(shù)及開關(guān)狀態(tài)，能準確到每臺機柜的能耗計算，實現(xiàn)遠程電能監(jiān)測、控制。為監(jiān)測插接單元在母線本體插接的可靠性，在插腳處置入溫度傳感器，實時監(jiān)測插腳的接觸狀態(tài)。

隨著云服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心正朝著大型化、高密度、綠色環(huán)保、模塊化方向發(fā)展。隨著 IT 技術(shù)的發(fā)展,出租機房等商業(yè)模式的興起，機房建設(shè)之初機柜密度不確定性大為增加，對機房內(nèi)末端供配電系統(tǒng)在經(jīng)濟性、持續(xù)性、靈活性、可靠性上提出了新的挑戰(zhàn)。列頭柜加電纜的傳統(tǒng)末端配電方式因其局限性而難以適應(yīng)當今技術(shù)的發(fā)展。使用軌道式母線槽來替代列頭柜加電纜的配電方式,成為解決數(shù)據(jù)機房電氣系統(tǒng)發(fā)展的一種新方式

 

四、安科瑞母線槽監(jiān)測產(chǎn)品介紹

（一）概述

數(shù)據(jù)中心小母線系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心末端母線供配電系統(tǒng)的俗稱。近年來，隨著數(shù)據(jù)中心建設(shè)的快速發(fā)展和更高需求，智能小母線系統(tǒng)逐漸被應(yīng)用于機房的末端配電中，具有電流小、插接方便、智能化程度高等特點，即插式插接箱給各個機柜內(nèi)的PDU分配電。始端箱和插接箱內(nèi)可設(shè)置監(jiān)測模塊，將數(shù)據(jù)上傳至動環(huán)監(jiān)控中心。

  （二）AMB智能小母線管理系統(tǒng)

1）交流系統(tǒng)功能：

遙測：三相電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電能、無功電能、電纜溫度，系統(tǒng)頻率、零序電流、零地電壓、漏電流、機柜溫度、機柜濕度、開關(guān)狀態(tài)、電壓/電流諧波含量、電流/功率；

遙信：過電流2段閥值越限、過/欠壓、過功率告警、缺相、過頻率、欠頻率越限、零地電壓、零線電流、溫/濕度告警，開關(guān)狀態(tài)、開關(guān)跳閘；    

2）直流系統(tǒng)功能：

遙測：電壓、電流、功率、電能、電纜溫度、漏電流、機柜溫度、機柜濕度、開關(guān)狀態(tài)、電流/功率；

遙信：過電流2段閥值越限、過/欠壓、過功率告警、缺相、溫/濕度告警，開關(guān)狀態(tài)、開關(guān)跳閘；                             

 

（三）產(chǎn)品介紹

 

    

 

說明：■為標配功能。

參考文獻：

【1】黃永生.軌道式母線槽在數(shù)據(jù)機房電氣系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【2】安科瑞數(shù)據(jù)中心IDC配電監(jiān)控解決方案.2020.03版

 

作者簡介：

淮亞利，女，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事數(shù)據(jù)中心智能小母線監(jiān)控的研發(fā)及應(yīng)用。