谈数据中心机房配电系统设计及施工
针对机房建设及运行过程中出现的一些问题，对一般数据机房的供配电技术进行了简单介绍，阐述了数据中心机房供配电系统建设内容，并指出施工过程中应考虑的问题及注意事项，以指导实践。
引言
随着信息技术的迅速发展，数据中心机房也得到了迅猛的发展。数据中心机房在保障信息通讯稳定方面的地位越来越重要口]。计算机房的配电系统设计是否合理，施工方案和施工工艺及施工效果是否满足计算机房的施工和验收规范直接影响配电系统运行的稳定和以后维护及增容扩容的可操作性。
本文对从事机房建设工作及处理机房运行过程中出现的一些问题，就一般数据机房的供配电技术进行简单综述，同时提出数据中心机房供配电系统建设需要注意的问题，供广大电气设计及施工人员参考。
1数据中心机房供配电系统建设内容
从机房供配电的系统来划分，可以分为以下几个部分：照明、动力、不间断电源、接地和防雷。一个完善的机房供配电系统是保证计算机设备、场地设备和辅助用电设备可靠运行的基本条件。高品质的机房供电系统主要体现在：无断电故障、高容错；在不影响负载运行的情况下可进行在线维护；有防雷、防水、防火功能。
1．1机房对照明的要求
一般的机房照明系统主要考虑的是照度、眩光，以及应急情况下的照明设置。
1．1．1机房照明标准要求
1)照度要求。
照度设计应根据国家的有关标准并结合工程的实际情况，通常机房区设计照度大于500lx，辅助机房区设计照度大于300lx。考虑到美观的要求，机房区灯具的布置应尽量布置在两排机柜的中间。
2)眩光限制标准。
数据中心机房内基本工作间无眩光，眩光限制等级为I级；第一类辅助房间眩光限制等级为Ⅱ级，可以有轻微眩光；第二、三类辅助房间眩光限制等级为Ⅲ级，允许有眩光感觉。
3)应急照明要求。
机房内照明系统电源由市电和不间断电源(UPS电源、EPS电源、电池灯等)组成，机房内的照明灯具按比例分别接入这两类电源，在市电停电后，机房内采用市电的照明灯具关闭，采用不间断电源的应急照明灯具继续工作，以保证上机人员紧急处理存盘以后撤离，同时在楼道的出口处设置应急出口标志灯。
4)对照明配电箱(柜)的要求。
为了同建筑物内消防系统联动，机房内的市电照明箱(柜)通常要设有脱扣装置，可以通过接收消防系统联动信号而切断市电电源。
1．1．2动力系统
动力配电柜采用放射式配电方式直接配至各用电设备。接地系统采用TN-S方式，零线和地线分开设置。动力配电柜由自动空气开关控制，设过负荷、短路保护等功能，并设有电流、电压显示。
1．1．3UPS电源配电部分
UPS配电系统包括输入配电柜、UPS(包括主机和电池)和输出柜，以及各机房内再设的UPS分配柜或分配箱，为各机房内的计算机设备提供电源。配电柜均采用自动空气开关控制，设过负荷及短路保护，并设有电压、电流的检测指示，同时具有独立的零、地汇流排。
UPS电源布线采用放射式配电方式配至各用电设备。并采用专用屏蔽电力电缆沿线槽敷设到位，这种布线方式有着良好的屏蔽效果，起到防电磁辐射干扰的作用，且具有防鼠、防虫害、灵活方便、加线、改线、便于维修等功能，是机房内最为理想的一种布线方式。
1．2机房接地系统
根据计算机系统的要求，设计时除考虑交流工作地、安全保护地及防雷保护地之外，还应单独考虑一组计算机专用直流工作地，其接地电阻R<1欧姆。考虑到大部分机房实际情况的限制，以及大楼建设时对接地电阻要求的提高，可用三相五线制中的地线作为计算机的工作地。利用大楼结构柱中预留的接地扁钢作为安全保护地和防雷保护地。
考虑到机房的抗静电要求，根据机房的设计规范，机房的静电电压应小于1kV。应对机房内抗静电活动地板进行可靠的接地处理，从而保证计算机设备及人员的安全运行要求。地板的防静电除了做好地板梁和地板腿的接地外，选择合格的表面电阻和立体电阻的地板是关键。
机房内做网格状接地网，另外，镀锌钢管、金属软管、金属接线盒外壳，以及装饰工程的基层金属龙骨均进行了可靠接地，保证机房内的裸露金属外壳为等电位，避免因电源波动较大而干扰设备的正常工作。
1．3机房防雷系统
低压电源系统最易受到雷电和工业操作的干扰，产生瞬间过电压现象，因而影响设备的正常运行甚至损坏设备。因此，为了保护设备的安全，采取措施将可能产生的各种电源扰动限制在设备能够承受的范围之内，并将浪涌电流引入接地网络，通常在建筑物内的高低压配电室内的低压配电柜内设一级电源避雷器，在机房进线配电柜上设二级电源避雷器，UPS电源插座采用带防雷功能的电源插座作为三级防雷装置。
2数据中心机房供电系统建设中需要考虑的问题
2．1机房供电系统容量的整体规划问题
随着对网络设备的要求越来越高，数据中心机房供电系统的重要性在楼宇建设中体现的越来越明显，大楼的一级负荷用电常常被纳入到机房供电系统中，除了机房内的计算机设备，机房供电系统还为大楼的弱电系统(门禁、闭路电视监控、防入侵报警、楼宇自控等系统)提供电源，在统计负荷容量时需要充分考虑现有设备(即计算机设备和大楼其他一级负荷)容量和机房内计算机设备增加而带来的系统扩容问题。
另外，随着网络设备技术的快速发展，服务器的体积越来越小，运算速度越来越快，单位体积的耗电量越来越大，因此应充分考虑机房的扩容问题(满足近3年～5年的发展需要)，即UPS的配置容量应具备相应的扩充。
2．2机房供电系统设计须与其他专业设计合理配合
机房供电系统正常运行作为www.huisheliren.com数据中心机房正常使用必要条件，必须与其他专业合理配合。以下是机房建设中常见的问题：
1)机房内装修从空间区域上划分为吊顶上、地板下和顶板与地板间三层结构，电气系统的设备、器件安装应尽量满足装饰效果，如灯具与顶板的搭配、墙面(柱面)上插座、开关的安装位置、装修使用的金属材料等电位连接。
2)数据中心机房吊顶上、地板下管线多，施工中常出现吊顶上新排风管道、消防管道和强弱电线槽交错，无法确定吊顶标高，从而被迫降低房间标高以及地板下线槽挡住专用空调送风口，风阻提高，线槽生锈的问题。
3)机房内通常要安装门禁、摄像机、扬声器等弱电设备，当机房面积、大弱电设备多时，既要对弱电系统供电作统一考虑，还要对弱电系统中各自系统分别考虑，如门禁系统需要设置继电器以供消防联动，各自系统电源独立，避免一个系统的设备出现断路使得其他系统也被切断电源。
2．3机房供电系统不同于其他供电系统
机房内的UPS电源输出柜除了安装符合三相五线制的铜排(L1／L2／／N／PE)外，又增加了一根工作地排即G排。G排作为信息中心设备的工作地(也称直流地)，为计算机设备提供了独立的接地点，避免与保护地PE排上的其他接地线混接(选用屏蔽电缆时，将与配电柜连接端的铜网与保护地PE排相连，而地线与G排相连)。因此，机房内通常要设有两个独立的接地点，一个接工作地G排，一个接保护地PE排。
数据中心机房内所有插座大致分为两类：一类接市电作为辅助插座安装在距地面30cm左右的墙面上，一类接UPS电作为计算机设备和机房内弱电设备的电源安放在地板下面(少数在顶板内)。辅助插座接具有漏电保护的断路器，接UPS电的插座均不能接具有漏电保护的断路器。从UPS电源输出柜至信息中心设备的电气连接应尽可能减少连接点(例如：插座)，以减小信息中心设备断电的几率。
随着对机房供电系统要求的逐步提高，在机房内配电柜上常常增设智能电量仪，可以在机房内、外实时监控配电柜的各项指标(电流、电压、功率、功率因数等)。有些场所还要求对每一个设备回路做监控即对每个断路器都加辅助触点开关，由此造成原有配电柜数量增加，设备摆放位置(专用空调、配电柜、弱电机柜等)变动，机房内平面布局需要作相应调整。
2．4工程造价与现有需求的矛盾
在数据中心机房建设项目实施时，用户常常想要尽善尽美，要求设计人员反复深化设计以完善方案，但往往受到工程造价金额的限制难于实现，甚至出现一些必备功能欠缺，而一些高级功能在机房的运行维护过程中几乎不用的现象。针对此现象，国内专家总结为“一流设备”“二流设计”“三流管理”，之所以产生这种结论主要是国内对机房设施层面的重视不足。
机房供配电系统建设应根据建设资金和用户实际需求作相应规划，明确系统的必备功能(现有设备正常运行)、扩展功能(系统冗余)和亮点功能(系统设备品质、技术的先进性)，做到因地制宜，合理规划。实现这一目标需要用户和设计人员深入论证和不断沟通。
3结语
随着网络技术的迅速发展，计算机机房设备数量和信息处理量日益增多，人们对供电系统提出了比以往更高的要求，根据业主对系统功能的具体要求和建设投资金额，设计安全、可靠、稳定、便于管理和维护的数据中心机房供配电系统，是设计人员需要考虑的综合问题。而建设一个真正满足使用需要，同时又符合建设投资金额的数据中心机房是用户和设计人员需要共同深入探讨的问题。
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