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

淮亞利

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(jī)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(jī)房電氣系統(tǒng)中的*優(yōu)勢(shì)，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(jī)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(jī)房；列頭柜；軌道式母線槽

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

（一）數(shù)據(jù)機(jī)房電氣系統(tǒng)的現(xiàn)狀

在 20 世紀(jì) 80 年代初期，我國(guó)開(kāi)始制定機(jī)房建設(shè)方面的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。1982 年我國(guó)頒布的 GB2887 一 1982《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)要求》，使機(jī)房建設(shè)從此有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)機(jī)房是計(jì)算機(jī)通過(guò)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(guó)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(jī)房建設(shè)已成為一個(gè)由多個(gè)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(fēng)系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及自動(dòng)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(huì)議系統(tǒng)、總控中心系統(tǒng)（ECC）等，可以說(shuō)，機(jī)房建設(shè)涵蓋了智能建筑工程的各個(gè)。目前，作為機(jī)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(jī)柜設(shè)備頂端的一個(gè)機(jī)柜，通常在前端的叫列頭柜，末端的叫列尾柜，主要功能是對(duì)這一列機(jī)柜的交流或者直流負(fù)載提供電源，起到配電，監(jiān)控，測(cè)量、保護(hù)、告警等功能。列頭柜作為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電系統(tǒng)的特殊產(chǎn)品，根據(jù)機(jī)房建設(shè)要求研制了不同配置要求的多層級(jí)產(chǎn)品，它集電源輸入、輸出、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的一體化配電設(shè)計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)機(jī)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(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)可通過(guò)數(shù)字通訊上載至后臺(tái)環(huán)境控制系統(tǒng)，以達(dá)到對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和運(yùn)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(yùn)營(yíng)商興建數(shù)據(jù)中心有時(shí)受一些因素的制約，因此，數(shù)據(jù)機(jī)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(lái)，主要如下：1. 采用列頭柜方案設(shè)計(jì)時(shí)已按負(fù)載方式預(yù)估完成，初次投入大、未來(lái)運(yùn)維成本高；2.占用服務(wù)器機(jī)柜位空間，機(jī)房?jī)?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(jī)房空調(diào)制冷通風(fēng)，相應(yīng)增加能耗；4.列頭柜柜體內(nèi)空間有限，未來(lái)擴(kuò)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(zhǎng)，需要電工資質(zhì)人員操作；7.使用周期短，不利于保護(hù)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(shí)，投資額會(huì)成倍增加，成本不可控。

二、軌道式母線槽的由來(lái)及其特點(diǎn)

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(jī)房?jī)?nèi)的應(yīng)用，我公司是長(zhǎng)期致力于生產(chǎn)母線槽、配電盤(pán)及郵電產(chǎn)品的公司，結(jié)合密集型母線槽和滑觸式母線的特點(diǎn)，將一組 U 型銅排配以絕緣導(dǎo)軌，安置于半開(kāi)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(duì)于列頭柜加電纜模式具有如下特點(diǎn)：

（一）安全性

對(duì)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(qiáng)了數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng) 10米的安全等級(jí)，且后期免維護(hù)。

（二）靈活性

模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軌道式母線槽配電系統(tǒng)可滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)末端供電的需求，解決客戶(hù)對(duì)在線擴(kuò)容、重新部署和升級(jí)設(shè)備的配電需求。對(duì)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(zhǎng)等問(wèn)題;通過(guò)即插即用式的設(shè)計(jì)，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(qiáng)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(lái)的末端供配電模型和解決方案，有更好的可擴(kuò)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(fēng)險(xiǎn)防范等級(jí)低的問(wèn)題，解決線纜占用地板下靜壓箱的空間問(wèn)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(shí)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(shí)現(xiàn)這種可用性的關(guān)鍵，一個(gè)安全的、可靠的配電回路通過(guò)簡(jiǎn)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(jī)房的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

軌道式母線槽作為專(zhuān)門(mén)為數(shù)據(jù)機(jī)房量身定制的配電產(chǎn)品，在數(shù)據(jù)機(jī)房配電系統(tǒng)中有其獨(dú)到的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：

（一）更高的安全性

降低故障率，減少故障點(diǎn)，大大減少線路數(shù)量，降低人為操作故障。*的接插單元是實(shí)現(xiàn)可用性的關(guān)鍵，過(guò)簡(jiǎn)單的插入、鎖閉即可獲得一個(gè)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(guò)程中根據(jù)需求的變化快速擴(kuò)展。從日負(fù)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(dú)立連續(xù)的地線，與母線槽外殼實(shí)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(huì)釋放有毒氣體，基本免維護(hù)。

（二）更高的靈活性

無(wú)論是柜頂或高架地板方式，都可通過(guò)大容量中性和接地選項(xiàng)來(lái)支持各種單相、多相負(fù)載需求。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地減少安裝時(shí)間，同時(shí)可解決客戶(hù)對(duì)在線擴(kuò)容、重新部署和升級(jí)設(shè)備的配電要求?？梢韵阮A(yù)置母線槽，待明確機(jī)柜內(nèi)設(shè)備用電需求后，根據(jù)實(shí)際需求隨時(shí)增加、減少或更換插接單元。單相插接箱可以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)三相間的互換，在線調(diào)整負(fù)荷所在相位，平衡三相負(fù)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(jī)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(fēng)險(xiǎn)防范等級(jí)低的問(wèn)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(fèi)，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(fèi)。產(chǎn)品免維護(hù)，節(jié)約運(yùn)營(yíng)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(jī)界面的配電、監(jiān)控解決方案。通過(guò)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(shí)時(shí)采集電能參數(shù)及開(kāi)關(guān)狀態(tài)，能準(zhǔn)確到每臺(tái)機(jī)柜的能耗計(jì)算，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電能監(jiān)測(cè)、控制。為監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(jī)房等商業(yè)模式的興起，機(jī)房建設(shè)之初機(jī)柜密度不確定性大為增加，對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)末端供配電系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)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(dāng)今技術(shù)的發(fā)展。使用軌道式母線槽來(lái)替代列頭柜加電纜的配電方式,成為解決數(shù)據(jù)機(jī)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(cè)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(chēng)。近年來(lái)，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(jī)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(diǎn)，即插式插接箱給各個(gè)機(jī)柜內(nèi)的PDU分配電。始端箱和插接箱內(nèi)可設(shè)置監(jiān)測(cè)模塊，將數(shù)據(jù)上傳至動(dòng)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(cè)：三相電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電能、無(wú)功電能、電纜溫度，系統(tǒng)頻率、零序電流、零地電壓、漏電流、機(jī)柜溫度、機(jī)柜濕度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電壓/電流諧波含量、電流/功率；

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

2）直流系統(tǒng)功能：

遙測(cè)：電壓、電流、功率、電能、電纜溫度、漏電流、機(jī)柜溫度、機(jī)柜濕度、開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流/功率；

遙信：過(guò)電流2段閥值越限、過(guò)/欠壓、過(guò)功率告警、缺相、溫/濕度告警，開(kāi)關(guān)狀態(tài)、開(kāi)關(guān)跳閘；                             

（三）產(chǎn)品介紹

說(shuō)明：■為標(biāo)配功能。

參考文獻(xiàn)：

【1】黃永生.軌道式母線槽在數(shù)據(jù)機(jī)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