數據中心機房電氣系統設計與監控產品選型

    4 照明系統

    數據中心主機房和輔助區一般照明的照度標準值應符合表1的要求。

    采用T5熒光燈配節能型整流器，各組燈具有序設置，相鄰燈具電源由不同相序的L線供電，以降低低頻閃效應，提高照明質量。

    備用照明按100%設計，高于GB 50174-2008所要求的50%標準。

    電子信息系統機房應設置通道疏散照明及疏散指示標志燈，主機房通道疏散照明的照度值不低于5 lx。其它區域通道疏散照明的照度值不應低于5 lx。

    5 靜電防護、防雷與接地、電磁屏蔽系統

    5.1 靜電防護

    主機房和輔助區地面采用防靜電地板。機房內所有設備的金屬外殼、管道、線槽、建筑物金屬結構進行SM型等電位聯結接地�；顒拥匕甯魤K用金屬編織帶跨接成網絡格式的靜電接地網絡，并與靜電泄放接地線接通；吊頂、龍骨板、輕質隔墻和護墻層的龍骨，門窗的金屬框均以金屬導線接通，并與靜電泄放接地線接通。

    5.2 防雷與接地

    該工程建筑屬第二類防雷建筑，設防直擊雷、防雷電波侵入和防雷擊電磁脈沖措施，盡量利用建筑物的金屬構件及鋼筋混泥土結構中的鋼筋作為防直擊雷裝置，利用建筑基礎內鋼筋作為接地極，數據中心屬A級雷電防護，設不少于三級浪涌保護，進入機房的強、弱電電纜均配置相應的浪涌保護器，進出機房的信號電纜通過信號濾波器進行屏蔽處理。

    該工程電氣系統接地，保護性接地和功能性接地、防靜電和電磁屏蔽接地、防雷接地等采用共用接地系統。

    5.3 電磁屏蔽系統

    優化建筑物內的平面布置，將設備級線路盡可能設置在院里電磁發生源的地方，優化布線結構，電源線路和信號線路交叉時采用直角交叉方式，為避免電源線路和信號線路形成環狀而加大電磁感應的影響，進入同一機房的線路，配置在房間的同一側，電源線路和信號線路分別敷設在不同位置，并穿金屬線槽保護，對信息系統機房采用屏蔽和接地措施，使機房內無線電干擾場強和磁場干擾環境場強不大于規范要求。

    6 機房布線系統

    根據規范及業主要求，該機房布線滿足以下要求：采用先進的符合ISO 11801-2002標準和EIA/TIA 568B標準的布線系統；由于該數據中心有安全保密要求，所有布線采用屏蔽電纜（包括線纜、配線架和信息出口）、光纜1+1的冗余布線系統，機房內機柜區域線纜全部采用機柜上方T型橋架走線方式鋪設，其它區域采用地板下暗敷方式走線，機房主配線架使用19英寸標準機柜，以便將網絡設備與配線架合成一體，提高整個系統的可靠性。

    7 機房監控與安全防護系統

    數據中心的環境和設備監控系統、安防系統在IF共用監控中心，機房主機的集中控制和管理采用KVM切換系統、該系統實現了機房設備的統一監控，減輕了機房維護人員的負擔，提高了系統的可靠性，實現了機房的科學管理。

    為保證數據中心運行的可靠性，選用機房場地設備監控系統，部分重要開關和現場設有傳感器。位于現場的的傳感器將采集的信號傳至IF監控室，若回傳信號超出設定范圍則報警，并自動或手動切除或投入備用設備。該系統設計遵循可靠性、擴展性、方便性，并具有遠程監測功能的原則。

    設計監測對象包括：

    1)對機房配電柜總進線電量、主要開關狀態機服務器配電柜各路開關的輸出電壓、電流進行監測。

    2)對機房內各個區域的絕對溫度和相對濕度進行監測。

    3)對機房精密空調運行、漏水情況進行監測。

    4)對機房UPS情況進行監測。

    5)視頻安防監控系統。

    系統結構由監控主機、智能模塊、協議轉換模塊、局域網絡等組成，用戶還可根據需要選擇無線通信等設備。

    安防系統由視頻監控，入侵報警和出入口控制系統組成，技防等級達到極致，以上標準均高于GB 50174-2008所要求的A級標準。

    8 電氣火災自動報警系統

    數據中心是有著巨額設備投資的重要工程，一旦發生火災，損失巨大，因此合理設計火災自動報警系統，是數據中心火災自動報警系統設計的重點，在某些重點工程的要害區域，應結合工程具體情況設置多重火災探測設備，以確保全方位探知火災隱情，為人員及設備提供極其安全可靠的保障。

    針對A級電子信息系統機房的主機房，可配備我司開發的電氣火災監控系統Acrel-6000，該系統能對配電線路、變配電設備、重要用電設備的電流(以線路漏電電流為主)和溫度變化進行檢測，以及對隱患和故障部位的地址進行報警，該系統主要包括兩部分：Acrel-6000電氣火災監控設備和ARCM系列電氣火災監控探測器，該系統是通過剩余電流互感器或溫度傳感器實時監測回路的剩余電流和溫度信號，剩余電流互感器或溫度傳感器將采集的信號通過探測器加以顯示，并通過RS485通訊總線上傳到監控設備，以實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制、管理的運行于計算機的工業級硬件/軟件系統。

    它主要包括以下六個功能：監控報警；故障報警；控制輸出；自檢；報警記錄；操作分級。

    （1）監控報警功能主要包括：被監控回路開關的實時狀態；故障信號指示；聯動輸入；≤30s的監控報警響應時間；監控報警聲信號指示及操作。

    （2）故障報警功能包括：監控設備與探測器之間的連接線斷路、短路故障監測；監控設備主電源欠壓（≤80%主電源電壓）或過壓（≥110%主電源電壓）監測。

    （3）控制輸出功能包括：對個別或全部被監控單元的分閘、合閘進行遙控操作；報警控制輸出；脫扣控制輸出。

    （4）自檢功能包括：通信線路的斷路、短路檢查；手動檢查或系統自檢。報警記錄功能包括：報警、故障事件類型、發生時間記錄；根據記錄日期、故障類型等條件查詢；

    （5）報警記錄查詢及打印功能。

    （6）操作分級包括：日常值班人員，可進入軟件界面查看實時監測情況、消除報警聲音和查詢報警記錄。

圖4 電氣火災監控系統圖

    9 結語

    數據中心機房設計是一個復雜的系統工程，需要由資質的專業設計單位才能進行數據中心機房的設計工作，在設計中切實做到從數據中心機房需要出發，滿足功能需求，為設備提供一個安全運行的空間，兼顧美觀實用，為數據機房工程的順利開展打下一個堅實的基礎。本文分別從供配電、照明、靜電防護、防雷與接地、電磁屏蔽、機房布線、機房監控與安全防范、消防等方面，對數據中心中要求最高的A級機房的電氣系統設計進行了詳細介紹，可為該類型數據中心的電氣系統設計工作提供一些指導和參考。

    參考文獻

    [1]數據中心機房電氣系統設計.：毋向輝/許桂敏

    [2]數據中心機房電氣設計的相關要點：劉莉馨/楊宏宇

    [3]安科瑞電氣股份有限公司產品選型手冊2013.08版

    [4]20kV及以下變電所微機保護裝置二次電路圖冊 2013.09

    [5]能效管理系統設計安裝圖冊 2013.07

    作者簡介：

    徐霜，女，大學本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為數據中心配電柜設計<