關于機房安全、可靠的配電系統(tǒng)設計思考

摘要：數(shù)據(jù)中心基礎設施的建設，很重要的一個環(huán)節(jié)就是計算機機房的建設。機房是存放計算機信息設備通訊設備的房間。計算機機房工程不僅集建筑、電氣、安裝、網(wǎng)絡等多個專業(yè)技術于一體，更需要豐富的工程實施和管理經(jīng)驗。計算機房設計與施工的優(yōu)劣直接關系到機房內(nèi)計算機系統(tǒng)是否能穩(wěn)定可靠地運行，是否能保證各類信息通訊暢通無阻。由于計算機機房的環(huán)境必須滿足計算機等各種微機電子設備和工作人員對溫度、濕度、潔凈度、電磁場強度、噪音干擾、安全保安、防漏、電源質(zhì)量、振動、防雷和接地等的要求。所以，一個合格的現(xiàn)代化計算機機房，應該是一個安全可靠、舒適實用、節(jié)能高效和具有可擴充性的機房。

關鍵詞：機房;配電保障系統(tǒng);機房照明配電系統(tǒng);機房接地系統(tǒng);監(jiān)控系統(tǒng)

一.工程介紹：

某供電公司數(shù)據(jù)中心機房面積351平方米設有主機房91平方米，網(wǎng)絡服務器機房161平方米，配電室54平方米，機房辦公區(qū)45平方米。機房層高為3.6米，梁下高為3.1米，活動地板高0.4米，機房設計凈高2.7米。

二.機房設計

（一）設計要求

對機房中的重要元素作出設計包括機房動力配電保障系統(tǒng)，接地系統(tǒng)，設備監(jiān)控系統(tǒng)，使之具備簡單機房的功能。

（二）設計內(nèi)容

（1）機房動力配電保障系統(tǒng)

機房輔助設備動力配電系統(tǒng)：

機房輔助動力設備包括計算機專用精密空調(diào)系統(tǒng)、計算機機房照明配電系統(tǒng)、計算機機房新風系統(tǒng)及市電輔助系統(tǒng)（市電插座等）。由于機房輔助動力設備直接關系到計算機設備、網(wǎng)絡設備，通訊設備以及機房其他用電設備和工作人員正常工作和人身安全，所以要求配電系統(tǒng)安全可靠，因此該配電系統(tǒng)按照一級負荷考慮進行設計。

電源進線采用電纜或封閉母線（電源取自建筑物本體低壓配電室母線）進線配電柜與出線配電柜并排安裝于機房UPS配電室，采取集中控制，便于管理機房空調(diào)設備。各電腦機房及其它房間專用空調(diào)電源直接引自開關柜AP1，舒適空調(diào)及新風、市電插座引自多用途配電箱AX，體現(xiàn)出集中控制與就地操作相結(jié)合的。

機房計算機設備動力配電系統(tǒng)：

機房計算機設備包括計算機主機、服務器、網(wǎng)絡設備、通訊設備等，由于這些設備進行數(shù)據(jù)的實時處理與實時傳遞，關系重大，所以對電源的質(zhì)量與可靠性的要求最高。設計中采用電源由市電供電加備用發(fā)電機這種運行方式，以保障電源可靠性的要求;系統(tǒng)中同時考慮采用UPS不間斷電源，最大限度滿足機房計算機設備對供電電源質(zhì)量的要求。市電電源供電與備用發(fā)電機供電在機房配電室進行切換，再經(jīng)過UPS不間斷電源對計算機設備供電。

電源進線采用電纜或封閉母線，雙路切換柜、UPS輸入輸出配電柜并排安裝于機房配電室。配電系統(tǒng)采用集中及分散控制，輸出配電分柜安裝于負荷集中區(qū)域（電腦機房及控制室），以便于就地控制、管理設備計算機用電。

（2）機房照明配電系統(tǒng)

① 照度選擇：

主機房按《電子計算機機房設計規(guī)范》（GB50174-93）要求，照度為400Lx

電源室及其它輔助功能間照度不小于300Lx

機房疏散指示燈、安全出口標志燈照度大于1Lx

應急備用照明照度不小于30Lx.;

② 燈具選擇：

燈具選用松業(yè)三管格珊燈組并帶電容補償：3*40W（1200*600）3*20W（600*600）。

燈具正常照明電源由市電供給，由照明配電箱中的斷路器、房間區(qū)域安裝于墻面上的蹺板開關控制。應急備用照明燈具為適當位置的熒光燈燈帶中間一管，應急照明電源由雙路電源供給。正常情況下熒光燈由市電供電，市電停電時，市電電源切換到備用電源，由備用電源供電，燃亮燈具。

（3）機房接地系統(tǒng)

據(jù)國際GB50174—93《電子計算機房設計規(guī)范》，交流工作地、直流工作地、保護地、防雷地宜共用一組接地裝置，其接地電阻按其中最小值要求確定。如果計算機系統(tǒng)直流地與其他地線分開接地，則兩地極間應間隔25米機房設有四種接地形式，即：計算機專用直流邏輯地、配電系統(tǒng)交流工作地、安全保護地、防雷保護地。本次設計考慮為直流邏輯地設一組新的接地極，接地電阻小于1Ω;機房配電系統(tǒng)的交流工作地、安全保護地采用建筑物本體綜合接地（其電阻小于4Ω），防雷接地由建筑物本體防雷設計考慮，機房區(qū)不再單獨設計防雷接地。直流邏輯地極與建筑物接地極的距離應大于20米。

直流工作地網(wǎng)在機房內(nèi)的布局是：

用3*20mm2的截面銅排敷設在活動地板下，依據(jù)計算機設備布局，縱橫組成網(wǎng)格狀，配有專用接地端子，用編織軟銅線以最短的長度與計算機設備相連。計算機直流地需用接地干線引下至接地端子箱。

容易產(chǎn)生靜電的活動地板、飾面金屬塑板墻、不銹鋼玻璃隔墻均采用導線布成泄漏網(wǎng)，并用干線引至動力配電柜中交流接地端子。活動地板靜電泄漏干線采用ZRBV-16mm2導線，靜電泄漏支線采用ZRBV-4mm2導線，支線導體與地板支腿螺栓緊密連接，支線作成網(wǎng)格狀，間隔1.8米*1.8米;不銹鋼玻璃隔墻的金屬框架同樣用靜電泄漏支線連接，并且每一連續(xù)金屬框架的靜電泄漏支線連接點不少于兩處。

為防止感應雷、側(cè)擊雷沿電源線進入機房損壞機房內(nèi)的重要設備，在電源配電柜電源進線處安裝浪涌防雷器?；蛘咴谟嬎銠C設備電源處使用帶有防雷功能的插座板。

（4）機房設備監(jiān)控系統(tǒng)

隨著科學技術的日益發(fā)展，計算機在金融、保險、證券、鐵路、郵電、電力、海關、稅務、國防等領域得到廣泛的運用，為保障計算機系統(tǒng)時時刻刻地正常運行，各單位投入了大量的環(huán)境設備，諸如低壓配電設備、備用柴油機組、UPS、專用空調(diào)、消防、漏水報警、門禁設施等等，一旦這些設備出現(xiàn)故障，對計算機系統(tǒng)的運行，對數(shù)據(jù)傳輸、存儲的可靠性構成威脅。如故障不能及時排除，可能會造成的經(jīng)濟損失是無法估量的，故計算機房的管理工作就顯得尤為重要。

目前許多計算機房采用24小時專人值守，定時巡查機房內(nèi)的環(huán)境設備，這樣不僅加重了管理人員的負擔，造成人力的浪費，而且對事故的發(fā)生時間及責任無科學的認定。更重要的是人為的疏忽或值守人員對設備缺乏必要的了解，即使發(fā)生故障也不能作出及時的處理，那么損失是無可避免的了。

機房場地設備監(jiān)控系統(tǒng)不僅對機房供配電系統(tǒng)（分為一次配電、二次配電）;不間斷電源（UPS）系統(tǒng);空調(diào)系統(tǒng);消防系統(tǒng);保安系統(tǒng)（分為門禁系統(tǒng)、閉路監(jiān)視系統(tǒng)、通道報警系統(tǒng)）;漏水檢測系統(tǒng)等環(huán)境設備具有完善的監(jiān)控和控制功能，更為重要的是融合了機房的管理措施，對發(fā)生的各種事件都結(jié)合機房的具體情況給出處理信息，提示值班人員進行操作。實現(xiàn)了機房設備的統(tǒng)一監(jiān)控，實時語音電話報警，實時事件記錄。減輕機房維護人員負擔，有效提高系統(tǒng)的可靠性，理清事件關系，實現(xiàn)機房可靠的科學管理。

工作原理：監(jiān)控主機、智能模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊、多設備驅(qū)動卡、視頻處理卡及智能設備等組成。分機房將所有的實時數(shù)據(jù)、MPEG4窄帶視頻流和報警內(nèi)容上傳給中心機房，由中心機房統(tǒng)一對所有事件作出響應。

監(jiān)控主機與智能設備之間通過RS485/232或網(wǎng)絡連接，采用主從方式通過各種通訊協(xié)議相互通訊，取得各設備的實時數(shù)據(jù)，為保障系統(tǒng)實時性，系統(tǒng)采用多線程方式，同時與各端口的設備通訊，便于對事件的即時響應。

分機房應采用完全圖形化的用戶界面，可以有組織地管理機房各種設備。由于分控機房采用了監(jiān)控主機，報警信息、參數(shù)、視頻錄像分布存儲于各個分控機房，這種分布式的網(wǎng)絡結(jié)構，即使監(jiān)控網(wǎng)絡故障或崩潰，所有的報警信息、視頻錄像記錄及歷史數(shù)據(jù)依然存儲于分控站的監(jiān)控主機內(nèi)，對分析故障的起因提供了保障。并且由于采用了監(jiān)控主機，確保了系統(tǒng)的擴容性，今后的擴充設備監(jiān)控，只要增加相應的模塊，就可集成監(jiān)控。

參考文獻：

[1]李丙光，車永慧，電子計算機機房設計規(guī)范（GB50174-93），2003

[2]王兆安，黃俊，電力電子技術，機械工業(yè)出版社，2006

[3]文鋒，發(fā)電廠與變電站的二次接線實例分析，機械工業(yè)出版社，2008

[4]于增華，丁國梁，機電工程管理，中國建筑工業(yè)出版社，2013