關于機房安全、可靠的配電系統設計思考

摘要：數據中心基礎設施的建設，很重要的一個環節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、網絡等多個專業技術于一體，更需要豐富的工程實施和管理經驗。計算機房設計與施工的優劣直接關系到機房內計算機系統是否能穩定可靠地運行，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、電源質量、振動、防雷和接地等的要求。所以，一個合格的現代化計算機機房，應該是一個安全可靠、舒適實用、節能高效和具有可擴充性的機房。

關鍵詞：機房;配電保障系統;機房照明配電系統;機房接地系統;監控系統

一.工程介紹：

某供電公司數據中心機房面積351平方米設有主機房91平方米，網絡服務器機房161平方米，配電室54平方米，機房辦公區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，接地系統，設備監控系統，使之具備簡單機房的功能。

（二）設計內容

（1）機房動力配電保障系統

機房輔助設備動力配電系統：

機房輔助動力設備包括計算機專用精密空調系統、計算機機房照明配電系統、計算機機房新風系統及市電輔助系統（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，所以要求配電系統安全可靠，因此該配電系統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，便于管理機房空調設備。各電腦機房及其它房間專用空調電源直接引自開關柜AP1，舒適空調及新風、市電插座引自多用途配電箱AX，體現出集中控制與就地操作相結合的。

機房計算機設備動力配電系統：

機房計算機設備包括計算機主機、服務器、網絡設備、通訊設備等，由于這些設備進行數據的實時處理與實時傳遞，關系重大，所以對電源的質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電機這種運行方式，以保障電源可靠性的要求;系統中同時考慮采用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量的要求。市電電源供電與備用發電機供電在機房配電室進行切換，再經過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。配電系統采用集中及分散控制，輸出配電分柜安裝于負荷集中區域（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

① 照度選擇：

主機房按《電子計算機機房設計規范》（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

據國際GB50174—93《電子計算機房設計規范》，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。

直流工作地網在機房內的布局是：

用3*20mm2的截面銅排敷設在活動地板下，依據計算機設備布局，縱橫組成網格狀，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，并用干線引至動力配電柜中交流接地端子?；顒拥匕屐o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、側擊雷沿電源線進入機房損壞機房內的重要設備，在電源配電柜電源進線處安裝浪涌防雷器。或者在計算機設備電源處使用帶有防雷功能的插座板。

（4）機房設備監控系統

隨著科學技術的日益發展，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，為保障計算機系統時時刻刻地正常運行，各單位投入了大量的環境設備，諸如低壓配電設備、備用柴油機組、UPS、專用空調、消防、漏水報警、門禁設施等等，一旦這些設備出現故障，對計算機系統的運行，對數據傳輸、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，定時巡查機房內的環境設備，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。

機房場地設備監控系統不僅對機房供配電系統（分為一次配電、二次配電）;不間斷電源（UPS）系統;空調系統;消防系統;保安系統（分為門禁系統、閉路監視系統、通道報警系統）;漏水檢測系統等環境設備具有完善的監控和控制功能，更為重要的是融合了機房的管理措施，對發生的各種事件都結合機房的具體情況給出處理信息，提示值班人員進行操作。實現了機房設備的統一監控，實時語音電話報警，實時事件記錄。減輕機房維護人員負擔，有效提高系統的可靠性，理清事件關系，實現機房可靠的科學管理。

工作原理：監控主機、智能模塊、協議轉換模塊、信號處理模塊、多設備驅動卡、視頻處理卡及智能設備等組成。分機房將所有的實時數據、MPEG4窄帶視頻流和報警內容上傳給中心機房，由中心機房統一對所有事件作出響應。

監控主機與智能設備之間通過RS485/232或網絡連接，采用主從方式通過各種通訊協議相互通訊，取得各設備的實時數據，為保障系統實時性，系統采用多線程方式，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控主機，報警信息、參數、視頻錄像分布存儲于各個分控機房，這種分布式的網絡結構，即使監控網絡故障或崩潰，所有的報警信息、視頻錄像記錄及歷史數據依然存儲于分控站的監控主機內，對分析故障的起因提供了保障。并且由于采用了監控主機，確保了系統的擴容性，今后的擴充設備監控，只要增加相應的模塊，就可集成監控。

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