信息化机房建设配电示意图

机房电气系统

电气系统

工程范围及任务

1、电气系统范围：机房配电系统，含机房UPS、空调系统、动力系统、照明系统、消防系统、维修测试系统。

2、任务要求在工程范围内配电系统的综合设计和施工管理配合，目标是满足配电系统对计算机等负荷用电的可靠性、可控性、冗余度、可扩展性，保障供电系统全年故障率超过十万分的一,可使用率达99.999%。

在系统设计和设备、材料的选用，要以整个系统可靠性的量化指标作为系统设计的原则，在设备配置、工艺、施工、维修、保养、运营管理等各方面都要满足这一目标。在故障时限内，有必要的容错和故障恢复措施，保证不间断的电源供给，使整个系统工作正常、持续，这也是本系统实施的最终目标。

供电系统概述

机房用电负荷为一级负荷，设计大楼“市电+UPS不间断电源”的供电方式。

机房UPS配电

主机房UPS系统采用原有1台20KVA UPS对机房计算机设备负载供电。

机房网络机柜、服务器机柜采用双路UPS电源插座，机柜末端接8位PDU插座。

小型机机柜采用双路工业连接器直接给设备供电。

UPS电源及电缆敷设采用阻燃屏蔽电缆，能减少强电电源对弱电信号线缆的干扰。

强电线路沿金属线槽及镀锌钢管敷设与弱电线路应有一定的间隔。

大功率电源插座（工业连接器）

功率插套具有弹簧紧箍卡簧结构,可保证接插时插杆与插套的间极低的接触电阻,外壳颜色表示使用不同的电压和频率。

不同型号插头、插座因插头位置、直径、极数不相同而防止误插。

设计防脱落装置,具有优异的电气绝缘性能和介质强度，耐冲击，可稳定地工作在较低或较高温度的室内或室外环境。

有IP44及IP67等不同程度的防水等级。

插座、插头配套供应。

在各房间应设置适当数量的市电维修插座，插座类型为：220V/10A。电缆为阻燃铜芯的电缆，阻燃电线应穿钢管。活动地板下部的电源线应尽可能远离计算机信号线，并避免并排敷设。而当并排敷设不能避免时，应作最少300mm 距离分隔或采取其它相应的屏蔽措施。全部配电线路必须穿金属线管（槽）敷设。

机房内的插座应分为两种，分别为不间断电源（UPS）插座和市电插座，市电和UPS供电的插座用不同颜色加以区别。插座分布及数量考虑留有一定的余量。

配电柜设置

配电柜布置

国产玻璃门柜体

配电柜选用国产玻璃门X L系列配电柜。本设计中配电柜具有以下特点：

在配电柜中设置相应的避雷器和远程电量监控设备，避雷器的设置满足机房B、C级防雷的要求，远程电量监控设备的安装，满足配电柜防浪涌、防雷击、过流保护、对总输入电压、电流、频率进行远程监控等功能。

产品符合IEC 898，GB 10963标准和CCEE安全认证要求。

单相负荷应均匀地分配在三相线路上，三相负荷不平衡度小于20% 。

选用国际知名品牌施奈德断路器，具有过电压、过电流、短路等保护；电流表、电压表、指示灯、转换开关等均为进口或合资产品。

机房配电柜内配置合适数量的16A、32A等单相和三相开关。

维修插座回路采用电子式漏电断路器。

考虑以后扩展，配电柜、配电箱均留出一定的备用容量，使整个供配电系统安全、优质、稳定、经济且维护简便。

动力配电柜内设紧急断电联锁接线端口，与消防紧急断电设备相连，确保在发生火灾时能迅速切断空调、新风、照明等设备。

配电柜元器件介绍

塑壳开关

各配电柜内的柜内大功率电源输出开关选用法国梅兰日兰--施耐德电气公司出品的塑壳开关（Compact NS系列），该品牌开关特点为：

独特的双旋转分断结构

能量跳闸系统，提高反应速度

超强的分断能力，最高可达150kA

快速切断故障电流，最短仅为2ms

模块化结构，灵活适应不同应用场合

机械与电气寿命长

C65N系列小型短路器

其他各分支开关选用施耐德开关（C65N系列小型短路器）；

C65系列小型短路器具丰富的产品系列，根据分断能力的不同，C65a, C65N, C65H,C65L的分断能力覆盖了4.5~15KA的范围，额定电流1～63A，具B/C/D型脱扣曲线。可拼装丰富的电气附件、机械附件，实现功能的极大扩充和操作的便利。全系列产品可拼装漏电保护附件，实现A/AC类漏电保护功能，额定剩余动作电流包括30mA,300mA和300mA延时型。可广泛应用于工业、商业及民用低压终端配电的需要。

分流装置Multiclip

采用独特的Multiclip电流配送装置或梳型母线，分路开关的安装与拆卸极为简便、快捷、安全。与梳状排配送装置相比，更换开关不影响其他开关正常运行。

其他

根据显示、指示需要，在配电柜盘面上安装电量仪表和红、绿、黄三色指示灯，可随时监测三相线电压、相电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率等，供值班人员参考和记录。

电缆敷设，配管配线

金属线槽、电源插座安装

机房地板下使用金属桥架解决电力布线的问题。桥架大小尺寸综合考虑满配线缆数量和扩容余量后，按规范要求的占空比设计。为避免可能的机房漏水造成灾难性后果，我们设计金属桥架架空距离地面50mm，插座采用定制的金属插座盒，固定在强电桥架与弱电桥架的间，这样强弱电线路就可以很方便的有各自的桥架中端接到金属插座盒中。强弱电插座的间在金属插座盒内部设一金属隔板，从而有效地避免了强电线路对弱电线路的干扰。

金属线槽、电源插座安装示意图

机房、操作间静电地板上安装市电翻板插座插座，供维修、打扫卫生等用电，以示和UPS电源有所区别

强弱电桥架的布置

我们要为机房内的所有网络设备机柜、服务器机柜提供UPS电源，所有强电线路尽量采用暗敷方式，以免影响美观。考虑到维修方便和线路数量较多，采用静电地板下金属线槽配线，同时起到金属屏蔽的作用，减少对弱电线路的影响。金属线槽的架设走向应充分考虑其合理性和空调送风间的关系。

强电线槽敷设在机柜的正面，弱电线槽敷设在机柜的背面。

弱电线槽与强电线槽平行敷设时，至少相距300mm。

弱电线槽与强电线槽交叉时，弱电线槽走在强电线槽的上面。

线槽全部离地安装。

电缆的选择

载流量：考虑到夏季气温较高，电缆载流量相对减少及电缆集中敷设时散热量大等因素，以环境温度为+40℃时的电缆载流量作为选择电缆规格的依据。

屏蔽：所有电缆均采用镀锌金属线槽及镀锌电线管保护敷设，所有金属管、金属线槽均可靠接地。

机房设备机柜电源电缆全部选用阻燃屏蔽电缆，以满足机房对防火的要求。其余电缆均选用阻燃交联电力电缆。

选用紧定式JDG钢管

采用优质冷轧带钢（Q195F-Q215F）经高频焊接一次成型，双面镀锌保护壁厚均匀，焊缝光滑，圆度高，埠平滑无毛刺。使用配套专用工具可弯角，不变形，不断裂。标准定尺4米，标准型壁厚1.60mm.其它型壁厚1.20mm,明敷暗埋均可使用。

照明

照明设计

计算机机房对照明的要求：光线明亮且柔和，适合人们的生理需要，布局合理且操作方便，为工作人员创造良好的工作环境。

照度标准设计：

主机房照明： 500 lx

应急照明:30 lx

眩光限制标准：

机房内基本工作间眩光等级为Ⅰ级，无眩光。

灯具选择

机房区照明灯具通过在墙面设置跷板开关控制灯具的启闭。灯具采用分区分散控制的原则，以利于节能。跷板开关安装在附近相应区域墙壁上，见照明平面图中说明。主机房、主控室、维修间均采用高光效嵌入式荧光灯；备件库采用节能筒灯。

镇流器

通过实验证明，电子镇流器应用于日光灯上虽然有节能的效果，但因产生电子噪音干扰的负面效果更影响着正常系统供电赁质量。

节能型电感镇流器自身功耗比传统电感镇流器低40-60%；

同目前市场主流的H级电子镇流器相比，节能型电感镇流器比国产H级电子镇流器的开机浪涌电流低10-20倍；

节能型电感镇流器无电磁干扰，国产H 级电子镇流器电磁干扰严重；

节能型电感镇流器的谐波含量符合国家标准，国产H 级电子镇流器则严重超标；

节能型电感镇流器不受瞬时过电压的影响，国产H 级电子镇流器则无抵御这种脉冲的能力；

节能型电感镇流器灯电流波峰比符合国家标准，国产H 级电子镇流器则超标，从而损害灯管的寿命；

节能型电感镇流器使用寿命为10-20年，而电子镇流器的使用寿命为1-4年。

应急照明

应急照明可保证人员做应急处理，或安全快速地向应急出口疏散。应急照明利用常规灯具中的一部分，采用市电与UPS电源互投的方式实现。当市电正常时，应急照明是正常照明一部分，可以正常启停。当应急状态下，自动切换到UPS系统，应急灯具自动点亮。在机房出口设置出口标志指示灯，出口标志指示灯和方向指示灯均为自带蓄电池型（延时时间大于90分钟）。

机房接地

接地型式种类、目的

本机房工程设计采用大厦提供的接地点，要求接地电阻值不大于1Ω。

机房共有四种接地方式：

交流工作地电阻值≤4Ω；

安全保护地电阻值≤4Ω；

抗静电接地电阻值≤4Ω。

计算机系统直流逻辑地电阻值≤1Ω，即：机房计算机专用接地。

交流工作地：

市电交流工作接地即市电零线，是通过三相五线动力电缆中的零线作为引上线，并通过电缆、电线中的零线引至各非计算机用电设备。

安全保护地

安全保护地是通过三相五线动力电缆中的保护线作为引上线，并通过电缆、电线中的地线引至各用电设备，保证机房内所有带电设备的非带电外壳可靠接地，保证操作人员的人生安全。

抗静电接地

抗静电地接自大楼安全保护地。

计算机系统直流逻辑接地

计算机系统直流逻辑地，需要引自大楼指定的接地点。

接地及均压等电位连接系统

接地网络。

均压等电位连接。

具体设计方案

等电位连接

实现等电位连接的主体为：

设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道；

供电线路含外露可导电部分；

防雷装置；

由电子设备构成的信息系统。

各种类的接地系统等

装修材料型钢骨架、轻钢龙骨、金属窗户、吊顶龙骨等金属部分。

每个机房的等电位处理，是为使机房内的各种设备在受到冲击时强制处于同一电位。在机房静电地板下，采取格栅处理，便于各设备就近接地。

具体施工设计：

在机房静电地板下，采用优质铜材作为格栅处理的材料，施工时注意将格栅处理所形成的闭合环路用多股铜芯线与大楼等电位接地母排直接相连。同时将其它防静电措施所采取的接地与该格栅均匀多点相连。

机房采用30×3mm紫铜带在机房区做一圈，内部用铜箔50*0.1mm组成600*600mm 环型接地网络与紫铜带。环型接地网络安装在机房地板下方。

机房内所有设备的金属外壳均就近可靠接地，并汇集至机房内的接地端子柜，使机房内所有设备的金属外壳、金属材料形成一个等电位。

防电磁干扰设计：

防电磁干扰主要从两个方面要求，一是对无线电电波的干扰，磁场的干扰。该工程的要求无线电干扰场强≤120Db，磁场干扰场强≤800A/M。根据经验，该指标只要周位环境不是电磁环境特差就不存在问题。在装修设计上主要通过一些构造技术设施来进行一定的设计。

吊顶是全金属吊顶，铝塑板表面是金属板，地板下保温层上粘贴一层镀锌板具有一定的屏蔽效果。

墙面金属龙骨，吊顶龙骨，地板支架通过连接成法拉第笼，具有屏蔽作用。

强、弱电电缆线槽分不同的线路敷设，线槽之间有足够的距离，并做良好的接地。

通常人们按照外形结构的不同将服务器分成

塔式、机架式、刀片式服务器三种类型

一.塔式服务器

塔式服务器一般是大家见得最多的，它的外形及结构都与普通的PC机差不多，只是个头稍大一些，其外形尺寸并无统一标准。

塔式服务器的主板扩展性较强，插槽也很多，而且塔式服务器的机箱内部往往会预留很多空间，以便进行硬盘，电源等的冗余扩展。这种服务器无需额外设备，对放置空间没多少要求，并且具有良好的可扩展性，配置也能够很高，因而应用范围非常广泛，可以满足一般常见的服务器应用需求。

这种类型服务器尤其适合常见的入门级和工作组级服务器应用，而且成本比较低，性能能满足大部分中小企业用户的要求，目前的市场需求空间还是很大的。

但这种类型服务器也有不少局限性，在需要采用多台服务器同时工作以满足较高的服务器应用需求时，由于其个体比较大，占用空间多，也不方便管理，便显得很不适合。

二、机架式服务器

  机架服务器实际上是工业标准化下的产品，其外观按照统一标准来设计，配合机柜统一使用，以满足企业的服务器密集部署需求。机架服务器的主要作用是为节省空间，由于能够将多台服务器装到一个机柜上，不仅可以占用更小的空间，而且也便于统一管理。

机架服务器的宽度为19英寸，高度以U为单位（1U=1.75英寸=44.45毫米），通常有1U，2U，3U，4U，5U，7U几种标准的服务器。

这种服务器的优点是占用空间小，而且便于统一管理，但由于内部空间限制，扩充性较受限制，例如1U的服务器大都只有1到2个PCI扩充槽。此外，散热性能也是一个需要注意的问题，此外还需要有机柜等设备，因此这种服务器多用于服务器数量较多的大型企业使用，也有不少企业采用这种类型的服务器，但将服务器交付给专门的服务器托管机构来托管，尤其是目前很多网站的服务器都采用这种方式。

这种服务器由于在扩展性和散热问题上受到限制，因而单机性能比较有限，应用范围也受到一定限制，往往只专注于某在方面的应用，如远程存储和网络服务等。

在价格方面，机架式服务器一般比同等配置的塔式服务器贵上二到三成。

三、刀片服务器

刀片服务器是一种HAHD（High Availability High Density，高可用高密度）的低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计的，其主要结构为一大型主体机箱，内部可插上许多“刀片”，其中每一块刀片实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立的服务器，它们可以通过本地硬盘启动自己的操作系统。每一块刀片可以运行自己的系统，服务于指定的不同用户群，相互之间没有关联。而且，也可以用系统软件将这些主板集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的刀片可以连接起来提供高速的网络环境，共享资源，为相同的用户群服务。在集群中插入新的刀片，就可以提高整体性能。而由于每块刀片都是热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换，并且将维护时间减少到最小。

刀片服务器比机架式服务器更节省空间，同时，散热问题也更突出，往往要在机箱内装上大型强力风扇来散热。此型服务器虽然空间较节省，但是其机柜与刀片价格都不低，一般应用于大型的数据中心或者需要大规模计算的领域，如银行电信金融行业以及互联网数据中心等。

目前，节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务，成为对下一代服务器的新要求，而刀片服务器正好能满足这一需求，因而刀片服务器市场需求正不断扩大，具有良好的市场前景。

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