摘要：随着社会经济的发展，我国对电能的需求不断增加，电力系统发展迅速。做好电气系统中数据机房的电气设计工作，不但能够提高资源的利用率，还能够有效保证电力系统中的各种设备正常运行。因此，本文主要研究数据机房的电气设计思路，希望能够给相关工作人员提供一定的参考和帮助。
关键词：数据机房；电气设计思路
引言
电气事故是机房维护工作中最常见的安全隐患，机房电气事故最为常见的又是人员触电伤害。北方地区由于干燥、风沙大，机房除电气火灾外，较为多见的是用电设备漏电、误操作触电及静电事故等。下面，笔者将根据工作经验，整理出机房维护工作中有可能出现的安全隐患及应对措施，以供参考。
1供配电系统的设计
数据机房的供配电系统的设计要求应当按照国家出台的相关规定，遵循分区、分级的原则，保证各区域内的设备正常运行，将供配电系统故障造成的不良影响降到最低。信息时代的社会生活会产生海量的信息和数据，为保证正常使用，数据机房的设备功能也因此越来越多，功率也越来越大，导致用电量也急剧增加。数据中心的用电存在着大量的保障负荷和非保障负荷问题，负荷总量大、密度高，所以供配电系统的设计要充分做到节约能源消耗，减少资金成本。（1）供配电系统设备的布置。数据机房的供配电系统主要由UPS电源、配电柜、发电机等设备构成。UPS电源运行时会有一定的噪音，一般布置在靠近负荷中心且不影响办公的地方，避免因为噪音而影响员工的正常工作。配电柜的布置则要尽量接近供电负载。（2）市电动力配电设计。城市用电作为常用的供配电系统动力，主要供给UPS电源设备、照明设施、冷却装置、电源插座等设施使用，常采用380/220V三相五线电源，50Hz的交流电，接地方式为TN-S，零线地线分开设置，且两线之间电压小于1V。为了可靠性设计，一般会选择接入两路市电电源，两路电源要使用双总线冗余供电的方式，要保证正常情况下的同时供电，并且可在用电设备输入端自动切换电源。当条件受限时也可只选择接入一路电源。接入的每一路电源都要满足全部负荷的用电需求。以市电作为动力的配电柜一般直接连接各个用电设备或电箱。此外，数据中心所有的配电线路都要敷设钢管或设置桥架。配电柜要与火警报警装置关联，出现火情警报是可及时切断电源。（3）应急供电设计。为防止主要供电线路出现故障，数据机房要设置应急供电系统，一般采用柴油发电机作为应急电源。柴油发电机设置手动、自动运行模式。在自动状态时，当检测到同组两路10kV市电电源均失电后，延时5s后柴油发电机自启动，柴油发电机启动成功后，自动断开两段失电母线上的两个市电电源进线开关，闭合两段失电母线上的两个应急电源进线开关，两段失电母线由应急电源供电；市电恢复后，确认市电供电稳定后，手动断开两个应急电源进线开关，闭合两个市电电源进线开关，两段母线恢复为市电供电。发电机组延时自动停机。柴油发电机自启动信号由建筑内市电电源进线处电压互感器提供，同组两路10kV市电电源均失电后才能启动柴油发电机组。为防止市电电源与自备柴油发电机电源之间并联，两段母线上的两个市电进线开关均断开后，才能闭合应急电源进线开关；反之，只有两路应急电源进线开关均断开时，才能闭 合市电电源进线开关。当柴油发电机组所带负载超过其带载能力时，应手动选择性切除部分负荷，直到满足发电机组带载要求为止。（4）不间断电源设计。机房内UPS根据后端IT设备负荷进行配置供电，A类机房需按照2N容错方式配置。正常运行时每组UPS只负担一半负荷，一组UPS故障时另一组UPS负担全部负荷。为每个机架提供两路引自不同UPS系统的不间断电源。为精密空调风机、冷冻水二次泵、安防和控制、备用照明等设备提供不间断电源的UPS按照N+1配置。UPS并机运行时，每组UPS数量不大于四台，每组UPS单独设置集中手动维护旁路。
2电气接地
设计电路时，应落实电气接地的防范措施，保障建筑整体的实用性及可靠性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于数据机房不断发展，电气系统也得到了完善，尤其是电气接地系统。现阶段，电气接地系统应用较为广泛的是五线制系统TN-S、保护中性线TN-C和TN-C-S系统这3类。在电气接地系统中，TN-S和TN-C的工作原理类似，都选用3根火线及其中性线加以保护，但也略有不同，TN-S选用三相五线制，而TN-C则是三相四线制。TN-C-S则是前两者的综合应用，由2部分构成，可以将整体的电分散到每个家庭以及保障每个家庭可以合理使用电。这种综合性应用解决了前两者存在的问题，有效减少了资金及能源损耗。
3防触电
（1)电气操作人员持证上岗:只有经过专业培训并有适当经验的人员才能从事电气线路及设备安装、维护、测试、检验工作。（2)设备接地:使用金属材质的盒、管、架等器材，应有一个与地面相连的电极，并定期检查和测试是否完好。（3)绝缘:在靠近电路的非绝缘部分工作时，要考虑绝缘问题。能够关闭(断开)电路电源最好，小然可以使用各种永久或临时的绝缘体，如电缆套、橡皮套等。（4)预防静电:小使用或安装产生静电的设备，作业人员穿防静电服装、鞋等。
4照明设施的设计
数据机房的照明灯具要根据照明需要来选择。同时，数据机房的照明设计要求严格，为了不妨碍数据中心的正常运行，照明灯具一般要求灯具的亮度均匀适中，不能太亮，也不能太暗；灯具的光色要适度；灯具要节能环保，损耗小，成本合理。因为大功率能耗高的照明灯具在长时间的工作中也会散发大量的热量，直接影响其他主要设备的工作环境。一般情况下，数据中心主机房主要使用色温普为4000K的细管径直管荧光灯，应急灯普则常用LED灯管。
机房照明设计分为正常照明、应急照明（备用照明、疏散照明）
（1）备用照明作为正常照明的一部分，电源由发电机带UPS引来，按正常照明的10%~30%设置。（2）疏散照明和安全照明设置在在封闭楼梯间及疏散走廊，消防应急标志灯及消防应急灯设玻璃或其它非燃烧材料制作的保护罩，电源由应急照明配电箱引来。
5电气保护
在数据机房发展进程中，应制定电路的安全防范措施，尤其是电气接地措施，包括直流电防护、交流电防护、避雷防护、安全防护以及防静电等。采用直流接地时，选用较大电阻的材料可以降低接地电阻；交流电接地时，使用中性部分进行接地；避雷防护指采用避雷针等方式保护电气免受雷电的干扰；安全防护时，将不通电的金属材料通过金属线与接地体相连接；屏蔽静电可以有效减少电磁波的干扰。
6防雷系统的设计
世界上每年都会有大量的电子设施因为遭遇雷击而损坏，所以数据机房在电气设计时必须考虑防备雷电的措施，一般要设置避雷针、接闪网等设施。雷电发生的时候常伴随着强烈的电磁干扰，而数据机房的正常运行需要良好的电磁环境，所以在防备雷击时，还要做好屏蔽电磁干扰的工作，可用金属网等保护设备屏蔽干扰，还要做好防静电接地和工作接地措施，做到最大限度的减少雷击的影响。
结束语
综上所述，数据中心是众多机电系统与建筑体系的复杂集成，它就像一架复杂而巨大的机器，如何从规划设计阶段就考虑到：让它更好地运转起来，协调各系统发挥最大的作用，降低后期运维的风险，是数据中心规划设计人员需要认真思索的问题。
参考文献:
[1]左莹郁，齐飞.北京市西城区综合行政服务中心数据机房的电气工程设计[J].吉林建筑大学学报,2017,(01):87-92.
[2]谭用书.互联网数据中心(IDC)机房总体规划中的节能设计思路探索[J].中国高新技术企业,2014,（05）:81-82.
论文作者:王雅晴
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/10
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