最全IDC数据中心知识讲解（二）

来源：中国IDC圈

　　供配电系统

　　电气分两部分，UPS配电和市电配电;

　　UPS配电是为服务器及网络等重要设备供电;

　　市电是为空调、新风、照明、维修插座等配电。

　　供配电—电气系统

　　供配电系统：应为380V/200V、50HZ，计算机供电质量达到A级。

　　供配电方式：为双路供电系统加UPS电源及柴油发电机设备，并对空调系统和其他用电设备单独供电，以避免了空调系统启停对重要用电设备的干扰。

　　供电系统的负荷包括如下 ：

　　服务器功率：单台服务器功率╳ 服务器台数 = 总功率

　　UPS总功率：一般采用n+1备份方案，亦即并联UPS台数多加壹台，以防止某一台机组出现故障。目前UPS效率均在90%以上，故按照服务器总功率可以计算出UPS的总KVA数。

　　恒温恒湿精密空调负荷：工作区面积╳200~250kcal/hr /m2 = 总的空调所需制冷量

　　办公区空调、照明等负荷

　　其它用负荷

　　由上可以计算出一个数据中心机房所需的用电负荷总功率。

　　供配电—电源

　　一类电源为UPS供电电源，由电源互投柜引至墙面配电箱，分路送到活动地板下插座，再经插座分接计算机电源处，电缆用阻燃电缆，穿金属线槽钢管敷设。

　　二类电源为市电供电电源，由电源互投柜分别送至空调、照明配电箱和插座配电箱，再分路送至灯具及墙面插座。电缆用阻燃电缆，照明支路用塑铜线，穿金属线槽及钢管敷设。

　　三类电源为柴油发电机组，是作为特别重要负荷的应急电源，应满足的运行方式为：正常情况下，柴油发电机组应始终处于准备发动状态，当两路市电均终断时，机组应立即启动，并具备带100%负荷的能力。任一市电恢复时，机组应能自动退出运行并延时停机，恢复市电供电。机组与电力系统间应有防止并列运行的连锁装置。柴油发电机组的容量应按照用电负荷的分类来确定，因为有的负荷需要很大的启动功率，如空调电动机，这就需要合理选择发电机组容量，以避免过大的启动电压降，一般根据上述用电负荷总功率的2.5倍来计算。

　　供配电—UPS电源系统

　　UPS的用途主要有两方面：一是应急使用，防止突然断电而影响设备正常工作，给用电设备造成损害;二是消除市电上的电涌、瞬间高电压、瞬间低电压、电力线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为用电设备提供高质量的电源。

　　UPS主要由整流系统、储能系统、变换系统和开关控制系统四个部份组成，在电力供电系统供电时整流系统就是一个将交流电(AC)转化为直流电(DC)的装置，经滤波稳压后供给逆变器或者给储能系统充电，起到充电器的作用。

UPS电池柜

UPS专柜

供配电—配电柜

　　配电箱、柜应有短路、过流保护，其紧急断电按钮与火灾报警联锁。

　　配电箱、柜安装完毕后，进行编号，并标明箱、柜内各开关的用途以便于操作和检修。

　　配电箱、柜内留有备用电路，作机房设备扩充时用电。

　　供配电—插座

　　机房内用电插座分为两大类：

　　UPS插座

　　市电插座

　　机房各工作间均留有备用插座安装在墙壁下方供设备维修时用。

　　供配电—电缆(电线)

　　电缆(电线)在铺设时应该平直，电缆(电线)要与地面、墙壁、天花板保持一定的间隙。

　　不同规格的电缆(电线)在铺设时要有不同的固定距离间隔。

　　电缆(电线)在铺设施工中弯曲半径按厂家和当地供电部门的标准施工。

　　铺设电缆时要有留有适当的余度。

　　地板下的电缆穿钢管或在金属线槽里铺设。

　　照明系统

　　机房照明及应急照明系统

　　主机房按《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)要求，照度为400Lx;

　　电源室及其它辅助功能间照度不小于300Lx;

　　在机房各处安装了疏散指示灯、安全出口标志灯，照度大于1Lx;

　　机房内、走廊、楼梯口装有应急备用照明灯，照度不小于30Lx.

　　注：(Lx：光照度(简称照度)：是表示受光表面被照亮程度的一个量，表示照度的单位是勒克斯(Lux)代号(Lx))。

　　照明系统—照明灯具

　　照明灯具采用嵌入式安装。事故照明用备用电源自投自复配电箱，市电与UPS电源自动切换。

　　灯具内部配线采用多股铜芯导线，灯具的软线两端接入灯口之前均应压扁并搪锡，使软线与固定螺丝接触良好。灯具的接地线或接零线，必须用灯具专用接地螺丝并加垫圈和弹簧垫圈压紧。

　　在机房内安装嵌装灯具固定在吊顶板预留洞孔内专设的框架上。灯上边框外缘紧贴在吊顶板上，并与吊顶金属明龙骨平行。

　　在机房内所有照明线都必须穿钢管或者金属软管并留有余量。电源线应通过绝缘垫圈进入灯具，不应贴近灯具外壳。

　　机房防雷接地系统

　　防雷和接地属于一个专业，但是在机房内属于两个独立的系统。

　　防雷系统是在配电柜内加装防雷器，一般做到三级防雷;大楼总配电柜有一级防雷、机房总进线端做二级防雷、UPS输出端做三级防雷;

　　接地系统机房内分四种，安全保护接地 、直流及交流工作接地 、防雷接地、计算机系统接地等，接地电阻小于1欧姆;按照规范应该分开来做接地，可是最终都是接到大楼的总接地端子上，最终都是把四种接地统一由一根电缆引到大楼的总接地端子上;我们所做的接地总的作用其实就是一个静电泄露系统。

　　接地系统

　　机房接地形式为机房专用直流逻辑地，设一组新的接地极，接地电阻小于1Ω;机房配电系统的交流工作地、安全保护地采用建筑物本体综合接地(其电阻小于4Ω)。

　　(1)电源防雷可采用三级防雷措施：

　　A、“第一级防雷器”：在大楼总进线的低压配电房处进行第一级避雷保护。

　　B、“第二级防雷器”：在机房的UPS的输入端或在机房所在楼层的分层配电处进行第二级避雷保护。

　　C、“第三级防雷器”：在机房的各工作点进线的输入端加装第三级避雷保护。对于重要设备(如服务器、交换机、路由器等)可加装精细电源防雷器。

　　(2)网络通信线路防雷应满足以下要求：

　　A、 进入网络中心机房的通信线路光纤，可不进行防雷保护，但应在通信线路进大楼处将金属护管和光纤的金属保护层做等电位连接。

　　B、进入网络中心机房的通信线路若采用铜缆，除了应在通信线路进大楼处将金属护管和光纤的金属保护层做等电位连接外，还要将铜缆接入专用网络避雷器后，再与网络设备相连。

　　(3)接地机房的接地应当有直流工作接地、交流工作接地、安全保护接地、防雷保护接地等四种接地方式。

　　A直流工作接地：计算机电路的逻辑地，即直流公共连接点，接地电阻应按计算机系统具体要求确定，应小于1Ω。

　　B交流工作接地：交流电源的中性线接地，地极电阻应小于4Ω。

　　C 安全保护接地：设备外壳的安全接地，地极电阻应小于4Ω。

　　D 防雷保护接地：在有防雷设施建筑体中可不另设此接地，在没有防雷设施接地建筑体中应该设防雷地线，其接地电阻应小于10Ω。

　　防雷系统

　　大楼沿低压线路进户的传导直击雷是不大可能的。中心机房内设备主要需要进行直接雷击引起的电阻耦合方式(地电位反击)的防护、以及附近高层建筑落雷时造成的电感性、电容性耦合干扰的防护。

　　1.等电位接地的处理

　　接地是避雷技术最重要的环节，而且小型机以上的计算机系统对接地要求也很高，其接地地阻通常要求小于1欧姆以下。但对于避雷技术来说，地阻小于4欧姆即可。应将避雷接地、电器安全接地、交流地、直流接地统一为一个接地装置，避免不同的地之间产生反击。

　　2.电源部分防雷设计

　　根据雷电流大、防雷器存在残压及设备耐冲击水平低的特性，应遵循多级保护，层层泻能的原则，选择安装避雷器，进行电源线路的过压保护。

　　3.信号系统的防雷设计

　　机房的数据通信线路有以太网双绞线、DDN专线、光纤线路以及电话线备份线路，必须对进出机房的的所有通信线路进行防雷处理，才能保护机房的安全。

　　机房综合布线系统

　　综合布线也叫网络布线，之所以把综合布线称为机房的思维和感知系统，他是通过网络把所有的服务器全部连接起来，机房的所有信息全部通过网络来传输的;连接方式简单的说就是通过电信公司的总进线连接到机房的网络机房，由网络机房再统一布线到每台服务器等。

　　现代的建筑物，其楼内信息传输通道系统(布线系统)已不仅仅要求能支持一般的语音传输，还应能够支持多种计算机网络协议及多种厂商设备的信息互连，可适应各种灵活的、容错的组网方案;同时由于新技术、新产品不断出现，传输线路要能够在若干年里适应发展的需要。因此建立一套能够全面支持各种系统应用如通信网络中心、数据处理中心，本身又具有开放、兼容、可靠性高、实用性强、易于管理、具有先进性、面向未来的综合布线系统，对于现代化建筑是必不可少的。

　　综合布线系统—机房地面

　　数据中心的总体建筑结构根据电信级数据中心的特点设计建造。地面具有高达8级的抗震强度，每平方米有1600公斤的承重能力，可在各种特殊情况下最大限度地保障客户设备和数据的安全。

　　综合布线系统—地板工程

　　活动地板在计算机房中是必不可少的。机房采用的是架空抗静电全钢活动地板，地板敷设高度为0.4米，地板下敷设电源线管、线槽、综合布线、消防管线等以及一些电气设施(插座、插座箱等)。面上铺设抗静电活动钢质地板，规格600*600*35，铺设高度约抬高500px安装(在操作间及设备间设置)，地板下刷防尘漆，活动抗静电钢质地板强度高，受温湿度影响小，不易变形，表面坚固耐磨，性能和安全性检测符合EEC106指导性标准，防火性能按最高的防火标准设计和测试，当发生静电时，快速释放静电。活动地板铺设时要支撑牢靠，接缝严密、间缝顺直、整体平整度好。

　　综合布线系统—机柜详细分配图

综合布线系统—网络拓扑图

　　机房消防系统

　　1、 设计依据

　　《建筑防火设计规范》GB50016-2014

　　《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-2013

　　2、 消防自动报警及控制系统的组成

　　消防控制中心包括智能火灾报警控制主机，用于集中报警及控制。

　　消防控制中心外围报警及控制包括光电感烟探测器、感温探测器、组合控制器和气瓶等。上述设备位于各楼层现场和端子箱内。

　　消防报警及灭火系统—消防系统

　　无管网(柜式)七氟丙烷气体灭火系统，是轻便可移动式自动探测火灾、自动报警、自动灭火的现代化消防设备，其灭火效能高，灭火速度快、毒性低、对设备无污损，灭火装置性能优良，其控制部分可与消防控制中心相衔接。

　　之所以机房内采用气体消防也是对设备的一个保障;我们常见的消防为水喷淋消防、泡沫、干粉等，但是以上消防均不能运用于机房内，所以我们机房内均采用气体消防;气体消防也适合于档案室和图书中心;

　　它的工作模式是全淹没式，在瞬间把气体释放到机房内，把机房的氧气挤压出去，火没有氧气就不能燃烧;自然就起到灭火的作用;

　　气体消防分两种模式：一种是无管网，一种是有管网。

　　无管网是用在面积小的机房内，把钢瓶直接放置在机房内，如有火情直接由气瓶喷气灭火;就是我们常见的落地式的，把气瓶放置在机房的角落;无管网消防适合与100平方米以内的机房;

　　有管网消防就是针对大的机房，单独设立一个气瓶间，把所有的气瓶集中放置在气瓶间内，通过管路连接走到每个需要做气体消防的房间内，包括天花上及地板下等;如有火情，气体通过管路送到有火情的房间内;来达到灭火的效果;

　　气体消防对机房有严格的要求，要求每个防护分区必须密封，材料均采用防火材料，防火门等;而且所有的防火门均为外开等。