淺談數據機房智能母線槽技術分析

簡婷

开云体育手机下载教程 上海嘉定 201801

0 引言

       數據中心是國家確定的“新基建"七大領域之一，數據中心在國民經濟和社會(hui) 發展中起到越來越重要的作用，已經成為(wei) 各行各業(ye) 的關(guan) 鍵基礎設施，為(wei) 經濟轉型升級提供了重要支撐。金融、互聯網公司、運營商等行業(ye) 客戶都在不斷地新建和升級數據中心，以匹配其數據業(ye) 務的增長速度。並且，隨著國內(nei) 數據中心的大力建設和發展，傳(chuan) 統的列頭櫃配電模式已無法滿足日新月異的變化需求，智能小母線作為(wei) 數據中心一種新型機房配電產(chan) 品，通過對其合理的應用，有效地解決(jue) 了傳(chuan) 統配電模式存在的各種問題，提高了數據中心的可用性及供配電的穩定性。

關(guan) 鍵詞：數據中心；智能小母線；精密配電櫃；穩定性

1 數據中心應用需求

       隨著電力業(ye) 務的發展和智能電網的升級，數據中心對供電係統的可靠性和智能維護要求也越來越高。數據中心機櫃端配電設計除了要滿足傳(chuan) 統機房的配電功能，還應滿足遠期設備擴容的需求；同時，數據中心運維者還提出要盡可能減少設備擴容對已投運設備的影響。供電係統除了滿足高可靠性外，還應該具備強大的監控功能，機房運維人員隨時可以了解機櫃負載情況、各配電分支回路的電氣狀態和不同負載機群的電量消耗情況等。

       當前，機房的配電容量一般保持在一定的範圍內(nei) ，通常按照服務器機櫃、刀片機櫃、網絡機櫃、工作機櫃、小型機機櫃等，常規數據中心單機櫃負荷一般在3kW~8kW之間。根據各類設備功率不同，電氣連接器接口標準也有所區別。這為(wei) 供電基礎配套實施帶來了很大的挑戰。傳(chuan) 統落地式配電單元(列頭櫃)已不能滿足越來越多的供電需求。

       近年來，隨著數據中心靈活性和多元化發展。一種更加靈活的機櫃端設計方案逐步在電力機房中得到應用。即母線槽配電係統。目前已有大量大型數據中心采購母線槽設計方案，如Google、Facebook、阿裏巴巴和騰訊等數據中心。母線槽在電力行業(ye) 作為(wei) 一種導線應用已經有幾十年的曆史，但是對於(yu) 數據中心應用而言，則比較新穎，應用案例不多。與(yu) 傳(chuan) 統電纜方式對比，母線槽具備更加可靠的安全性、接口電阻和溫升控製也更加優(you) 秀。

2 智能母線槽的組成

       電力機房母線槽係統一般由三個(ge) 部分組成：母線槽主體(ti) 、母線槽連接模塊、監控模塊。

2.1母線槽主體(ti)

       外殼提供線槽保護，提高熱穩定性，滿足各種安裝方式，如豎直吊裝或者水平安裝，側(ce) 邊可加上各種標識。導電銅排是根據載流量需求選擇不同截麵，表麵鍍錫，增強抗腐蝕性並減小接觸電阻的電解銅。表麵的絕緣材料具備良好的可短路電流能力。

2.2母線槽連接模塊

       母線槽連接模塊用於(yu) 母線槽主體(ti) 與(yu) 主體(ti) 之間的連接，將原本3m左右的母線槽主體(ti) 拚接起來，可延長至幾百米甚至幾千米。母線槽連接處也是很容易發生連接異常的地方，連接不可靠可能導致溫升、爆炸等事故，燒毀母線槽。

2.3監控模塊

       監控模塊可以分為(wei) 母線槽連接處的測溫模塊和始端箱、插接箱的電參量采集模塊。監控模塊集成了常規的電力參數測量、溫度監測、開關(guan) 量檢測、漏電檢測等功能，同時具備在線報警功能，可以實時檢測母線接口溫度數據。采用ModbusRTU有線通訊或Lora無線通訊的方式，可方便可靠地將監測數據上傳(chuan) 本地監控係統，確保母線槽的安全運行。

3 智能母線槽方案優(you) 勢

3.1智能母線槽具有高度的靈活性

       傳(chuan) 統列頭櫃方案，其配電方式為(wei) UPS出線櫃之後接配電列頭櫃，之後通過線纜為(wei) 每台機櫃內(nei) 設備供電。采用放射狀供配電結構，即每個(ge) 機櫃通過一根電纜與(yu) 列頭配電櫃線纜一對一連接，今後新增或機櫃擴容變更提升功率時需要重新排放電纜。

       智能小母線擺脫了傳(chuan) 統列頭櫃布線困難的問題，部署簡易快捷，僅(jin) 需將母線槽安裝到所有的預期機櫃上方即可完成部署，可以依據用戶的進駐實現即需即安裝。個(ge) 別機櫃增加輸出容量或者回路數量無需對母線槽做出變更，僅(jin) 需增加或者變更插接箱即可，而且可以帶電插拔。

3.2智能母線槽投入快，施工周期短

       采用軌道式小母線係統安裝部署快速，如使用傳(chuan) 統列頭櫃加線纜模式，完成一個(ge) 機房典型施工工期約為(wei) 40-50天涉及到配電櫃就位，電纜橋架安裝，電纜裁剪鋪設，電纜對接等多個(ge) 繁瑣工序。而部署母線係統隻需10-15天就可以完成一個(ge) 機房的交付，節約大量的施工時間和人工投入同時也節省了橋架和電纜的需求。可提前近1個(ge) 月交付客戶使用。

3.3智能母線槽係統安全性更高、使用壽命更長

       由於(yu) 小母線主要結構為(wei) “鋁合金外殼+B級及以上絕緣護套+銅母排"，一方麵使得整個(ge) 輸電幹線的電氣穩定性（包括短時耐受電流、過載能力)更強:另一方麵，整條母線係統的散熱性很好，有效防止因熱量堆積造成的短路隱患，較大程度提高了使用壽命。母線使用壽命在30年左右，而電纜使用壽命一般在10-15年。

3.4母線增加了機房的利用率和收益

       采用母線方式由於(yu) 省去了強電列頭櫃，原列頭櫃的位置可增加配置1個(ge) IT機櫃。一般每20個(ge) 左右IT機櫃配置1台強電列頭櫃，去掉列頭櫃後可增加1/20左右的IT機櫃數量，按一個(ge) 機房1000個(ge) 機櫃為(wei) 例，原需要50個(ge) 列頭櫃，采用母線後機房IT機櫃可達1050個(ge) ，每個(ge) 機櫃租賃利潤2萬(wan) /年計算，可增加年利潤100萬(wan) 。

       因此，智能小母線作為(wei) 數據中心機房末端配電的後期之秀，能夠逐漸對傳(chuan) 統的列頭櫃方案形成衝(chong) 擊，並能以每年20%以上的速度持續增長，正是由於(yu) 以上優(you) 點做支撐。

4 安科瑞智能小母線解決(jue) 方案

圖1、母線監控裝置技術參數

圖2、母線監控裝置實物圖片

圖3、母線監控裝置通訊組網示意圖

圖4、母線監控裝置係統架構圖

5、結語

       綜上，無論從(cong) 技術性能，全壽命周期成本，還是數據中心的後續擴容等方麵考慮，都會(hui) 將智能小母線係統作為(wei) 數據中心後50米配電的極優(you) 選擇方案。安科瑞一直致力於(yu) 改進和研發出更加先進、更加安全的智能小母線產(chan) 品，為(wei) 國家數據中心的建設和發展助力。

參考文獻

[1]一種數據中心機房新型配電技術——小母線配電係統.徐曉東(dong) .邵宏躍.張子堃.張磊.耿偉(wei) .電氣時代.2021.10.10.

[2]安科瑞企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2022.5版.

作者簡介：簡婷，女，本科，現就職於(yu) 开云体育手机下载教程，主要從(cong) 事數據中心相關(guan) 產(chan) 品的研發及應用。