某计算机房电气设计实践

梁文云

广州市和发信息工程有限公司510665

摘要：计算机房工程电气设计是电力工程设计中的重要组成部分，伴随着人类生产自动化水平的逐渐提高以及计算机在工程中的广泛应用，对计算机房工程电气设计的要求也就越来越高。本文本项目以某商业银行二级分行机房配电设计为例，全面介绍机房配电设计。对计算机房工程的配电系统、接地系统做了比较详尽的探讨，对今后计算机房工程以及类似工程电气设计提供了有利的理论依据。

关键词：机房工程；配电系统；UPS电源系统；防雷和接地

Abstract：computerroomengineeringelectricaldesignisaveryimportantpartofelectricalengineeringdesign.Withtheautomationlevelofhumanproductiongraduallyrisingandcomputerswidelyappliedinengineering，requirementofcomputerroomengineeringelectricaldesignbecomeshigherandhigher.Thispaperelaboratelydiscussespowerdistributionsystemandgroundsystemofcomputerroomengineering，andprovidesfavorabletheoreticalbasisforcomputerroomengineeringandsimilarengineeringelectricaldesign.

KeyWords：computerroomengineering，powerdistributionsystem，upssupplysystem，lightningprotectionandgroundconnection

引言：现代科学技术高度发展的社会里，电子信息系统机房这概念将越来越广泛地应用于各个领域，近年来高科技迅猛发展，只有通过计算机网络稳定、可靠的运行才能发挥其效益，而计算机的硬件及软件的稳定、可靠运行要依靠计算机房的严格的环境条件，即机房温度、湿度、洁净度、噪声、振动、静电、电磁干扰电源质量、防雷和安全防范等要求。因此机房工程的设计与施工也日益被人们所重视，将机房建设成为一个具有国内领先水平的智能化信息数据处理中心，而保障供电是计算机机房的重中之重，是计算机正常运行的核心要素。本文本项目以某商业银行二级分行机房配电设计为例，全面介绍机房配电设计。分别从供配电设计要求、外电输入、UPS配电、办公UPS配电、照明、插座、线路布局及接地，分别作了设计阐述。

一、机房供配电设计要求

计算机机房的配电采用三相五线制380V，TN-S系统的配电方式。从大楼低压总配电间通过强电线井引入2路电缆（一条市电电缆加一条发电机电缆）到机房配电间。满足三相基本平衡，将单相负荷均匀分配在各相上。计算机机房内的配电插座预留一定的扩充余量。办公UPS输出按楼层和区域分配，留有防雷器件。设备供电按设备总用电量的1.5倍设计。

机房所要提供市电输入的设备包括2台20kVA机房UPS，1台60kVA办公UPS，主机房2台25kW精密空调（本期为2台25kW精密空调，后续负载增加后可扩容至4台25kW精密空调），配电间2台落地柜式普通空调，新风机，排风机，照明等。

二、机房外配电

机房采用三相五线制供电，机房总配电容量为136.8kW，分别在大楼低压总配电间的市电输出配电柜和发电机房配电间的发电机输出配电柜各设置一个300A/3P（的机房专用配电开关，从大楼配电间通过强电线井引入2路电缆（一路市电线路和一路发电机线路）到机房配电间，分别接入到配电间的2个市电配电柜内。

在机房区间的市电输入配电柜设置市电/发电机切换ATS开关。

机房供配电系统由计算机设备供电（UPS）系统和机房动力设备供电系统两部分组成。

在机房配电间设置机房总配电柜1个，用于市电/发电机输入及ATS切换；设置UPS配电柜两个，用于市电/发电机切换后双路UPS输入输出及旁路配电；设置动力及办公UPS配电柜一个，用于机房动力配电及办公UPS的输入输出及旁路配电。

机房配电系统图如下：

计算机系统、网络通信设备等正常情况下由UPS供电，其它辅助设备（如空调、新风等）由市电直接供给。配电系统应与应急照明系统的自动切换和消防系统的联动，消防状态发生时能自动切除UPS设备以外的非消防电源，包括精密空调、新排风设备、常用照明、维修插座等。

机房内的低压配电线路应采用阻燃铜芯电缆，在防静电地板下安装电缆线槽，电缆应沿线槽、桥架或局部穿管敷设；当电缆线槽与通信线槽交叉敷设时，配电电缆线槽应敷设在通信线槽的下方。电缆线槽的布置方向应尽量与空调送风方向一致，不阻断空调气流通路。

在UPS输入端和输出端分别设置防雷器件。

三、机房UPS配电

每台UPS设置外置手动维修旁路开关，手动维修旁路开关应为带锁开关，平时为分断状态并用锁锁闭，确保在UPS逆变正常输出的情况下不闭合旁路输出开关。电池后备时间为单机满载0.5小时。每台UPS设置输出均接入独立的配电列头柜。计算机机柜的PDU输入电缆通过可拔插的防水工业连接器接入配电开关下桩。在机房内设置UPS末端配电柜，每个配电柜分别接入不同的UPS输出，配电柜内至每个机柜都有单独的配电开关控制。配电柜配置智能电量仪，上传柜内配电数据至机房监控系统。确保每个机柜都接入2路不同的UPS电源。机柜内双电源设备的2个电源分别接入不同的PDU供电；在机柜内设置16A的STS接入2路UPS电源选择1路为单电源设备供电。UPS要求带有通讯模块，支持SNMP或Modbus协议，可与环境监控系统集成。机房区域UPS输出的AB两路输出各设置一个精密配电柜，每个精密配电柜设置20个回路的32A单相1P输出开关，开关到机柜间使用可拔插的防水工业连接器连接。

四、办公UPS配电

设置手动外置维修旁路，手动维修旁路开关应为带锁开关，平时为分断状态并用锁锁闭，确保在UPS逆变正常输出的情况下不闭合旁路输出开关。办公楼层输出配电的分配由配电房内的UPS配电柜完成。电池后备时间为单机满载0.5小时，为办公区间的计算机配电。机房UPS及办公UPS的开放式电池架应按便于维护的方式进行设计，两侧应设置维护通道，每层电池不超过两排，电池端子靠近维护通道，预留每层电池上表面至上层电池的下表面的维护空间不小于200mm。

五、电源插座

机房插座分为三种：

1）机房区UPS插座为容量32A的PDU插座，禁止使用万能插口插座，每个PDU含16个10A插口、4个16A插口，其中10A插口设置在PDU中部，在PDU上下两端各设置两个16A插口，不设开关。PDU采用国标三插插座，电气性能须满足IEC标准和国标，须提供产品的原厂合格证明。PDU输入插座为工业连接器，工业连接器应固定在地板下方的线槽内。PDU要求垂直安装，安装后不能影响机柜内设备的安装维护。PDU的国标插座布置要求横向排列。PDU最大总负载电流为32A，输入输出电压为220V，频率为50HZ。

2）非机房区墙壁上设办公UPS专用三孔国标插座，市电维修插座设国标二、三孔组合插座。机房内所有配线均选用阻燃铜芯导线，并实施管槽屏蔽。用清晰的标志加以区分，UPS供电插座面板采用红色面板（或红色边框），安装在墙面，UPS供电插座主要用于设备临时检测、调试用电；市电供电插座及开关采用白色面板边框，市电插座主要用于维修设备用电，安装在墙面。

六、照明

机房照明采用LED照明系统。按照多模式控制方式，可实现半开、全开。机房正常照明照度按500LX布局灯具，应急照明选用自带电池的灯盘，照度按正常照明照度的10～20%布置灯具。应急照明采用自带电池的灯盘（设置专用插座），当市电停电时自动切换至电池供电，保证应急照明的照度不低于50LUX/m2。冷池内部采用智能LED照明系统，在冷池两端进、出口处分别配置1个移动传感器及手动控制开关控制照明系统开关。

七、电力线路布线

1、地面敷设线槽采用优质镀锌槽道作为主干，各分回路采用镀锌钢管DN20，外表通过镀锌处理。2、分线盒：用作导线的转弯、相接、交叉是敷线的十字路口，可作不同管形的变换和一定范围的高度调整，双线槽线路的分线盒内部设有隔离板，以保证强、弱电之间的隔离和屏蔽。3、插座盒：采用86系列带护罩式插座盒、电源、电话、视频插座通用。地板下插座离地面10cm。4、专用出线口：用于导线的引出，可根据需要用作电源、电话、视频插座或计算机终端出口，距分线盒230mm设置第一个出线口，出线口之间标准间距为600mm。如果为双线槽，两线槽邻近出线口中心距为1200mm。5、连接支撑附件：连通器用于直通连接；圆管接头用于分线盒中圆管连接；变径接头用于线槽与圆管的连接；终端用于线槽终端封头；支架与调整螺栓用于线槽支撑及高度调整，其调整螺栓长度视施工条件而定，高度调整为30～50mm；S型加深专用接头用于纵横交叉或过梁处；平式弯通用于线槽的转角处；立式弯通用于线槽的上下连接口；其他线槽专用胶水，用于线槽与线槽，线槽与分线盒连接处，防止杂质进入。6、UPS输出配电柜至机柜的电缆使用ZA-RVV3*6平方铜芯线缆。配电柜采用下进线下出线方式；机房区间内的强电线路在地板下敷设。

八、接地系统：

计算机接地按照种类可分为信号地和安全地。信号地即计算机本身的逻辑参考地，是计算机正常运行所需要的接地，属于功能性接地，可以在五层配电间设置机房的局部等电位，在计算机房的活动地板下安装50X0.5mm的紫铜排网，沿机房四边墙线距地板0.2米处敷设40行mm铜带，并将活动地板金属支撑管脚做多点重复接地，由计算机房内的专用接地端子引出25mm2的铜芯绝缘线穿PC硬质阻燃塑料管至五层配电间的局部等电位的接地母排。由电子设备引出0.5X100mm的薄铜排引至铜排网，以距离最短的方式连接，将计算机房内各信号地接至机房活动地板下与大地绝缘的铜排网上的同一点，使电子设备在工作时有一个统一的公共参考电位（基准电位），避免因浮动而引起信号量的误差，保证电子设备稳定的工作；安全地是为保证人身和设备的安全，防止电子设备在发生接地故障是其外露导电部分上出现超过限值的危险的接触电压，电子设备外露导电部分所接的保护线称为安全接地，也是电子设备的保护性接地，安全地可以通过将电子设备外露可导电部分与PE线相连或接至等电位的方式解决。本工程接地形式采用联合接地的形式，要求接地电阻不大于1欧姆。

结束语

计算机机房供配电还有许多设计时需要注意的问题：例如机房配电智能化系统，机房恒温恒湿的控制；机房防静电的措施；机房防水害、防虫鼠害的措施等。设计过程中都需要与其他专业密切配合，因此电气设计过程中不容忽视。设计过程中在保证系统可靠性的同时，要考虑充分的灵活性和扩展性，把一些具体实际的工作放在二次装修过程中，与专业施工公司配合完成。

参考文献

[1]张敏.电子计算机机房设计规范2015.4

[2]李恒.电气装置安装工程施工及验收规范2015.9

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[4]肖明明.建筑物防雷设计规范2015.5