淺談中低壓母線槽測溫系統在數據中心機房的應用研究

安科瑞 劉秋霞

摘要：基于大數據時代數據中心機房更新擴建常態化,母線槽將逐漸代替電纜成為機柜配電的主流。

關鍵詞：母線槽;電纜:大數據;數據中心機房

1 引言

各類媒體預測大數據將成為中心建設的設計理念。

針對數據中心機房采用的是傳統的電纜作為“50”米的配電線。這“50”米的電纜給人的直觀感覺就是占用大量空間，比較雜亂,不便于管理；除此之外傳統電纜配電的還有如下問題:1安裝鋪設復雜，工期長,存在安全隱患:2)地板下布線,會占用風道空間,增加能量損失:3)多條電纜并行,線路損耗大,增加運營成本;4)末端配電擴展困難,系統靈活性降低等。

2 中低壓母線槽介紹

中低壓母線槽是供電系統中負責傳輸電能的一種設備,它一般與取電箱配合使用分配電能。50年代由前蘇聯引進我國，90年代末開始在我國快速發展，2010年左右我國的市場規模已超過百億。中低壓母線槽按照使用場合一般分為交流母線槽,直流母線槽,耐火母線槽和防水母線槽,目前常見的應用是交流母線槽;結構主要有密集絕緣型和空氣絕緣型(目前市場占有*主要以前者為主),外殼目前主要以鋼或鋁合金居多,導體有銅導體和鋁導體。目前我國對中低壓母線槽的執行標準是GB7251.2-2006.歐洲標準是61439-2:2012.美國標準為UL857，日本標準是JSC8364。通常情況下中低壓母線槽按照電流一般分關低電流母線槽20A-40A(照明母線)中電流母線槽100A-800A)和高電流母線槽800A-6300A);配合使用的取電箱有金屬箱體或者塑料箱體兩種,箱體中一般都裝有相應的斷路器。相比于傳統的電纜而言,母線槽具有載流量大,防護等級高,分配電能方便快捷,安全可靠等優點。由于中低壓母線槽在配電方面的優勢目前廠泛應用在各個領域的輸配電，如高層商用及住宅樓宇,大型商場,現代廠房等。

近些年隨著數據中心機房機柜的配電,對此將從以下幾方面對電纜及母線槽在機房機柜的配電進行對比:

1:節省布線空間:目前市場上常見的密集型母線槽采用內部導體各相整體包覆高性能絕緣材料(一般絕緣等級達B級，使用壽命50年左右)后。再利用金屬外殼將其包裹成“三明治”主體結構。與傳統電纜相比較這種緊湊的結構設計及金屬快速的散熱能力可以使導體產生的熱量以傳導的方式迅速將傳至外殼,然后向外對流散熱,因此相比較于傳統的電纜同等截面積的母線槽導體可以運載更大的電流。

除此之外,傳統的數據中心機房配電是電纜放射式方案,各機柜由列頭柜供電，如果采用母線槽配電方案則無需列頭柜母線槽可以直接由配電柜引出從而節省列頭柜空間因此采用母線槽配電相當是在同樣的機房空間可以放置更多的機柜。

2:布線簡單節省布線時間:數據中心的電纜布線位于架空地板下通道，局促的空間無疑也加大了布線的難度:同時常見的電纜布線現場較繁雜難以管理,存在安全隱患。相比較電纜而言,母線槽屬于集中式配電即使在機柜位置沒有確定的情況下,也可以先直接安裝母線槽,母線槽安裝相對來說比較簡單每列機柜安裝一到兩條即可，只需要簡單的吊架及扳手，對安裝工人也沒有太高的技能要求,在安裝過程中也不涉及確認檢查每段電纜橋架接地情況，通過與施工方及工人了解一般情況下采用母線槽方案可以比電纜方案節省50%左右的安裝時間。

3:節能節省運營成本:根據Gartner對數據中心管理者關心的任務之一。相比較電纜單線型配電方式,母線槽配電方式是總線型配電,基于李子雷在“總線型低壓配電母線功率損耗分析在理想狀況下母線槽配電方案的功率損耗僅為電纜的一半因此從節能及運營角度上來講,母線槽是一種更經濟環保的配電方案。

4:方便更新及擴建:在這個數據爆炸式增長的年代。數據中心機房的擴建及更新將成為常態,與電纜不同的是母線槽可以在各種距離上分布有取電箱的插接口,在無需斷電的情況下只需將取電箱接在插接口即可直接給新增的機柜供電:由于使用的母線槽是由若干段由接頭連接起來的母線段構成。在擴建的過程中只需將使用中的母線段終端封去掉接上接頭即可與新增的母線段快捷安全地連接起來使用。

5:安全方便監測快速找到斷點便于管理:目前各大母線槽供應商及系統集成商在對數據機房機柜電力損耗的監測各式各樣,但是一種更容易接受的方式是在母線槽取電箱中安裝斷路器監測設備及信號采集系統，從而方便的監控每一個機柜的工作狀態,一旦有異常,可以方便的找出異常點。

6:使用壽命長可回收再次利用:目前市場上應用的密集型母線槽絕緣層的設計使用壽命為50年當達到使用壽命后只需回收絕緣材料，銅或者鋁導體無需加工可以再次回收利用;同時基于項目需要可以在母線使用壽命內方便的組裝拆卸到其他項目中針對傳統電纜在數據中心領域的母線槽生產商主要以歐美的一些企業為主，如美國的Starline,法國的Schneider。德國的Siemens等同時國內的一些母線槽生產商也積極的在進入該領域的配電方案。

3 安科瑞電力設備測溫技術介紹

電力設備常用的溫度測量方法包括接觸式測溫和非接觸式測溫，近幾年來，國內外多家大公司以及科研機構開發了一系列的溫度測量裝置。

安科瑞智能母線監控產品分為交流和直流母線監控兩類，包括始端箱監測模塊、插接箱監測模塊以及觸摸屏，另外還可以搭配母線槽連接器紅外測溫模塊用于監測母線槽的運行溫度，確保母線槽配電安全。

2.1系統結構

2.2系統功能

2.2.1主菜單

用戶登錄進入主菜單頁面，主菜單上顯示有數據采集、報警查詢、參數設置和幫助四個板塊，點擊任意板塊可進入對應界面進行數據查看及參數、功能編輯。

2.2.2實時監測

在主頁點擊數據采集按鈕后，進入系統圖界面，系統實時顯示每一路的三相總電壓及各個插接箱、始端箱的電壓情況。

2.2.3 基本參數界面

顯示電壓、電流、功率、電能等電參數數據，在設備地址旁邊的輸入框輸入本箱子對應的儀表地址，即可實現對箱子中儀表數據的采集。

2.2.4 諧波數據

系統通過智能小母線監控系統，采集諧波參數，分析各回路是否存在諧波，并分析諧波次數，通過點擊“箭頭”可以左右切換各個插接箱、始端箱的2-63次諧波數據。

2.2.5 需量閾值

顯示電壓、電流、功率的需量閾值及發生時間，根據數據分析，調整數據中心機房的用電負荷，根據實際用電情況調整變壓器容量，或者通過人為干預，降低需量閾值，保障供電連續性和穩定性。

2.2.6 電能查詢

電能情況可以查詢上12月份的每個月用電量、上一年總用電量、本年已用電量、根據選擇不同時間查詢電能值。通過時間對比，區域對比，分析出合適的用電方案，節能降耗，降低PUE值。

2.3 配置方案

3 結論

在大數據時代中，數據的爆炸式增長及IT技術的快速更新對數據中心的應用更加便捷。

參考文獻：

[1]紀凡，母線槽的選用[J]，科技信息，2013

[2]李子雷,王琳，總線型低壓配電母線功率損耗分析[J].建筑電氣2013(7): 49-52

[3]陳振生，周驍威．高電位電流母線異常溫升在線實時診斷．江蘇電器[J]，2003(3)：1-4

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手市供水中的應用[J].中小企業管理與科技，2018（9）：152-153