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第四章 供配电系统
机房内精密电子设备的广泛使用，供电质量的好坏将决定设备的性能和寿命，电源即为心脏的动力，因此对电源供电质量要求很高。
在中心机房机柜、网络设备、服务器、监控等设备均由机房专用UPS电源供电，在机房电源布线设计中，要充分考虑到这些设备的功率和数量，电源系统部份要有充分的冗余，以便机房以后增加设备、电源扩充等。
4.1 配电系统设计依据
1. GB2887-2000《电子计算机场地通用规范》； 2.YD／T585一1999《通信用配电设备》； 3.YD5040-97《通信电源设备安装设计规范》；
4.YD/T 1051-2000《通信局（站）电源系统总技术要求》； 5.YD/T 1058-2000《通信用高频开关组合电源》；
6.YD/T 5098-2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》； 7. YD/T 1095一2000《信息技术设备用不间断电源通用技术条件》；
4.2 配电系统设计方案
本计算机机房供电采用380/220V 电压、50Hz频率和三相五线制（即TN-S系统）的配线方式，中心机房电源为双回路供电方式。
因机房设备分计算机设备和计算机辅助设备，这两种设备对供电电源有不同的要求，所以采用两种不同的电源供电：即一种为普通电源，一种为不间断电源。普通电源给计算机辅助设备供电，如：精密空调、照明、维修插座、辅助插座等等。不间断电源给计算机设备供电，如：服务器、主机、终端、打印机、行打机等设备。
两种电源引入不同的配电箱：普通电源配电箱和UPS电源配电箱，再由配电箱分别送给计算机设备和计算机辅助设备。
精密空调、新风系统对应的空气开关均带控制信号位，当火警发生时，消防控制系统产生一个控制信号，自动切断空调、新风系统的电源供应，以增强气体消防的效果。
4.2.1 机房配电柜设计方案
包含2路市电进入中心机房，分别输入UPS配电柜、以及动力配电柜功能。 输入为UPS配电柜配一路350A/380VMCCB开关、为动力配电柜配一路450A/380VMCCB开关。 机房用电负荷估算：
网络设备：规划20台机柜 空调系统：1台精密空调 照明设备：40套三管荧光灯
其中每台机柜的实际负荷按2KW/220V计；每台精密空调按40KW/380V计；每盏灯按0.06KW/220V计。
估算结果：需UPS配电的最大容量的共计约200A /380V，因此为UPS配电柜配置200A/380开关。动力设备和辅助设备用电负荷约为200A/380V，因此为动力配电柜配置200A/380V开关。
UPS配电柜：
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依据贵方提供的中心机房网络设备总功耗，并考虑到5年内业务扩容需要，为该工程配置容量为250A/380V的低压交流配电系统，提供机房内的机柜、消防设备、监控设备等提供交流供电。
输入：2路三相200A/380V开关 输出：三相6×80A，单相3×32A
6路单相40A提供机柜配电，3路32A/220V提供消防及预留；39路20A/220V单极开关完成UPS到机柜的配电。
动力配电柜：
提供空调等动力设备、机柜内机柜中的非感性负载如风扇等的配电，以及机房照明等配电。 输入：2路200A/380V开关
输出：单相6×60A，三相2×100A，单相49×20A， 6路单相60A提供机房机柜配电，对每排机柜分别控制，输出39路20A单极开关；1路100A开关为1台精密空调提供配电；1路100A开关为1台UPS提供配电；6路20A提供机房照明及预留；4路20A提供机房照明及预留。
4.2.2 电源回路设计方案
设计时要严格按照《民用建筑电气设计规范》。
电源回路的设计要考虑机房内各种设备的功率，电缆的选材必须满足电脑的容量要求，并对电源点预留一定的备份点。配电回路中预留10—15个留待以后扩展用，具体插座数量及位置要根据最终机房内设备数量考虑。UPS容量的分配要保证计算机与UPS本身能安全稳定地运行。
本方案中，我们采用10A电源插座和原装底盒，配4 mm2电线，有充分的用电负荷冗余性。每个机柜（含网络设备机柜、服务器柜）各配有2条UPS电源回路和1条市电电源回路；每个机架也分别配有2条UPS电源回路；机房在空余部位再增设一些冗余市电插座。
4.3 机房照明设计方案
计算机机房的照明供电属于辅助供电系统的范畴，但它具有一定的特殊性和独立性。机房照明的好坏不仅会影响计算机操作人员和软、硬件维修人员的工作效率和身心健康，而且还会影响计算机的可靠运行。因此就合理地选择照明方式，灯具类型、布局以及一些相关器材等在装修电气工程中不可忽视。
1、机房照明设计标准
机房照明设计标准主要指标为照度。
照度E：光通量投射到物体表面时，即可把物体表面照亮，照度就是光通量的表面密度，即射到物体表面的光通量φ与该物体表面的面积S的比值，即E=φ/S（其中照度的单位为勒克斯Lx）。
在考虑机房的照明时，还须同时将照明的均匀度、照明的稳定性、光源的显色性、眩光和阴影等要求提到日程中来，这些因素也将对操作人员和维护人员产生不可低估的影响。
2、机房照明设计标准
由于中心机房里各功能区的分工不同，对照明中的照度要求也不相同，主机房和UPS配电间的平均照度可按 200、300、400LX取值（下划双线所标的值为本工程所的取值，下同）；本方案中，在监控操作区，平均照度按200、300、400LX取值。施工时根据房间结构可调整。
3、机房普通照明设计方案
照明的布局应符合机房美观、位置重要性和设备位置需要来布局，从机房美观来考率，灯具的布局应均匀布置，即纵横方向保持一定距离，并根据机房的面积情况确定灯具的方向；从位置的重要性考虑；灯具应根据该位置的性质和作用来确定布置达到更好的效果；同时设备的位置需要也要考虑，避免阴影便于维护等因素。
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机房灯具材料的选择宜选择无启辉器或电子镇流器的灯具；带灯片、防玄光的灯具；能兼做空调器回风口的灯具；整体装饰性好的灯具；同时具有发光效率高的灯具。
使用节能性日光灯照明，采用无眩光多隔栅灯棚，在距离地面0.8米处平均照明度不低于400LX。建议采用无眩光日光灯盘和雷士日光灯管。
4、机房应急照明设计方案
精密机房照明系统应考虑应急照明系统。应急故障照明一般采取两种方案，一种是将照明电路中的一路由UPS供电，在停电时，由UPS提拱照明。另一种方案是采用带15分钟后备蓄电池的应急日光灯，应急照明平均照明度为60LUX，在距离地面0.8米处平均照明度不低于5LX。照明供电一般由市电供电，当市电停止时才转入应急供电系统。在本方案中，建议采用应急UPS供电方案。
本方案中，在各功能区都各有1—4个无眩光灯盘由UPS回路供电，当停电时，由UPS电池给灯管应急供电。在机房UPS电源有足够冗余时，本方案较灯管自带应急电池方式能提供更高的照度和应急时间，而且费用更低。
4.4 电源布线施工方案
施工中严格按照中华人民共和国《电气装置安装工程施工验收规范》及国际电工委 IEC相关标准执行
1、电源主线槽要采用屏蔽较好的镀锌铁槽，和弱电线槽间至少相隔30cm。
2、房间电源插座要与网络插座在一条水平线上，从机房美观和屏蔽角度考虑，建议机房内UPS电源点大部分装在抗静电地板上，和机房信息点插座之间相隔15cm。
3、电源UPS插座要与市电插座用不同颜色的面板来区分，电源插座全部采用松日10A三扁座和原装底盒。
4、在布电源线时，要防止电源线皮被划破，为防止漏电危及人身安全和防电磁干扰，所有金属电线管、电线保护槽必须全部可靠连成一体并可靠接地。
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第五章 机房防雷接地系统
5.1 前言
机房建设中，防雷接地是建设项目中的重中之重，自然灾害分很多种，而雷电灾害是普遍存在的，特别在有些地区非常频繁。雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。全球每年因雷击造成人员伤亡，财产损失不计其数，导致火灾、爆炸，建筑物毁坏等事故频繁发生；从卫星、通信、导航、计算机网络直到每个家庭的家用电器都遭到雷电灾害的严重威胁。
但是我国的雷电灾害近几年忽然呈现新情况，灾害频繁，对国民经济造成非常大的损失，许多从不发生雷电灾害的行业部门也频频受害，不知所措。
自从1989年青岛市黄岛油库大火之后，国家政府部门已充分感到防雷工作的重要，相应出台了相关的防雷技术标准和防御雷电灾害管理规定。
雷电灾害被国际电工委员会（IEC）称为\电子化时代的一大公害\，雷电灾害给全球造成的经济损失每年在十多亿美元以上。
随着信息技术的迅速发展，机房内微电子设备繁多而且复杂，这些微电子设备通常属于耐过电压等级低，防干扰要求高的弱电设备，最怕受到雷击。遭受雷击时，一部分能量（约50%）通过防雷装置泄入大地，另一部分能量则通过雷电流感应或耦合在金属管线上进入建筑物内破坏设备，因此，智能建筑的防雷保护对机房是非常重要的，不能轻视。本方案对机房防雷及接地系统进行详细的设计，设计时严格按照国家以及国际相关标准规范，力求科学合理，先进性和安全。
5.2 浪涌过电压及其危害 5.2.1 直击雷危害
直击雷造成的电效应、热效应和机械效应的破坏作用很大：
电效应：雷云对大地放电时，雷电流通过具有电阻或电感的物体时，因雷电流的变化率大（几十微秒时间内变化几万或几十万安培），能产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，足以使电力系统的设施烧毁、导致可燃易爆物品的爆炸和火灾，引起严重的触电事故。
热效应：很高的雷电流通过导体时，能使放电通道的温度高达数万度，在极短时间内将电能转换成大量的热能。雷击点的发热能量巨大，可使金属熔化。
机械效应：雷电流作用于非导体上时，由于雷电的热效应，使被击物体内部出现强大的机械压力，致使被击物体受到严重破坏造成爆炸，机械效应对非金属油罐存在极大威胁。
直击雷可直接作用在构筑物上，也可通过架空线路、露天的金属管路等途径侵入。另外，避雷装置接闪雷击时，在接闪器、引下线及接地体上都有可能产生很高的电压，可能对设备产生“反击”。
5.2.2 雷电感应及雷电电磁脉冲的危害
雷电感应及雷电电磁脉冲的危害是指雷电产生的静电感应和电磁感应对设备尤其是电子设备的危害：
静电感应：雷云的静电感应是指带电的雷云接近地面时，对导体感应出与雷云符号相反的电荷，建筑物或设备顶部大量感应电荷不能迅速流入大地，从而产生很高的对地电压即静电感
应电伏，能击穿数十厘米的空气间隙发生火花放电。
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电磁感应：雷电发生时产生很大的雷击电流，又是在极短的时间内发生，在其周围空间里产生交变电磁场，不仅会使处在这一电磁场中的导体感应出较大的电动势，还会在附近的传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线等部位产生感应电流并侵入设备，使连接在线路中间或终端的设备遭到损害。
5.2.3 浪涌过电压所造成的后果
经以上分析，可知浪涌过电压对电子计算机机房所造成的后果归纳为以下四个方面： 设备损坏，工作人员伤亡。 设备或元器件寿命降低。
传输或储存的信号或数据（模拟或数字）受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪。
整个系统停顿，如银行电脑服务停顿，邮电中断，数据图象传输暂停，局域网乃至广域网遭到破坏，间接损失或政治影响远远大于直接经济损失。
5.3 计算机机房浪涌过电压的保护
雷击发生时，大约50%的雷电流将沿接闪--引下通路直接泄放入地，频率成分非常复杂的雷电流快速通过引下线时会感应出极强的电磁场，建筑物中的管线相对切割磁力线产生感应电流（即雷击电磁脉冲），间接导致设备损坏和人员伤亡；另一方面，至少有50%的雷电流将沿着进出建筑物的管线泄放，对人员和设备构成直接威胁。因此，雷电波侵入与雷击电磁脉冲防护已成为现代防雷设计的重中之重。其主要防护措施是：电涌保护器安装和等电位连接。
① 电源系统电涌保护器安装 在供电线路上安装电涌保护器，目的是为了将线路上的电压限制在一个安全的水平。通常，我们需要采取三级防护措施。
电源一级：将雷击产生的过电流通过此级电涌保护器瞬间泄放入地，并将瞬间过电压限制在2.5KV以下。 电源二级：对第一级电涌保护器泄放后的线路残压进一步抑制，使瞬间过电压限制在1.8KV以下，确保一般用电设备的安全。
电源三级：在重要设备（如服务器、交换机等）的前端安装带精细保护和噪声抑制电路的电涌保护器，将残压进一步限制在0.9KV以下，此外它还具有吸收非雷击导致的操作过电压的作用。
② 通信线路电涌保护器安装
通信线路电涌保护器的选型和安装是防雷项目中最复杂、最容易出问题的环节。不同于直击雷防护，即使没有雷电波侵入，仍可能由于设计失误或产品选择不当，导致保护无效、数据包丢失甚至通信中断。因此，必须在详细了解相关设备的基础上，根据通信线路（DDN、ISDN、ADSL以及无线信道等）、通信接口（RS-232等）、供电方式（交、直流）、工作频率、带宽等要求，选择插入损耗小、响应速度快、频带宽、通流量大的电涌保护器。
③ 屏蔽、等电位连接、接地和综合布线
等电位连接的目的在于减小需要防雷的空间内各金属物与各系统之间的电位差。根据相关标准，防雷保护地、防静电地、电气设备工作地等应共地使用。机房门窗、设备外壳、等电位连接端子盒以及所有穿越防雷区界面的金属物和系统均应就近与等电位连接带（网）相连，确保机房内各接地线间的电位均衡，同时还可以及时泄放聚集在地板表面和设备外壳上的静电电荷。
综合布线的主要任务是将电源线、信号线分槽布置，减少线间交叉和冗余信息点。电源线、信号线置于屏蔽槽内，屏蔽槽两端接地。各线缆屏蔽层两端应同时接地，当系统要求单端接地时，须进行二次屏蔽处理。
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