隨著移動(dòng)電信等運(yùn)營(yíng)商的集中采購(gòu)和騰訊等大、中型數(shù)據(jù)中心的規(guī)模應(yīng)用,小母線市場(chǎng)會(huì)繼續(xù)階躍式發(fā)展,并且逐漸呈現(xiàn)出取代列頭柜的一個(gè)趨勢(shì)。根據(jù)行業(yè)人員調(diào)研預(yù)估,小母線2019年約為3億元市場(chǎng),2021年規(guī)模約為5億,此后每年大約保持在30%的一個(gè)增長(zhǎng)速度,預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到一個(gè)20億元左右。

1 數(shù)據(jù)中心機(jī)房配電架構(gòu)

數(shù)據(jù)中心的配電結(jié)構(gòu)是由中壓配電、變壓器、低壓配電、動(dòng)力母線、UPS、列頭柜機(jī)房母線、工業(yè)連接器與PDU電源線七部分組成。我們可以把數(shù)據(jù)中心配電架構(gòu)再進(jìn)行細(xì)分,可分為三個(gè)層次:
　　第一層為接入層配電,是由高低壓配電柜、變壓器、柴油發(fā)電機(jī)組成數(shù)據(jù)中心總配電系統(tǒng)。　　
　　第二層為機(jī)房配電,是由低壓配電柜和UPS、UPS配電柜和精密空調(diào)柜等組成?！　?br /> 　　第三層為機(jī)柜配電,也被稱之為末端配電系統(tǒng),該部分由列頭柜或機(jī)房專用母線系統(tǒng)(交流方案,交直流方案)、PDU電力適配器、工業(yè)連接器及服務(wù)器自鎖電源線組成。

2 小母線市場(chǎng)情況

2.1應(yīng)用趨勢(shì)
　　
　　隨著移動(dòng)電信等運(yùn)營(yíng)商的集中采購(gòu)和騰訊等大、中型數(shù)據(jù)中心的規(guī)模應(yīng)用,小母線市場(chǎng)會(huì)繼續(xù)階躍式發(fā)展,并且逐漸呈現(xiàn)出取代列頭柜的一個(gè)趨勢(shì)。根據(jù)行業(yè)人員調(diào)研預(yù)估,小母線2019年約為3億元市場(chǎng),2021年規(guī)模約為5億,此后每年大約保持在30%的一個(gè)增長(zhǎng)速度,預(yù)計(jì)到2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到一個(gè)20億元左右。
　
　　2.2小母線部署契機(jī)
　　
　　在數(shù)據(jù)中心生命周期內(nèi),機(jī)柜內(nèi)的IT設(shè)備更新頻繁,需要進(jìn)行臨時(shí)負(fù)荷調(diào)整。處于運(yùn)作中的數(shù)據(jù)中心,需要在不干擾附近IT負(fù)載情況下調(diào)整回路。
　　
　　對(duì)于傳統(tǒng)配電方案在已經(jīng)完成的IT基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)上,再添減和調(diào)整設(shè)備就變的尤其困難。亟需要一種靈活部署的解決方案來(lái)適應(yīng)不斷變化的需求。再加上高熱密集型機(jī)柜和服務(wù)器排布快速增快趨勢(shì),詳見(jiàn)圖1。
　　

　　1.傳統(tǒng)的“列頭柜+線纜”方案,帶來(lái)大電纜成本的急劇增加,同時(shí)也使得運(yùn)維難度陡然上升。部署復(fù)雜,后期維護(hù)成本高,電纜發(fā)熱老化等情況存在于老舊機(jī)房改造和新機(jī)房運(yùn)維中。
　　
　　2.隨著《數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50174-2017自2018年1月1日起正式實(shí)施,標(biāo)志著機(jī)房末端配電小母線正式進(jìn)入國(guó)家數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)。由此并確立了機(jī)房用母線槽配電系統(tǒng)的地位和發(fā)展趨勢(shì)!GB50174-2017第8.1.9條內(nèi)容:當(dāng)機(jī)柜容量或位置變化時(shí),專用配電母線應(yīng)能夠靈活進(jìn)行容量和位置調(diào)整,即插即用!
　　
　　伴隨著小母線行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ODCC、CDCC推出小母線白皮書,移動(dòng)制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),詳見(jiàn)圖2。
　　

3 小母線的發(fā)展趨勢(shì)

突破的小母線具有三個(gè)特點(diǎn):穩(wěn)定、綠色、智能。
　　
　　1.穩(wěn)定——可靠性和多重設(shè)計(jì);
　　
　　滑動(dòng)蓋板設(shè)計(jì),導(dǎo)體散熱設(shè)計(jì),三重加強(qiáng)設(shè)計(jì),放錯(cuò)連接設(shè)計(jì)。　　
　　突破的獨(dú)特設(shè)計(jì),冗余柔性觸指配合彈性觸頭系統(tǒng)(詳見(jiàn)圖3):
　　

　　1）鈹銅鍍銀觸頭高導(dǎo)電性;2）雙重彈力提供柔性大接觸面;3）冗余多觸頭滅弧柵設(shè)計(jì);4）接地極先接觸后脫離設(shè)計(jì)人身安全防護(hù)。

　　2.綠色——低溫升設(shè)計(jì)

　　綠色低溫升,突破小母線采用創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)計(jì)可以將母線整體溫升控制在40k以下,母線槽外殼溫升控制在10k以下。連接器采用柔性觸指結(jié)構(gòu),有效避免直線段剛性連接,提升產(chǎn)品穩(wěn)定性。散熱板設(shè)計(jì)極大增強(qiáng)連接器處的散熱能力。

　　連接器采用彈夾式插入,400A以下的工作環(huán)境通用結(jié)構(gòu)。柔性觸指結(jié)構(gòu)有效降低連接處溫升,測(cè)溫模塊置于母線直線段連接處,可監(jiān)測(cè)重點(diǎn)節(jié)點(diǎn)溫升情況,可實(shí)現(xiàn)帶電熱插拔,詳見(jiàn)圖4所示。
　　

　　3.智能——多重控制

　　主要體現(xiàn)在:溫升監(jiān)控、電參數(shù)控制、開(kāi)關(guān)量控制、總控和分控。

　　智能監(jiān)控,智能電表以高性能工業(yè)級(jí)微處理器為核心,采用高精度電量采集方案,能夠提供三相電壓、電流、功率等基本數(shù)據(jù)測(cè)量,并具有不平衡度計(jì)算、諧波計(jì)算等功能。

　　智能平臺(tái),詳見(jiàn)表1:①始端箱表、接插接箱表、測(cè)溫模塊、HMI屏幕、智能母線管理平臺(tái)。②接插箱表、測(cè)溫模塊依次級(jí)聯(lián),匯聚到始端箱表,上傳到交換機(jī),集中顯示在HMI屏幕上,或上傳動(dòng)環(huán)系統(tǒng)。③可以對(duì)整條母線各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電量和溫升進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　
?

4 小母線設(shè)計(jì)與施工過(guò)程Q&A

1.大母線與小母線始端箱的連接方式銅排、電纜;　　
　　2.小母線母線槽(直線段)之間的連接方式螺栓硬連接、連接件軟連接;　　
　　3.HMI交互屏的配置方式小母線始端箱監(jiān)控屏、單獨(dú)HMI屏;　　
　　4.小母線系統(tǒng)與機(jī)柜承重天花板吊裝不承重、柜頂安裝平均10-12kg/機(jī)柜;　　
　　5.小母線系統(tǒng)安裝方式及空間機(jī)柜上方安裝、機(jī)柜下方安裝(不推薦);　　
　　6.小母線系統(tǒng)容量計(jì)算參考列頭柜配置、機(jī)柜負(fù)載功率;　　
　　7.小母線彈性配電組合方式智能小母線+普通PDU、智能小母線+表計(jì)/智能PDU;　　
　　8.強(qiáng)弱電隔離;　　
　　外部隔離：給組網(wǎng)連接的網(wǎng)線使用專用敷設(shè)通道，6類網(wǎng)線本身也有做好屏蔽，內(nèi)部隔離：物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分離，屏蔽排線，強(qiáng)電和弱點(diǎn)間距80mm。

5 適合小母線運(yùn)用的常見(jiàn)場(chǎng)景

　　5.1機(jī)房建筑結(jié)構(gòu)
　　
　　鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)——適用于小母線方案?！　?br /> 　　鋼筋混凝土框架加剪力墻結(jié)構(gòu)——適用于小母線方案?！　?br /> 　　活動(dòng)板房框架結(jié)構(gòu)——適用于小母線方案。　　

設(shè)計(jì)咨詢點(diǎn):房屋承重。
　　
　　5.2機(jī)房供電形式
　　
　　一類供電:需建立不間斷供電系統(tǒng)——適用于小母線方案?！　?br /> 　　二類供電:需建立帶備用的供電系統(tǒng)——適用于小母線方案?！　?br /> 　　三類供電:按一般用戶供電考慮——適用于小母線方案。
　　
　　設(shè)計(jì)咨詢點(diǎn):供電形式。
　　
　　5.3機(jī)房制冷模式
　　
　　機(jī)柜及周圍空間,機(jī)房層高由建筑結(jié)構(gòu)面層、機(jī)房制冷空調(diào)回風(fēng)空間、氣滅空間、電力走線架、通信走線架、機(jī)架及下送風(fēng)地板空間組成。
　　
　　機(jī)柜模塊帶底板-適用于小母線方案;　　
　　機(jī)柜模塊不帶底板-適用于小母線方案;　　
　　冷凍水管-不適用于小母線方案;　　
　　封閉冷通道-不適用于小母線方案;　　
　　風(fēng)管-不適用于小母線方案;　　
? ?　封閉熱通道-不適用于小母線方案。

　　5.4小母線供電模式分為兩種

　　小母線供電模式分為兩種,雙路熱備份方式,平時(shí)各占50%負(fù)荷,一旦一路失電需要一路帶100%的負(fù)荷。

　　一主一備(冷備份)方式,分為主備回路,平時(shí)主回路承載100%負(fù)荷容量,備用回路不帶電,主回路失電后,備用回路自動(dòng)切換。

　　5.5小母線布置方式詳解

　　母線機(jī)柜頂端的布置方式:

　　按母線供電回路劃分,機(jī)房母線布置方式分為兩種(2路,4路電源)

　　方案一,AB-4路I字型結(jié)構(gòu)對(duì)置部署

　　4路母線供電,此種方式采用雙路電源4路母線架設(shè)在兩排微模塊機(jī)柜后上方,直接為下方PDU配電,詳見(jiàn)圖5所示(簡(jiǎn)單,清晰,多數(shù)采用此部署方案)。
　　

　　方案二,AB-2路布置中置式部署

　　2路母線單獨(dú)供電,此種方式減少了始端箱數(shù)量及供電電纜根數(shù),母線整體性更強(qiáng)。但是單路母線負(fù)荷更高。另外,母線需要跨過(guò)冷通道天窗,需要單獨(dú)設(shè)計(jì)。(不推薦)

　　方案三,AB-2路布置U字型部署

　　2路母線環(huán)線供電,在單列機(jī)柜末端環(huán)繞布置形成單列機(jī)柜雙路模式,雙列機(jī)柜假四路供電模式,此種方式減少了始端箱數(shù)量及供電電纜根數(shù),母線整體性更強(qiáng)。但是增加了彎頭及非標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度母線段,可延伸擴(kuò)展數(shù)列機(jī)柜的S形彎母線供電方式(可推薦)

6 遵循標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)報(bào)告

　　1)《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分:型式試驗(yàn)和部分型式試驗(yàn)成套設(shè)備》(GB7251.1-2005/lEC60439-1:1999)

　　2)《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第2部分:對(duì)母線干線系統(tǒng)(母線槽)的特殊要求》(GB7251.2-2006/lEC60439-:2000)

　　3)《電工用銅線坯》(GB/T3952-2008)

　　4)《電工用銅、鋁及其合金母線第1部分:銅和銅合金母線》(GB/T5585.1-2005)

　　6)《外殼防護(hù)等級(jí)(IP代碼)》(GB4208-2008)

　　7)GB/T156-2007標(biāo)準(zhǔn)電壓

　　8)GB/T762-2002標(biāo)準(zhǔn)電流等級(jí)

　　9)GB/T13384-2008機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件

　　10)UL857-2001 Busways

　　11) IEC61439-1:2011 Low-voltageswitchgear and controlgear assemblies Part 1:General rules　檢測(cè)報(bào)告詳見(jiàn)表2。

編輯：黃飛