电子信息系统机房工程设计与建设

电子信息系统机房工程设计与建设

郑元芳

山东正晨科技股份有限公司，山东省济南250101

摘要：在信息技术迅速发展背景下，计算机在日常生活中的使用越来越频繁.电子信息系统机房工程设计成为当前主要工作之一，建设规模逐渐扩大。为了保证设计的合理性必须严格按照相关设计要求进行。本文将对电子信息系统机房设计和建设进行研究。

关键词：电子信息系统机房系统设计及建设

计算机已经成为人们生活中不可缺少的工具，计算机的广泛应用也让机房工程建设项目逐渐增多。由于机房工程涉及到建筑结构、建筑装修及安全防范等工作，因此在设计应用中要从整体出发，掌握设计与建设的要点，保证机房建设符合理想的标准。

一、电子信息系统机房供配电

《电子信息系统机房设计规范》（GB50174―2008）规定了A、B、C级机房供配电的要求。A级机房的供电电源应按一级负荷中特别重要的负荷考虑，除应由两个电源供电（一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏）外，还应配置柴油发电机作为备用电源。B级机房的供电电源按一级负荷考虑，当不能满足两个电源供电时，应配置备用柴油发电机系统。C级机房的供电电源应按二级负荷考虑。根据机房用电量的大小，市电电源电压可选用l0kV、380V。当变电所和机房在同一个建筑内时，低压配电系统宜采用TN―S系统。当变电所和机房不在同一个建筑内时，系统宜采用TN―C―S系统。柴油发电机容量、台数及电压等级的选择原则：柴油发电机的容量应包括UPS、机房专用空调和制冷设备的基本容量及应急照明、消防、监控等设备的容量。柴油发电机的容量小于2500kW，且柴油发电机房与主机房的距离小于500m时，优先选用低压柴油发电机组。柴油发电机的容量大于2500kW，且并机运行时，宜采用高压发电机组。柴油发电机组不要求冗余配置时，宜优先选用单台柴油发电机组。

《电子信息系统机房工程设计与安装》（09DX009）中分别提供了三种A级、B级机房供电系统图，以A级机房为例，第一个方案：两路10kV电源，备用10kV柴油发电机组。两路1OkV电源分别向两段母线供电，每台变压器的负荷率不大于50%，当一台变压器故障时，另一台变压器可带起全部负荷。当两路10kV市电电源均失电后，柴油发电机自启动，发电机并机成功后。向两段10kV母线供电。第二个方案：两路10kV电源，备用0.4kV柴油发电机组。考虑到两段母线的联络开关同时发生故障的可能，所以当任一段0.4kV母线失去市电电源后，柴油发电机自启动，发电机并机成功后，向两段0.4kV母线供电。第三个方案：两路0.4kV电源，备用0.4kV柴油发电机组。同时，还介绍了三个B级机房工程的供电系统方案，两个C级机房工程的供电系统方案。设计人员可根据机房工程的级别及现场情况，选用上述供电系统。值得一提的是机房工程UPS电源除具有常见的不间断供电功能外，其主要功能是保证电源的质量，达到稳频稳压。所以无论是A级机房还是C级机房，IT设备的供电都是由UPS完成的。

二、电子信息系统机房等电位联结与接地

《电子信息系统机房设计规范》（GB50174―2008）规定了保护性接地（防雷接地、防电击接地、防静电接地、屏蔽接地等）和功能性接地（交流工作接地、直流工作接地、信号接地等）宜共用一组接地装置，其接地电阻应按其中最小值确定。机房内所有设备的可导电金属外壳、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构等均应作等电位联结并接地。机房工程常用的三种等电位联结方式包括：

（1）S型（星形结构、单点接地），适用于易受干扰的频率0～30kHz（也可高至300kHz）的电子信息设备的信号接地。对于C级建筑面积小于100m的机房，IT（电子信息）设备可采用S型等电位联结方式。这种方式能同时实现保护接地和信号接地，是最为简单易行的。（2）M型（网形结构、多点接地），适用于易受干扰的频率大于300kHz（也可低至30kHz）的电子信息设备的信号接地。IT设备除连接PE线作为保护接地外，还采用两条（或多条）不同长度的导线尽量短、直地与设备下方的等电位联结网格连接，网格的作用是为电子设备抑制高频干扰提供一个低阻抗的参考平面，从而降低干扰水平。大多数IT设备应采用此方案实现保护接地和信号接地。（3）SM混合型等电位联结方式。是单点接地和多点接地的组合，可以同时满足高频和低频信号接地的要求。由于在高频条件下导体存在电容耦合，互相靠近的导体间存在电感耦合，高频干扰信号将通过这些耦合进行传导，为了消除这种干扰，产生了混合型

等电位联结的接地方式。采用这种方式时，在有需要的楼层内需装设水平等电位网格，这些网格又和所在场所的电气装置外露导电部分、建筑物金属结构、管道等就近相连接。各楼层问也通过金属结构、管道等互相作垂直的连接。

等中位联结带、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构均与局部等电位联结箱连接后。再接至大楼总等电位联结箱（或带）。机柜采用两根不同长度的6mm软铜线与等电位联结网格（或等电位联结带）连接，从UPS配电柜至列头柜的PE线截面应符合《电子信息系统机房设计规范》PE线最小截面的要求，从列头柜至机柜的N、PE线，因单相负荷较多其截面应与相线相同。降低“零地”电压的方法除了使UPS设备尽可能地靠近IT机房，缩短供电距离；单相负荷应均匀地分配在三相上，中性线截面不小于相线截面外，加装隔离变压器也是一个很好的方法（成本相对高些）。

三、电子信息系统机房的空气调节

随IT技术的发展，IT设备的发热量越来越大，IT设备耗电量中的97%都转化为热量，因此在现代机房中，空调系统设计已非常重要。空调的冷负荷主要是服务器等IT设备的散热，因此机房的空调设计主要考虑夏季冷负荷。对于前进风/后出风方式冷却的IT设备，要求设备的前面为冷区，后面为热区，这样有利于设备散热和节能。当机柜或机架成行布置时，要求机柜或机架采用面对面、背对背的方式。机柜或机架面对面布置形成冷风通道，背对背布置形成热风通道。如果采用其它的布置方式，有可能造成气流短路，不利于设备散热。对机柜或机架高度大于1.8m、设备热密度大（单台机柜发热量大于3kW）、设备发热量大或热负荷大（单位面积的设备发热量大于300W/in）的主机房，从有利于设备的散热的角度考虑，宜采用活动地板下送风、上回风的方式。

四、结束语

电子信息系统机房工程设计中要从整体出发，综合考虑各个影响因素，完善内部设计系统，达到理想的设计效果。根据机房等级的差别，要注意设计的针对性，从温度、防火、防尘、防雷等方面进行设计，根据机房负荷数据选择适当的设计方案，达到节约能源，降低运行费用的目的。

参考文献

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[3]赵志信.论计算机网络机房工程的规划与设计[J].黑龙江科技信息，2012（18）：110-114.