淺析智能小母線在數據中心的應用及監控系統產品選型

更新時間：2023-04-04

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吳柯霓

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：智能小母線是目前數據中心機房末端配電的一種形式，在數據中心應用中，相對于傳統列頭柜形式，有其*的優勢。在當今數據中心趨于裝配式、模塊化、預制化的形勢下，智能小母線的普及應用無疑是一種趨勢。本文通過對智能小母線的架構、容量規格、組件、監控方式、安裝方式等的介紹，詳細分析了智能小母線在數據中心的應用及其優勢。

關鍵詞：智能小母線；容量規格；安裝方式；智能監控；數據中心

一、何為智能小母線

智能小母線是目前數據中心機房末端配電的一種形式。十年前，國內數據中心機房機柜的配電均采用列頭柜的形式，即采用放置于一列IT機柜端部的配電機柜，作為一列或若干列IT機柜的電源分配與保護的終端配電柜。列頭柜通常以主斷路器從前端UPS柜受電，再依靠多個微型輸出斷路器以放射式與各個IT機柜的PDU連接，從而構成數據中心傳統的終端供配電系統。

近五年來，在數據中心趨于裝配式、模塊化、預制化的形勢下，智能小母線系統逐漸被應用于機房的末端配電中。智能小母線系統通過始端箱接受前端UPS來電，以具有金屬外殼的母排系統組成輸電干線，采用即插式插接箱給各個機柜內的PDU分配電。始端箱和插接箱內設置電力監測模塊，并具有通訊至動環監控中心功能。

二、小母線的分類、組成及規格選型

（一）小母線的分類

智能小母線可分為滑動小母線和固定小母線�；瑒有∧妇€的接插箱可以根據機柜位置和使用需要在母線上隨意滑動，固定小母線的接插箱一旦接插到母線上則不能隨意滑動位置。

（二）小母線的組成

智能小母線主要由下列組件組成：始端箱、插接箱、母線段、拐彎母線段（T型、直角）、母線連接配件（連接耦合器）、末端蓋（箱）、pvc蓋板、監控模塊、安裝工具。始端箱是給母線供電的裝置，一端與電源進線的大母線對接，另一端與末端小母線連接。接插箱則是接插在小母線上進行分線出線的母線分支插接箱，也稱為終端箱，通過接插電纜及工業連接器即可與IT機柜內的PDU連接，為IT設備供電。與下圖為智能小母線各組件連接示意圖：

智能小母線各組件連接示意圖

（三）小母線的容量規格

智能小母線在數據中心常用的容量主要有：100A、160A、225A、250A、400A，直線段的成品長度有1米、1.5米、2米、3米，針對非直線路徑，還通常配有外彎段、內彎段、T型件等滿足拐彎需要。

三、小母線的安裝方式

小母線的安裝方式大致分為機柜上安裝及機柜下安裝兩種方式。機柜上安裝又分為柜頂支架安裝、吊桿安裝、天花嵌入式安裝等，天花嵌入安裝通常用在與后部煙沖機柜一起使用，嵌在天花內。機柜下安裝即為地板下安裝，采用支架支于地面上。除此之外，還有集裝箱及模塊化機房*的安裝方式。

接插箱的安裝則非常便捷，一般準備、插入、旋轉、鎖定四部搞定�；瑒有托∧妇€的接插箱可以根據機柜位置和使用需要在小母線上隨意滑動。

四、小母線的監控方式

智能小母線的始端箱和插接箱內設置電力監測模塊，接于數據中心動環監控系統，便于監控中心對其進行實時電力監控。智能小母線的始端箱和插接箱內分別設置智能電量儀，通過RS485總線手拉手環形連接至一個主控模塊，主控模塊箱上口有RS485、TCP/IP接口用于接入動環系統。

五、小母線系統相對于傳統列頭柜的比較

（一）小母線具有更高的靈活性

傳統的配電方式為典型的放射式供配電系統，今后新增或機柜擴容變更提升功率時需要重新排放電纜。而小母線配電系統是典型的樹干式供配電系統，總配電柜至各機柜之間采用一條干線覆蓋，再依靠分接單元配電至各機柜PDU。初期建設時，僅需將母線槽安裝到所有機柜位上方，包括遠期規劃的機柜位，可以依據用戶的進駐實現即需即安裝的部署。個別機柜增加輸出容量或者回路數量無需對母線槽做出變更，僅需增加或者變更插接箱即可，可帶電插拔，適合IT業務不確定性發展擴容的需求。

（二）小母線增加了機房的利用率和收益

傳統列頭柜的方式每個列頭柜占據了一個IT機柜位。按每20個IT機柜配置1臺強電列頭柜計算，一個1000機柜的數據中心則需要50個列頭柜，采用智能小母線后，這50個列頭柜均可省去，用于安裝50個IT機柜，大大提高了機房的利用率。每個機柜租賃費按6萬元/年計算，則可增加收益300萬元。

（三）小母線系統投入快，施工周期短

智能小母線系統安裝部署快速，無須鋪設大量電纜，IT機柜PDU工業插頭可直接插入到母線插接箱中，相序自動對應，無復雜接線工作。而傳統列頭柜加線纜模式，需要完成配電柜就位、電纜橋架安裝、電纜裁剪鋪設、電纜對接等多個煩瑣工序。小母線系統的安裝工期相比列頭柜系統能縮短3～4倍左右，節約大量的施工時間和人工投入。

（四）小母線使用壽命長，可重復利用

智能小母線使用壽命可達到20～25年以上，由于采用模塊化拼裝結構設計，可多次拆卸、移位使用。而傳統的配電列頭柜加電纜的使用周期為8～10年左右，且一旦擴容或搬遷，列頭柜和線纜無重復利用的可能。因此，智能小母線系統的使用周期比列頭柜系統要長2～3倍以上，而且可以多次重復使用，降低了長期應用費用。

六、安科瑞精密配電及監控系統解決方案

（一）概述

隨著數據中心的迅猛發展，數據中心的能耗問題也越來越突出，有關數據中心的能源管理和供配電設計已經成為熱門問題，高效可靠的數據中心配電系統方案，是提高數據中心電能使用效率，降低設備能耗的有效方式。要實現數據中心的節能，首先需要監測每個用電負載，而數據中心負載回路非常的多，傳統的測量儀表無法滿足成本、體積、安裝、施工等多方面的要求，因此需要采用適用于數據中心集中監控要求的多回路監控裝置。

（二）應用場所

適用于運營商、金融、政府、互聯網、企業等數據中心

（三）系統結構

1）交流