信息化机房建设配电示意图

机房电气系统

电气系统

工程范围及任务

1、电气系统范围：机房配电系统，含机房UPS、空调系统、动力系统、照明系统、消防系统、维修测试系统。

2、任务要求在工程范围内配电系统的综合设计和施工管理配合，目标是满足配电系统对计算机等负荷用电的可靠性、可控性、冗余度、可扩展性，保障供电系统全年故障率超过十万分的一,可使用率达99999%。

在系统设计和设备、材料的选用，要以整个系统可靠性的量化指标作为系统设计的原则，在设备配置、工艺、施工、维修、保养、运营管理等各方面都要满足这一目标。在故障时限内，有必要的容错和故障恢复措施，保证不间断的电源供给，使整个系统工作正常、持续，这也是本系统实施的最终目标。

供电系统概述

机房用电负荷为一级负荷，设计大楼“市电+UPS不间断电源”的供电方式。

机房UPS配电

主机房UPS系统采用原有1台20KVA UPS对机房计算机设备负载供电。

机房网络机柜、服务器机柜采用双路UPS电源插座，机柜末端接8位PDU插座。

小型机机柜采用双路工业连接器直接给设备供电。

UPS电源及电缆敷设采用阻燃屏蔽电缆，能减少强电电源对弱电信号线缆的干扰。

强电线路沿金属线槽及镀锌钢管敷设与弱电线路应有一定的间隔。

大功率电源插座（工业连接器）

功率插套具有d簧紧箍卡簧结构,可保证接插时插杆与插套的间极低的接触电阻,外壳颜色表示使用不同的电压和频率。

不同型号插头、插座因插头位置、直径、极数不相同而防止误插。

设计防脱落装置,具有优异的电气绝缘性能和介质强度，耐冲击，可稳定地工作在较低或较高温度的室内或室外环境。

有IP44及IP67等不同程度的防水等级。

插座、插头配套供应。

在各房间应设置适当数量的市电维修插座，插座类型为：220V/10A。电缆为阻燃铜芯的电缆，阻燃电线应穿钢管。活动地板下部的电源线应尽可能远离计算机信号线，并避免并排敷设。而当并排敷设不能避免时，应作最少300mm 距离分隔或采取其它相应的屏蔽措施。全部配电线路必须穿金属线管（槽）敷设。

机房内的插座应分为两种，分别为不间断电源（UPS）插座和市电插座，市电和UPS供电的插座用不同颜色加以区别。插座分布及数量考虑留有一定的余量。

配电柜设置

配电柜布置

国产玻璃门柜体

配电柜选用国产玻璃门X L系列配电柜。本设计中配电柜具有以下特点：

在配电柜中设置相应的避雷器和远程电量监控设备，避雷器的设置满足机房B、C级防雷的要求，远程电量监控设备的安装，满足配电柜防浪涌、防雷击、过流保护、对总输入电压、电流、频率进行远程监控等功能。

产品符合IEC 898，GB 10963标准和CCEE安全认证要求。

单相负荷应均匀地分配在三相线路上，三相负荷不平衡度小于20% 。

选用国际知名品牌施奈德断路器，具有过电压、过电流、短路等保护；电流表、电压表、指示灯、转换开关等均为进口或合资产品。

机房配电柜内配置合适数量的16A、32A等单相和三相开关。

维修插座回路采用电子式漏电断路器。

考虑以后扩展，配电柜、配电箱均留出一定的备用容量，使整个供配电系统安全、优质、稳定、经济且维护简便。

动力配电柜内设紧急断电联锁接线端口，与消防紧急断电设备相连，确保在发生火灾时能迅速切断空调、新风、照明等设备。

配电柜元器件介绍

塑壳开关

各配电柜内的柜内大功率电源输出开关选用法国梅兰日兰--施耐德电气公司出品的塑壳开关（Compact NS系列），该品牌开关特点为：

独特的双旋转分断结构

能量跳闸系统，提高反应速度

超强的分断能力，最高可达150kA

快速切断故障电流，最短仅为2ms

模块化结构，灵活适应不同应用场合

机械与电气寿命长

C65N系列小型短路器

其他各分支开关选用施耐德开关（C65N系列小型短路器）；

C65系列小型短路器具丰富的产品系列，根据分断能力的不同，C65a, C65N, C65H,C65L的分断能力覆盖了45~15KA的范围，额定电流1～63A，具B/C/D型脱扣曲线。可拼装丰富的电气附件、机械附件，实现功能的极大扩充和 *** 作的便利。全系列产品可拼装漏电保护附件，实现A/AC类漏电保护功能，额定剩余动作电流包括30mA,300mA和300mA延时型。可广泛应用于工业、商业及民用低压终端配电的需要。

分流装置Multiclip

采用独特的Multiclip电流配送装置或梳型母线，分路开关的安装与拆卸极为简便、快捷、安全。与梳状排配送装置相比，更换开关不影响其他开关正常运行。

其他

根据显示、指示需要，在配电柜盘面上安装电量仪表和红、绿、黄三色指示灯，可随时监测三相线电压、相电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率等，供值班人员参考和记录。

电缆敷设，配管配线

金属线槽、电源插座安装

机房地板下使用金属桥架解决电力布线的问题。桥架大小尺寸综合考虑满配线缆数量和扩容余量后，按规范要求的占空比设计。为避免可能的机房漏水造成灾难性后果，我们设计金属桥架架空距离地面50mm，插座采用定制的金属插座盒，固定在强电桥架与弱电桥架的间，这样强弱电线路就可以很方便的有各自的桥架中端接到金属插座盒中。强弱电插座的间在金属插座盒内部设一金属隔板，从而有效地避免了强电线路对弱电线路的干扰。

金属线槽、电源插座安装示意图

机房、 *** 作间静电地板上安装市电翻板插座插座，供维修、打扫卫生等用电，以示和UPS电源有所区别

强弱电桥架的布置

我们要为机房内的所有网络设备机柜、服务器机柜提供UPS电源，所有强电线路尽量采用暗敷方式，以免影响美观。考虑到维修方便和线路数量较多，采用静电地板下金属线槽配线，同时起到金属屏蔽的作用，减少对弱电线路的影响。金属线槽的架设走向应充分考虑其合理性和空调送风间的关系。

强电线槽敷设在机柜的正面，弱电线槽敷设在机柜的背面。

弱电线槽与强电线槽平行敷设时，至少相距300mm。

弱电线槽与强电线槽交叉时，弱电线槽走在强电线槽的上面。

线槽全部离地安装。

电缆的选择

载流量：考虑到夏季气温较高，电缆载流量相对减少及电缆集中敷设时散热量大等因素，以环境温度为+40℃时的电缆载流量作为选择电缆规格的依据。

屏蔽：所有电缆均采用镀锌金属线槽及镀锌电线管保护敷设，所有金属管、金属线槽均可靠接地。

机房设备机柜电源电缆全部选用阻燃屏蔽电缆，以满足机房对防火的要求。其余电缆均选用阻燃交联电力电缆。

选用紧定式JDG钢管

采用优质冷轧带钢（Q195F-Q215F）经高频焊接一次成型，双面镀锌保护壁厚均匀，焊缝光滑，圆度高，埠平滑无毛刺。使用配套专用工具可弯角，不变形，不断裂。标准定尺4米，标准型壁厚160mm其它型壁厚120mm,明敷暗埋均可使用。

照明

照明设计

计算机机房对照明的要求：光线明亮且柔和，适合人们的生理需要，布局合理且 *** 作方便，为工作人员创造良好的工作环境。

照度标准设计：

主机房照明： 500 lx

应急照明:30 lx

眩光限制标准：

机房内基本工作间眩光等级为Ⅰ级，无眩光。

灯具选择

机房区照明灯具通过在墙面设置跷板开关控制灯具的启闭。灯具采用分区分散控制的原则，以利于节能。跷板开关安装在附近相应区域墙壁上，见照明平面图中说明。主机房、主控室、维修间均采用高光效嵌入式荧光灯；备件库采用节能筒灯。

镇流器

通过实验证明，电子镇流器应用于日光灯上虽然有节能的效果，但因产生电子噪音干扰的负面效果更影响着正常系统供电赁质量。

节能型电感镇流器自身功耗比传统电感镇流器低40-60%；

同目前市场主流的H级电子镇流器相比，节能型电感镇流器比国产H级电子镇流器的开机浪涌电流低10-20倍；

节能型电感镇流器无电磁干扰，国产H 级电子镇流器电磁干扰严重；

节能型电感镇流器的谐波含量符合国家标准，国产H 级电子镇流器则严重超标；

节能型电感镇流器不受瞬时过电压的影响，国产H 级电子镇流器则无抵御这种脉冲的能力；

节能型电感镇流器灯电流波峰比符合国家标准，国产H 级电子镇流器则超标，从而损害灯管的寿命；

节能型电感镇流器使用寿命为10-20年，而电子镇流器的使用寿命为1-4年。

应急照明

应急照明可保证人员做应急处理，或安全快速地向应急出口疏散。应急照明利用常规灯具中的一部分，采用市电与UPS电源互投的方式实现。当市电正常时，应急照明是正常照明一部分，可以正常启停。当应急状态下，自动切换到UPS系统，应急灯具自动点亮。在机房出口设置出口标志指示灯，出口标志指示灯和方向指示灯均为自带蓄电池型（延时时间大于90分钟）。

机房接地

接地型式种类、目的

本机房工程设计采用大厦提供的接地点，要求接地电阻值不大于1Ω。

机房共有四种接地方式：

交流工作地电阻值≤4Ω；

安全保护地电阻值≤4Ω；

抗静电接地电阻值≤4Ω。

计算机系统直流逻辑地电阻值≤1Ω，即：机房计算机专用接地。

交流工作地：

市电交流工作接地即市电零线，是通过三相五线动力电缆中的零线作为引上线，并通过电缆、电线中的零线引至各非计算机用电设备。

安全保护地

安全保护地是通过三相五线动力电缆中的保护线作为引上线，并通过电缆、电线中的地线引至各用电设备，保证机房内所有带电设备的非带电外壳可靠接地，保证 *** 作人员的人生安全。

抗静电接地

抗静电地接自大楼安全保护地。

计算机系统直流逻辑接地

计算机系统直流逻辑地，需要引自大楼指定的接地点。

接地及均压等电位连接系统

接地网络。

均压等电位连接。

具体设计方案

等电位连接

实现等电位连接的主体为：

设备所在建筑物的主要金属构件和进入建筑物的金属管道；

供电线路含外露可导电部分；

防雷装置；

由电子设备构成的信息系统。

各种类的接地系统等

装修材料型钢骨架、轻钢龙骨、金属窗户、吊顶龙骨等金属部分。

每个机房的等电位处理，是为使机房内的各种设备在受到冲击时强制处于同一电位。在机房静电地板下，采取格栅处理，便于各设备就近接地。

具体施工设计：

在机房静电地板下，采用优质铜材作为格栅处理的材料，施工时注意将格栅处理所形成的闭合环路用多股铜芯线与大楼等电位接地母排直接相连。同时将其它防静电措施所采取的接地与该格栅均匀多点相连。

机房采用30×3mm紫铜带在机房区做一圈，内部用铜箔5001mm组成600600mm 环型接地网络与紫铜带。环型接地网络安装在机房地板下方。

机房内所有设备的金属外壳均就近可靠接地，并汇集至机房内的接地端子柜，使机房内所有设备的金属外壳、金属材料形成一个等电位。

防电磁干扰设计：

防电磁干扰主要从两个方面要求，一是对无线电电波的干扰，磁场的干扰。该工程的要求无线电干扰场强≤120Db，磁场干扰场强≤800A/M。根据经验，该指标只要周位环境不是电磁环境特差就不存在问题。在装修设计上主要通过一些构造技术设施来进行一定的设计。

吊顶是全金属吊顶，铝塑板表面是金属板，地板下保温层上粘贴一层镀锌板具有一定的屏蔽效果。

墙面金属龙骨，吊顶龙骨，地板支架通过连接成法拉第笼，具有屏蔽作用。

强、弱电电缆线槽分不同的线路敷设，线槽之间有足够的距离，并做良好的接地。

不同场景的监控安装方案不同，以下3种场景较为常见：
1工厂监控安装：智能警戒摄像机搭配智脑系列NVR，报警信息可视化，图像快速回查。
2工地监控安装：出入口管控、监控产品，全面监防。
3超市监控安装：配置传输稳定的POE交换机、16路录机、X系列POE摄像，便捷无卡顿。
考虑到超市环境尽可能少走线、经济造价、快捷方便的需求，大家可以配置传输非常稳定的海康威视POE交换机，海康威视16路录机，以及X系列POE摄像机，X系列摄像机半球等，搭配国标网线，画面清晰无卡顿，美观、快捷。

DCS机柜接地随着电力工业的迅速发展和热工自动化水平的提高，分散控制系统(DCS)已在国内各电厂中得到广泛应用，这对保证电厂安全、经济和文明运行起到了十分重要的作用，并取得了良好的效果。DCS合理、可靠的系统接地，是DCS 系统非常重要的内容。为了保证DCS系统的监测控制精度和安全、可靠运行，必须对系统接地方式、接地要求、信号屏蔽、接地线截面选择、接地极设计、接地箱布置等方面，进行认真设计和统筹考虑。
一、接地的分类和作用：
1、安全接地：
（1）保护接地（CG，电气专业中称PE）是将DCS中正常情况下不应带电的金属部分(机柜外壳、 *** 作台外壳、接线盒、电线管、电缆架以及在正常情况下不带电但人体有可能接触到危险电压的裸露金属部件等)与地之间形成良好的导电连接，以保护设备和人身安全。因为DCS的供电是强电供电(一般是220V)，通常情况下机壳等是不带电的，当故障发生造成电源的高压部分与外壳等导电金属部件短路时，这些金属部件或外壳就形成了带电体，如果没有很好的接地，那么这带电体和地之间就有很高的电位差，如果人不小心触到这些带电体，那么就会通过人身形成通路，产生危险。因此，必须将金属外壳和地之间作很好的连接，使机壳和地等电位。此外，保护接地还可以防止静电的积聚。
（2）防雷接地：当DCS系统的信号线路从室外进入室内后，在架空线引入或可能受感应雷的场合，应实施防雷接地连接。使雷击放电电流可从接地通路直接流入大地，而不影响系统的正常工作和人身安全。DCS系统防雷接地应与电气专业防雷接地系统共用，但不得与独立避雷装置共用接地装置。我们可用金属电缆管或槽铺设信号线，电缆管或金属槽有很好的接地可有效消除因信号电缆附近受到雷击，通过分布电容和电感耦合到信号线，在信号线上产生很大的脉冲干扰。
（3）防静电接地：安装DCS的控制室，应考虑防静电接地。使静电放电电流可从接地通路直接流入大地，而不影响系统的正常工作和人身安全。这些室内的导静电地面、活动地板、工作台等都应进行防静电接地。已经做了保护接地和工作接地的仪表和设备，不必再另做防静电接地。
2、工作接地：工作接地是为了使DCS以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地。工作接地分为逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地。
（1）逻辑地，也叫直流系统地（PG），是计算机内部的逻辑电平负端公共地，电子设备中各级电路电流的传输、信息转换要求有一个参考的电位。这个“地”不一定是“地理地”，可能是电子设备的金属机壳、底座、印刷电路板上的地线或建筑物内的总接地端子、接地干线等；它为电子装置各个部分、各个环节提供稳定的基准电位(一般是零点位)。这个地可以接大地，也可以仅仅是一个公共点。系统地如果与大地不相连，即系统地处于悬浮工作状态，称之为浮空地。
（2）信号地，也叫信号回路地，是现场返回信号的负端，如各变送器的负端接地，开关量信号的负端接地等。
（3）屏蔽接地，也叫模拟地(AG，信号电缆屏蔽层的接地)。电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来，使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施；或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。金属屏蔽体良好接地，对静电屏蔽而言，将使屏蔽体外侧的感应电荷流入大地，而不会有感应电场存在。对交变电场屏蔽而言，由于交变电场对敏感电路的耦合干扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积，只要设法使金属屏蔽体良好接地，就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。
3、本安接地，是本安仪表或安全栅的接地。主要用于石化和其它防爆系统中。这种接地除了抑制干扰外，还有使仪表和系统具有本质安全性质的措施之一。
4、除了上述三大类接地外，还有一个中性点接地。它是电力系统主要是变压器或发电机为了正常运行和安全需要而设的接地。中性点接地的引出线叫中性线或零线，又根据供电系统不同的工作和保护方式可分为保护零线（PE线，俗称地线）、工作零线（N线，俗称零线）、或两者合二为一，称为PEN线。
二、DCS系统接地方式：DCS系统的各种安全接地、工作接地应分别接到本机柜各地线上，各机柜相应地线连接后，再用铜芯电缆引至总接地板。根据总接地板与接地极的连接方式的不同有下列几种接地方式：
1、采用等电位接地方式进行接地。当采用等电位接地时，要求将建筑物（或装置）的金属结构、基础钢筋、金属设备、管道、进线配电箱的PE（保护接地线）母排、接闪器引下线形成等电位联结，控制系统安全接地和工作接 地应分类汇总到该总接地板，实现等电位联结，与电气装置合用接地装置并与大地连接。但控制系统在接地网上的接入点应和防雷地、大电流或高电压设备的接入点保持不小于5 米的距离。除非制造厂有明确说明，否则计算机控制系统的机柜，不允许与建筑物钢筋直接相连。
2、利用电气接地网作为DCS接地网，即与电气接地网共地。一般情况下电气接地网做了等电位联结；在无法满足等电位接地的情况下，允许系统工作接地进行一点单独接地，同时将系统保护接地接到电气地。在系统地和保护地无法分离的情况下，可以将系统保护接地和工作接地进行一点单独接地。当与电厂电力系统共用一个接地网时，控制系统地线与电气接地网的连接须用低压绝缘动力电缆，且只允许一个连接点，接地电阻应小于05。且要注意选取接入点时应尽可能远离大电机的接入点，同时与避雷地的接入点间的距离也应大于20m。
3、设DCS系统专用独立的接地网；当采用独立接地网时，应尽可能远离防雷接地网，若制造厂无特殊要求，接地电阻（包括接地引线电阻在内）应不大于2Ω。且单独接地体与其他电气专业接地体应相距5m以上，和独立和防直击雷接地体须相距20 米以上。具体的一点接地的形式根据可现场条件，在以下几种情况下选择。（以下所列情况为工作接地的连接，正常情况下保护接地应接到电气地，若无法将工作接地和保护接地分开，可以将保护接地与工作接地连接到同一单独接地体）。
4、设DCS专用接地网，经接地线、再接至电气接地网。
三、接地要求和原则：因为系统接地线和接地电阻都不可能为零，且当有大电流从接地极注入大地时，接地极及其附近的大地电位升高，如有多点地则会出现接地点间的电位差，形成干扰。即使是同一台设备中的各种地线，也应遵守一点地原则，否则就会形成接地环路，各点之间的接地电位差将会形成干扰被引入其它电路。
所以除制造厂有明确规定外，整个计算机控制系统内各种不同性质的接地，均应经绝缘电缆或绝缘线引至总接地板，以保证“一点接地”。如果装置间距较大，应采用串联一点接地方式。各种地在机柜内部各自分别汇总，最终汇于一点，然后用一根大截面铜母线(或绝缘电缆)连接各装置的柜体中心接地点，然后将接地母线直接连接接地极。接地线采用截面大于22mm2的铜导线，总母线使用截面大于60mm2的铜排。接地极的接地电阻小于1Ω，接地极最好埋在距建筑物10~ 15m远处，而且DCS系统接地点必须与强电设备接地点相距10m以上。仪表或设备的接地端子到接地极之间的导线与连接点的电阻总和，称为接地连接电阻。接地连接电阻不应大于1 欧姆。接地极对地电阻与接地连接电阻之和称为接地电阻。接地电阻，不应大于4 欧姆。接地干线长度若超过10 米或周围有强磁场设备，应采取屏蔽措施，将接地干线穿钢管保护，钢管间连为一体；或采用屏蔽电缆，钢管或屏蔽电缆的屏蔽层应单端接地。若接地干线在室外走线并距离超过10 米，应采用双层屏蔽，内层单点接地，外层两端接地，以防止电磁脉冲的干扰。
接地种类不同，接地的方式和要求就不同，下面按不同的接地种类陈述接地的方式和要求。
1、保护接地：DCS的所有设备均有一个保护地，该保护一般在机柜和其它设备设计加工时就已在内部接好，有的系统中已将该保护地在内部同电源进线的保护地(三极插头的中间头)连在一起，有的不允许将保护地同该线相连，用户一定要仔细阅读厂家提供的接地安装说明书，不管哪种方式，CG必须将一台设备(控制站、 *** 作员站等)上所有的外设或系统的CG连在一起，然后用较粗的绝缘铜导线将各站的CG连在一起，最后从一点上与大地接地系统相连。还有一点值得提醒的是，DCS的所有外设必须从一条供电线上供电，而且一台设备(如 *** 作员站位所连接的所有外设和主机系统(CRT、打印机、拷贝机主机系统)的电源必须从设备的供电分配器上取电，而不允许从其它地方取电，否则可能会烧坏接口甚至设备，对于不得不用长线连接的场合，或用较粗导线提供供电，或采取通信隔离措施。各站的CG在连接时可以采用幅射连接法，也可以采用串行接法。低于36V 供电的现场仪表，可不做保护接地，但有可能与高于36V 电压设备接触的除外。当安装在金属仪表盘、箱、柜、框架上的仪表，与已接地的金属仪表盘、箱、柜、框架电气接触良好时，可不做保护接地。电气装置的保护地PE应并人等电位连结网络中(按照网格形或星形方式)。
2、工作接地：工作接地的原则为单点接地，信号回路中应避免产生接地回路，如果一条线路上的信号源和接收仪表都不可避免接地，则应采用隔离器将两点接地隔离开。
（1）逻辑地(PG)，各站内的逻辑地必须位于一点PG，然后用粗绝缘导线以辐射状接到一点上，然后接到大地接地线上。只要接地良好，这种方式的抗干扰能力是比较强的。但接地工艺复杂，一旦接地不良反会引起不必要的干扰。在有些系统中，所有的输入，输出均是隔离的，这样其内部逻辑地就是一个独立的单元，与其它部分没有电器连接，这种系统中往往不需要PG接地，而是保持内部浮空。浮空接地方法简单，但是对于与地的绝缘电阻要求较高，一般要求大于50MΩ，否则由于绝缘下降，会导致干扰。此外，浮空容易引起静电干扰。
（2）屏蔽地（模拟地AG)是所有的接地中要求最高的一种。全线路屏蔽层应有可靠的电气连续性，当屏蔽电缆经接线盒或中间端子柜分开或合并时，应在接线盒中间的端子柜内将其两端的屏蔽层通过端子连线，同一信号回路或同一线路屏蔽层只允许有一个接地点，接地电阻要小于1欧姆，各机柜之间的电阻也要＜1欧姆。屏蔽电缆、屏蔽导线、屏蔽补偿导线的总屏蔽层及对绞线屏蔽层均应接地。电缆屏蔽层应在机柜侧单端接地。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地。信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理。
（3）信号地的处理：原则上不允许各变送器和其它的传感器在现场端接地，而都应将其负端在计算机端子处一点接地。但在有些场合，现场端必须接地，这时，必须注意原信号的输入端子(上双端)绝对不许和计算机的接地线有任何电气连接，而计算机在处理这类信号时，必须在前端采用有效的隔离措施。
（4）安全栅的接地：采用隔离式安全栅的本质安全系统，不需要专门接地。采用齐纳式安全栅的本质安全系统则应设置接地连接系统。齐纳式安全栅的本安系统接地与仪表信号回路接地不应分开。
在不同的系统中，对这几种接地的要求不同，但大多数系统对AG的接地电阻一般要求1欧姆以下，而安全栅的接地电阻应＜4欧姆，最好<1欧姆，PG和CG的接地电阻应小于4欧姆。

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