跟著電力業(yè)務(wù)的開展和智能電網(wǎng)的升級，電力數(shù)據(jù)中心對供電系統(tǒng)的可靠性和智能維護(hù)要求越來越高。數(shù)據(jù)中心機柜端配電規(guī)劃要滿足傳統(tǒng)機房的配電功用，還應(yīng)滿足長期的設(shè)備擴容要求；同時，還要盡或許減少設(shè)備擴容對現(xiàn)在已運行的設(shè)備產(chǎn)生影響。供電系統(tǒng)除滿足高可靠性外，還應(yīng)該具有強大的監(jiān)控功用，機房運維人員隨時能夠了解機柜負(fù)載情況、各配電分支回路的電氣情況和不同負(fù)載機群的電量消耗等。
當(dāng)前，數(shù)據(jù)機房的配電容量一般保持在必定的范圍內(nèi)，一般依照服務(wù)器機柜、刀片機柜、網(wǎng)絡(luò)機柜、作業(yè)機柜、小型機機柜等，常規(guī)數(shù)據(jù)中心單機柜負(fù)荷一般在3kW~8kW之間。根據(jù)各類設(shè)備功率不同，電氣聯(lián)接器接口規(guī)范也有所區(qū)別，這為供電根底配套實施帶來了極大的應(yīng)戰(zhàn)。傳統(tǒng)落地式配電單元（列頭柜）已不能滿足越來越多的供電需求。
近年來，跟著數(shù)據(jù)中心活絡(luò)性和多元化開展，一種愈加活絡(luò)的機柜端規(guī)劃方案逐步在電力機房中得到運用，即母線槽配電系統(tǒng)。現(xiàn)在已有很多大型數(shù)據(jù)中心采購母線槽規(guī)劃方案，如Google、Facebook、阿里巴巴和騰訊等數(shù)據(jù)中心。母線槽在電力工作作為一種導(dǎo)線運用現(xiàn)已有幾十年的歷史，但是關(guān)于電力數(shù)據(jù)中心運用而言，則比較新穎，運用案例不多。與傳統(tǒng)電纜辦法對比，母線槽具有愈加可靠的安全性、接口電阻和溫升控制也愈加優(yōu)勝。1母線槽結(jié)構(gòu)原理母線槽是由銅、鋁母線柱構(gòu)成一個封閉金屬設(shè)備，用來為渙散系統(tǒng)各個元件分配較大功率。母線槽首要以銅或鋁作為導(dǎo)體、用非烯性絕緣支撐，然后封裝到金屬槽中。機房母線槽的額外電壓380V，適用于溝通50Hz，額外電流250~6300A三相四線制或三相五線制供配電工程中，它具有容量大、裝拆簡略、施工周期短等特征。
1.1分類及開展按用處分，母線槽一般分始端母線槽、直通母線槽、L型垂直彎通母線、Z型垂直偏置母線、T型垂直三通母線、X型垂直四通母線等，以及有關(guān)附件及緊固設(shè)備。按絕緣辦法，分為空氣式、布滿式和高強度三種插接母線槽。按其結(jié)構(gòu)及用處，可分為布滿絕緣、空氣附加絕緣、空氣絕緣、耐火絕緣等；按其外殼材料分為鋼外殼、鋁合金外殼和鋼鋁混合外殼母線槽。母線槽的開展現(xiàn)已閱歷三代，榜首代為空氣型母線槽、第二代為布滿型母線槽、第三代為復(fù)合絕緣性母線槽，母線槽的技術(shù)開展日漸完善和成熟。
1.2優(yōu)點分析，母線槽以銅排或鋁為導(dǎo)體，電流容量大且電氣功用、機械功用好。母線槽的外殼為金屬，具有不焚燒、安全可靠性且運用壽數(shù)長等特征。與傳統(tǒng)電纜比較，管道或橋架所占方位較少，關(guān)于大型建筑物的施工和線纜排布非常有利。
母線槽的首要特征如下：
（1） 容量大、壓降很小、短路負(fù)載性能強；
（2） 可靠性高；
（3） 外形小且漂亮、重量輕；
（4） 施工聯(lián)接便當(dāng)，檢查簡略。
1.3缺點分析
母線槽作為一種新式的結(jié)束供電技術(shù)，同樣存在以下不足之處：
（1）防護(hù)等級：現(xiàn)在工作干流品牌機房母線槽多選用空氣型母線，防護(hù)等級為IP40。設(shè)備時需考慮到空調(diào)冷凝水防護(hù)問題，如主機房地板下設(shè)備空調(diào)水管，則不建議選用地板下設(shè)備方案；
（2）對機柜頂部空間要求相對較大，對凈高較小的機房，設(shè)備條件或許存在限制；（3）智能監(jiān)控搜集功用：機房母線槽對主干和每個機柜結(jié)束的用電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控搜集，需別的敷設(shè)通訊線纜，工序上比較精密列頭柜凌亂。
2機房專用的母線槽系統(tǒng)首要由六部分構(gòu)成：線槽主體、端部饋電模塊、線槽聯(lián)接模塊、接線盒、監(jiān)控模塊和通訊模塊。
2.1母線槽主體外殼供給線槽維護(hù)，提高熱安穩(wěn)性，滿足各種設(shè)備辦法，如豎直吊裝或許水平設(shè)備，側(cè)邊可貼標(biāo)識。導(dǎo)電銅排是根據(jù)載流量需求選擇不同截面，表面鍍錫，增強抗腐蝕性并減小接觸電阻的電解銅。表面的絕緣材料具有出色的可短路電流性能。
2.2端部饋電模塊端部饋電模塊用于將電力接入母線槽系統(tǒng)。端部饋電模塊內(nèi)置斷路器、監(jiān)控模塊以及通訊模塊等，斷路器規(guī)范按每列負(fù)載需求配備。
2.3線槽聯(lián)接模塊線槽聯(lián)接模塊用于端部饋電模塊與母線槽主體，線槽主體與主體之間，線槽主體與彎頭之間的聯(lián)接。
2.4聯(lián)接盒接線盒能夠在母線槽主體上設(shè)備，接線盒內(nèi)置控制空開及給機柜供電的插座。現(xiàn)在工作上，接線盒在母線槽主體上設(shè)備，大多數(shù)均支撐熱插拔辦法，活絡(luò)卡位固定，便當(dāng)隨時為擴容負(fù)載供給電氣聯(lián)接。接線盒在母線槽主體上具體設(shè)備方位工作上根本由兩種規(guī)劃情況，固定設(shè)備和活絡(luò)設(shè)備，Schneider等供貨商選用固定式方位設(shè)備，即母線槽主體上每隔600mm預(yù)留一個設(shè)備孔位供給接線盒設(shè)備。PDI、Startline等供貨商可在主體就任何方位設(shè)備。對不同尺度規(guī)范機柜擺放而言，無疑后者愈加適合機房的規(guī)劃。2.5監(jiān)控模塊監(jiān)控模塊分為結(jié)束及主控單元兩部分。結(jié)束單元為機房母線槽經(jīng)過在端部饋電模塊、接線盒等部件配備智能化電量儀等電氣搜集模塊，可即時搜集功率、電流、電壓等電氣數(shù)據(jù)。主控單元包括硬件主控單元和軟件管理途徑。機房母線槽規(guī)劃本文以某約300平米的電力機房為例，進(jìn)行母線槽方案和傳統(tǒng)列頭柜方案規(guī)劃比較。該區(qū)域可安頓9列機柜，每個列頭柜對就近兩列機柜供電，每個機柜尺度為800mm×1100mm。如圖2所示。
方案1：每列機柜上方懸吊雙母線槽供電，每條母線槽上的接線盒設(shè)備兩個空開和兩個工業(yè)插座，分別為該列的雙面機柜供電，支撐即插拔辦法，簡易便當(dāng)業(yè)務(wù)擴容和功用延伸。
方案2：假設(shè)選用傳統(tǒng)的精密列頭柜配電方案，則需為兩列機柜配備1個精密列頭柜，并向每面機柜供給雙電源供電。如圖3所示。
3母線槽主體配備
每個機柜平均功率按終期需求6kW進(jìn)行計算，按平面安頓，機房中每列最多為8面機柜，每一列機柜功率為P=8×6kW=48kW，長期最大作業(yè)電流I=48/（0.8×3×0.22）=90A。母線截面一般應(yīng)按最大長期作業(yè)電流選取，在年均負(fù)荷較大且母線槽距離較長時，一般比按最大長期作業(yè)電流選擇的母線槽截面要大些［7-8］。本案例為年均負(fù)荷大、且距離較長的情況，結(jié)束母線槽規(guī)范按160A配備，即每一列機柜配備2條160A母線槽，分別從主備供UPS電源接入
3.1端部配電模塊配備
端部饋電模塊由每一列機柜對應(yīng)的主備供母線槽各配備1個接入配電盒，與主干母線槽的插接箱間選用電纜聯(lián)接。
3.2機柜端饋電盒配備主備供結(jié)束母線槽上設(shè)備機柜端饋電盒，關(guān)于服務(wù)器機柜和存儲機柜配備32A開關(guān)，對作業(yè)站機柜和網(wǎng)絡(luò)機柜配備16A開關(guān)，經(jīng)過工業(yè)聯(lián)接器與機柜上的PDU插排進(jìn)行聯(lián)接。
3.3智能監(jiān)控和通訊功用配備監(jiān)控系統(tǒng)搜集功用包括開關(guān)情況、電量、功率、功率因數(shù)、電壓等。通訊功用為經(jīng)過結(jié)束母線槽供電監(jiān)控途徑向機房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)敞開接口并供給監(jiān)測數(shù)據(jù)。
3.4母線槽接地傳統(tǒng)的維護(hù)地線PE線放置在母線槽內(nèi)一側(cè)，而新式母線槽選用外殼做PE整體接地。在母線槽強制性規(guī)范GB7251.1的7.4條電擊防護(hù)的7.4.3.1.5條中規(guī)則，假設(shè)選用的辦法能夠保證電路有持久出色的導(dǎo)電性能，并且載流容量足以接受成套設(shè)備中流過的接地缺點電流，那么組裝成套設(shè)備的各種金屬部件則被以為能夠有用地保證維護(hù)電路的連續(xù)性。
4方案對比
針對方案1的母線槽技術(shù)和方案2的傳統(tǒng)精密列頭柜方案，其差異和優(yōu)缺點對比分析如下：
4.1技術(shù)對比
1）散熱性
機房母線槽不同于國內(nèi)傳統(tǒng)的布滿型母線槽，選用敞開式規(guī)劃，載流銅排直接與空氣接觸，運用空氣傳導(dǎo)散熱，并經(jīng)過緊密接觸的鋼制外殼，把熱量發(fā)出出去。別的，母線槽外部鋁殼除起到維護(hù)效果外，表面還經(jīng)過陽極化處理，可增強散熱性能；銅排表面鍍鎳，下降接觸電阻，下降電壓降，減少損耗。傳統(tǒng)的列頭柜加電纜辦法，電纜的絕緣材料既是絕緣材料，又是隔熱材料，在機柜數(shù)量眾多的情況下，電纜會調(diào)集較多，較難散熱，因此電力電纜在橋架內(nèi)敷設(shè)時，為保證出色散熱，一般最多允許敷設(shè)2層。因此母線槽的散熱功用和電纜
比較愈加優(yōu)勝。
2） 可維護(hù)性
傳統(tǒng)的電纜辦法，因其材料易磨損和易老化，且壽數(shù)較短等要素，需求守時進(jìn)行檢查和維護(hù)，到運用年限后還需更換。而母線槽為金屬架構(gòu)，維護(hù)簡略，日常維護(hù)一般僅需丈量外殼和穿芯螺栓的溫升、進(jìn)線箱的接頭溫升等罷了。
3） 過載性能
電纜所用的絕緣材料常期作業(yè)溫度一般為95~105℃，母線槽的過載性能大大高于電纜。別的，電纜的最大載流范圍為1000mm截面積，額外電流1600A，而母線槽額外電流最大能做到6300A。
4） 空間安頓母線槽可節(jié)省配電柜或列頭柜占用的空間，可防止運用電纜，從而減少布線的困難，以圖1為例，可節(jié)省6個列頭柜空間。
5） 規(guī)劃和設(shè)備規(guī)劃簡略，布局簡略，設(shè)備過程簡略，無需專業(yè)東西。
6） 擴容和總具有本錢（TCO）母線槽設(shè)備后可根據(jù)需求重新配備，可在規(guī)劃時預(yù)留容量，未來擴容便當(dāng)，總具有本錢較低。
7）環(huán)保特性母線槽全部材料都選用無毒阻燃材料，99%的材料可回收，環(huán)保特性較好，而電纜則有必定的污染性。
4.2出資對比
針對方案1和方案2不同機柜結(jié)束配電方案，兩者的出資造價對比如下，如附表1所示。
對比列頭柜，電纜，電纜橋架等整體費用，母線槽規(guī)劃方案的整體出資和傳統(tǒng)的列頭柜加電纜辦法根本適當(dāng)，但是后期維護(hù)費用比電纜要低，整體而言總具有本錢TCO較低。
4.3機房母線槽適用性分析
綜上所述，對機房母線槽技術(shù)選用應(yīng)考慮不同場景的適用性，分析如下：
1） 對機柜安頓密度要求高、安頓機柜數(shù)量最大化情況下，建議選用機房母線槽，可節(jié)省精密列頭柜占用空間。
2）對同一主機房區(qū)內(nèi)設(shè)備分期上架情況，建議選用機房母線槽，既保證上架設(shè)備不同功率和接
口類型預(yù)備性，又可減低整體出資本錢。
3）對UPS室與主機房區(qū)距離較遠(yuǎn)、且同時多個主機房區(qū)情況下可選用“主干封閉母線槽+機房母線槽”方案，防止電纜橋架規(guī)范過大和下降電纜敷設(shè)施工本錢。對主機機房區(qū)接近UPS室，且主機房區(qū)單一情況下，直接選用“主干電纜+機房母線槽”方案。
4）對機房凈高限制、地板下存在空調(diào)水管情況下，不建議選用機房母線槽。5定論母線槽技術(shù)從上世紀(jì)50年代開展至今，現(xiàn)已從一代空氣型到三代復(fù)合型開展，技術(shù)開展日臻完
善，在互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域現(xiàn)已有了出色的運用。母線槽具有活絡(luò)性和擴展性，同一母排上可根據(jù)不同機柜負(fù)載大小不同而活絡(luò)分配，即類似網(wǎng)絡(luò)帶寬同享辦法相同，功率負(fù)荷同享，如需擴容、調(diào)整相（三相不平衡時），只需相應(yīng)調(diào)整對應(yīng)的插接箱。機房母線槽方案是一種能有用減少電纜的運用量的選擇辦法，關(guān)于集中供電方式電力機房具有實踐運用意義。本文經(jīng)過與傳統(tǒng)電纜和列頭柜辦法，對比分析母線槽的技術(shù)原理、技術(shù)特征、總出資費用以及后期維護(hù)本錢等，母線槽具有出色的供電系統(tǒng)可靠性和本錢優(yōu)勢，值得推廣運用。母線槽具有安穩(wěn)可靠、配電效能高、散熱好、電壓下降、耐機械沖擊和設(shè)備簡潔等特征，是一種電力數(shù)據(jù)中心出色的結(jié)束供電辦法。跟著智能電網(wǎng)、電力大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)開展，電力數(shù)據(jù)中心正在加快建設(shè)中，信任電力母線槽技術(shù)會得到廣發(fā)的運用和推廣。