智能安全配電裝置在數據中心配電系統中的應用

摘要：隨著信息技術的迅速發展，數據的產生和存儲需求不斷增長。數據中心作為一個關鍵的基礎設施，承擔了大量數據存儲、處理和傳輸的任務。在數據中心運行過程中，供配電系統扮演著至關重要的角色。它負責為數據中心內的各種設備提供穩定、可靠的電力供應，確保數據中心的連續運行和高效運作。所以數據中心的供配電特別重要，一旦發生電氣事故，損失將十分嚴重。智能安全配電裝置應用在數據中心配電系統中，可以提升數據中心智能化管控水平和有效防范電氣火災的發生。

關鍵詞：數據中心；電氣事故；智能安全配電裝置

0.數據中心用電安全的重要性分析

隨著科技的飛速發展，尤其是生成式人工智能（AI）的崛起，全球云計算市場正經歷前suo未有的變革與增長。數據中心，作為數字經濟的基礎設施基石，近年來成為備受矚目的“新寵"。這一趨勢不僅重塑了數字經濟的面貌，更為數據中心供配電系統帶來了歷史性的發展機遇。

國內數據中心建設持續火熱。隨著我國數字化轉型、“東數西算"的進一步深入，5G、云計算等技術及以ChatGTP為首的生成式人工智能井噴式發展，算力應用場景不斷涌現，算力需求爆發式增長，數據中心需求穩步提升。根據BHI對2024年1-4月收錄的擬在建項目及24年省重點項目的梳理分析，共統計出相關擬在建項目317個，可明確總投資額超1800億元。我國數據中心項目建設整體呈現出數據服務算力化、地區建設集群化、參與主體及應用領域多元化的特征。

美國最re門的商業地產也不再是辦公樓或者購物中心，而是數據中心。根據花旗集團的最新預測，到2025年，全球云計算領域的四大ju頭——亞馬遜(AMZN.US)、谷歌(GOOGL.US)、微軟(MSFT.US)以及社交媒體Facebook和Instagram的母公司Meta Platforms(META.US)——在數據中心相關資本支出方面預計將實現40%至50%的同比增長。這一預測不僅反映了科技ju頭對數據中心基礎設施建設的持續重視，也預示著未來幾年內數據中心市場的蓬勃發展。

在用電量如此巨大的情況下，數據中心供配電系統的供電連續和安全性尤其重要。電能安全和連續性問題通常是潛在的、瞬時的，但是帶來的危害卻是持續的，嚴重的。

一.數據中心電氣事故案例分析

2024年9月10日，阿里云新加坡數據中心突發火災，造設備溫度異常升高，導致該地區云服務出現大范圍異常，引發業界廣泛關注。這一事件再次引發了業內對云計算基礎設施安全性的思考。。

2022年9月16日，位于湖南省長沙市芙蓉區的湖南電信大樓發生火災，數十層樓體燃燒劇烈，消防趕到后將火勢撲滅，撤離及時，無人員傷亡。經初步偵察，現場為大廈外立面起火。為防止發生危險，大樓部分設備斷電，據中國電信官fang及用戶反映，部分用戶手機語音和短信功能受到影響，截止當晚12時仍未恢復。

2021年11月3日，多款網易游戲出現無法登錄、斷連情況。據《絕對演繹》等游戲官博表示原因系機房過熱導致服務器宕機“機房傳來報警，溫度過高。部分服務器過熱宕機。空調重新開機也沒有解決問題……"。

因違反電氣安裝使用規定引發的火災起數占全年火災起數的34.6%。生活中因用火不慎引發的火災占全年火災起數的21.5%。吸煙引發的火災占全年火災起數的7.3%。自燃引發的火災占全年火災起數的4.8%。生產作業不慎引發的火災占全年火災起數的4.1%。玩huo引發的火災占全年火災起數的2.9%。67起較大火災中，37起為電氣火災。4起重大火災事故中，3起為電氣火災事故。

綜合上述典型案例及公安消防部門歷年的火災統計年鑒中的數據，我們可以發現：隨著人民群眾的火災防范意識的增強，人為因素所引發的火災事故比例逐步降低，但隱蔽性較強，可視化程度低的電氣火災事故一直居高不下，因此采用先進的技術防范手段，實現電氣火災安全隱患的可視化和對配電系統的智能化監管是十分必要和緊迫的。 

二。  數據中心用電安全隱患分析

歸納總結過往案例，可以看出，數據中心電氣事故發生的原因大致包括：

1、設備故障：由于機房內配電系統、用電設備、UPS 系統、空調等設備始終處于24小時工作的狀態，長時間高負載運行和老化故障都可能引發火災；

2、電氣線纜故障：電氣線路短路、過載、接觸電阻過大等；

3、可燃材料：機房內使用或存在可燃材料；

4、雷擊：雷擊等強電侵入導致火災；

5、靜電：通信設備運行、工作人員的衣服等都可能產生靜電。如果機房接地處理不當，形成高電位，就會發生靜電導電現象，容易產生火花并引燃周圍可燃物；

6、其它人為原因等。

三.安科瑞AISD系列智能安全配電裝置概述

消防安全，一頭連接著千家萬戶，一頭連接著社會經濟發展，事關群眾生命財產安全，事關國計民生大局，責任重于泰山，如何預防火災發生是關鍵！

生活中常見的傳統安全用電防護手段，是在電路短路引起電弧火花時及時切斷線路電源，但此時電弧火花已經產生，如果周邊有紙張、地毯等易燃物品，一場火災將難以避免。

   安科瑞電氣股份有限公司自主研發的智能安全配電裝置打破了傳統用電防護領域中僅僅只能做到“事后處理"的技術瓶頸，提前將配電轉換安全電，從源頭抑制電弧火花的產生，大大降低火災風險，同時系統實時監測電氣線路中電壓、電流、功率、溫度、剩余（漏）電流、對地絕緣阻值等關鍵數據，智能識別電路異常風險，及時將報警信息傳送至云管理系統，提醒用戶單位及時進行精準的故障排查。該系統既可滿足管理人員在緊急情況下的遠程應急處理，也可輸出歷史故障類型、報警數據、維保記錄等管理臺賬，支持用戶單位的日常安全用電優化管理，從而有效提升電氣安全隱患的發現率、處理率，防范電氣火災的發生

3.1介紹

AISD系列智能安全配電裝置是安科瑞電氣有限公司專門為低壓配電側開發的一款智能安全用電產品，本產品主要針對低壓配電側人身觸電安全事故、線路老化、漏電引起電氣火災等等常見隱患而設計。產品主要應用于數據中心、學校、醫院、養老院、康復中心、酒店、商場、企事業單位、家庭電器等各類低壓用電的場合。

3.2功能特點

■       采用一體化整機設計，專門的用戶接線及操作窗口，簡化用戶使用。

■       提高供電連續性。裝置負載側電網發生單相接地故障時，電網可持續供電，裝置報警，但不會切斷電源，不影響用電設備繼續運行。

■       提高供電安全性。裝置輸出側負載線路發生單相接地故障時，接地點不會產生火花，防止電氣火災事故發生。

■       保障人身安全。裝置限制了負載側電網的漏電流，人體誤觸碰到單根供電線路時，能對人體進行保護，不會造成觸電事故。

■       監測報警功能。后端輸出線路發生過載、過欠壓、絕緣，以及裝置內部超溫故障時，裝置發出聲光報警信號。

■       電參量測量與顯示。裝置能實時測量輸出線路的電流、電壓、功率、電能、裝置溫度和輸出線路對地絕緣電阻值，并在觸摸屏上實時顯示。

■       事件記錄。裝置可存儲20條事件記錄，可供用戶查詢。

■       通訊功能。裝置配有1路RS485通訊，采用標準Modbus-RTU協議。也可選配無線通訊功能，通過有線組網或無線方式將數據發送到云平臺，用戶可以使用瀏覽器、手機APP或微信眾號對裝置的遠程監測和控制。

■       具有應急市電切換、浪涌保護及緊急按鈕斷電功能。

3.3技術指標

注：具體容量選型時請咨詢相關工程師。

3.4典型應用圖

AISD系列智能安全配電裝置可以通過有線通訊的方式接入電氣火災監控主機，也可以通過無線通訊的方式接入安全用電管理云平臺或者其他云平臺，方便管理人員對所有安裝了智能安全配電裝置的場所進行維護，管理。

注意事項

1）在選用智能安全配電裝置時，裝置的額定容量應該與后方用電設備的額定容量保持一致。例如，當智能安全配電裝置的額定容量為3kVA時，后方用電設備的額定容量應不超過3kVA，嚴禁將其使用于額定容量不匹配的配電線路中。

2）智能安全配電裝置器采用落地安裝，應確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學氣體和沉淀物質，并注意環境溫度和通風散熱。

3）接線時應按接線圖操作，同時為了防止接頭處接觸電阻過大而導致局部過熱，也避免因接觸不良而導致裝置工作不正常，應確保裝置相應端子接線擰緊壓實。

4）嚴禁非專業人士擅自打開產品外殼

四.結語

隨著云計算、大數據、物聯網等新興技術的普及和應用場景的拓展，數據中心的市場需求將持續增長。這將為供配電系統帶來更多的發展機會和商業價值。在銀行使用智能安全配電裝置可以大大提高用電安全管理的效率和有效性，能避免出現因線路問題出現的其他方面的安全問題，保證供電的安全性、連續性、穩定性。值得推廣！

參考文獻

［1］ JGJ 284—2012 金融建筑電氣設計規范［S］．

［2］ GB 50052—2009 供配電系統設計規范［S］．

［3］ JGJ 16—2008 民用建筑電氣設計規范［S］．

［4］ 企業微電網設計與應用手冊.2020.6

作者簡介：任運業，男，現供職于安科瑞電氣股份有限公司。