數(shù)據(jù)中心電力電纜選擇與設(shè)計(jì)應(yīng)用建設(shè)方案

1、數(shù)據(jù)中心電力電纜選擇與設(shè)計(jì)應(yīng)用建設(shè)方案數(shù)據(jù)中心電力電纜的選擇與設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng) 建設(shè)的重要組成部分，不僅是因?yàn)閿?shù)據(jù)中心電力電纜是數(shù)據(jù) 中心供配電系統(tǒng)各設(shè)備的連接路由，更重要的是電力電纜和 數(shù)據(jù)中心的安全防火密切相關(guān)。1.1數(shù)據(jù)中心防火電纜綜述1.電纜的性能特征：目前，電纜行業(yè)習(xí)慣將低煙、無鹵、阻燃、耐火等具有一定防火性能的電纜統(tǒng)稱為防火電纜。低煙(Low Smoke )，顧名思義就是較低的煙霧散發(fā)度， 線纜在燃燒時(shí)散發(fā)較低煙霧，確保員工有足夠光線找到逃生 出口。國際電工委員會(huì)IEC頒布的標(biāo)準(zhǔn)IEC 61034是針對(duì)煙密 度(Smoke Generation)的規(guī)范。測試實(shí)驗(yàn)由一個(gè) 3立

2、方米的 透明立方體和一個(gè)帶光源的光度測量系統(tǒng)組成，酒精作為燃 燒源。一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)確保線纜燃燒產(chǎn)生的煙霧均勻分布在立方 體內(nèi)，酒精燃燒時(shí)，記錄儀記下光減弱量。煙密度是以透光 率量度，如果能達(dá)到 60%透光率(Light Transmittance )，該 電纜材料就達(dá)到低煙標(biāo)準(zhǔn)，透光率越高，線纜外皮燃燒時(shí)所 釋放的煙霧越少。無鹵(Halogen Free)，就是不含鹵素，線纜在燃燒時(shí)不 會(huì)散發(fā)酸性氣體，確保人員安全和有源設(shè)備不受腐蝕。國際 標(biāo)準(zhǔn)IEC60754是針對(duì)燃燒氣體腐蝕性(Acidity )的規(guī)范，此 測試是量度在燃燒時(shí)線纜外皮物料所產(chǎn)生的鹵酸氣體酸 度。它通過水溶液的PH值和導(dǎo)電率來測定

3、。測試實(shí)驗(yàn)規(guī)定， 燃燒爐預(yù)熱到800C，把一根內(nèi)置樣品的石英管推入爐內(nèi)， 同時(shí)開始記時(shí)。在樣品燃燒的前 5分鐘，每隔1分鐘測一次PH 值和電傳導(dǎo)性能，接下來的 25分鐘每隔5分鐘測一次。一般 無鹵電纜材料的PH值會(huì)大于4.3,導(dǎo)電率小于10卩s;PH值越 少，即表示物料的鹵酸氣體酸度越高。阻燃(Flame Propagation)，低煙無鹵線纜達(dá)到低煙霧無 鹵素的要求的同時(shí)也必須達(dá)到較好的阻燃等級(jí)，為了評(píng)定線 纜的阻燃(Flame Propagation)的性能優(yōu)劣，IEC分別制定了60332-1、60332-2和60332-3三個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)。IEC60332-1 和IEC60332-2分別用來

4、評(píng)定單根線纜按傾斜和垂直布放時(shí)的阻 燃能力。IEC60332-3用來評(píng)定成束線纜垂直燃燒時(shí)的阻燃能 力，相比之下成束線纜垂直燃燒時(shí)在阻燃能力的要求上要高 得多。IEC60332-3測試規(guī)定，成束 3.5米長的電纜樣品固定 在梯形測試架上，試樣數(shù)量按不同分類所要求的非金屬物料 決定。試樣垂直掛在燃燒爐上，空氣通過底板上的進(jìn)氣口引 入燃燒爐。燃燒器以750 C的火焰與樣品接觸，樣品在強(qiáng)制 吹風(fēng)(氣流排放5立方米/分鐘，風(fēng)速0.9米/秒)的情況下，必 須在垂直燃燒20分鐘內(nèi)燃燒不起來，電纜在火焰蔓延2.5米以 內(nèi)自行熄滅。IEC60332-3有A類、B類、C類和D類之分，進(jìn) 一步評(píng)定阻燃性能優(yōu)劣。I

5、EC60332-3A阻燃性能最好，在垂 直燃燒40分鐘內(nèi)燃燒不起來。耐火(Fire Resistance):在規(guī)定的火源和時(shí)間下燃燒時(shí)能 持續(xù)地在指定狀態(tài)下運(yùn)行的能力，即保持線路完整性的能 力。因此，數(shù)據(jù)中心用戶在選擇低煙無鹵線纜的時(shí)候一定要遵循國際電工委員會(huì)IEC頒布的標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61034、IEC60754和IEC60332-3，要求線纜廠商提供符合以上標(biāo)準(zhǔn)的低煙無鹵線 纜，幫助用戶實(shí)現(xiàn)理想防火阻燃級(jí)別的數(shù)據(jù)中心。2.關(guān)于阻燃和耐火標(biāo)準(zhǔn)的理解：(1) 阻燃的要求，為兩個(gè)層面：第一層：阻燃電纜首先要滿足的是單根阻燃性能要求：表18單根阻燃性能要求代號(hào)D/卜試驗(yàn)外mm/S徑供火時(shí)間可合格指標(biāo)

6、試驗(yàn)方法ZD< 2525< D< 550 v D< 7D> 75600 120 夾5 240480試樣燒焦應(yīng)不超上距 具下緣.150mmr 540mm 的范圍 外.2GB/T183之 GB/T1838080第二層：阻燃電纜在滿足單根阻燃性能要求下，還有一個(gè)多根電纜成束安裝情況下的阻燃標(biāo)準(zhǔn)要求，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是我 們通常所說的阻燃 A類、阻燃B類、阻燃C類、阻燃D類:表19多根電纜成束阻燃性能要求代號(hào)卜試樣非金供火時(shí)間合格指標(biāo)試驗(yàn)方法屬/S材料體積L/mZA740試樣上炭化的長度最GB/T1838IZB3.540大不應(yīng)IEC60332-ZC1.520超過距噴嘴底邊向上2

7、5ZD0.520 2.5m；停止供火后試樣上的有焰燃燒時(shí)間不應(yīng)超過1h注：電纜在火焰條件下的燃燒試驗(yàn)第3部分：成束電線或電纜的燃燒試驗(yàn)方法GB/T 18380.3 2001。根據(jù)GB/T18380.3 2001，如果單根電纜僅滿足了第一層阻燃的基本要求，其在成束的安裝場合下未必有同樣的表 現(xiàn)，因?yàn)榛鹧嫜刂墒娎|的蔓延燃燒還受到多種因素的影響：如電纜的幾何形狀及其周圍的媒質(zhì)；從電纜釋放出各種 氣體的引燃溫度、安裝電纜的空間體積、電纜的結(jié)構(gòu)等。因 此阻燃電纜分A、B、C、D類主要是用來評(píng)價(jià)成束電纜在規(guī) 定條件下抑制火焰蔓延的能力，其與電纜的用途即電纜、通 信等無關(guān)。從標(biāo)準(zhǔn)我們也能看出，阻燃 ZA

8、的等級(jí)最高，因?yàn)?排列的根束最多，非金屬材料也最多，對(duì)于普通機(jī)房的安裝 條件下是很少能達(dá)到這個(gè)條件的，但對(duì)于數(shù)據(jù)中心機(jī)房，電 纜在橋架上層層疊放，同一橋架上安裝的電纜根數(shù)極多，因 此要求阻燃電纜的選型要滿足阻燃A型，這是阻燃的最高等級(jí)要求，因此在信息產(chǎn)業(yè)部的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信電源用阻燃耐火軟電纜TD/T1173 2001之有如下規(guī)定：“阻燃 型電纜應(yīng)經(jīng)受GB/T18301.3中A類的成束燃燒試驗(yàn)?！北砻魍?信機(jī)房內(nèi)的電纜選型在一般情況下應(yīng)選擇阻燃ZA型號(hào)的電纜。同時(shí)，選擇阻燃電纜雖能延緩火焰蔓延，但并不足以保 證該電線電纜能在所有敷設(shè)條件下阻止火焰的蔓延，因此， 在一些蔓延危險(xiǎn)性高的場合，如成束

9、大長度垂直敷設(shè)是，還 應(yīng)采用特殊的裝置來預(yù)防，例如在線井饋孔安裝阻火包或采 用防火泥等材料進(jìn)行樓層間的封堵，防止電纜燃燒時(shí)火焰順 著垂直走線架蔓延。（2）耐火電纜性能指標(biāo)阻燃電纜和耐火電纜遵循的是完全不同的指標(biāo)體系，兩者之間不能夠簡單的類比，因?yàn)殡娎|阻燃的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注點(diǎn)為電纜 在燃燒條件下抑制火焰蔓延的能力，而電纜耐火的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào) 的是電纜在火焰條件下燃燒而要求保持線路完整性的試驗(yàn) 步驟和性能要求，包括推薦的供火時(shí)間，該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)的是電 纜在火焰條件下保持負(fù)載正常工作。通俗地講就是，萬一失 火，電纜不會(huì)一下就燃燒，回路比較安全。因此耐火電纜與 阻燃電纜的主要區(qū)別是：耐火電纜在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能維持一段 時(shí)間

10、的正常供電，而阻燃電纜不具備這個(gè)特性。耐火電纜試 驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)的重要判據(jù)是：保持電壓，即沒有一個(gè)熔斷器或斷路器斷開。導(dǎo)體不斷，即燈泡一個(gè)也不熄滅。耐火性能要求:表20耐火性能要求代號(hào)卜適用范圍+/m供火時(shí)N冷卻時(shí)im間試驗(yàn)電丿間E合格指標(biāo)試驗(yàn)方法N纜0.6/1.0kV及以下/ 90 + 15電額定值不熄1） 2A熔斷斷6.2 ）指示燈不器 GB/T19F 21數(shù)據(jù)電纜90 + 15相對(duì)地:110土不熄1） 2A熔斷 斷6.2 ）指示燈不器 GB/T19F 23注：供火溫度為 750 + 50/0 C。普通耐火電纜分為 A類和B類：B類電纜能夠在750 C800C的火焰中和額定電壓下耐受燃燒至少9

11、0min而電纜不被擊穿，（即2A保險(xiǎn)絲不熔斷）。在改進(jìn)耐火層制造工藝和增加耐火層等方法的基礎(chǔ)上又研制了A類耐火電纜，它能夠在950 C1 000 C的火焰中和額定電壓下耐受燃燒至少 90min，而 電纜能夠維持正常工作。A類耐火電纜的耐火性能優(yōu)于 B類。目前市場上還有一類礦物絕緣電纜 ，通常為銅芯銅護(hù)套氧 化鎂絕緣防火電纜，它是由礦物材料氧化鎂粉作為絕緣的銅 芯銅護(hù)套電纜，礦物絕緣電纜由銅導(dǎo)體、氧化鎂、銅護(hù)套三 種材料組成，具有不燃、無煙、無毒和耐火的特性。該電纜 也屬于耐火類電纜，與普通耐火電纜相比具有更優(yōu)異的技術(shù) 指標(biāo)，但由于該電纜價(jià)格昂貴、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、使用維護(hù)困 難等，一般只應(yīng)用于重要的消防泵的供配電、應(yīng)急發(fā)電機(jī) 組、機(jī)場停車場等重要場所、動(dòng)力配線、高