智能小母線在數據中心機房的應用與選型

孟洋

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011

摘  要：智能小母線是目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勢。

關鍵詞：智能小母線；組件；容量規格；安裝方式；智能監控；數據中心；勢

1何為智能小母線

智能小母線是目數據中心機房末端配電的一種形式。十年，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。

2小母線的分類、組成及規格選型 

2.1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。滑動小母線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。

2.2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。

2.3小母線的組成

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。

3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。滑動型小母線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。

4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。

5小母線系統相對于傳統列頭柜的比較

5.1小母線具有高的靈活性

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，僅需增加或者變插接箱即可，可帶電插拔，適合IT業務不確定性發展擴容的需求。

5.2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。

5.3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。

5.4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。

6安科瑞ANDPF精密列頭柜介紹

6.1產品介紹

隨著數據中心的迅猛發展，數據中心能耗問題也越來越突出，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。

AMC系列數據中心精密配電系統是針對數據機房末端設計的，能夠綜合采集所有能源數據的智能系統，為交直流電源配電柜提供準確的電參量信息，并可通過通訊將數據上傳到動環監控系統，實現對整個數據機房的實時監控和有效管理，為實現全面綠色IDC提供可靠保證。

6.2安科瑞精密配電產品解決方案

1）交流系統

功能要求

遙測：輸入分路的三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、有功電度；

遙信：輸入分路的過壓/欠壓，缺相，過流，頻率過高/過低，輸入分路的開關狀態，具備電流、功率需用量分析和統計，實現電壓、電流、頻率等參數的越限報警功能。

功能要求

遙測：輸入分路的電壓、電流、功率、電度；

遙信：輸入分路的過壓/欠壓，輸入分路的熔絲狀態，具備電流、功率需用量分析和統計，實現電壓、電流、功率等參數的越限報警功能。

6.3產品選型

表1 精密列頭柜產品選型表

7安科瑞智能小母線監控系統介紹

7.1產品介紹

針對數據中心智能小母線的監控要求,安科瑞推出了AMB系列小母線監控解決方案，該方案包括采集模塊、配套附件、監控系統,能對母線運行過程中的各種參數進行監控，發生故障則進行告警，以保證系統穩定運行。

AMB檢測單元是針對數據中心智能小母線插接箱/始端箱的監控要求新設計的產品，該檢測單元安裝固定在插接箱/始端箱內部，插接箱/始端箱采用特別的方式與母線連通，它集成全部電力參數的測量(如單相或者三相的電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、頻率、功率因數)以及電能監測和考核管理。同時可以實時監控母線接口溫度，配合2路Rs45通訊接口（1進1出）或LORA無線通訊，采用MODBUS-RTU協議可以方便可靠的將監測數據上傳至主控箱和后臺系統，保證系統可靠運行。

7.2產品選型

安科瑞智能母線測控儀表選型如表2，

表2 安科瑞智能母線測控儀表選型表

注：AMB100用于始端箱、AMB110用于插接箱、A-交流系統、D-直流系統可選配AMB10顯示器，顯示器只循環顯示電壓、電流參數。

【參考文獻】

[1] 堯素貞.智能小母線在數據中心的應用[J].百科論壇,2020（06):1311.

[2] 張大紅.數據中心小母線與列頭柜供配電系統的綜合比較[J].現代建筑電氣，2019（10）：22-25.