近年来,随着信息技术的发展,互联网业务的广泛应用和发展,IDC数据中心也在快速地发展和建立。IDC数据中心的供配电系统,对于可靠性,也提出了非常高地要求。而其中做好电源系统的防雷保护,是提高IDC供电可靠性的重要一环。如何做好电源SPD的正确选型,又是做好防雷保护的重中之重。
SPD在选型时,我们可能会经常面临一些问题,一一厘清这些问题,有助于我们实现合理地选型。
问题1:SPD的型式
低压配电系统,依据接地型式的不同,可以分为TN、TT和IT系统,数据中心供配电系统,推荐采用TN-S系统,即从变压器低压侧,中性线和保护接地线分开,并且电源侧接地和设备侧接地,连接在一起。
数据中心供配电系统,针对TN-S系统,电源SPD的型式,可以有两种选择:
1)“3+1”型式
2)“4+0”型式,
“3+1”型式,既有L-N之间的差模保护,也有L-PE的共模保护。
“4+0”型式,只有L-PE之间的共模保护。
对于电涌防护而言,L-PE之间的保护是必须的,选择哪种型式均可以,但需要IDC数据中心供配电系统,SPD前后各级协调一致。
问题2:最大持续工作电压Uc
最大持续工作电压Uc,顾名思义,即可连续地施加在SPD保护模式上的最大交流电压有效值或是直流电压。
SPD选型时,最大持续工作电压Uc的选择,需要考虑以下因素:
1)供配电系统额定电压的波动范围;
2)SPD器件参数的偏差范围;
3)供配电系统的异常情况,比如,系统中可能发生的暂时过电压TOV;具体暂时过电压的情况和要求,详见后面问题6的描述。
IDC数据中心供配电系统,首要考虑的是SPD的运行安全,SPD的选型和安装,以220/380V三相交流供电系统为例,最大持续工作电压Uc,一般推荐选择Uc=385V的SPD。
问题3:标称放电电流In和最大放电电流Imax
这两个指标是SPD产品的核心指标,表征了SPD产品的承受模拟雷击电流的能力。
标称放电电流In,流过SPD具有8/20us波形的电流峰值,用于II类试验的SPD分类以及I类、II类试验的SPD的预处理试验。
在一定意义上,我们可以把它理解为SPD的电涌额定防护能力。用于评定SPD在规定冲击波形下,可耐受的冲击电流的幅值,这个冲击电流的施加,需要符合标准规定的程序和方法。
最大放电电流Imax,流过SPD,具有8/20us波形电流的峰值,其值按II级动作负载试验的程序确定。Imax应大于In。
最大放电电流Imax,是考验SPD整体产品具备的最大防护能力,在承受最大放电电流的冲击之后,SPD的基本参数仍要在合格范围内,且不发生机械损坏和危险后果。
在数据中心的供配电系统中,微模块一般处于整体配电系统的第二级,相比于建筑物入口处的第一级配电,遭受的雷击电流的幅值有所下降。
参照GB/T50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范 5.4 浪涌保护器的选择 5.4.3第 7条,通常,SPD的标称放电电流In,我们选择的范围,一般在10-40kA(II级,8/20us)范围内。
问题4:电压保护水平Up
电压保护水平Up,表征SPD限制接线端子间电压的性能参数,其值可从优先值的列表中选择。该值应大于限制电压的最高值。
限制电压Umlv,施加规定波形和幅值的冲击时,在SPD接线端子间测得的最大电压峰值。
这一指标的意义,是指SPD在冲击放电电流的作用下,SPD两端呈现出的电压值。这一电压值,与后端被保护设备的耐冲击电压Uw有关。如果电压保护水平Up大于设备的耐冲击电压额定值Uw,则SPD不仅不会起到保护作用,相反,还有可能造成后端被保护设备的功能失常或是实质损坏。
SPD选型时,应注意结合SPD的安装位置和被保护设备的耐冲击电压额定值Uw来选择。参照GB50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范5.4 浪涌保护器的选择 5.4.3 第1条 配电系统中设备的耐冲击电压额定值Uw。
表1 220/380V三相配电系统中各种设备耐冲击电压额定值Uw
IDC数据中心,SPD选型时,电压保护水平Up起码不应超过安装位置处设备的耐冲击电压额定值Uw。但需要注意,SPD安装时,需要通过接线将SPD并接到主回路上,由于导线本身具有直流阻抗和感抗,在雷电流作用下,导线上会呈现出电压,SPD两端导线的电压降与SPD两端的限制电压叠加在一起,会施加在被保护设备上。也就是说,SPD实际安装后,其在主回路上,实际呈现的保护电压,会有所增大。如果接线不规范,由此引起的叠加后的电压会更高。因此,电压保护水平Up的选择,应留有一定余量,一般情况下,Up不超过耐冲击电压额定值Uw的80%。
问题5:SPD的热稳定和热崩溃
热稳定性,在引起SPD温度上升的动作负载试验后,在规定的环境温度条件下,给SPD施加规定的最大持续工作电压Uc,如果SPD的温度能随时间而下降,则认为SPD是热稳定的。
热崩溃,当SPD承受的功率损耗超过外壳和连接件的散热能力,引起内部元件温度逐渐升高,最终导致其损坏的过程。
SPD在接入低压供配电系统后,未发生雷击时,一直持续承受着系统的额定电压;当有雷击发生时,SPD还要承受雷击电流。这两种情况下,SPD有电流通过,由于电流的热效应,总会引起SPD本体温度的上升。这个过程产生的热量,如果能够很快地耗散掉,则SPD不会损坏,结果就是热稳定的,否则,则会发生热崩溃,SPD就会损坏掉。
SPD逐步损坏的过程,我们用一个词语“劣化”来描述。
所谓的“劣化”,即是由于电涌、使用或不利环境的影响造成,SPD的原始性能参数会发生变化的过程和现象。
SPD在未劣化时,流过SPD的电流是uA级的。电压限制型SPD,在出厂时,一般要求在直流参考电压的75%条件下,不超过20uA。
SPD安装使用后,随着SPD使用时间的增长,SPD逐渐劣化,此时,由于系统电压的作用或是电涌冲击的累积效应,SPD的微观组织会有损坏,结果就是流过SPD的工频电流也逐渐增大,电流的增大,会造成SPD本体温度的升高;反过来,由于SPD温度的升高,SPD的电流还会继续增大。这是一个渐进的过程。
GB/T18802.1-2011低压电涌保护器(SPD)第1部分:低压配电系统的电涌保护器 性能要求和试验方法和YD/T1235.1-2002通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求,这两个标准对于SPD的热稳定性,均有具体要求和测试方法。
国标里,SPD的热稳定性测试,测试电流从2mA起,变化到相应于元件最大功耗的电流。
行标里,SPD的热稳定性测试,测试电流从20mA起,变化到5000mA。
在IDC数据中心,SPD的选型,推荐参考行标的要求,选择SPD的热稳定性测试电流相对较大者,这样更有助于实现标准意义上的安全。
问题6:暂时过电压TOV
暂时过电压TOV(temporary overvoltage),施加在SPD上并持续一个规定时间的试验电压,以模拟在TOV条件下的应力。
暂时过电压TOV,由于供配电系统的低压子系统发生故障,或者前端高(中)压子系统发生故障而传导到低压系统的故障,从而这些故障施加在SPD的两端,并且有可能超过系统的额定电压。暂时过电压TOV持续时间的长短,有可能是ms级,达到秒级甚至更长时间(低压系统,中性线接地,或是相线接地,长短与发现和撤销的时间有关)。
SPD承受暂时过电压TOV后,是否会引起SPD的损坏,与SPD的设计有关。
YD/T1235.1-2002通信局(站)低压配电系统用电涌保护器技术要求6.4.5和6.4.6,清晰地给出了暂时过电压的耐受特性。
1)暂时过电压耐受特性
安装在L-PE或是L-N之间的SPD应能耐受如下表的TOV,SPD故障时应具有安全耐受的模式。
表2 暂时过电压耐受特性
2)暂时过电压失效安全性
安装在L-PE或是L-N之间的SPD应能耐受如下表的TOV,SPD故障时应具有安全的失效模式。
表3 暂时过电压失效安全性
针对暂时过电压的耐受特性,我们可以通过选择SPD的最大持续电压Uc不低于380V,来满足暂时过电压的耐受特性,也就是说,SPD承受低压系统发生的TOV,而不损坏,TOV过后,仍可以继续运行。而针对暂时过电压失效安全性,我们可以接受SPD的失效后果,但这种失效是需要符合标准意义上的安全性的。
问题7:SPD的脱离器
SPD的脱离器,将SPD从电源系统断开所需要的装置(内部的和外部的)。
SPD的脱离器作为SPD的后备保护,一般需要满足三个条件,才能达到二者之间较好地匹配。
1)与SPD一起,能够承受所要求的的雷电流,而不发生分断;
2)SPD损坏短路时,能够分断流过的短路电流,即需要具备所要求的的短路分断能力;
3)SPD脱离器,需要能够动作切断从较低值(一般为3A)起始的工频电流,以防止SPD损坏的蔓延。
另外,SPD脱离器,在冲击电流作用下,需要具备较低的限制电压,以达到保护后端设备的效果。
在专用的脱离器出现之前,原来通常使用的脱离器是断路器和熔断器,这两种产品,对于上述要求,不能完全满足,只能部分满足,亦不能实现很好地匹配。
现在市场上,出现了专门用于保护SPD的脱离器,并也有相应的标准出现,以此规范SPD脱离器的要求和测试。
IDC数据中心,SPD的脱离器选型,需要考虑上述要求,以实现与SPD的良好匹配和保护。
以上描述的这些问题,SPD选型时会经常遇到,为了正确地选型,我们还需要参考相关的国标和行标要求,并结合客户的标书要求,进行合理地选择。
另外,SPD满足国家或行业的有关认证要求,也是SPD质量认证的要求和客户的标书要求,也是我们SPD选型提要求时需要参考和考虑的一个因素。
IT解决方案
PDU:
标准型PDU:安推PDU
Meter-PDU、热插拔模块PDU
表计型PDU:L COM PDU、L NET PDU
智能型PDU:L NET Smart PDU、L TX6 Smart PDU
特殊型PDU:L 通用定制PDU、L 专用定制PDU
智能母线:
M系列(交流大母线):MLV动力配电母线槽LVC/LVAGBS540
G系列(交、直流小母线):GD滑轨式机柜直流母线槽GBS540、G滑轨式机柜交流母线槽GBS540
Q系列(交、直流快灵小母线):QD直列式机柜直流母线槽、Q直列式机柜交流母线槽
微模块:
SMDC标准型(Stand)、AMDC仓储式(All-in-one)、RMDC装配式(Room)、CMDC集装箱式(Container)、智能机柜ST-ZL、精密列头柜ST-XL
连接器:
服务器自锁电源线、工业连接器及工业插头、充电枪、充电桩
品牌:
突破电气TOP
解决方案:
数据中心解决方案、轨道交解决方案、弹性配电解决方案、
应用场景:
FAQs:PDU是什么?PDU使用场景有哪些?PDU技术支持与客户服务有哪些?智能PDU主要功能与作用是什么?智能PDU分类有哪些?PDU内连线电气结构是怎样的?PDU常见插孔有哪些?PDU基本功能辅件有哪些?PDU基本组成部件有哪些?PDU选型要确定哪些基本参数?什么是母线系统?什么是机房小母线?母线的分类划分?母线的功能和结构差异是什么?机房母线系统的要求?突破智能母线产品符合哪些技术标准?突破电气作为智能电源分配设备(PDE)生产商具备哪些品质体系认证?关于产品知识产权,突破智能母线是否具备自主专利?为什么选择突破智能母线?突破智能母线产品具备哪些认证?什么是智能小母线系统?智能小母线系统和大母线有什么区别?滑轨式母线和传统母线系统的优缺点?TOPLINE-G智能母线系统结构特点?母线系统的组成有哪些特点?母线系统的组成有哪些部分?TOPLINE-G母线的电流等级?TOPLINE-G母线的外形尺寸?TOPLINE-G母线的卖点?柔性触指的特点?柔性触指应用在TOPLINE-G母线系统中的哪个部位?柔性触指的铍铜有什么优点?导体触头的好处?TOPLINE-G母线槽系统能否用于直流系统?母线的导体电流密度大还是小好?数据中心项目母线系统出方案需要了解哪些参数指标?母线方案和报价问题、TOPLINE-G母线标书的控标项、母线方案的交付与执行?母线的长度,1.5米, 2米,2.5米,3米, 能否定制6米或能否接受其他非常用长度定制?温升检测,温升监测点如何分布,是否有智能监测管理系统(电能监测及母线温升监测) ?插接箱支持1路2路3路输出,16A/32A/63A输出,能否支持380V或者63A输出或者更多路、独立安全隔离屏蔽通信通道,如何进行的安全隔离?单、双倍载流N极铜排?舟线能不能装隔离变压器?智能监测方案是怎样的,否支持无线访问,是否支持并入动环,方案如何实施,单独一个插接箱-个监测点通过安装吊架的尺寸,可以按需定制还是根据母线长度,多长-个吊架,机房配置两路母线,可以同时使用一个吊架还智能表位于插接箱或始端箱位置高,不利于查看怎么解决?插接箱是分控开关配置,- 路-控,否可以加一个总控。比如一个总控,三个分控断路器?母线方案和列头柜方案投入对比,有没有具体参考数据的一个对比,目前相较于列头柜方案的优势建议细化交流?插接箱体偏大?壳体接地问题?箱体后面挂钩的作用?颜色是否可定制? .样品是单路输出如果三路输出箱体尺寸的变化(横向变化)、母线对机房高度的要求,多高的机房可以做母线方案?插接箱的间距是多少?如果插接箱上不用工业连接器用线缆的话插接箱的尺寸是否有变化?母线是否可水平安装?母线和电缆供电方式的区别、常用机房母线的结构形式及特点?什么是自锁电源线?自锁电源线有哪些国内外认证?自锁电源线有哪些自主专利?自锁电源线有哪些产品型号?自锁电源线的面价?自锁电源线的技术规格?自锁电源线的最大拉力?自锁电源线提供几年质保?
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