數據中心建置切莫忽視接地的重要

數據中心建置裏有大量電子設備,需要做接地處理。接地對電子設備安全和可靠地運行,對操作,維護,運行人員的人身安全,都起很大的作用。如果電子設備沒有接地,當其某一部分絕緣損壞時,外殼將帶電,由於線路與大地間存在電容,人體觸及此絕緣損壞的設備外殼,將遭受觸電危險。將電子設備接地後,接地短路電流將同時沿接地體和人體兩條通路通過。接地電阻一般爲4歐以下,而人體電阻約爲1000歐,因此通過接地體的分流作用,流經人體的電流幾乎等於零,這樣就避免了在短路故障電流下人體觸電的危險。還有對設備本身也有保護,當設備沒有接地,設備裏的各種電容電阻容易形成壓差,一旦形成迴流,就會產生較大電流,擊穿元器件,對設備是一種傷害。因此,數據中心裏必須要部署接地系統,所有的電子設備必須有效接地,避免危險發生。
按照國家標準《電子計算機機房設計規範》的規定,接地有四種方式:交流工作接地,直流工作接地,安全工作接地和防雷接地。對於設備來說,主要是交流和直流工作接地。一般防雷接地從數據中心整體上進行設計和規劃,不僅是電子設備,整個數據中心都要處於保護之中。數據中心裏的電子設備要麼是交流供電,要麼是直流供電,針對不同供電方式的設備分別採取不同的接地技術。如果是直流工作的設備,主要有三種接地方法可以參考:串聯法,在機房的地板下敷設一條截面積爲青銅(或紫銅)帶、機房裏的所有設備把自己的直流地線就近接在地板下的這條銅皮帶上,銅皮帶再和大地相連,達到接地的目的。串聯法簡單易行,部署成本低,但由於銅皮帶上的電流流向單一,阻抗較大,致使銅帶上各點電位有些差異,這樣就使得各個設備雖然都接地了,但是相互之間還是存在壓差,如果銅皮帶較長,連接的設備很多,首尾設備之間的壓差就不是一點半點了,接地的效果不好,所以串聯法多用於規模較小的機房;彙集法,是在機房地板下設置一塊5 ~ 20毫米厚,500×500毫米大小的銅板,各設備用多股屏蔽軟線把各自的直流地線都接在這塊銅板上,這種方法需要多條連接線,佈線複雜,不過和串聯法相比,各設備之間的直流地線無電位差;網格法,用橫截面積爲(2.5毫米×50毫米)左右的銅帶,在整個機房敷設網格地線,等電位接地母排,網格網眼尺寸與防靜電地板尺寸一致,交叉點焊接在一起。所有設備將自己的直流地線就近連接在網格地線上。網格法既有彙集法的邏輯電位參考點一致的優點,又有串聯法連接簡單的優點,還大大降低了機房內部噪聲和外部干擾,但網格法造價昂貴,施工複雜,適用於規模較大的機房。直流設備一般工作電平低,信號幅度小,容易收到地電位差和外界磁場的干擾,因此直流設備需要一個良好的直流工作接地,以消除地電位差和磁場的影響。

實際上,數據中心裏大部分設備都是交流供電,當然也需要接地。交流工作接地是將這些電子設備輸出三相繞組的中性點與埋入大地的接地體相連結,從而確保人身和設備安全。若中性點接地,當一路相線觸碰大地時,接地電流就成爲很大的單相短路電流,保護設備能準確而快速地動作切斷電源,絕大多數的數據中心均採用電源中性線接地系統,電子設備採用金屬外殼及機架接PE線或直接接地。接地的交流電源饋線,採用四心屏蔽電纜,並將電纜的屏蔽層接在分線盤的接地母線上。當電纜長度超過50米時,應從接地母線上用專線引出機房做雙重接地。同時要求電源供電採用多級分電盤分支供電方式供電,每路饋線應設有帶過流脫扣器的低壓斷路器。交流接地系統的中性點可用絕緣導線串聯起來,接到配電櫃的中線上,然後通過接地母線將其接地。
直流接地與交流接地理論上都是接地,一般情況下交流入地的電流比較大,而且接地也有一定的接地電阻,實際使用時要將兩者的接地分開,入地點處要相隔一定距離,最好3米,使交流信號不會竄入直流電路。如果實在分不開,則儘可能在入地點相接,並在直流的電源線路上多接上退耦電容,減小與交流的耦合影響。直流接地使用阻性元件接地的,對交直流都有旁路作用,而交流接地使用容性元件接地,只對交流有旁路作用,對直流沒有作用。交流設備應充分利用自然接地體進行接地,但要校驗自然接地體的熱穩定。直流設備中的零線應直接接地,不得與直接接地體有金屬連接,如無絕緣隔離裝置,兩者之間不超過1米。
不管是哪種接地,都要進行週期性檢查,對所有設備和系統進行接地檢查和測量,發現沒有良好接地的及時修正,尤其是在數據中心運行過程中,經常要進行擴容,不斷增加新的設備,此時如果沒有請專業的安裝人員進行佈線安全和接地處理,很容易忘記設備的接地。沒有接地的設備運行除了有安全隱患,也可能對業務造成影響。比如:某個數據中心曾經就發生過,因設備沒有良好接地,造成設備部分器件接連失效,更換沒多久又失效,沒有接地加速了設備器件的老化,出現故障;還有的數據中心網絡設備因接地沒有接好,不斷出現設備重啓,即使沒有出現重啓,轉發流量受到了干擾,出現波動,業務流量很不穩定,所以,設備不接地,對數據中心帶來的隱患很大,必須認真組織專業人員定期對數據中心的接地系統進行檢測和維護。

數據中心建置：災難恢復的最佳實踐

如今，數據中心建置運營商每天都在爲數據中心的高可用性感到煩惱，全天候工作以確保100％的正常運行時間。

他們部署冗餘設施以最大限度地降低風險，嚴格規劃和測試以確保連續性運行，並採取預防措施保護其基礎設施免受環境威脅。
但是，即使是最好的計劃和準備措施也會在自然災難或突發事故中出錯。
事實上，在某些極端情況下，先進的規劃和準備工作依然無能爲力，而災後恢復成爲確保企業在重建數據中心業務的同時保持功能的重要組成部分。
在任何災難情況下，時間都是至關重要的，因此數據中心工作人員需要知道在事件發生後的幾分鐘、幾小時和幾天採取適當的行動。
工作人員的安全首先是最重要的因素，因此一旦確定所有人員都是安全的，就應該開始執行以下恢復活動：
主動監控所有關鍵設備以尋找隱藏的問題 - 查看直接受到災難事件影響或暴露於災難事件的設備，如發電機，機油和過濾器等。
例如，在恢復工作可能需要幾天甚至幾周的情況下，對於監測燃料供應和了解發電機在沒有備用柴油的情況下運行多長時間至關重要。
在自然災害緊急情況下，醫院，急救人員和其他公共安全組織必須首先獲得燃料供應，無論數據中心是否有沒有燃料供應合同。
在指定的時間段內增加現場巡查 - 這將有助於工作人員發現任何缺陷，如漏水或設施損害。
確保每位員工都有合作伙伴提供支持和幫助也很重要。
確保員工輪崗，減輕現場員工的壓力 - 爲了給員工提供足夠的休息時間，企業可以考慮從其他沒有受到影響的數據中心招聘員工或委託第三方供應商進行部分恢復工作。
建立通信協議，提供關鍵更新和現場反饋 - 在驗證所有區域和系統後，定期舉行簡報會，向工作人員和管理層通報任何數據中心或現場影響。
在災難恢復情況下，從CIO到每個工作人員人都可以發揮作用，因此，所有參與方都必須及時瞭解正在發生的事情。
監視輸入電源- 由於爲數據中心的提供電力的電網可能受到影響，數據中心電力將會中斷或質量下降，所以與電力公司聯繫以瞭解合理的安全時間非常重要，在電網供電正常時，數據中心關閉備用的發電機。
並重新接入電網。
應用經驗教訓 -只要時間允許，立即開始編寫和記錄經驗教訓和最佳實踐，爲下一步活動做好準備。
儘管自然災害是不可避免的風險，但通過正確的災難恢復計劃，數據中心運營商可以將這些災難性事件的影響降至最低，從而快速安全地恢復運營。

數據中心建置三相電源和單相電源的應用區別

數據中心建置都使用三相電源,但一些人並不瞭解三相電源帶來的好處。以下介紹一下單相電源和三相電源之間的區別,並瞭解爲什麼三相電源不僅可以節約成本,而且可以幫助建設和運營更高效的數據中心。

採用單相電源存在的問題
運行在60 Hz的常規的120 V單相電源不能提供高功率的電力。因爲在這個頻率下,交流電的正弦波每秒跨越零點120次。衆所周知,功率是以瓦特(W)爲單位,瓦特是電壓(V)的乘積乘以電流的安培數(A),也就是W = V×。
當任何一個電壓或電流都穿過零點時,其傳送的電力將降至零。實際上,瞬時下降到零並不會明顯影響電路中的設備運行。但如果設備是電機,例如,其旋轉電樞的機械慣性”穿過“零點(這些零點交叉點相疊加,因此單相電源運行的電機的工作壽命比採用三相電源設計的電機要短)。
同樣,如果負載設備是沒有運動部件的電子設備,則電源濾波器中的平滑電容器可以“緩衝”這些零點。另一方面,三相電源由三個互相相差120度的正弦波組成。這種形式的電源由具有三個獨立繞組的交流發電機產生,每個獨立繞組彼此相差120度。每個電流(相)承載在單獨的一條電線上。由於相位關係,施加到它負載的電壓和電流都不會下降到零。這意味着給定電壓下的三相電源可以提供更多的功率,實際上是單相電源功率的1.73倍左右。
近年來,數據中心機架中配置的設備已經增加。有的機架可能承載多達10臺耗電5千瓦的服務器、功率密度顯著提高。如今,由於技術的進步和設備小型化,一個機架將有可能容納四五十臺服務器,並且單個機架的耗電量超千過15瓦。
而單相電源提供的120年休假爲功率爲15千瓦機架供電時,其電流將高達125,這對於電纜有着更高的要求,需要採用直徑將英近0.2寸的AWG 4電纜,而這種情況很難處理,並且費用昂貴顯。然,單相電源很難承載這種負載是的。然而,在三相系統中,每根電線只需要採用承載約42個電流的0.09英寸直徑的AWG 11電纜即可。
三相電源具有更多的優勢
企業爲數據中心選擇的電力系統可以帶來更高的效率和更好的經濟效益。單相電源適用於住宅用戶。不過,數據中心需要考慮三相電源帶來的好處。這些好處包括:
可以根據需要通過三相電源進行分配電源,可以運行電壓爲120 V和208 V的設備,並匹配PDU運行。
三相電源可以爲採用120 V的設備提供電源,並通過更換的PDU即可升級到208 V,用戶可以快速實施,沒有明顯的停機時間。
當用戶將三相電源直接傳輸到服務器機櫃時,其電纜成本會顯著下降。
減少電工安裝交流電纜所需的工作量和安裝時間。
如果企業的未來的數據中心正在尋求採用三相電源,也需要對PDU如何適應所需要的解決方案進行一下了解。

數據中心建置前期設計規劃思路

數據中心建置的過程中，由於受到規劃、建設單位、建築條件以及各個專業的現場條件限制，設計出來的機房往往出現空間不够、機房高度不足、空調規劃不合理、機房柱網不合理以及經費不足等；如果是由舊樓改造成的機房，還會面臨承重不足、加固方案不合理以及原建築的給排水環境等問題。

囙此，我們在進行機房工程建設的過程中，需要面臨與建設單位、設計單位的建築、結構以及水暖電專業配合上的問題。本文將針對以上問題進行闡述。  
與建設單位的配合問題
機房等級的確定
根據機房的使用性質、管理要求及其在經濟和社會中的重要性將機房分為ABC三級機房。每一級的機房都對機房的穩定性有一定的提升。其中，A級機房應能達到容錯的標準；B級機房對機房重要的基礎設備有冗餘的要求；最經濟的則是C級機房。
但是，現在很多的設計單位並沒有對建設單位提出的機房等級進行引導，而且建設單位在建設前期，一般不會很好地定位他們的機房等級，結果就是出現一味地提出超高等級的機房要求的情况。隨後往往又因為投資過大導致機房沒有辦法按照設計成果進行建設，然後反復讓設計單位修改圖紙，新增工作量。
囙此，在項目建設的前期和建設單位溝通時，設計單位應當對需要設計的機房的各種因素有一定的認識，並清楚該機房應有的機房等級。在前期與建設單位溝通的過程中，結合項目的特點和投資等因素引導建設單位進行正確的定級，使得設計的機房更符合使用的要求。
IT設備的設定需求
資料中心機房建設的目的，是為IT設備的穩定運行提供良好的環境。其中就包括機房環境、用電環境以及周圍環境等。囙此，IT設備是資料中心機房的覈心。
但是，在以往的建設過程中，一般的建設流程為：選址→設計→裝修→設備→IT設備。可見，IT設備的設定及運行被放到了最後。其原因是受制於建築外觀、建築其他功能等原因，機房設計一般都會在最後進行。機房IT設備開始進行設計時，所有的建築外觀、機房面積、建築物其他功能都已確定。囙此，機房的設計及實施就受到了很大的限制，容易造成如下結果：
1）機房面積不足、機房的尺寸、柱網規劃不合理、承重不滿足要求等，造成面積大量的被浪費、機房空調不能合理規劃、電源室位置不理想且面積不足等後果。
2）因為沒有提前考慮用電問題，導致機房供電容量不足，不能滿足IT設備運行的問題。
3）因為建築位置及內部佈局已確定，導致機房的周邊環境以及機房內部專用的水管、消防管等不能很好地隔離，留下一定的安全隱患。
因為機房的建設主要是為了讓IT設備能更穩定地運行，囙此，在這裡提出，機房的正確的建設流程應當為：IT設備→設計→設備→選址→裝修。
我們首先確定了IT設備需要的容量、運行管道及後期的發展預留等內容，才能很好地規劃出需要建設的資料中心的面積、用電量、製冷量以及後續的操作區域等。在這些內容都確定後，再去規劃需要建設的地址和內部的裝修設計，才可以建設出完全符合IT設備穩定運行需求的資料中心機房。
投資規劃
機房的投資也是影響機房建設的1個重要因素。很多部門要求建設資料中心機房，但是因為前期的投資規劃不合理，最終導致建設不完整甚至出現被迫下調機房等級的結果。
囙此，我們在和建設單位進行投資規劃的時候，首先應當瞭解建設單位對IT設備運行的整體需求。在確定機房等級並同時考慮後期發展的預留空間後，再推算出需要的用電量、製冷量、操作區域、設定系統等其他因素，最終得到可以滿足建設單位IT設備穩定運行的機房的投資。