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數據中心機房物理環境檢驗概述(一)
  • 數據中心機房主要為電子信息設備提供運行環境的場所,可以是一幢建筑物或建筑物的一部分,包括主機房、輔助區、支持區和行政管理區等。機房的設計集建筑、結構、電氣、暖通空調、給排水、消防、網絡、智能化等多個專業技術于一體,具有良好的安全性能和不能間斷的特點。
  • 一、什么是數據中心機房?
      
      數據中心機房主要為電子信息設備提供運行環境的場所,可以是一幢建筑物或建筑物的一部分,包括主機房、輔助區、支持區和行政管理區等。機房的設計集建筑、結構、電氣、暖通空調、給排水、消防、網絡、智能化等多個專業技術于一體,具有良好的安全性能和不能間斷的特點。其環境應滿足計算機等各種微電子設備對溫度、濕度、潔凈度、電磁場強度、噪音干擾、安全防范、電源質量、振動、防雷和接地等的要求,并且具有節能高效和具有可擴展等特點。
      
      二、檢驗需求
      
      進入20世紀,世界進入了信息時代,隨著云計算技術、互聯網技術、物聯網技術、移動終端技術的迅速發展和廣泛應用,全球每日的數據流量不斷提升,信息數據充斥在人們生活工作中的方方面面。伴隨著大量數據而來的是海量的信息處理,這就需要大量數據處理器,服務器,交換機等設備來處理,數據中心機房也就應運而生。
      
      現代社會是信息化的社會,信息的快速傳遞依賴于電信業的全面發展。隨著通信設備自動化程度的日益提高,數據中心機房作為現代通信的基礎,其安全工作已成為重中之重。
      
      銀行、郵電、證券、電商等行業的電子設備是由大量的微電子設備、精密機械設備和機電設備組成的。這些設備使用了大量易受環境條件影響的電子元器件、機械構件及材料。如果數據中心機房不能提供符合電子設備要求的環境和抗擊突發情況的能力,一旦信息系統受到損害,將會造成巨大影響。2015年初富士通公司在澳大利亞珀斯的數據中心發生了停電故障,使得數據中心為西澳銀行和西澳衛生服務被迫中斷,網上和電話銀行服務中斷了大約12個小時,影響超過一百萬用戶。
      
      惡劣的環境不僅影響電子計算機操作人員的身心健康,而且還影響工作效率,引起操作失誤,嚴重時還會危及人員和設備的安全。因此,充分地認識機房環境條件的作用和影響,提出解決問題的辦法并付諸實施,是非常重要的。
      
      數據中心機房建設完成后,在運行中,所有基礎設施系統是否能滿足運行要求的實際可用性,尤其是在所有的機柜都是滿負荷的狀態下,各個系統是不是還能滿足IT設備運行的要求,這就需要進行檢測驗證,給出當設備滿負荷時的各系統的數據。
      
      三、檢驗依據
      
      《數據中心設計規范》GB50174-2017;
      
      《數據中心基礎設施施工及驗收規范》GB50462-2015;
      
      《建筑與建筑群綜合布線系統工程驗收規范》GB/T50312-2016;
      
      《計算機場地通用規范》GB/T2887-2011;委托方技術需求文件等。
      
      3.1檢驗項目
      
      檢測項目(以GB/T2887-2011等為例)
      
      3.1.1塵埃
      
      GB/T2887-2011第5.6.2條要求:
      
      房間及空調徹底清掃并且空調開機運行24h后進行測試。粒徑大于或等于0.5μm粒子應≤18000粒/dm3;
      
      使用儀器:塵埃粒子計數器;
      
      50m2布置5個點,每增加20~50m2增加3~5個點;
      
      對結果進行判定。
      
      3.1.2噪聲
      
      GB/T2887-2011第5.6.4條要求:
      
      計算機系統停機,在主機房中心測試噪聲應<65dB(A);
      
      測試儀器:聲級計。
      
      無線電干擾環境場強測試
      
      GB/T2887-2011第5.6.6條要求:
      
      在頻率范圍0.15MHz~1000MHz無線電干擾環境場強≤126dB
      
      測試儀器:接收機、天線等;
      
      測試位置:機房區域、UPS、精密空調、大型用電設備附近;
      
      對結果進行判定。
      
      磁場干擾場強測試
      
      GB/T2887-2011第5.6.6條要求:
      
      機房內磁場干擾環境場強≤800A/m;
      
      測試儀器:磁場測試儀等;
      
      測試位置:UPS、精密空調、大型用電設備附近;
      
      對結果進行判定。
      
      3.1.3零地電壓
      
      GB/T2887-2011第5.8.3條要求:
      
      UPS電源插座零線與地線之間電位小于2V,計算機系統正常運行后測量更好;
      
      測試儀器:數字萬用表;
      
      對結果進行判定。
      
      3.1.4接地電阻值
      
      機房系統接地電阻值(樓內部分)應小于1Ω;
      
      測量UPS輸出配電柜地排到大樓接地引出點之間的電阻值R;
      
      測試儀器:接地電阻測試儀;
      
      對結果進行判定。
      
      3.1.5供電質量檢測
      
      GB/T2887-2011第5.7.3條要求:
      
      電壓:220V頻率:50Hz。
      
      穩態電壓偏移范圍﹪:
      
      A級-2~+2;
      
      B級-3~+3;
      
      C級-10~+10。
      
      穩態頻率偏移范圍Hz:
      
      A級-1~+1;
      
      B級-1~+1;
      
      C級-1~+1。
      
      電壓波形畸變率﹪:
      
      A級3;
      
      B級5;
      
      C級10;
      
      測試儀器:電能質量分析儀;
      
      測試位置:機房內UPS輸出電源插座,分A、B、C三相分別測量,如機房有2套UPS,則需分別測量;
      
      對結果進行判定。
      
      3.1.6照度檢測
      
      依據GB/T2887-20115.6.5要求,計算機機房在距地面0.75m處,照度應不低于300Lx,其它房間和第一類輔助房間不低于200Lx;事故照明照度不低于50Lx。50m2布置5個點,每增加20~50m2增加3~5個點。
      
      測試儀器:數字照度計;
      
      對結果進行判定。
      
      3.1.7活動地板電性能檢測
      
      SJ/T10796-2001《防靜電活動地板通用規范》要求:
      
      靜電耗散型地板電性能應為:R=1.0×106Ω~1.0×1010Ω;
      
      測試儀器:數字兆歐表;
      
      在機房內每50m2隨機抽測5塊地板,每增加20~50m2增加3~5塊地板;
      
      測試儀器:兆歐表MI2123;
      
      對結果進行判定。
      
      3.1.8振動加速度
      
      主機房地板金屬橫梁垂直及水平向的振動加速度不應大于500mm/s2。
      
      測試儀器:測振儀;
      
      對結果進行判定。
      
      3.1.9綜合布線測試
      
      對于雙絞線信息點,依據國標GB/T50312-2016《綜合布線系統工程驗收規范》進行現場的永久鏈路測試(永久鏈路連接模型見圖1。
      
      采用的測試儀器:數字式電纜分析儀
      
      支持的測試參數:
      
      接線圖、長度、傳輸時延、時延偏離、支流環路電阻、插入損耗(衰減)、回波損耗、遠端回波損耗、近端串擾、遠端近端串擾、衰減串擾比,遠端衰減串擾比、綜合等效遠端串擾、遠端綜合等效遠端串擾、綜合近端串擾、遠端綜合近端串擾、綜合衰減串擾比、遠端綜合衰減串擾比。
      
      對于光纖信息點,依據國標GB/T50312-2016《綜合布線系統工程驗收規范》進行現場的鏈路測試(光纖鏈路連接模型見圖2。
      
      支持的測試參數:長度、衰減。
      
      帶載驗收項目
      
      數據中心機房工程是一個綜合性的工程,其中包含電氣、空氣調節、消防、防雷、監控等13個專業,每個專業相互獨立又相互依托。機房受場地、環境、使用要求等條件的約束,沒有兩個完全一樣的機房?,F行的國家標準未能準確的對各個專業的每個設計、施工和驗收的細節進行詳述。
      
      通過搭建模擬測試平臺,最大限度接近實際IT負載和使用環境。全方位測試設備及整個系統在各種狀況下的工作性能及冗余性能,并提供電力、暖通空調系統實際運行能力和容量分析數據作為高效運維的基準。
      
      通過模擬實際運行場景,用測試數據來評價設計目標是否實現,產品質量是否達標,施工質量是否合規,運行應急流程是否有效。
      
      通過驗證測試,檢測項目實際可用性,識別和消除關鍵基礎設施壓力測試下的故障隱患,為項目運行維護提供客觀真實的基準數據,降低項目運行風險和運維成本,提升項目運行水平和運維團隊的工作能力,保證項目建設與運維的無縫銜接。主要包括:機房內各類機電設備及其附屬設施的性能驗證測試;供配電、暖通、消防安防、基礎設施監控及機房環境等系統的功能驗證測試工作;應急預案的驗證測試工作等。
      
      3.2 機房供配電系統的驗收測試
      
      3.2.1施工檢查內容
      
      1)電氣裝置、配件及其附屬技術文件是否齊全;
      
      2)電氣裝置的型號、規格、安裝方式是否符合設計要求;
      
      3)線纜的型號、規格、敷設方式、相序、導通性、標志、保護等是否符合設計要求,已經隱蔽的應檢查相關的隱蔽工程記錄;
      
      4)照明裝置的型號、規格、安裝方式、外觀質量及開關動作的準確性與靈活性是否符合設計要求。
      
      3.2.2測試內容
      
      1)電氣裝置與其他系統的聯鎖動作的正確性、響應時間及順序;
      
      2)電線、電纜及電氣裝置的相序的正確性;
      
      3)柴油發電機組的測試項目:
      
      a.在市電缺失的情況下自動啟動的時間,達到100%負載的時間,輸出電壓、電流及頻率;
      
      b.在市電恢復的情況下供電切換到市電的具體參數,如停機時間,切換是否成功;
      
      c.對單機和并機系統,在不同的負載3種負載情況下:0%、50%和100%)情況下,模擬單機和并機的工作狀況以及常見的發電機故障和市電故障,檢驗柴油發電機系統的可用性和可靠性,并針對故障提出具有建設性的維護和檢修流程方案;
      
      d.針對單機系統進行狀態指示驗證(不在自動控制狀態、電流斷路器分開和閉合、引擎運行、控制電壓錯誤、自動啟動等狀態顯示檢查)、報警驗證(冷卻液高低溫、低油壓、少油、引擎過速、電池高低壓等檢查)、停機驗證(低油壓、冷卻液高溫、冷卻液低液位、引擎過速、電池高低壓、EPO發動等狀況下停機動作檢查)、發電機斷路器脫扣驗證(逆功率、低電壓、低頻率等狀況下發電機斷路器脫扣動作檢查)、發熱驗證(發電機在50%和100%負載運行各4小時,檢查發電機運行狀態。)、穩態運行測試(分別在100%、50%和0%負載的情況下作發電機輸出各項電參數(電壓、頻
      
      率、電流、壓調整度和噪音等)測試和相關儀表的校驗情況的檢查、瞬態響應測試(發電機輸出瞬間加載和減載實驗(0-50%;50%-100%;100%-50%;50%-0,測試輸出電壓和頻率變化率和恢復時間)。
      
      4)柴油機供油系統測試:漏油檢查、油泵運行測試、自動加油測試;
      
      5)UPS測試:
      
      a.UPS單機測試:
      
      報警和狀態驗證:UPS各項報警、狀態和參數顯示檢查;
      
      UPS單機發熱試驗:維修旁路、靜態旁路、逆變輸出滿載運行情況下其電源接頭、電纜、電感等部件的發熱實驗;
      
      UPS單機穩態運行:分別在0%、25%、50%和100%負載的情況下UPS輸入和輸出電參數(電壓、頻率、電流、諧波失真、功率因數、電壓調整度、電流平衡度等)測試和相關儀表的校驗情況的檢查;
      
      UPS單機瞬態響應測試:UPS單機輸出瞬間加載和減載、UPS單機旁路和逆轉換、市電和電池轉換試驗,測試UPS單機輸出電壓變化率和轉換時間;
      
      電池測試:測試電池內阻,單臺UPS滿載電池放電時間和電池接頭、電纜、斷路器等部件的發熱試驗和電池充電測試;
      
      b.UPS并機測試:
      
      UPS并機穩態運行:分別在不同負載(不少于下列5種工況:0%、25%、50%、75%和100%)的情況下UPS輸出電參數(電壓、頻率、電流、諧波失真、均流等)測試和相關儀表的校驗情況的檢查;
      
      UPS并機瞬態響應測試:UPS并機旁路和逆轉換、市電和電池轉換、單臺UPS故障冗余和恢復試驗,測試UPS并機輸出電壓變化率和轉換時間;
      
      UPS并機冗余功能測試;
      
      UPS配合發電機工作測試,模擬故障,市電、油機和ATS(包括動力系統)聯測,對蓄電池的充放電狀態、滿載放電時間進行檢測等。并給出整體數據中心相應的PUE值。
      
      6)對供配電系統(高低壓配電柜、精密列頭柜和機柜內PDU)的設計、安裝工藝、安全措施進行評測;對供配電(柜)、UPS及ATS切換柜使用假負載進行測試(包括互鎖聯動);測試零-地電壓;對斷路器執行操作、冷熱插拔和模擬故障發生與恢復檢測;在滿負載時對電源接頭、電纜等進行發熱測試;
      
      7)對機房內部機柜的PDU進行檢測,包括線序的測量、零地電壓等;
      
      8)對各系統在不同工況下進行發熱測試;
      
      9)對整個供配電系統進行維護模擬測試,并提供系統維護的建議。
      
      3.2.3防雷接地系統的驗收測試
      
      1)檢查接地裝置的結構、材質、連接方法、安裝位置、埋設間距、深度及安裝方法應符合設計要求;
      
      2)對接地裝置的外露接點應進行外觀檢查,已封閉的應檢查施工記錄;
      
      3)驗證浪涌保護器的規格、型號應符合設計要求,檢查浪涌保護器安裝位置、安裝方式應符合設計要求或產品安裝說明書的要求;
      
      4)檢查接地線的規格、敷設方法及其與等電位金屬帶的連接方法應符合設計要求;
      
      5)檢查等電位聯接金屬帶的規格、敷設方法應符合設計要求;
      
      6)檢查接地裝置的接地電阻值應符合設計要求。
      
      3.2.4空氣調節系統的驗收測試
      
      針對空調系統的施工安裝和調試運行進行檢驗,針對不合理或不合規的現象提出建議。
      
      針對空調系統各個單機進行測試:
      
      3.2.5冷水機組測試項目:
      
      機組啟動與狀態檢查:
      
      1)啟動時間、斷電重新自啟;
      
      2)加減載運;
      
      3)油溫、油壓、蒸發和冷凝壓力等運行參數檢查;
      
      一次泵和冷卻泵故障測試:檢查主用水泵故障時,主用和備用冷機和水泵的切換;
      
      冷水機組故障測試:模擬冷水機組故障時的報警及保護,以及BMS的顯示;
      
      主備用冷機切換檢查;
      
      滿載冷凍水機用電功率測試:檢查冷水機組滿載時,連續工作時的功率參數;
      
      15%負載時,喘振是否發生測試;
      
      模擬不同季節,冷水機組與板式換熱器不同組合運行方式;
      
      3.2.6冷卻塔系統測試項目:
      
      啟動與風機變速測試:1)來電啟動和根據水溫自動啟停運行檢查;2)根據不同水溫設定標準,散熱風機自動變速功能檢查;
      
      冷卻水旁路測試;
      
      接水盤水位測試:包括補水和溢水檢查;
      
      接水盤電加熱與管道電絆熱測試;
      
      散熱能力和逼進度測試;
      
      滿載耗能測試;
      
      3.2.7水泵系統測試項目:
      
      手動和自動啟動;
      
      水泵變速控制:根據不同的水溫或壓力要求進行變速的功能檢查;
      
      水泵運行振動和噪音檢查:滿載運行時的振動和噪音檢查;
      
      最小轉速運行檢查:最小轉速時,水泵的連續運行能力檢查;
      
      3.2.8板式換熱系統測試項目:
      
      性能測試:包括進出水口壓差、進水口溫差(冬季)、是否漏水等檢查;
      
      冷機與板換切換測試:板換與冷水機組之間以及冷卻塔的切換;
      
      主備切換測試;
      
      3.2.9蓄冷罐系統測試項目:
      
      充冷及快速充冷檢查:正常情況下充冷和過量放熱后冷機快速充冷檢查;
      
      放冷檢查:當冷機故障時,檢查蓄冷罐的放冷時間以及放冷過程中蓄水罐的水平水溫均布情況;
      
      3.2.10冷卻水補水系統測試項目:
      
      補水系統啟動和關閉測試:檢查補水系統檢查控制信號啟停功能;
      
      水泵啟動與運行狀態檢查:水泵工作時,工作電流、振動、噪聲等參數檢查;
      
      市政水與蓄水池供水切換測試:模擬市政停水時,蓄水池的供水能力檢查;
      
      3.2.11BA系統測試:
      
      勘察BA系統顯示功能。
      
      勘察BA系統完備性。
      
      勘察BA系統內設備的運行狀態監控。
      
      勘察BA系統內個環境監測設備的運行狀態。
      
      測試BA系統內各設備的控制動作。
      
      場景模擬測試中查看BA工作狀態。
      
      模擬單臺冷凍水機組故障。
      
      查看BA顯示狀態,工作狀態。
      
      模擬冷凍水機組斷電。
      
      查看BA顯示狀態、工作狀態。
      
      模擬冷凍水管道主閥門故障。
      
      查看BA顯示狀態、工作狀態。
      
      模擬冷卻塔故障。
      
      查看BA顯示狀態、工作狀態。
      
      模擬冷卻水主管道故障。
      
      查看BA顯示狀態、工作狀態。
      
      BA系統的全部設備包括現場的各種閥門、執行器、傳感器等全部安裝完畢,線路敷設和接線全部符合設計圖紙要求
      
      精密空調
      
      啟動與斷電重啟測試:啟動時間和斷電重新自動啟動檢查;
      
      運行參數測試:根據不同負載情況和溫濕度設定情況,風機轉速、水閥開啟度工作狀態檢查,同時,檢查運行狀態下,各系統的用電量;
      
      極限溫升測試;
      
      排水測試:檢查排水槽的排水能力;
      
      濾網檢測;
      
      故障報警測試:模擬故障、高低溫、高低濕、風阻等報警和保護,以及BMS的顯示情況;
      


      編輯:Harris
      
      

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