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适用于数据中心通信设备电源用的平行带状分支软电缆组件产品设计.pdf
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1、PAGE029电缆及光缆Cables&Optical Cables本文介绍了一种适用于数据中心通信设备电源用的平行带状分支软电缆组件产品包括平行带状分支软电缆及其接线装置的结构设计,并分析说明了该结构的产品对数据中心布放环境的适用性。This paper introduces a kind of parallel ribbon branch flexible cable assembly for power supply of data centers communication equipment,including the structural design of the product
2、and its wiring device.The paper analyzes the applicability of the products structure to the data centers layout environment.数据中心 平行带状分支软电缆 蹼状连接 接线装置data centers;parallel ribbon branch flexible cable;webbed connection;wiring deviceDoi:10.3969/j.issn.1673-5137.2023.04.001摘 要 Abstract关键词 Key Words适用于数据
3、中心通信设备电源用的平行带状分支软电缆组件产品设计 郭志宏 代康(江苏俊知技术有限公司 江苏 宜兴 214206)1.引言当前世界主要国家和企业正在迈向数字化转型之路,数字技术不断向各个行业领域全面持续渗透,这一趋势推动全球数据中心数量的快速增加,Gatner预计,在未来五年里,全球最大的1000家企业中,70%以上不得不对现有的数据中心进行重大改造,改建、重建,以满足供给需求。截止2022年年底,我国在用的数据中心机架规模达670万架,预计未来五年的年均复合增速将超过30%。同时,制约数据中心发展的一个关键因素为电力费用成本的占比,一般占到数据中心整体运营成本约40%,而大型或超大型数据中心
4、的电力费用会升高至约60%。以河北省某1.5万平米的大型数据中心为例,成本核算后每年仅电费就超过2300万元。根据2021年的统计数据,全国数据中心共耗电2166亿千瓦时,占全社会用电的2.6%。预计到2025年耗电量将达到3952亿千瓦时,数据中心的降耗增效需求已刻不容缓。近期工信部、国家发改委等多个部门密集发声,将进一步优化数据中心布局,推动数据中心集群项目建设,尤其在在绿色低碳发展上,颁布多项政策对数据中心PUE(电能利用效率)、绿色低碳等级进行规范和约束,全面促进数据中心绿色低碳发展。而通信电源线正是数据中心供能用的大动脉和毛细血管,其产品结构直接影响到数据中心整体的节能降耗问题,因而
5、备受关注。2.当前数据中心通信电源用线缆产品现状随着我国通信网络高速发展,数据中心和通信机房内的通信设备数量在不断扩增,而由于通信设备数量的增加,原有的通信设备用电源线需要不断的增加或替换主干、分支电源线的规格和更改线路布放位置,以满足设备电能的供应。在数据中心和通信机房内有限、狭小的空间内,众多电缆在运行过程中会释放的大量热量。如果不能有效降低电缆的温度,不仅会使得电缆载流量降低、增加电能损耗,同时由于电缆长期处于高温环境下还会导致电缆的绝缘层和护套层的加速老化,从而引起线路短路,易引起设备停电故障,甚至引发火灾等重大隐患。为了解决现有数据中心或通信机房内给大量通信设备供电时,电缆布放混乱、
6、布线通道电缆分线、引线不便,以及可能形成的火灾隐患和不必要的电能损耗问题。本文提供了PAGE030电缆及光缆Cables&Optical Cables一种适用于数据中心、通信机房的通信设备电能传输的平行带状分支软电缆及其接线装置,用于解决上述问题。当前主流的数据中心、通信基站机房内为了减少强电对弱电的电磁干扰,布线结构一般采用强电在地板下敷设、弱电在天花板搁架上走线的方式,并采用网格式桥架作为线缆支架。同时机房内空调制冷,也采用地板下送风、上回风系统,用于提高散热效果。但由于传统的电源线普遍采用在一根线缆中同时集中多根相线、零线、接地保护线的结构,线缆的内部散热效率低下。在长期供电运行时,电缆
7、内部产生的热量难以释放,热量累积导致电缆内部温度过高,容易导致电缆绝缘及护套等塑料材料老化,从而造成故障及隐患,影响通信设备运行安全。图1:当前数据中心电源线布放方式3.产品介绍3.1 产品整体结构设计国内通信机房低压配电系统绝大部分采用TN-S系统(即俗称的:三相五线制),将工作零线和接地保护线分别独立,因此在三相供电系统中通信设备电源的芯数通常采用5芯电缆结构。本文设计的数据中心通信设备电源用平行带状分支软组件,采用五个平行带状结构的软电缆,分别构成供电的相线(L1、L2、L3)、工作零线(N)、接地保护线(PE)。每个平行带状结构的软电缆组线由多根平行排列的电缆单线构成,电缆单线的外护套
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