Силовые кабели для центров обработки данных: выбор кабелей для критических нагрузок

ЦОД не может остаться без питания ни на секунду. Этот один факт определяет выбор каждого кабеля на площадке — от ввода сети до последнего фидера стойки. Поэтому выбор кабелей питания для ЦОД подчиняется плану резервирования и тепловым условиям, а не самой дешёвой позиции в списке.

В этом руководстве мы проследим путь электроэнергии от ввода до стойки, а затем изложим, что должно быть указано в запросе.

Почему выбор кабелей питания для ЦОД начинается с резервирования

Большинство залов работают по резервной схеме питания для каждой нагрузки. Такая схема удваивает количество кабелей, лотков и оконцеваний, а также изменяет правило расчёта сечения. Кабель, который один выдерживал бы полную нагрузку, теперь несёт её половину, но при этом должен выдержать потерю второго канала.

Поэтому вы должны рассчитывать каждый канал по нагрузке, которую он несёт при отказе другого. Кабель питания ЦОД, рассчитанный только на штатный режим, выйдет из строя именно тогда, когда схема в нём нуждается. Коэффициенты одновременности должны быть указаны на чертеже, а не храниться в голове поставщика.

Резервная схема питания также удваивает количество оконцеваний, что влияет на оценку трудозатрат. Два канала означают два комплекта кабельных вводов, два комплекта испытаний и два комплекта маркировки. Например, в зале с 400 цепями получается 800 оконцеваний до того, как будет запитана хотя бы одна стойка.

Прослеживаем путь электроэнергии от ввода до стойки

Ввод сети обычно выполняется на среднем напряжении. Этот участок выполняется кабелем среднего напряжения от подстанции или узла кольцевой сети до трансформатора на объекте. Класс напряжения и уровень токов короткого замыкания определяют конструкцию кабеля, поэтому это наименее гибкая часть проекта.

После трансформации сторона низкого напряжения обеспечивает распределение питания ЦОД до распределительных щитов. Здесь участки короче, но ток высокий, а лоток переполнен кабелями. Большая часть бюджета на распределение питания ЦОД приходится именно на эти низковольтные слои, а не на ввод.

Наконец, фиды к стойкам выходят из распределительных блоков (PDU). Эти участки короткие, многочисленные и часто гибкие. Каждый слой имеет свой тип кабеля, свой коэффициент снижения нагрузки и своё противопожарное назначение. Единая спецификация для всей площадки — самая распространённая ошибка в таких работах.

Снижение нагрузки: почему заполнение лотка определяет сечение

Снижение нагрузки кабеля важнее в ЦОД, чем почти где-либо ещё. Сотни кабелей проложены в одном лотке, и каждый из них нагревает соседей. Сечение, выбранное по таблице для свободного воздуха, будет перегреваться в заполненном лотке.

Вы должны применять коэффициент групповой прокладки для фактического заполнения, а не для проектного. На практике лотки заполняются после ввода в эксплуатацию, когда появляются дополнительные цепи. Поэтому вы должны проектировать под то заполнение, которое будет достигнуто, а не под то, что нарисовано. Применяйте снижение нагрузки по каждому слою отдельно, потому что лоток ввода и лоток стоек редко имеют одинаковый коэффициент заполнения.

Температура окружающей среды вносит вторую поправку. Машинный зал или чердачное пространство работает горячее расчётной температуры, и эта поправка может потребовать увеличения сечения на ступень. Из-за этого две поправки часто накладываются на одну цепь. В итоге кабель питания ЦОД получается на одну или две ступени больше сечения, рассчитанного для свободного воздуха.

Пожарная безопасность и цепи жизнеобеспечения

Зал ЦОД имеет высокую пожарную нагрузку, и кабель добавляет к ней. Поэтому большинство внутренних участков прокладываются кабелем с низким дымовыделением и галогенобезопасной изоляцией (LSZH), а не обычным ПВХ. Компаунд выделяет мало дыма и не выделяет галогенов, поэтому защищает как людей, так и оборудование.

Цепи жизнеобеспечения требуют большего. Цепи пожарной сигнализации, системы пожаротушения и аварийного освещения должны продолжать работать во время пожара. Эти участки требуют огнестойкой конструкции кабеля, и испытания на огнестойкость должны соответствовать стандарту, который принимают страховая компания и надзорный орган.

Класс пожарной опасности также должен быть указан в спецификации. На многих рынках этот класс является юридическим требованием для кабеля, установленного в строительных конструкциях, и декларация должна сопровождать товар. Кроме того, кабель питания ЦОД с правильным классом легче проходит таможню.

Соответствие пути реальным продуктам

Сначала рассматриваются ввод и трансформаторный фидер. Линейка силовых кабелей с СПЭ изоляцией покрывает секцию среднего напряжения, а силовой кабель с СПЭ изоляцией 12/20 кВ подходит для типичного ввода на объекте. Для низковольтного распределения внутри зала бронированный кабель LSZH обеспечивает механическую защиту с чистыми противопожарными характеристиками.

Соответствуйте каждый слой его назначению, затем сравнивайте предложения построчно. Для более широких шагов закупки, предшествующих заказу, прочитайте наше руководство по закупкам электрических кабелей и проводов.

Минимальный объём заказа, длины на барабанах и последовательность поставки

Заказ для ЦОД разбивается на множество размеров и несколько длинных участков. Такая схема плохо подходит для завода, поэтому вы должны подтвердить минимальный объём заказа для каждого размера перед планированием закупки.

Барабаны должны соответствовать протяжке, а не складу. Фидер, который должен проходить через дверь машинного зала, требует длины, которая позволяет обойти угол. Поэтому вы должны указать максимальную длину на барабане, а также общую длину.

Последовательность определяет график. Кабель среднего напряжения обычно является изделием с самым длительным сроком поставки, поэтому его нужно заказывать первым. Фидеры к стойкам заказывайте позже, когда будет установлена кабельная конструкция. Однако оставьте запас по обоим, потому что поздняя поставка кабеля задерживает ввод в эксплуатацию.

Часто задаваемые вопросы

Какой кабель подходит для ЦОД?

Конструкция с низким дымовыделением и галогенобезопасной изоляцией (LSZH), обычно бронированная для механической защиты.

Как рассчитать сечение резервного канала?

Рассчитайте каждый канал по нагрузке, которую он несёт при потере другого канала, затем примените коэффициент групповой прокладки.

Требуется ли для цепей жизнеобеспечения другой кабель?

Да. Им нужна огнестойкая конструкция, испытанная по стандарту, который принимает надзорный орган.

Почему заполнение лотка изменяет сечение?

Сгруппированные кабели снижают нагрузку друг на друга, потому что они находятся в общей горячей среде. Полный лоток требует большего сечения.

Стандарты, упомянутые в этом руководстве

• МЭК 60502-2, силовые кабели с экструдированной изоляцией от 1 кВ до 30 кВ, выпущен Международной электротехнической комиссией.

• МЭК 60364-5-52, системы электропроводки и допустимая токовая нагрузка, выпущен Международной электротехнической комиссией.

• МЭК 60332-3, распространение пламени на пучках кабелей, выпущен Международной электротехнической комиссией.

• EN 50575, кабели для строительных работ, подлежащие требованиям пожарной безопасности, выпущен CENELEC.

Заключительные мысли

Выбор кабелей питания для ЦОД — это системное решение, а не решение по каталогу. Определите план резервирования, проследите путь электроэнергии, внесите поправку на заполнение лотка и отделите цепи жизнеобеспечения. Такой порядок работ позволит залу оставаться онлайн при первой неисправности. Прочитайте наше руководство по закупкам кабелей и проводов для следующего шага и ознакомьтесь с профилем нашей компании перед отправкой первого запроса.