數據中心里全部是電子設備,都需要供電才能運轉,但在運行過程中會出現各種電路問題,導致局部電路過壓或過流,大大超出電子設備的正常工作范圍,如不及時隔離設備,會對設備造成損壞,不少精密儀器或者大型設備動輒上百萬,若造成損害損失非常大,于是熔斷器,這種器件出現了。熔斷器是一種廣泛應用于低壓電路或者電動機控制電路中最簡單有效的保護電路,熔斷器的主體是用低熔點金屬絲或金屬薄片制成的熔體,熔體與絕緣底座或融管組合而成,串連到電路中。當電路中出現過電流、過電壓或過熱等異常現象時,會立即熔斷,對電路中設備起到保護作用。
熔斷器一般兩三百塊錢一個,與動輒幾十萬的設備相比,可以忽略不計了,但在關鍵時候起的保護作用可不小,避免給數據中心帶來巨大損失,所以在數據中心里熔斷器使用非常普遍,在每個分支電路上,連接重要設備旁都會連接一個熔斷器,對設備進行防護。為啥叫熔斷器呢?這和它的實現原理有關,當流過熔體的電流達到熔體額定電流的1.3~2倍時,熔體自身的發熱溫度開始緩慢上升,熔體開始緩慢熔斷,當流過熔體的電流達到熔體額定電流的8~10倍時,熔體自身的發熱溫度呈突變式上升,熔體迅速熔斷。電流越大,熔體的熔斷速度越快,這就是熔斷器名字的由來。熔斷器可以分為兩大類,一類是不可修復型熔斷器;另一類是可修復型熔斷器。不可修復型,就是熔斷器一旦發生熔斷后,只能更換新的熔斷器,屬于一次性用品。這類熔斷器的類型也不少,使用的材質有機化合物、合金材料、塑料等,熔斷器的反映速度和性能各不相同,有的響應快,有的響應慢,價格各有不同。熔斷器主要有額定電壓、額定電流、極限分斷能力幾個技術參數,可以作為數據中心選用熔斷器時做參考,數據中心要根據實際需要,在不同位置選用不同規格的熔斷器。千萬不能出現電路已經過流或過壓,設備都被損壞了,熔斷器還未熔斷,也不能出現電路還沒怎么樣,熔斷器就熔斷了,業務造成中斷,同樣會給數據中心帶來損失,所以熔斷器的規格一定要和電路上串聯的設備工作能力相匹配,將熔斷器的熔斷電壓和電流稍低于設備的正常工作電壓和電流的上限即可。在數據中心里,不同電路上攜帶的設備數量、負載是不同的,要計算負載總和,然后安裝匹配的熔斷器,既能起到保護作用,又能防止頻繁的誤操作。不可修復型的熔斷器若發生熔斷了,就要扔掉了,非常可惜,于是又有可修復型的熔斷器,這種熔斷器可以重復使用。這種熔斷器雖價格貴些,但能重復使用,這就像一次性電池和充電電池的區別一樣。可修復型的熔斷器由高分子聚合物及導電材料等混合制成,它串聯在電路中,在電路正常工作時,自恢復熔斷器處于導通狀態。當電路出現過電流故障時,熔斷器自身溫度將迅速上升,聚合材料受熱后迅速進入高阻狀態,由導體變成絕緣體,切斷電路中的電流,使電路進入保護狀態。當故障消失、自恢復熔斷器冷卻后,它又呈低阻導通狀態,自動接通電路。可修復熔斷器的動作速度與異常電流的大小及環境溫度有關,電流越大、溫度越高,則動作速度也越快。
在進行熔斷器選用時,熔斷器的額定電壓必須等于或者高于電路串聯中的設備工作點電壓,根據被保護電路及設備的額定負載電流選擇熔斷器,額定電流必須等于或者高于所安裝的熔體額定電流,熔斷器的額定分斷能力必須大于電路中可能出現的最大故障電流值。在同一電路網絡中,上一級熔斷器熔體的額定電流應比下一級熔斷器熔體的額定電流大1~2個級差。對于電動機類負載,必須考慮啟動沖擊電流的影響來選擇合適的熔體額定電流值。表1中對常用電壓和熔斷器規格做了使用推薦:
電壓 |
熔斷器規格(A) |
可用電源(KW) |
400/230(IEC美國國家電氣規范) |
400 |
275 |
250 |
170 |
480/277(ANSI美國國家標準學會) |
400 |
260 |
250 |
165 |
208/120(ANSI) |
400 |
150 |
250 |
70 |
表 1 :顯示了全球常用的分支配電電流
熔斷器安裝時,要保證熔斷器的接觸刀或者接觸帽與其相對應的接觸片、夾接觸良好,以避免因接觸不良產生較大的接觸電阻或接觸電弧,造成溫度升高而引起熔斷器的誤動作或周圍設備的損壞。
熔斷器是數據中心里普遍使用的部件,不可缺少。在數據中心里的每條電路上、每臺大型重要設備旁都要安裝熔斷器,以防止電路上出現異常時,能及時切斷線路,避免對設備造成損傷。它就像防火用的噴淋裝置一樣,在出現火災時,自動告警和噴淋滅火,防止火勢蔓延,造成更嚴重的損失。當然,數據中心也不能每個設備或者電路上都安裝熔斷器,雖然一個熔斷器幾百塊,但數據中心里的設備數量可是成千上萬的,都安裝上熔斷器也是不小的一筆支出。所以,一般是在多臺串聯的電路上,算出最低耐受的設備電壓和電流數值,根據這個數值安裝一個熔斷器,一個熔斷器可以監控一條電路上的多臺設備,這樣可以節省開支,當然壞處也存在,就是當電路異常時,為保護耐受能力最差的這臺,這條電路上的設備都要停工,對數據中心業務沖擊也不小。所以,數據中心在哪里部署熔斷器、部署多少、使用什么型號,這里的學問也不少,熔斷器使用不當就會給數據中心帶來不必要的損失。要做好數據中心安全保障的這道閘門,必須慎重選擇熔斷器,在不同電路中安裝合適的熔斷器,做好數據中心最后這道安全屏障。