关于邢台调度自动化机房环境因素影响的研究 |
| 2012-08-11 18:05 作者：韩胜峰 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网8月11日消息 《硅谷》杂志2012年第13期刊文称，调度自动化机房环境一般包括机房温度和机房湿度、洁净度、静电干扰、强电电磁干扰、设备的接地等要素。调度自动化机房内，多为计算机设备，尤其是对温、湿度十分敏感的半导体元器件，只有在温、湿度适宜以及良好的防尘、防静电、防电磁辐射的环境下，才能长期稳定地工作。对机房环境对自动化设备的影响进行分析研究。
调度自动化机房环境一般包括机房温度、湿度、静电干扰、洁净度等因素。调度自动化设备是精密电子设备，只有具备适当的温度、湿度条件以及良好的防尘、防静电、防电磁辐射的环境下，才能长期稳定工作。由于工程设计、建设投资、人力资源、新技术风险、气候环境、水质等多方面原因，造成邢台调度自动化机房达不到自动化设备环境要求。但是，随着电网规模不断扩大，自动化机房设备不断增加，重要性日益提高，调度专业对自动化机房的环境越发提高，重视机房环境已成为自动化维护部门刻不容缓的问题。下面对自动化机房环境中几个重要因素对自动化设备的影响进行分析研究。
2机房温度
温度是自动化设备能否长期可靠运行的重要因素之一。电子元器件只有在一定的温度范围内才能持续正常工作，这个温度范围称为许可温度范围。一旦电子元器件的实际温度超过此范围，将不能正常工作，甚至导致失效和损毁。尤其，自动化机房内的计算机设备中采用超大规模集成电路的处理器、存储器，以及主板上的功率晶体管、电解电容等元件运行中发热量大，若散热措施不够或环境温度过高，易使电子元器件的实际功率允许值、工作可靠性降低，影响电路板的稳定性和可靠性，各种故障和问题也将随之而来。根据相关统计，温度每提高10度，故障率上升25%。因此，机房应安装空调设备，规程要求机房环境温度范围是18-25度，每小时温度变化应控制在上下不超过5度。
邢台自动化机房选用珠海优力-HUA0331制冷空调两台，单机制冷量13.1kW，爱默生EMERSONDME12MH2精密空调两台，单机制冷量12.5kW，总制冷量约51kW。机房面积8.4*16.2＝154m2，机房设备总功率70A×220V＝15.4kW。按照暖通工程经验，机房每平米散热量400卡左右，1kW制冷量对应860卡热量，则机房需要的制冷量为400×154/860＝53kW制冷量。目前机房热循环基本处于平衡状态。
3相对湿度
相对湿度是指空气中水蒸气接近饱和状态的程度，相对湿度对电气设备的影响很大。相对湿度对表面积积累电荷的性能产生直接影响。空气潮湿，易引起设备的金属部件和插接件产生锈蚀，并引起电路板绝缘度降低，严重时可能造成电路短路。空气太干燥又易产生静电效应，危险自动化设备运行安全。尽管产生静电的原因有很多，但湿度是最主要的一个方面，必须予以重视。为保障机房湿度，一般安装加湿器或加湿空调，一般机房保持40%-60%湿度为宜。相对湿度低于40％时，空气被认为是干燥的，而相对湿度大于80％时，则认为空气是潮湿的，在绝对湿度不变的情况下，相对湿度随温度升高而降低，随温度降低而升高。
1）在相对湿度不变的情况下，温度越高，水蒸气压力越大，水分子约易进入材料内部；相对湿度越高，水蒸气在元件表面形成的水膜越厚，以致造成短路和出现飞弧。对于磁盘类设备，高湿度影响磁头的高速运转，造成磁件材料磁导性变化，损耗增大，甚至引起磁层脱离。相对湿度大于86％时，磁头与磁盘之间摩擦系数急剧增大，磁盘极易损伤。
2）低湿度状态下，机房机柜、设备外壳等处积累电荷，若无消除措施，电荷越积越高，可能影响设备可靠工作和危害工作人员身心健康。实验表明，当计算机机房相对湿度为30％时，静电电压为5000V，当相对湿度为20％时，静电电压为10000V，当相对湿度为5％时，静电电压为20000V。静电对计算机造成的危害主要是静电噪声对电子线路的干扰。一个很微弱的静电放电会造成存储器中信息丢失，或发出错误指令，影响正常工作生产秩序。
3）机房湿度的控制，除湿，目前机房采用电加湿器加湿，包括电极式加湿罐，上下水管道，蒸汽管道，软水器，控制器等装置。当进行加湿工作时，上水电磁阀开启，经过软水器软化的水，通过上水管道从加湿罐底部上水，上到规定水位后，加湿罐内电极开始工作，水沸腾时，蒸汽从加湿罐上口通过蒸汽管道，送风系统，到达机房进行加湿。
目前，邢台自动化机房加湿器满负荷工作，可达到37％的相对湿度，尚未达到设计要求。
4洁净度
洁净度是机房空气的含尘和腐蚀性气体浓度。计算机系统产生的不明原因重启、死机等故障多与机房洁净度有关。电子器件如果灰尘堆积可能造成绝缘性降低和接触不良，严重时还会造成电路短路。日积月累的灰尘沉积也可能影响设备散热能力，造成设备温度升高，严重时烧毁电路。另外，空气中的活性物质对自动化设备的危害也很大，如SO2等酸性气体可能腐蚀电路板，造成引线短路，电阻失效等故障。
维持机房空气较高洁净度的方式有维持机房对相邻房间的合适正压和建立有效的维护管理制度，定期清扫设备表面和地面灰尘。
5静电
静电就是物体上多余的电荷，ESD（ElectoStaticDischarge），即“静电放电”的意思。可能造成集成电路损害。有资料表明，当电压大于8kV时可以看到静电放电发出的光亮，当电压大于6kV是可以听到静电放电的声音，当电压大于3kV时可以感觉到静电放电发生，当静电电压低于3kV时，也会发生静电放电过程，很多静电放电过程是悄无声息的进行的。当静电电压较低时，静电放电产生的电气噪声会对逻辑电路形成干扰，导致数据传输或运送出错，当静电电压超过250V时，静电放电就能击穿电路，造成元件损坏，数据丢失。Intel研究表明，在引发计算机故障的诸多因素中，有50%由静电放电引起。
消除机房静电危害，通过良好接地、合理布线和机房电磁屏蔽等方法可以有效解决。还可以采用保持机房适当湿度，释放机房空气中游离的电荷，将湿度控制在合理的范围内，降低静电危害。
综上所述，机房的管理和维护非常复杂，对于多种影响设备安全、稳定运行的因素，应全面考虑，采取多种措施进行处理，不留死角和空白。实现延长机房设备使用寿命，提高设备稳定性，降低设备故障率的目标。
作者简介：
韩胜峰（1977-），男，河北人，邢台供电公司电力经济技术研究所，研究方向：自动化系统，智能电网。（原文载于《硅谷》杂志2012年第13期，硅谷网及《硅谷》杂志版权所有，未经允许禁止转载）
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