海拔高度對(duì)數(shù)據(jù)中心電子設(shè)備的影響

海拔高度對(duì)電源和電子產(chǎn)品有什么影響呢？

數(shù)據(jù)中心是一個(gè)電子設(shè)備密集型的場(chǎng)所，影響數(shù)據(jù)中心正常運(yùn)行有很多方面的因素，而海拔高度很少被提及，這是一個(gè)很少被人提及的設(shè)備性能參數(shù)，很多建設(shè)在高海拔地區(qū)的數(shù)據(jù)中心都將面臨一系列特有的問(wèn)題。

海拔高度是某地與海平面的高度差，是表示地面某個(gè)地點(diǎn)高出海平面的垂直距離。我國(guó)地廣物博，地理?xiàng)l件和氣候條件十分復(fù)雜，西北部地區(qū)多數(shù)是高原，我國(guó)海拔2000米以上的地區(qū)約占33%，海拔3000米以上的地區(qū)約占16%。然而不少城市都處在海拔2000米以上的地區(qū)，比如：拉薩3658.0米，西寧2261.2米等等。隨著國(guó)家西部開(kāi)發(fā)政策的實(shí)施，數(shù)據(jù)中心也紛紛在這些高海拔的地區(qū)開(kāi)工建設(shè)，這就不能忽視高海拔對(duì)數(shù)據(jù)中心造成的影響，尤其是對(duì)數(shù)據(jù)中心電子設(shè)備產(chǎn)生的影響。

海拔越高的地區(qū)，空氣密度就越小，大氣壓的降低，使空氣粘性系數(shù)增加，空氣分子數(shù)就會(huì)減少，從而導(dǎo)致傳遞的熱量減少，這是由于空氣對(duì)流傳熱是通過(guò)分子碰撞傳遞能量得來(lái)的。這樣熱傳遞效率就會(huì)降低，電子部件的散熱性能會(huì)變得更差。

在5000米的高度上，放熱系數(shù)比海平面上的值要下降21%，對(duì)流散熱傳遞的熱量也將下降21%。在10000米的高度上將達(dá)到40%。對(duì)流散熱傳遞的熱量減少將導(dǎo)致產(chǎn)品溫升的增加。因此處于高海拔地區(qū)的設(shè)備散熱性降低。數(shù)據(jù)中心的設(shè)備在運(yùn)行中都會(huì)產(chǎn)生熱量，由于局部區(qū)域的分子數(shù)量減少，使發(fā)熱元件的溫度不容易散熱，造成設(shè)備局部溫升過(guò)高，如果散熱不及時(shí)則會(huì)造成部分器件燒壞。

海拔越高的地區(qū)，空氣越稀薄，絕緣介質(zhì)強(qiáng)度就會(huì)降低，這樣會(huì)使設(shè)備容易放電，致使通常的絕緣距離變得不足。海拔高的地區(qū)容易發(fā)生凝露，降低電子設(shè)備的爬電距離。數(shù)據(jù)中心電子設(shè)備的絕緣器件性能也會(huì)下降。出于安全考慮，一般總希望絕緣材料的絕緣電阻盡可能大，絕緣材料主要包括氣體絕緣材料、液體絕緣材料、固體絕緣材料三種。在電子信息產(chǎn)品廣泛采用氣體介質(zhì)和固體介質(zhì)達(dá)到絕緣的目的，因此絕緣介質(zhì)的好壞直接影響產(chǎn)品的安全性能。如果設(shè)備的絕緣材料在電場(chǎng)中由于超過(guò)其絕緣強(qiáng)度被破壞而失去應(yīng)有的絕緣性能時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)絕緣擊穿現(xiàn)象，設(shè)備將無(wú)法繼續(xù)正常工作。

表1列出了不同海拔高度時(shí)的大氣壓力：

壓力擊穿電壓與氣體的關(guān)系一般用巴申定律描述。借助巴申定律，同時(shí)經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)，對(duì)數(shù)據(jù)的匯總處理后，得出了不同氣壓下?lián)舸╇妷旱男拚担?br />

根據(jù)這些修正值去選擇合適可用于數(shù)據(jù)中心的產(chǎn)品。

高海拔還會(huì)使在大氣中滅弧的高低壓電器的分?jǐn)嗄芰档?。?dāng)分?jǐn)嗄芰Σ缓细駮r(shí)，應(yīng)選用額定容量高一級(jí)的產(chǎn)品。直流電機(jī)在低濕度和低氣壓的高原環(huán)境中使用，容易產(chǎn)生較大的換向火花，如果換向火花不合格，應(yīng)選用換向性能好的電機(jī)或采取措施減小換向火花等級(jí)，甚至降低容量使用。

一般海拔超過(guò)1000米的地區(qū)就必須要開(kāi)始考慮對(duì)電子設(shè)備的影響。一般的低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備工作海拔不能超過(guò)2000米，在數(shù)據(jù)中心采購(gòu)電子設(shè)備時(shí)務(wù)必關(guān)注設(shè)備的工作海拔范圍，了解設(shè)備是否采用了降容技術(shù)，要求設(shè)備廠(chǎng)家提供產(chǎn)品降容系數(shù)，或者設(shè)備工作的海拔范圍。

表3列出了數(shù)據(jù)中心部分設(shè)備的工作海拔范圍：

可見(jiàn)絕大多數(shù)的設(shè)備都可以滿(mǎn)足在3000米的海拔高度以下正常工作，但我國(guó)海拔3000米以上的地區(qū)約占16%，這些地區(qū)也有數(shù)據(jù)中心建設(shè)的需要，這些數(shù)據(jù)中心在設(shè)備選型上必須要選擇可在3000米海拔高度以上仍能正常工作的設(shè)備。近些年市場(chǎng)上出現(xiàn)了工業(yè)型數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，這些設(shè)備之所以叫工業(yè)型，是可以在惡劣的環(huán)境中正常工作，包括高海拔的地區(qū)，可承受的海拔高度超過(guò)5000米。其廣泛采用絕緣性好、散熱強(qiáng)的器件，避免出現(xiàn)元器件失效導(dǎo)致的設(shè)備異常。

所有的電子設(shè)備都有工作海拔高度范圍，那么其工作海拔的高度范圍是如何得出的呢？不可能將產(chǎn)品拿到不同海拔的地區(qū)去測(cè)試。但可以采用專(zhuān)門(mén)用于測(cè)量海拔高度的壓力傳感器進(jìn)行模擬測(cè)試，通過(guò)對(duì)設(shè)備施加不同的氣壓值，得出設(shè)備能承受的工作海拔數(shù)值。

經(jīng)過(guò)以上的分析可見(jiàn)，處于高海波地區(qū)的數(shù)據(jù)中心在引入電子設(shè)備時(shí)，要充分考量電子設(shè)備在高海拔的地區(qū)能夠正常工作，避免高海拔引起數(shù)據(jù)中心故障。

審核編輯：湯梓紅