数据中心基础设施工程师必知必会（3）-线路保护篇

本篇文章是本系列的第三篇文章，微型断路器作为末端配电线路保护的低压电器，用量非常大，应用范围也非常广泛。本文将对以下几个方面进行解读：

线路保护的80％法则；

微型断路器的选型；

微型断路器的安装方式。

1．  80％法则

a）    80％法则的定义

大多数商业零售主机供应商将用合同限制他们的客户：在一个配电电路不能超过80％的电力供应阈值。供应商将会保留这样的权利：在充分警告后，如果持续超过80％的数字，将关闭电力供应的特定电路。

b）    80％法则的来源

功率密度和预测的冷却负荷计算也考虑了净交付负荷乘以80％（＝安培x伏特x 80％）。尽管数据中心行业普遍依赖这个80％的数字，但很少有人知道它从何而来，以及为什么现在使用它。

事实上，80％法则的要求来自于由美国消防协会发布的国家电气规范（NEC）。从本质上说，80％规则在美国是一项可强制执行的电气法规，旨在保护那些使用危险等级电力的人，避免对自己或周围环境造成损害。

c）     80％法则的重要意义

这个80％的数字在世界各地有所不同。例如，欧洲的一些商业数据中心提供商采用70％的负载阈值标准，而其他提供商允许客户运行高达90％的负载。因此，当您在境外采购服务时，您应该始终询问数据中心提供商在设施内交付的电路的阈值是多少。如果一个环境中的机架设计打算使用80％的可用负载，而提供商在70％的限制下工作，那么整个为硬件和电源设计的体系结构可能无法工作。最后，同样值得注意的是，在技术上，你可以在电路上超过80％的阈值，而不会对电路本身造成任何问题。事实上，有些电路会以或略高于100％的输出容量运行，而短时间内不会出现过载导致断路器的分断。

2．  微型断路器

a）    什么是微型断路器

微型断路器也称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。

断路器具有多种保护功能（过载、短路、欠电压保护等）、动作值可调、 分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。微型断路器由操作机构、触点、保护装置（各种脱扣器）、灭弧系统等组成。

b）    微断的重要参数

额定工作电压（Ue）：这是断路器在正常（不间断的）的情况下工作的电压。

额定电流（In） ：配有专门的过电流脱扣继电器的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值，不会超过电流承受部件规定的温度限值。

短路继电器脱扣电流整定值（Im） ：短路脱扣继电器（瞬时或短延时）用于高故障电流值出现时，使断路器快速跳闸，其跳闸极限Im。

额定短路分断能力（Icu或Icn） ：断路器的额定短路分断电流是断路器能够分断而不被损害的最高（预期的）电流值。

3．  微型断路器的选型

a）    脱扣特性

在微型断路器的技术参数中，脱扣特性是一个重要的选型指标。根据负载类型的不同，选型时需选用不同的脱扣特性。

b）     工作原理

为了了解脱扣特性的变化，先要简单了解一下微型断路器过电流保护的工作原理。微型断路器有两个脱扣检测元件，一是由双金属片构成的热脱扣器，其工作原理是利用两种金属不同的热胀系数，当温度升高时，两种金属的变形不同，造成双金属片弯曲，使脱扣机构动作。热脱扣器的保护特性具备反时限的特性，也就是说电流越大，脱扣时间越短，它用来对配电回路进行过载保护。另一个是电磁感应脱扣器，其脱扣特性是瞬时动作，它用来对配电回路进行短路保护。