通信用240V直流供电系统直流网络机柜PDU

1、直流 PDU 的输出分路数量的设置应能满足其所分配网络机柜中用电设备的数量和容量的要求。

2、结构及安装要求:PDU 宜采用竖条形一体化结构，将配电、保护、接插集成在一起，且其正面可拆装，便于安装、更换接插模块和接插(接线);也可采用将电源的引入、分配、保护部分与接插部分分开的分体结构，其中电源的引入、分配、保护部分置于设备顶部或底部的配电单元，而接插部分仍作竖条形单元结构。竖条形一体化配电单元或分体结构的接插单元的安装位置一般为机柜后部一侧(电源线扎线板或走线槽外侧)。

3、同一个机柜内，交流配电和直流配电不应混用(机柜散热风扇配电除外)。

4、直流 PDU 的其他技术要求，应符合YD/T 2322-2011《数据设备用交流分配列柜》中相关条款。

3.1 接线方式

直流输出"正"极，对应于设备输入电源线的"N"端，直流输出"负"极对应于设备输入电源线的"L"端，设备输入电源线的"地"端与系统保护地可靠连接，如图2 所示。

3.2 接线端子组

接线端子组应符合GB/T 14048.7-2006《低压开关设备和控制设备 第7-1 部分:辅助器件 铜导体的接线端子排》和GB/T 14048.8-2006《低压开关设备和控制设备第7-2 部分:辅助器件 铜导体的保护导体接线端子排》的相关要求，选用带接线片(铜线耳)、扣板、接线腔等防止线头松散部件的螺纹型(螺栓型、柱式等)接线端子。

相关要求包括:

1、端子应能够与导线可靠导通，并紧固连接、不易松动，确保与导线间能够长期保持必须的接触压力。

2、端子导电性能良好，耐机械应力(压力、扭力等)疲劳、耐磨损、耐锈蚀。

3、端子与端子排的设计安全可靠、方便操作，能够较好地防止线头间相互触碰以及接线时由于零件(如垫圈、螺母等)跌落而造成事故。

4、端子应有清晰、明显的标识;端子外应设安全盖板及明显标识，防止误操作及触电。

5、端子接线部件(如螺栓、垫片、铜鼻等)应配置齐全。

6、直流配电单元中，各分路端子及所连电缆额定截面积不小于 2.5mm2。

3.3 插座

插座应优先选用符合 GB 1002-2008《家用和类似用途单相插头插座型式、基本参数和尺寸》规定的两极带接地单相插座，也可采用符合GB 17465.1-2009《家用和类似用途器具耦合器 第1 部分:通用要求》的C9/C10 两极带接地单相插座(IEC 60320C13/C14)。不应采用图6-6 中的"万用插座"。相关要求包括:

1、插座簧片应具有良好的导电性能和机械弹性，具有良好的耐疲劳、耐磨损、耐腐蚀性能(建议锡磷青铜材质);单个插头从插座拔出所需最小拉力应≥30N，防止插头在正常使用时自动脱落或因轻微碰撞而导致的接触不良。

2、插座应选用模块化标准件，方便拆装更换模块。

3、插座插孔顺序为上地(PE)、左正(+)、右负(−)，如图6-6 所示。

3.4 电缆与母线

1、电缆应符合YD/T 1173-2001《通信电源用阻燃耐火软电缆》的要求，采用单芯绝缘阻燃软电缆。电缆和母线绝缘层或外护套颜色应符GB 7947-2010《人机界面标志标识的基本和安全规则导体颜色或字母数字标识》的要求。

2、各输出分路连接线应采用不小于2.5mm2 电缆(或同等截面积的铜排);输出分路接线采用母线分配形式的，母线应采用4mm2 以上的铜排。

3、由配电单元到用户终端设备(服务器)的电源连接线缆应采用符合GB2099.1-2008《家用和类似用途插头插座 第1 部分:通用要求》的不可拆线式成端电缆，其中设备端连接器采用符合GB 17465.1-2009《家用和类似用途器具耦合器 第1 部分:通用要求》C9(IEC 60320 C13)规格的插头，配电单元端连接器采用符合GB 1002-2008《家用和类似用途单相插头插座 型式、基本参数和尺寸》或GB 17465.1-2009《家用和类似用途器具耦合器 第1 部分:通用要求》C10(IEC 60320 C14)规格要求的两极带接地单相插头，或压接了接线片(铜鼻)的接线端。

1、应能同时引入 A、B 双路电源，彼此完全独立(包括接地线)分别配电。

2、机柜电源输入应设置独立的过流、短路保护装置，各输出分路宜设置独立的过流、短路保护装置。禁止一个分路断路器通过多用插座接入、控制多个电源模块。

3、安装在总输入及各输出分路的保护装置应选用双极直流型断路器，其性能应符合GB 10963.2-2008《家用及类似场所用过电流保护断路器 第2 部分:用于交流和直流的断路器》的要求，并可方便操作和更换。断路器的额定值应与总输入或输出分路额定值相匹配。

4、各路输入应配有断路器，其额定电流值推荐32A。各输入回路电缆截面积均应满足安全承载其额定电流要求。

5、各输出分路也应配有断路器，其额定电流值推荐10A 或16A(或根据用户需求确定)。各输出回路电缆截面积均应满足安全承载其额定电流要求。

6、电源输入端应设接线端子组，可以连接16mm2 以下的电缆，并可根据需求安装电流计量装置;各输出分路应设接线端子组或插座方式为设备提供接电条件，推荐选用接线端子方式，其数量要求见表1。

表1 机柜配电单元输出分路数量

直流网络机柜中电源分配单元(PDU)是用于在通信网络设备机柜内部提供直流电源分配和管理的接口设备，如图1 所示。

通信用 240V 直流供电系统中，网络机柜应配置一整套可拆卸、可更换的固定式电源分配单元(PDU)，用于机柜设备直流电源的引入、分配、保护、分合、接插(插座或端子)等。

所有接线端子、插座、保护装置等电气部件均应符合国家相关电气安全标准，质量可靠;其中，插座、接线端子和过流、短路保护装置应通过国家3C 认证。

1、机柜可选配电量监测与告警装置，并可独立工作或与直流电源列柜上的相应装置协调配合工作。当直流电源列柜已具有对各机柜的电量检测与告警装置时，各机柜可不再重复配置。

2、网络机柜内不应采用串联式的非感应式电流表，以免形成新的单点故障点。需要进行电流采集时，应采用并联形式的感应式或贴片式的电流传感器。

3、当需要配置电量检测装置时，机柜应配置2只独立的电流表，通过互感器对A、B路输入电源进行采样。电流表/互感器精度为2级或更高(即误差为±2%以内)。电流表建议采用数字显示，其读数精确到0.1A，刷新频率不低于1次/s。

4、机柜应能够根据所监测电流值产生过流(过载)告警，并以指示灯(必选)和声音(可选)形式输出告警;若具有声音告警功能，则必须同时具有手动关闭告警音的功能。电流值恢复正常后，告警应能自动恢复。告警门限应能根据需要进行设置。此外，机柜还可提供断电告警。

5、电流指示及告警指示宜被安装在机架后部上方，不宜安装在柜门上。

6、当机柜需采用灯光指示时，宜采用LED指示灯。

机柜内应设置统一接地装置(或横截面积≥36mm的接地铜排)。柜体及其内部各金属部件应做可靠电气连通，并与接地装置连通。

接地铜排与机房接地分汇集排(或柜顶接地分汇集排)之间用16mm黄绿相间色单芯绝缘阻燃软电缆可靠连接。

机柜内所有电缆均应符合YD/T 1173-2001《通信电源用阻燃耐火软电缆》的要求。电缆和母线的绝缘层或外护套颜色应符合GB 7947-2010《人机界面标志标识的基本和安全规则 导体颜色或字母数字标识》的要求。

绝缘电阻:机柜内各带电回路(该回路不直接接地)对地(或柜体)的绝缘电阻应≥10MW(500V兆欧表测量1min后读数)。

绝缘强度:机柜内各带电回路对地(或柜体)以及两个非电气连接的带电回路之间，应能承受2500V、50Hz正弦试验电压1min，不出现击穿或飞弧现象，漏电流≤10mA。

防护等级:在正常使用条件下，机柜内电气部分防护等级应不低于IP2X。

系统的各项技术指标和有效使用周期应分别符合YD/T 1051-2010《通信局(站)电源系统总技术要求》、YD/T 585-2010《通信用配电设备》、YD/T 2378-2011《通信用240V直流供电系统》、YD/T 799-2010《通信用阀控式密封铅酸电池》、YD/T 1360-2005《通信用阀控式密封胶体蓄电池》、YD/T 1970.1-2009《通信局(站)电源系统维护技术要求 第1部分:总则》、YD/T 1970.3-2009《通信电源和机房环境节能技术指南 第3部分:电源设备能效分级》中的相关要求。

1.1 交流输入性能要求

1、电压波动范围

交流输入电压的波动范围为其额定值的 85 %~110 %。

2、频率波动范围

输入频率的波动范围为其额定值的±5%。

3、输入电压波形畸变率

输入电压波形畸变率应不大于5%。

1.2 交流配电设备的使用性能

1、输入电源转换

有两路交流输入电源时，系统应具有手动或自动转换装置。手动转换时，应具有机械联锁装置;自动转换时，应具有电气和机械联锁装置。

2、事故照明(可选)

交流电源停电时，能自动闭合事故照明电路;交流电源恢复供电时，应能自动断开事故照明电路; 事故照明用蓄电池组供电。

1.3 直流配电设备的使用性能

1、蓄电池回路

直流配电设备应具有能接入两组蓄电池的装置。

注:根据用户需要，直流电流额定值不大于400A的直流配电设备，可以在蓄电池电压低时自动断开蓄电池，而在该设备的输出电压升高后自动或人工接入蓄电池，且该设备能设置禁止断开蓄电池的操作。

2、直流配电设备电压降

环境温度为20℃时，直流配电设备电压降应不大于500mV。

1.4 防雷性能

1、交流配电设备

交流配电设备应具有防雷保护装置:

(1)与户外低压电力线相连，应符合YD/T 944-2007中耐雷电流等级H型的规定;

(2)不与户外低压电力线相连，应符合YD/T 944-2007中耐雷电流等级M型的规定;

(3)内部防雷地线应和保护接地端子就近连接。

1.5 接地性能

交流配电设备应具有中性线装置和保护接地装置，直流配电设备应具有工作接地和保护接地装置， 配电设备保护接地装置与金属壳体的接地螺钉间应具有可靠的电气连接，其连接电阻值应不大于0.1Ω。

1.6 输出电压监测

配电设备输出电压显示误差应优于±1%。

1.7 输出分路

1、基本要求

输出分路的数量和容量的配置应满足通信设备的需要;输出分路同时使用的负载之和不得超过配电设备的额定容量。

2、电设备输出分路

直流配电设备输出分路一般应设有保护装置。

注:容量大于630A的直流输出分路可不设保护装置。

3、电设备输出分路

交流配电设备输出分路应设有保护装置。

1.8 遥测、遥信功能

1、通信接口

智能配电设备应具有接口电路可与监控电路(系统监控单元)连接，其通信接口和通信协议应符合YD/T 1363.3-2005的规定;非智能配电设备应提供与配电设备电气隔离的干接点(接点容量:DC24V、≥ 100mA)及DC0~5V或4~20mA等标准通信信号。

2、交流配电设备

监控内容如下:

(1)遥测:输入电压、输入电流(可选)、输入频率(可选);

(2)遥信:主要开关的开关状态、市电故障。

3、直流配电设备

监控内容如下:

(1)遥测:直流输出电压、直流输出总电流;蓄电池组充放电电流;

(2)遥信:直流输出电压过高、过低;熔断器故障;电池低压断路开关断开。

注:根据用户需要，直流配电设备可以遥测主要分路电流。

1.9 警告信号

1、直流配电设备的告警

直流配电设备在下列情况应具有声光告警信号:

(1)输出电压达到或超过告警上限或下限整定值时;

(2)输出分路熔断器熔断时。

2、交流配电设备的告警

交流电源停电和恢复时，宜有声光告警信号。

1.10 主电路接头间的相序和极性排列

配电设备主电路接头间的相序和极性排列应符合表1的规定。

表1 主电路接头间的相序和极性排列

1.11 安全要求

1、绝缘电阻

配电设备输入对地、输出对地、输入对输出的绝缘电阻均应不小于2 MΩ。

注:绝缘电阻只作为绝缘强度试验时的参考，不作考核。

2、抗电强度

配电设备的输入对地、输出对地、输入对输出，按照其额定绝缘电压分级，应能承受表2所规定的试验电压，应无击穿或闪络现象，漏电流不大于10mA。

表2试验电压 单位为V

3、接触电流和保护导体电流

(1)交流配电设备的保护地(PE)对输入的中性线(N)的接触电流应不大于3.5 mA。

(2)当接触电流大于3.5mA 时，保护导体电流的有效值不应超过每相输入电流的5%，如果负载不平衡，则应采用三个相电流的最大值来计算。在保护导体大电流通路上，保护导体的截面积不应小于1.0mm2。在靠近设备的一次电源连接端处，应设置标有警告语或类似词语的标牌，即"大接触电流，在接通电源之前必须先接地"。

4、材料阻燃性能

配电设备所用的 PCB 的阻燃等级应达到GB4943-2001 中规定的V-0 要求，塑胶导线的阻燃等级应达到GB/T18380.1-2001 中规定的要求，其他绝缘材料的阻燃等级应达到GB4943-2001 中规定的V-1 要求。

1.12 爬电距离和电气间隙

配电设备中各带电回路之间以及带电零、部件与导电零、部件或接地零、部件之间的电气间隙和爬电距离应符合GB/T 3797-2005 的规定。

1.13 连接导线的要求

1、配电设备中的连接导线应具有与额定绝缘电压相适应的绝缘性能。

2、配电设备中电路绝缘导线应按规定的载流量选择，同时应考虑机械强度的需要:当采用单芯铜芯绝缘硬线时，其截面不应小于0.75mm2;采用多芯铜芯绝缘软线时，其截面不应小于O.5mm2;对于电流很小的控制电路(如电子逻辑电路和信号电路等)，绝缘导线的截面也不应小于0.2mm2。

3、线必须用紫铜制造;裸露母线应平直，表面不得有毛刺及显著的痕印、起皮等缺陷、弯曲处应无裂痕;端头及连接处应进行相应的工艺处理，使其具有良好的导电性能。

1.14 颜色表志

配电设备中交流母线、指示灯及按钮的颜色和直流母线的色标应符合下列规定:

1、交流三相电路的A 相:黄色;

2、交流三相电路的B 相:绿色;

3、交流三相电路的C 相:红色;

4、零线或中性线:淡蓝色;

5、安全用的接地线:黄和绿双色;

6、用双芯导线或双根绞线连接的交流电路:红黑色并行;

7、指示灯:指示灯:"工作正常"信号灯为绿色，"故障告警"信号灯为红色，"声音开关"为黄色; 无故障时"工作正常"信号灯亮;故障时"工作正常"信号灯熄灭，故障告警信号灯亮，蜂鸣器发出声音告警;

8、按钮:启动为绿色，停止为红色;

9、直流母线的正极:棕色;

10、直流母线的负极:蓝色。

1.15 外观与结构

1、配电设备的结构设计应保证操作、运行、维修和检查时的安全可靠;各电器元件动作时产生的热量、电弧、冲击、震动、磁场或电场，不得影响其它电器元件的正常工作。

2、配电设备应有紧固用的地脚螺钉孔，并具有和其它配电设备或整流设备并列用的安装孔。

3、配电设备的门应能在不小于90°的角度内灵活开启;当配电设备处于维护走道侧面时，应能加装侧板。

4、配电没备的外露结构件外形应平整，所有焊接处须均匀牢靠，无裂缝、夹渣，无明显变形或烧穿缺陷。

5、配电设备的金属壳体，应焊有不小于M8 的铜质接地螺母。

6、配电设备的外表面，一般应喷涂无眩目反光的覆盖层，其颜色应符合通信电源设备的统一要求， 且颜色均匀一致，表面应整洁美观，不得有起泡，裂纹或流痕等缺陷。

7、配电设备中所有黑色金属件均应覆有可靠的覆盖层，所有紧固处均应装有防松装置。

1.16 音响噪音

不大于 55 dB(A 计权)。

1.17 电磁兼容性

1、传导骚扰限值

配电设备的传导搔扰限值应符合YD/T 983 - 1998 中表2 A 级要求。

2、辐射骚扰限值

配电设备的辐射骚扰限值应符合YD/T 983 – 1998 中表4 A 级要求。

3、可靠性指标

配电设备的平均无故障工作时问(MTBF)如下:

(1)交流配电设备:MTBF≥105h;

(2)直流配电设备:MTBF≥106h。

应符合YD/T 2378-2011《通信用240V直流供电系统》中5.7.5小节的要求。

整流模块直流输出端在0MHz~20MHz频带内的峰-峰值电压应不大于输出电压标称值得0.5%。

通信用240V直流供电系统通过额定电流时，各电器元件和部件的温升不得超过表3的规定。

表3 各电器元件和部件的温升