数据中心安全保障的最后一道闸门—熔断器

数据中心里全部是电子设备，都需要供电才能运转，但在运行过程中会出现各种电路问题，导致局部电路过压或过流，大大超出电子设备的正常工作范围，如不及时隔离设备，会对设备造成损坏，不少精密仪器或者大型设备动辄上百万，若造成损害损失非常大，于是熔断器，这种器件出现了。熔断器是一种广泛应用于低压电路或者电动机控制电路中最简单有效的保护电路，熔断器的主体是用低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体，熔体与绝缘底座或融管组合而成，串连到电路中。当电路中出现过电流、过电压或过热等异常现象时，会立即熔断，对电路中设备起到保护作用。

熔断器一般两三百块钱一个，与动辄几十万的设备相比，可以忽略不计了，但在关键时候起的保护作用可不小，避免给数据中心带来巨大损失，所以在数据中心里熔断器使用非常普遍，在每个分支电路上，连接重要设备旁都会连接一个熔断器，对设备进行防护。为啥叫熔断器呢？这和它的实现原理有关，当流过熔体的电流达到熔体额定电流的1.3~2倍时，熔体自身的发热温度开始缓慢上升，熔体开始缓慢熔断，当流过熔体的电流达到熔体额定电流的8~10倍时，熔体自身的发热温度呈突变式上升，熔体迅速熔断。电流越大，熔体的熔断速度越快，这就是熔断器名字的由来。熔断器可以分为两大类，一类是不可修复型熔断器；另一类是可修复型熔断器。不可修复型，就是熔断器一旦发生熔断后，只能更换新的熔断器，属于一次性用品。这类熔断器的类型也不少，使用的材质有机化合物、合金材料、塑料等，熔断器的反映速度和性能各不相同，有的响应快，有的响应慢，价格各有不同。熔断器主要有额定电压、额定电流、极限分断能力几个技术参数，可以作为数据中心选用熔断器时做参考，数据中心要根据实际需要，在不同位置选用不同规格的熔断器。千万不能出现电路已经过流或过压，设备都被损坏了，熔断器还未熔断，也不能出现电路还没怎么样，熔断器就熔断了，业务造成中断，同样会给数据中心带来损失，所以熔断器的规格一定要和电路上串联的设备工作能力相匹配，将熔断器的熔断电压和电流稍低于设备的正常工作电压和电流的上限即可。在数据中心里，不同电路上携带的设备数量、负载是不同的，要计算负载总和，然后安装匹配的熔断器，既能起到保护作用，又能防止频繁的误操作。不可修复型的熔断器若发生熔断了，就要扔掉了，非常可惜，于是又有可修复型的熔断器，这种熔断器可以重复使用。这种熔断器虽价格贵些，但能重复使用，这就像一次性电池和充电电池的区别一样。可修复型的熔断器由高分子聚合物及导电材料等混合制成，它串联在电路中，在电路正常工作时，自恢复熔断器处于导通状态。当电路出现过电流故障时，熔断器自身温度将迅速上升，聚合材料受热后迅速进入高阻状态，由导体变成绝缘体，切断电路中的电流，使电路进入保护状态。当故障消失、自恢复熔断器冷却后，它又呈低阻导通状态，自动接通电路。可修复熔断器的动作速度与异常电流的大小及环境温度有关，电流越大、温度越高，则动作速度也越快。

在进行熔断器选用时，熔断器的额定电压必须等于或者高于电路串联中的设备工作点电压，根据被保护电路及设备的额定负载电流选择熔断器，额定电流必须等于或者高于所安装的熔体额定电流，熔断器的额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流值。在同一电路网络中，上一级熔断器熔体的额定电流应比下一级熔断器熔体的额定电流大1~2个级差。对于电动机类负载，必须考虑启动冲击电流的影响来选择合适的熔体额定电流值。表1中对常用电压和熔断器规格做了使用推荐：

电压	熔断器规格（A）	可用电源（KW）
400/230(IEC美国国家电气规范)	400	275
	250	170
480/277(ANSI美国国家标准学会)	400	260
	250	165
208/120(ANSI)	400	150
	250	70

表 1 ：显示了全球常用的分支配电电流

熔断器安装时，要保证熔断器的接触刀或者接触帽与其相对应的接触片、夹接触良好，以避免因接触不良产生较大的接触电阻或接触电弧，造成温度升高而引起熔断器的误动作或周围设备的损坏。

熔断器是数据中心里普遍使用的部件，不可缺少。在数据中心里的每条电路上、每台大型重要设备旁都要安装熔断器，以防止电路上出现异常时，能及时切断线路，避免对设备造成损伤。它就像防火用的喷淋装置一样，在出现火灾时，自动告警和喷淋灭火，防止火势蔓延，造成更严重的损失。当然，数据中心也不能每个设备或者电路上都安装熔断器，虽然一个熔断器几百块，但数据中心里的设备数量可是成千上万的，都安装上熔断器也是不小的一笔支出。所以，一般是在多台串联的电路上，算出最低耐受的设备电压和电流数值，根据这个数值安装一个熔断器，一个熔断器可以监控一条电路上的多台设备，这样可以节省开支，当然坏处也存在，就是当电路异常时，为保护耐受能力最差的这台，这条电路上的设备都要停工，对数据中心业务冲击也不小。所以，数据中心在哪里部署熔断器、部署多少、使用什么型号，这里的学问也不少，熔断器使用不当就会给数据中心带来不必要的损失。要做好数据中心安全保障的这道闸门，必须慎重选择熔断器，在不同电路中安装合适的熔断器，做好数据中心最后这道安全屏障。

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