海拔高度对数据中心设备的影响

ZDNET网络频道 05月29日 综合消息：数据中心是一个电子设备密集型的场所，影响数据中心正常运行有很多方面的因素，而海拔高度很少被提及，这是一个很少被人提及的设备性能参数，很多建设在高海拔地区的数据中心都将面临一系列特有的问题。

海拔高度是某地与海平面的高度差，是表示地面某个地点高出海平面的垂直距离。我国地广物博，地理条件和气候条件十分复杂，西北部地区多数是高原，我 国海拔2000M以上的地区约占33%，海拔3000M以上的地区约占16%。不少城市都处在海拔2000M以上的地区，比如：拉萨3658.0M，西宁 2261.2M等等。随着国家西部开发政策的实施，数据中心也纷纷在这些高海拔的地区开工建设，这就不能忽视高海拔对数据中心，尤其是对数据中心电子设备 的影响。

海拔越高的地区，空气密度就越小，大气压降低，使得空气粘性系数增加，空气分子数就会减少，从而导致传递的热量减少，这是由于空气对流传热是通过分 子碰撞传递能量得来的。这样热传递效率就会降低，电子部件的散热性能变得更差。在5000M的高度上，放热系数比海平面上的值要下降21%，对流散热传递 的热量也将下降21%。在10000M的高度上将达到40%。对流散热传递的热量减少将导致产品温升的增加。因此处于高海拔地区的设备散热性降低。数据中 心的设备在运行中都会产生热量，由于局部区域的分子数量减少，使发热元件的温度不容易散掉，造成设备局部温升过高，如果散热不及时就会造成部分器件烧坏。

海波越高的地区，空气越稀薄，绝缘介质强度就会降低，这样使设备容易放电，致使通常的绝缘距离变得不足。海拔高的地区容易发生凝露，降低电子设备的 爬电距离。数据中心电子设备的绝缘器件性能也会下降。出于安全考虑，一般总希望绝缘材料的绝缘电阻尽可能大，绝缘材料主要包括气体绝缘材料、液体绝缘材 料、固体绝缘材料三种。在电子信息产品广泛采用气体介质和固体介质达到绝缘的目的，因此绝缘介质的好坏直接影响产品的安全性能。如果设备的绝缘材料在电场 中由于超过其绝缘强度被破坏而失去应有的绝缘性能，这时就会出现绝缘击穿现象，设备将无法继续正常工作。

表1列出了不同海拔高度时的大气压力：

压力击穿电压与气体的关系一般用巴申定律描述。借助巴申定律，同时经过大量试验，在对数据的汇总处理后，得出了不同气压下击穿电压的修正值：

根据这些修正值去选择合适可用于数据中心的产品。

高海拔还会使在大气中灭弧的高低压电器的分断能力降低。当分断能力不合格时，应选用额定容量高一级的产品。直流电机在低湿度和低气压的高原环境中使用，容易产生较大的换向火花，如果换向火花不合格，应选用换向性能好的电机或采取措施减小换向火花等级，甚至降低容量使用。

一般海拔超过1000M的地区就必须要开始考虑对电子设备的影响。一般的低压开关设备和控制设备工作海拔不能超过2000M，在数据中心采购电子设备时务必关注设备的工作海拔范围，了解设备是否采用了降容技术，要求设备厂家提供产品降容系数，或者设备工作的海拔范围。

表3列出了数据中心部分设备的工作海拔范围：

可见绝大多数的设备都可以满足在3000M的海拔高度以下正常工作，但我国海拔3000M以上的地区约占16%，这些地区也有数据中心建设的需要， 这些数据中心在设备选型上必须要选择可在3000M海拔高度以上仍能正常工作的设备。近些年市场上出现了工业型数据中心交换机，这些设备之所以叫工业型， 是可以在恶劣的环境中正常工作，包括高海拔的地区，可承受的海拔高度超过5000M。其广泛采用绝缘性好、散热强的器件，避免出现元器件失效导致的设备异 常。

所有的电子设备都有工作海拔高度范围，那么其工作海拔的高度范围是如何得出的呢，不可能将产品拿到不同海拔的地区都跑一遍去测试。可以采用专门用于测量海拔高度的压力传感器进行模拟测试，通过对设备施加不同的气压值，得出设备能承受的工作海拔数值。

经过以上的分析可见，处于高海波地区的数据中心在引入电子设备时，要充分考量电子设备在高海拔的地区能够正常工作，避免高海拔引起数据中心故障。