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弱电工程机柜知识汇总

时间:2021-09-26      【作者】 admin    阅读

关于机柜,不同的设备对机柜的规格、标准、供电能力和电气兼容性都有着很严格的要求,这个看似不起眼的机柜,在数据中心供电、通风和布局等设计时,都需要经过严格设计来完成数据中心建设和业务规划。

业界机柜宽*深*高尺寸标准并不统一,宽度不满足可能导致设备装不进去,深度不满足可能设备尾部会突出在机柜外面,高度不够导致设备安装空间不够。每一款设备都对机柜有严格要求,例如,我们经常看到这样的物理参数描述:宽度不小于600mm,深度不少于1100mm,高度不低于2000mm,可用高度空间不少于42U。

 

机柜电源输入功率不能少于柜内的各设备的总功耗,否则对客户的供电系统会产生诸如跳闸等风险,因此要评估功耗是否满足。

 

在具体实施时,还要考虑机柜承重能力,特别是机房地板的承重能力,因为整柜比较重,避免对客户机房带来安全风险,要评估机柜和地板的承重能力。

在机柜新增了设备后,机房内通风散热发生改变,要对散热能力此进行评估,避免因为环境温度过高导致器件失效。

 

 

机柜相关标准

 

机柜在设计时,都需要遵循一定的标准规范,目前最流行的机柜规范为IEC (International Electrotechnical Commission) 60297-1、60297-1标准、EIA-310-D (19英寸机柜标准) 等等,外观规范GB/T4054-1983观等级级要求,以及CISPR 22(2003)、CISPR 24(1998-09+ A1:2001 A2:2003)、IEC61000-4-2-X系列电磁兼容性标准等等。其中IEC 60297-1机柜标准是业界最广泛的标准,EIA-310-D标准是美国标准。

 

在数据中心最常用的的机柜,一般采用19英寸机械结构尺寸的要求(IEC 60297-2规范),采用模块化结构,便于扩容和维护;机柜的外表面、机架部分多见为灰色。

关于机柜容量空间计算,一般采用U来计量,1U=1.75inch,约为44.45mm,U是IEC 60297标准中定义的高度单位;空机柜重量指机柜带前门和后门的重量。

 

 

机柜结构和部件组成

 

不同标准的机柜在结构和部件组成上稍有差异,但一般情况,常见的机柜包括前门、机架和后门组成。有些专用的机柜还会包含PDU、电源、散热系统、管理系统等。

机柜的工作环境

 

主要涉及机柜工作的环境温度及工作环境相对湿度。为保证设备始终具备良好的工作状态,在机房内需维持一定的温度、湿度。

图片

机房的温湿度是指在地面上1.5m和设备前方0.4m处测量的数值;短期工作条件是指连续不超过48小时和每年累计不超过15天。

 

机柜的结构特点

 

主要包括机柜材质、布线方式、ESD插孔、机柜散热、机柜防护、安装场景和机柜并柜。

 

机柜材质由一般采用高强度A级优质碳素冷轧钢板和镀锌板,内部材料也有一定标准和规范需要遵循,如防火性能符合UL(Underwriter Laboratories)标准,满足RoHS (Restriction of the use of certain Hazardous Substances)要求,内部材料防火性能符合UL(Underwriter Laboratories)标准。

 

机柜顶部和底部都留有过线孔,支持顶部出线和底部出线两种走线方式。

 

机柜在进行安装操作时,需要配戴防静电手腕,防静电手腕的接口一端要插在机柜中部的ESD插孔中。

 

在进行安装、维护操作时,需要配戴防静电手腕,防静电手腕的接口一端要插在机柜的ESD插孔中。机柜前、后门和底板上开有高密的通风孔,支持前进风、后出风、地板下进风、上出风的通风方式,使机柜具备良好的散热性能。

机柜在防护方面,设计时充分考虑了电磁兼容性问题,使机柜具有良好的电磁屏蔽性能。机柜底板上的通风孔内衬防尘网,使机柜具备良好的防尘性能;设计时也考虑了机柜各部件的良好接地,接地电阻不大于0.1欧姆。

 

机柜支持肩并肩并柜,顶部使用并柜连接板连接,可以实现机柜安全固定,同时也可以有效利用机柜间的空间,这对租用机房的客户来说,还可以有效节省空间租用费用。

在有些定制化或高端机柜中,一般还配置机柜管理板RMC(Rack Management Controller),可以直接管理电源模块和风扇等模块和小系统。

 

电源模块一般分为AC/DC(兼容DC/DC),为机柜内的直流设备提供电源,电源模块支持热插拔与冗余备份。通过RMC管理模块实现对电源的管理,包括电源状态的监控和功率封顶。

 

电源模块一般分为AC/DC(兼容DC/DC),为机柜内的直流设备提供电源,电源模块支持热插拔与冗余备份。通过RMC管理模块实现对电源的管理,包括电源状态的监控和功率封顶。

PDU是配套机柜使用,也是机柜必配件之一,也需要考虑满足CE ,ROHS等认证要求,以及考虑是否满足输入端子类型IEC 309,输出连接IEC 320 C13,IEC 320 C19的要求。

网络机柜是用以组合安装面板、电子元件、插件、插箱、器件和机械零件与部件,使其组成1个整体的安装箱。说到机柜,入门者对机柜详细外形尺寸概念有可能还是有些模糊。

让我们先了解2个换算单位:1英寸=2.54厘米,1U=4.445厘米。

 

 

接着了解2个基础知识

一、19"标准机柜怎样理解?

首先看1个国家标准:GB∕T19520.1-2007 电子设备机械结构482.6毫米(19in)系列机械结构外形尺寸。国外标准IEC60297一样是这样的。含义就是19英寸机柜,指的是内部安装设备的宽度外形尺寸是482.6毫米。

因此所说的19英寸标准机柜指的是:600毫米外宽,482.6毫米内宽的机柜。否则就叫作非19英寸标准机柜。

二、常说的42U机柜怎样理解?

42U指的是机柜的内部髙度,1U=44.45毫米,即42U=42*44.45毫米=1866.9毫米。故机柜中能放42个标准单元的设备(事实上不满载)。为何常说42U的机柜高2米呢?是因为再加上外框和轱辘过后从地到顶大概有2米左右高。因此一样能够类推nU机柜的髙度。

一般而言,机柜髙度有4-47U不定。可是肯定只有1U的设备,而没有1U的机柜,否则就贻笑大方啦。

搞清楚上面2个方面,机柜知识就很好理解了。

标准机柜的构造较为简单,主要包含基础框架、内部支持系统、综合布线系统、通风系统。19寸标准机柜外型有宽度、髙度、深度3个基本指标。尽管针对19寸面板设备安装宽度为465.1毫米(耳朵的安装孔距),但机柜的物理宽度普遍的产品为600毫米和800毫米2种。髙度一般从0.7M-2.4M,依据柜内设备的数目和统一风格而定,一般厂家能够订制特殊的髙度,普遍的制成品19寸机柜髙度为1.6M和2M。机柜的深度一般从400毫米-800毫米,依据柜内设备的外形尺寸而定,一般厂家还可以订制特殊深度的产品,普遍的制成品19寸机柜深度为500毫米、600毫米、800毫米。

对1U来讲,深度一般不作约定,但是放服务器的机柜一般设置为1000厘米深,放网络设备的机柜常设为800厘米深。

应用19寸标准机柜的设备面板一般都是按nU的规格制作,1个设备常用1U。针对某些非标准设备,多数能够利用附加适配档板装进19寸机箱并固定。了解每一个设备需用多少U(多少标准单位),就能够精确设计机柜内设备放置方案。可是,机柜不可以满载安装,一般而言,42U机柜安装10-20个U的设备,是因为有散热和理线规定。

 

 

下边让我们主要了解下服务器机柜和网络机柜

服务器机柜

在机柜的深度、髙度、承重等方面,为安装服务器、UPS、显示器等19"标准设备及非19"标准的设备专用的机柜均有规定。髙度有2.0米、1.8米、1.6米、1.4米、1.2米、1米等各类髙度;常用宽度为600毫米、800毫米;常用深度为600毫米、800毫米、960毫米、1000毫米。各厂家也可以依据客户的需用定制。

可选择配件:

固定托盘、脚轮、滑动托盘、理线环、水平支架、水平理线架、垂直理线架、L支架、盲板等。

主体框架、前后门、左右侧门能够快速拆装。

  固定托盘:

  用以安装各类设备,外形尺寸多种多样,适用范围广泛,有19"标准托盘、非标准固定托盘等。

  基本配置的固定托盘深度有440毫米、480毫米、580毫米、620毫米等规格。

  固定托盘的承重:50公斤、80公斤、100公斤、200公斤。

  滑动托盘:

  用以安装键盘及其他各类设备,能够便捷地拉出和推回;19"标准滑动托盘可用于任何19"标准机柜。

  基本配置的滑动托盘深度有400毫米、480毫米2种规格。

  滑动托盘的承重不低于50公斤。

  机柜电源分配单元:

  选配电源插座,实用于任何标准的电源插头,配合19"安装架,安装方式灵活多样。

  规格:6口、8口、16口、21口等多种规格

  理线架:

  19"标准理线架,可配合任何一类标准机柜应用。12孔理线架配合12口、24口、48口配线架应用效果最好。

  理线环:

  安装和拆卸十分便捷,应用的数目和方位能够任意调控。

  L支架:

  L支架能够配合机柜应用,用以安装机柜中的19"标准设备,尤其是总重比较大的19"标准设备,如机架式服务器等等。

  盲板:

  盲板用以遮挡19"标准机柜内的空余方位等适用范围,有1U、2U......等多种规格。

  基本盲板为1U、2U、4U2种。

  安装螺母(方螺母):

  可用于任意一款TOPER系列机柜,用以机柜内的全部设备的安装,包含机柜的大部分配件的安装。

  键盘托架:

  用以安装标准计算机键盘,可配合市场上全部规格的计算机键盘;可翻折90度。键盘托架必需配合滑动托盘应用。

  风扇盘:

  安装于机柜的顶部,可依据环境温度和设备温度调控风扇的转速,有效地减少了机房的噪声。

  变速方式:手动,无级变速。

  全网孔前门:

  机柜前门全部为Ø3的圆孔,提高了机柜的散热性能。

  全网孔后门:

  机柜后门全部为Ø3的圆孔,提高了机柜的散热性能。

 

网络机柜:

网络机柜主要是布线工程上用的,存放路由器交换机显示器配丝架等等的东西,工程上用的比较多 .

网络机柜右后侧,一般会安装2块100毫米宽的铁板,板上沿垂直方向每隔10毫米开1个5×100毫米的腰圆孔,铁板的长度的大小一般会依据机柜从顶板到底板之间的距离而定。与此同时,让我们还需用在它的左后侧安装一块同等大小的铁板。

网络机柜的后部左侧,一般会安装1个前全封闭的金属电源线槽,它从机柜的底部一直延伸到了机柜的顶部,其中最上方的机柜专业插座是专门为风扇提供的。垂直安装全封闭金属电源线槽的目的是避免对水平双绞线产生电源打扰。

在网络机柜中部地带,从底部到顶部一般会垂直安装一根接地铜带,并且该铜带上每隔2U左右的距离会开1个M6粗牙螺丝孔,这样做是为了有利于屏蔽配线架就近接地。其中能够使最下端的螺丝孔用以机柜引出接地线。

网络机柜后部一般需用开1个300×200毫米的长方型进线孔,并且用橡皮裹边,这样做的目的其实就是为了避免损伤电缆、在孔上方90毫米处,一般会安装一块隔板,以增加机柜内部的整体美观大方。

网络机柜应当拥有优良的技术性能。为以确保机柜的构造拥有优良的电磁隔离、接地、噪声隔离、通风散热等性能和优良的刚度和强度,网络机柜的构造应当依据设备的电气、机械性能和使用环境的需要,进行必要的物理设计和化学设计。除此之为了保证设备稳定可靠地工作,网络机柜应拥有耐冲击、抗振动、防灰、防潮、抗腐蚀、抗辐射等性能。网络机柜应拥有优良的使用性和安全防护设备,有利于操作、安装和维修,并能确保操作者安全。网络机柜应有利于生产、安装、调节和包装搬运。网络机柜应符合规范化、规格化、系列化的需要。机柜造型设计美观大方、实用、颜色协调。

 


机柜的工作环境

 

主要涉及机柜工作的环境温度及工作环境相对湿度。为保证设备始终具备良好的工作状态,在机房内需维持一定的温度、湿度。

 

机房的温湿度是指在地面上1.5m和设备前方0.4m处测量的数值;短期工作条件是指连续不超过48小时和每年累计不超过15天。

 

机柜的结构特点

 

主要包括机柜材质、布线方式、ESD插孔、机柜散热、机柜防护、安装场景和机柜并柜。

 

机柜材质由一般采用高强度A级优质碳素冷轧钢板和镀锌板,内部材料也有一定标准和规范需要遵循,如防火性能符合UL(Underwriter Laboratories)标准,满足RoHS (Restriction of the use of certain Hazardous Substances)要求,内部材料防火性能符合UL(Underwriter Laboratories)标准。

 

机柜顶部和底部都留有过线孔,支持顶部出线和底部出线两种走线方式。

 

机柜在进行安装操作时,需要配戴防静电手腕,防静电手腕的接口一端要插在机柜中部的ESD插孔中。

 

在进行安装、维护操作时,需要配戴防静电手腕,防静电手腕的接口一端要插在机柜的ESD插孔中。机柜前、后门和底板上开有高密的通风孔,支持前进风、后出风、地板下进风、上出风的通风方式,使机柜具备良好的散热性能。

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