Шкафы и стойки для ИБП - Источник бесперебойного питания

Для удобства размещения, крепления, эксплуатации, сервисного обслуживания, безопасности персонала и защиты источников бесперебойного питания используют монтажные шкафы и стойки. Шкафы и стойки с ИБП являются базовыми элементами общего комплекса промышленного, офисного и серверного, телекоммуникационного оборудования организаций и предприятий. Они позволяют располагать оборудование ИБП именно в той точке рабочего пространства, где ИБП может наиболее эффективно выполнять свои функции и сам обеспечиваться электропитанием, охлаждением, обслуживанием и ремонтом.

Конструкцию ИБП определяют его номинальная мощность, назначение и особенности работы в автономном режиме от аккумуляторов (их емкость и количество).

Модели ИБП малых мощностей, как правило, подключают непосредственно к запитываемому ими оборудованию. Обычно выпускаются в единокорпусном варианте исполнения, настольного или напольного типа и иногда производятся под монтаж в стандартную стойку или шкаф. Аккумуляторные устройства для таких ИБП размещают в общем с ним корпусе. При необходимости иметь дополнительные АКБ, они размещаются в корпусе похожей конструкции.

Модели ИБП средних рабочих мощностей имеют или напольный вариант конструкции или под монтаж в стойку. Конструктивно делятся на системный блок и блок АКБ. В системном блоке размещают выпрямители, инверторное устройство, блоки управления, контроля, мониторинга и др. В базовой комплектации размещение АКБ может быть организованно в одном шкафу с ИБП. Если же потребуется увеличение емкости АКБ, то батареи размещают в автономных аккумуляторных шкафах или на аккумуляторных стойках. Устанавливаться могут и в специальных, особым образом приспособленных для них помещениях, и в служебных помещениях вместе с защищаемым оборудованием и где разрешается постоянное пребывание сотрудников.

Модели ИБП больших мощностей (от 10кВТ до мегаватт) могут иметь очень большие габаритные размеры, вес и объем пространственного размещения. Размещаются в шкафах напольного типа в специально оборудованном помещении. Аккумуляторные блоки таких ИБП могут иметь вес в несколько тонн, поставка их осуществляется в отдельной комплектации – отдельно АКБ, отдельно аккумуляторные шкафы. Сборка и совместный монтаж производятся уже непосредственно на объекте.

Система охлаждения ИБП средних и крупных мощностей принудительного типа, чаще всего вентиляторная, иногда используется также и водяное охлаждение. Приточно-вытяжная вентиляция осуществляет отвод избытков тепла из технологических помещений, где располагаются рабочие шкафы ИБП. Для ИБП такого диапазона мощностей обязательно использование устройства байпаса. Чаще всего блоки и устройства ИБП подобной мощности имеют системы резервирования, иногда двойного типа. При этом резервирование ИБП может выстраиваться с помощью параллельного расположения автономнодействующих аппаратов, использующих один или несколько АКБ-шкафов. Все эти конструктивные и функциональные особенности учитываются в конструкциях шкафов, стоек и стеллажей, а также в отдельных рекомендациях по их расположению на рабочем месте.

Для монтажа всей, иногда очень сложноструктурированной, многосекционной электротехнической архитектуры источников бесперебойного типа и обслуживающих их устройств разрабатываются специальные монтажные шкафы. К шкафам для ИБП применяются все требования, относящиеся к шкафам для источников электропитания других типов, электрораспределительных устройств и электроники.

Требования к монтажным шкафам можно найти в следующих нормативных документах:

Но имеющийся у ИБП набор специфических функций и особая их техническая реализация добавляют еще ряд своих требований. Так, например, монтажные шкафы ИБП должны предоставлять абсолютную по удобству и безопасности возможность обеспечения разных схем резервирования и приумножения рабочих мощностей для питания нагрузки. Кроме того, потребность нагрузки в мощности, в продлении времени работы от АКБ может со временем меняться – это также должно предусматриваться изначально и в конструкции отдельного шкафа и при объединении его в общую группу.

Можно сказать, что монтажные шкафы ИБП обязаны позволять реализовывать следующие основные виды аппаратной логистики:

Схема резервирования может реализовываться внутри источника бесперебойного питания моноблочной конструкции. Это часто используется в ИБП малой и средней мощностных групп. Так, ИБП типа «power array» («энергетический массив») реализует двойное преобразование с избыточным резервированием по (N+1)-схеме.

Применяются такие массивы при особо высоких требованиях по надежности энергоснабжения. При этом конструктивно вся система параллельных модулей размещается в едином корпусе. Конструкция шкафа должна соответствующим образом предусмотреть не только разводку и крепление всей коммутации, но изоляции, чтобы работа одних узлов не повлияла своими электромагнитными воздействиями на работу других.

Корпус изделия должен предоставлять при этом удобную возможность по техническому осмотру всех секций и оперативной замене вышедших из строя силовых блоков, блоков АКБ и управления. Располагать, если необходимо, отдельные модули на выдвижных полках. А также иметь световой или дисплейный вид информации и сигнализации. Желательно, чтобы имелась возможность замены потерявшего работоспособность блока без остановки работы ИБП.

Конструкция шкафов ИБП должна давать удобную техническую возможность наращивания мощности ИБП и изменения мощности ИБП в зависимости от меняющейся энергопотребности нагрузки. Это относится и к варьированию величиной емкости аккумуляторов ИБП в зависимости от потребности увеличения времени автономной работы нагрузки от батарей.

Моноблочные конструкции шкафов изготавливаются в виде либо сборной, либо в виде цельносварной конструкции и должны обладать достаточной физической прочностью. Толщина стали стенок за исключением особых случаев, как правило, берется до 3 мм.

При заказе изготовления шкафов с особыми характеристиками, все они оговариваются в спецификации изделия. К таковым могут относиться пожелания заказчика по материалу (например, морские установки должны иметь шкафы только из нержавеющей стали, стойкой к коррозии) и конструкции (например, особое расположение дверей или замков шкафа). Если ИБП предстоит работать в условиях повышенных вибрационных и ударных воздействий, то ужесточаются требования и к прочности корпуса и к усиленному креплению всех узлов и деталей внутри него. Конструкция и крепление шкафа должны обеспечивать устойчивость с повышенным коэффициентом надежности. В обычных условиях шкаф может иметь жесткую фиксацию к полу, регулируемые или жесткого крепления ножки, или ролики для возможного перемещения.

Шкафы для ИБП оснащаются одной или двумя дверьми. Дверь может иметь ребра жесткости, конструктивно исполненная по сейфовому типу. Шкафы могут быть настенного или напольного исполнения. При этом корпус должен обязательно иметь заднюю и днищевую панели – стена и пол не должны использоваться как формирующие части шкафа. Если выполнение сервисных работ требует доступа к внутренним блокам сзади, то таковой должен быть предусмотрен конструкцией корпуса.

Для обеспечения вентиляции расположенного в шкафу оборудования в его корпусе, как правило, имеются отверстия или иной формы «жаберные» щели. Размеры их должны исключать попадание внутрь шкафа постороннего предмета и прямой доступ через «жабры» к блокам и контактам ИБП. Дверь может иметь замок той или иной степени сложности и секретности.

При этом имеющаяся такого рода вентиляция не должна нарушать требования по уровню шума. Контроль уровня шумов, исходящих от ИБП в данной конструкции шкафа, обычно выполняется по стандарту ISO 7779. Ориентир – звуковое давление, измеренное в радиусе 1 метра (39 дюймов) от шкафа с источником бесперебойного питания, не должно превышать 70dB при любом уровне нагрузки (от «нуля» до номинальной мощности оборудования).

Конструкция корпуса ИБП должна также предусматривать подвод-отвод силовых кабелей. Для них, как правило, имеется отдельный вводной отсек внутри выпрямительного блока или отдельная вводная панель. Для безопасного обслуживания все открытые шины и клеммы внутри шкафа или на его двери, к которым подводится напряжение, должны иметь защитные ограждения крышки с уровнем защиты не менее IP20. Для того чтобы обслуживающий персонал имел возможность наблюдать, такие элементы иногда изготавливаются из не распространяющего пламя изоматериала с экраном.

Высота, длина и глубина шкафов и стоек для ИБП должна быть кратна целому числу юнитов (1 U = 44,45 мм (1,75 в дюймах)).

Стойки для ИБП – конструкции открытого типа и в отличие от шкафов не имеют корпусных стенок и дверей.

В нашей и в международной практике стойки стандартизуются следующими требованиями:

Изготавливаются трех видов:

Общепринятая ширина стойки – 19 дюймов (482,6мм), 10 и 23 дюйма. Наибольшее распространение получили стойки 19”. Этот тип стоек имеет в ходу несколько названий и для того, чтобы не ошибиться в терминологии, необходимо вспомнить историю их происхождения. С момента своего появления они использовались для установки релейных контактов семафоров на железных дорогах. Поэтому от того времени их иногда называют релейными стойками. Со второй половины двадцатого века 19-дюймовые стойки приспособили для аппаратов на телефонных станциях и для прочих коммуникационных и научно-исследовательских приборов. Благодаря этому у стоек появилось очередное название – телекоммуникационная стойка. В наше время такую стойку иногда именуют жаргонным образом – рэковая стойка, а иногда – рэковый или телекоммуникационный шкаф.

Вертикальные элементы стоек имеют крепежные отверстия, период которых равен 44,45мм (1,75”). Это так называемый стоечный юнит. Этим отверстиям и такому расстоянию между ними соответствуют крепежные элементы устройств, устанавливаемых в стойку.

В стойки и шкафы можно установить оборудование, максимальная ширина которого – 450мм. В шкафах и стойках для удобства установки, изъятия и обслуживания оборудования иногда предусматриваются горизонтальные, выдвижные рельсы.

Все устройства и узлы ИБП обычно располагают таким образом, чтобы к ним был обеспечен фронтальный доступ. Если обслуживание какого-либо оборудования требует обзора задней части, то это должно быть учтено в конструкции шкафа или стойки.

Заземление.

Предусматривается в виде заземляющей шины с заземляющими болтами и винтами, имеющей надежное соединение с рамой стойки или шкафа. Рама уже должна объединять на себе всю систему.

Для рабочей долговечности, правильной эксплуатации, выдерживания требуемых рабочих характеристик внешние АКБ размещают на специальных стеллажах и в специальных шкафах (кабинетах). Такое размещение кроме того позволяет изменять объем необходимой емкости батарей и увеличивать время работы ИБП в автономном режиме.

Под аккумуляторы ИБП используют следующие виды шкафов и стеллажей:

Аккумуляторные стеллажи перед шкафами обычно имеют предпочтение в том случае, когда в особой цене оперативный доступ к аккумуляторному блоку. Наиболее широко используются на практике конструкция сборно-разборного типа – это объясняется удобством транспортировки, хранения, а также монтажа/демонтажа систем бесперебойного энергопитания.

Расположение АКБ на полках должно быть достаточно просторным, чтобы была возможность свободного и безопасного доступа, проведения необходимых замеров, ремонта и замен батарей.

Металлические поверхности аккумуляторных шкафов и стеллажей, как правило, покрывают специальным эпоксидным или пластиковым составом для того, чтобы предохранить от агрессивного воздействия электролитических протечек.

Аккумуляторные батареи на шкафах и на стеллажах и сами батарейные блоки располагают таким образом, чтобы протечки электролита и выделения газопродуктов не привели к повреждениям расположенного по соседству аккумулятора или иного электрооборудования.

Все покрытия элементов батарейных кабинетов и стеллажей должны иметь повышенную кислотоустойчивость, механическую прочностью и электрозащитные характеристики.

Как можно судить, выбор шкафа или стойки для ИБП не простая формальность и их надо считать ответственным элементом самого ИБП, а не просто деталью интерьера и соответствующим образом подходить к определению того, где и как будет размещен ваш источник бесперебойного питания.