數據中心的電力線纜如何防火

數據中心的電力線纜如何防火

Alex Smith 發表於 2020-12-01 14:20:27

建築承包商和數據中心運營商都負有法律義務，以確保數據中心的電纜具有良好的防火性能。

根據數據中心標準機構Uptime Institute今年發布的年度數據中心調查報告，許多數據中心運營商承認，如果他們在數據中心設施的彈性上投入更多的資金，則可以避免大多數停機事件。

這不僅適用於受市電中斷影響的關鍵基礎設施，而且還適用於重要數據和電源線纜的適當保護，尤其是在發生火災時。

以下了解一下有關數據中心電纜防火性能和現有一系列不同標準的一些常見誤解，並詳細說明數據中心運營商應該確保其電纜保護符合所有低火災危險標準要求的原因。

背景

在數據中心環境中，所有可能導致火災的電力電纜都需要用能夠為安裝提供必要防火保護的套管材料進行防護。

建築承包商和數據中心運營商都負有法律義務，以確保數據中心的電纜具有良好的防火性能，因此符合電纜防火標準，例如歐洲BS EN 50575標準。這包括「防火性能反應」的分類，並考慮到熱量釋放、火焰蔓延和傳播、煙霧產生、燃燒的液滴以及酸度。

BS 7671標準提出了靈活的電纜性能要求，其中包括防火要求。然而，這個電纜套管系統標準於2008年首次發布，但只涉及非火焰傳播（自熄），不包括其他防火性能，如增強阻燃性、煙霧和有毒煙霧排放。

這可能會導致潛在的危險情況，即電纜可以鋪設在柔性套管中，根據其標準，只需要說明其是否自動滅火，但並沒提供具有綜合水平的防火性能信息。

火災危險性評估

在對人員、流程或財產構成重大風險的建築物（如數據中心或伺服器機房）中，火災危險評估至關重要。這一評估應該包括火災的可能來源和可能性，以及此類火災的後果，其中包括人員疏散和安全、服務損失以及設備損壞。

在評估火災隱患時，供應商應該與用戶一起對電纜套管系統的安裝措施和環境進行評估。例如，在數據中心環境中應該考慮一些因素，例如密閉伺服器機房內的高溫。此外，含有滷素的套管系統（例如聚氯乙烯材料）會在火災中釋放出氯酸氣體，從而破壞建築物中的電子設備。

幾乎所有應用都需要按照行業標準要求進行無火焰傳播（自熄），並至少通過EN 61386中的火焰傳播測試標準進行測試。許多用戶會認為，他們指定的柔性管道都能滿足這一基本要求，但情況並非總是如此。

符合低火災危險性規範

對於被歸類為低火災隱患的產品，必須具有四個明確定義的特性：高阻燃性、低煙塵排放、低毒煙排放、無滷素。

由於沒有塑料可燃燒，因此所有金屬套管系統本質上具有低火災隱患，但是，現在大多數套管系統都部署採用塑料或全部採用塑料，因此需要對其性能進行評估。

傳統上，人們對於指定的無滷素管道有一種常見的誤解，即它們提供全面的防火性能。雖然這種套管在某些情況下可以防止有毒氣體的產生，但並不意味著它也具有阻燃性或低煙特性，如果暴露在熱源下，仍有易燃的可能。

除此之外，對於低火險電纜管理產品，沒有統一的分類標準來定義術語、測試方法和預期結果，這是容易出現混亂的原因。

當電纜套管產品只能滿足四個要求的方面之一時，常使用一些術語來表示有足夠的防火措施。例如，「低煙無味（LSF）」等級的產品可能無法解決毒性問題，「低煙零滷（LSOH）」規格可能無法解決阻燃問題。

然而，好消息是，有許多柔性套管解決方案可以滿足所有四個低火災危險規範的要求。以下了解數據中心運營商如何要求其供應商進行演示以證明其綜合防火性能。

（1）阻燃性

首先，供應商必須能夠證明適當的阻燃性，並且有許多既定的測試方法來證明其性能。

易燃性（套管暴露於熱源時點燃其難易程度的量度）在這裡經常被引用。根據管道系統的EN 61386標準，最低要求是產品必須具有自熄性。例如，垂直放置的管道樣品應放在1kW的燃燒器中，必須在火焰移除後30秒內熄滅，並且沒有燃燒的液滴。

為了評估材料的阻燃性，通常的測試方法是根據BS EN ISO 4589-2標準測量極限氧指數（LOI）。這決定了燃燒所需氧氣的百分比。LOI百分比越高，套管材料的阻燃性越好。

另一種方法是按照BS EN IEC 60695-2標準進行灼熱金屬絲測試，該方法將灼熱金屬絲施加在7500C、8500C或9600C的材料板上進行測試。

（2）更少的煙霧排放

如果管道發生火災，產生的煙霧可能會使試圖逃生的人或試圖撲滅火災的消防員視線變得模糊。因此，數據中心運營商都希望確保在發生這種情況時指定的柔性管道能夠提供出色的保護，以確保員工有足夠的時間安全離開建築物。

有許多火災試驗，其中規定的材料樣品在給定的煙霧室中在受控條件下燃燒，並測量規定光束的煙霧遮蔽度。

（3）低毒性

有毒氣體的產生可能會使試圖從火中逃脫的人員喪失行動能力，因此必須始終提供適當的保護。

為了測試毒性，在受控條件下在給定的煙霧室中燃燒指定的材料樣本，並分析煙霧中的各種氣體。然後將每種氣體的濃度乘以其毒性，得出毒性指數。

如果一種材料中含有滷素、硫或磷，就不能通過低毒性試驗。

（4）無滷素

如前所述，主要的誤解之一是無滷素材料就是一種低火害產品。事實上，如果套管材料包含滷素，則不能認為是低火災隱患，但是如果沒有相應的低毒、低煙和阻燃性能，它將不符合全部標準。

典型的滷素是氟、氯、溴和碘。氯在聚氯乙烯中最常見，氟存在於含氟聚合物中，溴出現在阻燃劑中。如果暴露在明火中，它們都會產生劇毒煙霧和濃煙。

規範優先

儘管防火性能是首要考慮的問題，但值得注意的是，僅基於一種屬性指定電纜保護可能是一個代價高昂的錯誤，應該考慮所有環境因素。這些因素包括暴露在極端溫度、紫外線輻射、刺激性化學品、抗壓強度、耐磨性，以及水或灰塵進入的可能性。

儘管許多產品可能看起來相同，但性能和屬性可能相差很大，因此客戶應始終檢查其應用程式的適用性和兼容性，並將安裝視為完整的端到端系統。

聚丙烯NFR（非阻燃劑）是數據中心電纜保護的常用材料，因為它不含滷素、硫和磷，因此不會幫助酸霧的形成，但具有高度易燃性和火焰傳播性。與其相反，PA6（尼龍）具有自熄性，不含滷素、硫和磷。

指定者應尋求獨立的測試結果來支持供應商的主張，而不要依賴未經證實的資料。

改造選項

對於現有設施，數據中心運營商可能需要對新的導管系統進行改造，以確保滿足低防火性能要求。

傳統上，改造電纜保護是一項複雜的任務，安裝人員需要將現有電纜穿過導管系統的開口端。因此，導管系統製造商正在開發增強型改裝選項，以使其更容易、更快捷地安裝電纜保護裝置。

定製設計的電纜保護

對於更複雜的應用程式要求，客戶應與供應商討論定製方案。

這些可能包括以非標準或預切長度提供的套管，直徑更大或更小的套管，或者具有不同的螺紋端接或安裝選項。45度和90度彎頭也可以用來幫助維持彎曲半徑。

此外，還可以考慮更複雜的要求，例如改變性能特性以滿足特定的溫度要求、抗壓強度或耐磨性或達到更高的疲勞壽命。

結論

在評估防火性能時需要考慮很多方面，因此與有能力的製造商或指定人員合作非常重要。而只根據價格或通過使用未考慮防火性能所有方面的標準進行指定，可能會使數據中心基礎設施容易發生故障。

數據中心運營商應期望他們選擇的供應商能夠提供材料特性的詳細證據，以及為確保滿足所有四個標準並保持關鍵的性能而進行測試。

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