2020年，數據中國新建設被中央正式列入新基建戰略。

新基建浪潮的推動加之疫情下數字經濟的高速發展催生對數據中心的新需求，作為新基建的基礎設施，數據中心迎來更大的發展機遇。各地紛紛部署數據中心建設，各互聯網巨頭也競相布局。

以5G、大數據、物聯網、人工智能等新技術、新應用為代表的新基建，在推進疫情防控和疫情后經濟復蘇上發揮了巨大作用，成為適應經濟發展趨勢、推進社會穩定發展的重要引擎。

數據是貫穿新基建的生命線，數據中心是新基建有序運行的基礎保障，被視為“新基建的基礎設施”、經濟高質量發展的“數字底座”。

相關單位預測，2025年全球數據流量將會從2016年的16ZB上升至163ZB，帶動數據中心總體建設規模的持續高速增長

隨著"新基建"浪潮的不斷推進,各行業的數字化轉型已成必然趨勢.在此背景下,作為承載數據和計算的數據中心面臨能耗高,可靠性和安全性以及運維復雜等巨大挑戰,亟待變革.

2021年3月10日，歐洲云計算巨頭OVH其位于法國斯特拉斯堡的機房發生嚴重火災。在OVH在全球擁有27個數據中心，其中15個位于歐洲。

OVH迅速的做出了整個事件的應對計劃，但火災造成的損失已經難以避免，其托管的許多網站中的數據或永久丟失，包括巴黎議室中心額圖書館等多家公司的數據恐難以恢復；

圖片1 現場圖片

至于火災原因，目前還沒有正式公布，但多種事實指向了UPS設備導致的一系列故障；

3月12好，OVH cloud創始人Octave Klaba在Twitter上發布了一個8分鐘的視頻，視頻中稱當消防員到達時，熱像儀檢測到SBG2數據中心的UPS7號和UPS8號正在燃燒；他還提到，在火災發生的前一天，供應商對UPS7號進行了維護，Klaba稱供應商在UPS7號內部更換了某些部件，并在下午重新啟動。

圖片2 現場圖片

此次火災不禁讓人回想起倫敦最大數據中心的故障，2020年9月，倫敦最大數據中心發生故障，該事件是由UPS系統故障引起，并在隨后火災警報，該警報關閉了Equinix的LD8數據中心，同時還還影響了其它客戶的網絡服務。據了解，該數據中心在2016年7月20日上午曾由于UPS電源系統故障，導致連接其數據中心的英國各地的互聯網中斷，整個倫敦有10%的使用互聯網服務的客戶由于電源故障而受到影響。

雖然目前OVH并沒有最終公布此次起火的原因是由于UPS引起，但由于UPS在數據中心的獨特的地位使得它成為歷次數據中心重大事故起因重點嫌疑對象。

在當今現代社會的各個行業的競爭日趨激烈的形勢下，雖然數據中心客戶追求高性價比、高投入產出比無可厚非，但是人們看重效益的同時往往忽略或淡化了UPS最為重要的設計特性，即高可靠性和高安全性，這為數據中心生產帶來了非常可怕的潛在隱患，它的后果是慘痛的、代價是高昂的。

Eaton作為業界領先的UPS設計制造商，UPS的安全性，可靠性是我們一貫的堅持和承諾；

Eaton與全球重要數據中心都有保持長期的合作關系，此次發生故障的歐洲云計算巨頭OVH和倫敦最大數據中心都有使用Eaton 9395系列和93PM系列UPS，在此次事件中正常運行，保持一貫的長期的安全可靠的穩定的運行。

不可否認，UPS的特殊結構和工作原理也使得它成為數據中心火災發生的一個重要因素之一。這些重大的災難性事故為我們再次敲響了警鐘，高可靠性、高安全性是UPS設備本身存在的一個最為基本的要素，是不能被忽視的。

從UPS工作原理看，UPS引起的起火及斷電事件中，多數原因是由于UPS自身設計標準，絕緣距離，關鍵器件的可靠性，散熱系統，UPS電氣結構及UPS廠家技術設計能力等引起；

我們以Eaton UPS設計為例，從以上幾個方面一一細述如何實現UPS的可靠性和安全性：

Eaton UPS安全性，可靠性設計：

1.設計標準和原則

Eaton作為UPS設計制造全球領先的公司，UPS設計需要滿足中美歐等全球市場對于安全和可靠性的要求，Eaton 9395和93P等系列UPS在全球市場同步銷售，需要同時滿足400V系統和480V系統安全和可靠性設計要求，所以在絕緣間距和線纜選擇上是以最嚴苛的標準來設計。

Eaton一直秉承嚴格要求，堅持全球化高標準的設計，為全球數據中心等行業提供安全可靠的UPS產品，提供可靠的電能質量的保證，助力行業發展。

2.高可靠性元器件使用

UPS內部產生積熱在所難免，長期運行下，對內部器件產生影響也在所難免，所以UPS內部器件的選擇就顯得極為重要；特別是與UPS安全性和可靠性相關的關鍵性器件的選擇，需要從設計，材料和廠家資質等方面嚴格篩選

Eaton 100kW以上機型均采用國際知名廠商IGBT模塊設計，相比分立元件有以下優點:

ü抗沖擊能力強，

ü不存在內部單管并聯均流問題

ü溫度均勻，散熱好

同時對于對溫度特別敏感，同時與UPS安全性，可靠性設計息息相關的濾波電容器件，Eaton UPS全部導入油浸式電容，替代薄膜電容，杜絕因為材料缺陷而引起的電容冒煙，起火等嚴重事件的發生。

油浸式電容相比薄膜電容有如下優點:

ü油浸式電容，高電壓，高電流，高頻率

ü高可靠性，IEC61071/UL810認證- 通過嚴酷雙85C 2000小時測試 (85℃/85%RH）

ü“內置安全分斷設計”，在電容容值異常時自動斷開, 失效安全，沒有冒煙或起火風險

ü長壽命，額定負載10年以上

3.高可靠性油浸式電容，及其防護裝置和預防性告警

高可靠性器件的選擇，保證了UPS能夠在正常情況下的穩定運行，但現場存在各種難以預見的極端條件，Eaton UPS增加了電容的防護裝置和預防性失效預警電容偵測，進一步提升關鍵部件的壽命，降低 UPS 故障發生的可能性，保證對負載設備的可靠保護；

4.智能風冷調速系統，長壽命設計

UPS內部產生的熱量長時間積累下會對內部元器件產生不可逆的影響；

智能風冷調速系統可以快速排出UPS內部產生熱量，減少積熱，減少對熱敏感元器件的影響，進一步提升UPS系統的可靠性和壽命:

ü關鍵元器件電容更換周期10年@ 40C

ü優化風道設計

電解電容位于進風口, 低溫度環境和長壽命；

只有散熱器和電感通過熱風，其余器件(電容和溫度敏感器件）處于 低溫風道。

Eaton 模塊化UPS系列智能風冷調速系統：

Eaton 可擴展模塊化系列UPS智能風冷調速系統：

ü前進風、上出風

ü避免將機房地板下的灰塵抽入 UPS 機內

ü尤其在工業環境中，可有效避免灰塵沿冷卻通道進入 UPS 內部的電路板、造成短路

ü獨特的系統設計，熱量較大的功率模塊在頂部，功率模塊的熱量不會影響內部其它器件和線纜，避免功率模塊故障引起更多損壞；

5.冗余設計

高可靠器件的選擇，智能風冷調速系統等從器件和結構方面保證了UPS的安全可靠性，但作為系統散熱的核心部件風扇及其供電的可靠性很大程度上影響了UPS的安全性和可靠性；UPS運行產生損耗，損耗所產生的熱量需要風扇持續快速的強制排出，

Eaton 可擴展模塊化系列UPS，功率模塊，電源板及其取電方式均采用冗余設計，內部模塊化架構支持電源模塊 N+X 冗余，減少斷電風險；

冷卻風扇及風扇電源的冗余設計：

ü風扇是 UPS 的關鍵易損部件，風扇的損壞會導致 UPS 內部工作溫度飆升至保護性宕機，嚴重情況下會引起明火；

ü冗余、在線可更換、潛在故障報警等功能可以有效降低或避免此類故障的發生

6.故障緊急轉旁路設計

以上的設計及選型，最大程度上保證了UPS的安全性和可靠性，但UPS為數據中心提供可靠穩定的供電保障，當UPS產生故障時，UPS供電需要緊急轉至旁路，為系統提供最后一道保護屏障，保證系統持續穩定運行，不至于因UPS設備硬件故障而造成用戶系統宕機、重要數據丟失等無法挽回的重大損失。

所以UPS故障緊急轉旁路的設計及表現同樣極為重要。

以下對比了Eaton UPS和友商某EXL系列UPS緊急轉旁路轉換時間：

7.損耗密度

電力電子技術的發展趨勢是高功率密度，但盲目的追求高功率密度是以犧牲散熱面積和絕緣間距為代價的，所以UPS的設計和選型中，不能盲目的追求高功率密度和低占地面積，安全性和可靠性因該為首要考慮因素。

為更好的闡述和理解UPS安全性和可靠性，我們首先提出一個熱損耗密度的概念。

為了更好的表征UPS損耗對UPS散熱能力等影響，Eaton提出了損耗密度的概念，即單位體積內所產生或承受的損耗功率；與功率密度不同的是，功率密度表征單位體積能傳輸的能量，而損耗密度表征的是單位體積消耗掉的能量；

損耗密度可以從安全性和可靠性方面為大家在選型UPS的時候提供另一個角度，同時這也是很多UPS起火的秘密所在—盲目的高功率密度產生高損耗密度，高損耗密度導致積熱嚴重，使得在某些特殊情況下導致UPS損壞，掉載，甚至起火。

我們選取同行業600k UPS為例作為選型對比，數據均來自官網：

Table 1 損耗密度

從以上數據可以看出，Eaton UPS損耗密度是最小的，在同樣都是風冷散熱的條件下，損耗密度越小，由損耗產生的積熱而產生的安全性和可靠性的隱患越小。

Eaton Power Xpert 9395系列可擴展模塊化系列UPS積累了伊頓50年UPS開發設計和先進制造經驗，當前全球裝機容量超過10GVA為全球第一大型UPS品牌，其安全性和可靠性在以下多個行業領域中得到了廣泛應用和驗證:

?大型數據中心

?大型基礎設施項目

?金融及銀行業

?各種大中型工業領域

?醫療保健行業

?自動控制領域

?電信通訊行業

伊頓產品采用全球化的質量管理體系，嚴格管理設計，材料，組裝等關鍵環節和工藝，具備高穩定性，高可靠性的供電系統。

同時伊頓具備優秀的 UPS 運維服務能力，能最大化減少故障發生，縮短故障處理及設備更換的時長，降低對數據和數據業務的影響，并能有效控制機房的運維成本。

目前，在國家政策和巨大需求的推動下，我國數據中心掀起了新一輪的建設高潮。數據中心投資連續多年保持高速增長，數據中心規模逐漸擴大。在數據中心增長過程中，數據中心的安全問題，能耗問題逐步凸顯。數據中心供電系統的穩定性，直接影響數據中心IT設備的穩定運行，決定著數據中心的安全和服務能力。UPS作為數據中心供電系統的核心，發揮著關鍵作用。

從功率段結構來看，近年來中國UPS市場功率段進一步向大功率遷移，100kVA以上的產品占比進一步擴大，200kVA以上的產品繼續保持迅猛的增長勢頭。

在保證安全和可靠性的前提下，大功率UPS設計的復雜度和難度不可同日而語。

同時數據中心設備眾多功率大耗電量大；機房線纜多，布線復雜，電氣火災串火快，危害極大；要從根本上避免起火事件，需要從源頭上杜絕此類事件發生，提高對UPS的安全性，可靠性等方面的認識就顯得極為重要，對機房設施安全的重要性需要給予足夠的重視。特別是當前UPS市場上大功率的UPS品牌和型號眾多，功能特點不盡相同，這為客戶的UPS選型帶來一定的困擾，但無論選擇功能特點、性能參數的UPS，可靠性和安全性的設計一定是需要首先考慮的因素，不能妥協。

伊頓UPS堅持一貫的安全性和可靠性設計，從多層次，多方面的安全性和可靠性研究和設計，杜絕UPS自身安全性和可靠性隱患而產生的對數據中心等行業領域穩定運行的影響，助力中國UPS行業成長，助力中國新基建建設。