数据中心的电力线缆如何防火

建筑承包商和数据中心运营商都负有法律义务，以确保数据中心的电缆具有良好的防火性能。

根据数据中心标准机构Uptime Institute今年发布的年度数据中心调查报告，许多数据中心运营商承认，如果他们在数据中心设施的弹性上投入更多的资金，则可以避免大多数停机事件。

这不仅适用于受市电中断影响的关键基础设施，而且还适用于重要数据和电源线缆的适当保护，尤其是在发生火灾时。

以下了解一下有关数据中心电缆防火性能和现有一系列不同标准的一些常见误解，并详细说明数据中心运营商应该确保其电缆保护符合所有低火灾危险标准要求的原因。

背景

在数据中心环境中，所有可能导致火灾的电力电缆都需要用能够为安装提供必要防火保护的套管材料进行防护。

建筑承包商和数据中心运营商都负有法律义务，以确保数据中心的电缆具有良好的防火性能，因此符合电缆防火标准，例如欧洲BS EN 50575标准。这包括“防火性能反应”的分类，并考虑到热量释放、火焰蔓延和传播、烟雾产生、燃烧的液滴以及酸度。

BS 7671标准提出了灵活的电缆性能要求，其中包括防火要求。然而，这个电缆套管系统标准于2008年首次发布，但只涉及非火焰传播（自熄），不包括其他防火性能，如增强阻燃性、烟雾和有毒烟雾排放。

这可能会导致潜在的危险情况，即电缆可以铺设在柔性套管中，根据其标准，只需要说明其是否自动灭火，但并没提供具有综合水平的防火性能信息。

火灾危险性评估

在对人员、流程或财产构成重大风险的建筑物（如数据中心或服务器机房）中，火灾危险评估至关重要。这一评估应该包括火灾的可能来源和可能性，以及此类火灾的后果，其中包括人员疏散和安全、服务损失以及设备损坏。

在评估火灾隐患时，供应商应该与用户一起对电缆套管系统的安装措施和环境进行评估。例如，在数据中心环境中应该考虑一些因素，例如密闭服务器机房内的高温。此外，含有卤素的套管系统（例如聚氯乙烯材料）会在火灾中释放出氯酸气体，从而破坏建筑物中的电子设备。

几乎所有应用都需要按照行业标准要求进行无火焰传播（自熄），并至少通过EN 61386中的火焰传播测试标准进行测试。许多用户会认为，他们指定的柔性管道都能满足这一基本要求，但情况并非总是如此。

符合低火灾危险性规范

对于被归类为低火灾隐患的产品，必须具有四个明确定义的特性：高阻燃性、低烟尘排放、低毒烟排放、无卤素。

由于没有塑料可燃烧，因此所有金属套管系统本质上具有低火灾隐患，但是，现在大多数套管系统都部署采用塑料或全部采用塑料，因此需要对其性能进行评估。

传统上，人们对于指定的无卤素管道有一种常见的误解，即它们提供全面的防火性能。虽然这种套管在某些情况下可以防止有毒气体的产生，但并不意味着它也具有阻燃性或低烟特性，如果暴露在热源下，仍有易燃的可能。

除此之外，对于低火险电缆管理产品，没有统一的分类标准来定义术语、测试方法和预期结果，这是容易出现混乱的原因。

当电缆套管产品只能满足四个要求的方面之一时，常使用一些术语来表示有足够的防火措施。例如，“低烟无味（LSF）”等级的产品可能无法解决毒性问题，“低烟零卤（LSOH）”规格可能无法解决阻燃问题。

然而，好消息是，有许多柔性套管解决方案可以满足所有四个低火灾危险规范的要求。以下了解数据中心运营商如何要求其供应商进行演示以证明其综合防火性能。

（1）阻燃性

首先，供应商必须能够证明适当的阻燃性，并且有许多既定的测试方法来证明其性能。

易燃性（套管暴露于热源时点燃其难易程度的量度）在这里经常被引用。根据管道系统的EN 61386标准，最低要求是产品必须具有自熄性。例如，垂直放置的管道样品应放在1kW的燃烧器中，必须在火焰移除后30秒内熄灭，并且没有燃烧的液滴。

为了评估材料的阻燃性，通常的测试方法是根据BS EN ISO 4589-2标准测量极限氧指数（LOI）。这决定了燃烧所需氧气的百分比。LOI百分比越高，套管材料的阻燃性越好。

另一种方法是按照BS EN IEC 60695-2标准进行灼热金属丝测试，该方法将灼热金属丝施加在7500C、8500C或9600C的材料板上进行测试。

（2）更少的烟雾排放

如果管道发生火灾，产生的烟雾可能会使试图逃生的人或试图扑灭火灾的消防员视线变得模糊。因此，数据中心运营商都希望确保在发生这种情况时指定的柔性管道能够提供出色的保护，以确保员工有足够的时间安全离开建筑物。

有许多火灾试验，其中规定的材料样品在给定的烟雾室中在受控条件下燃烧，并测量规定光束的烟雾遮蔽度。

（3）低毒性

有毒气体的产生可能会使试图从火中逃脱的人员丧失行动能力，因此必须始终提供适当的保护。

为了测试毒性，在受控条件下在给定的烟雾室中燃烧指定的材料样本，并分析烟雾中的各种气体。然后将每种气体的浓度乘以其毒性，得出毒性指数。

如果一种材料中含有卤素、硫或磷，就不能通过低毒性试验。

（4）无卤素

如前所述，主要的误解之一是无卤素材料就是一种低火害产品。事实上，如果套管材料包含卤素，则不能认为是低火灾隐患，但是如果没有相应的低毒、低烟和阻燃性能，它将不符合全部标准。

典型的卤素是氟、氯、溴和碘。氯在聚氯乙烯中最常见，氟存在于含氟聚合物中，溴出现在阻燃剂中。如果暴露在明火中，它们都会产生剧毒烟雾和浓烟。

规范优先

尽管防火性能是首要考虑的问题，但值得注意的是，仅基于一种属性指定电缆保护可能是一个代价高昂的错误，应该考虑所有环境因素。这些因素包括暴露在极端温度、紫外线辐射、刺激性化学品、抗压强度、耐磨性，以及水或灰尘进入的可能性。

尽管许多产品可能看起来相同，但性能和属性可能相差很大，因此客户应始终检查其应用程序的适用性和兼容性，并将安装视为完整的端到端系统。

聚丙烯NFR（非阻燃剂）是数据中心电缆保护的常用材料，因为它不含卤素、硫和磷，因此不会帮助酸雾的形成，但具有高度易燃性和火焰传播性。与其相反，PA6（尼龙）具有自熄性，不含卤素、硫和磷。

指定者应寻求独立的测试结果来支持供应商的主张，而不要依赖未经证实的资料。

改造选项

对于现有设施，数据中心运营商可能需要对新的导管系统进行改造，以确保满足低防火性能要求。

传统上，改造电缆保护是一项复杂的任务，安装人员需要将现有电缆穿过导管系统的开口端。因此，导管系统制造商正在开发增强型改装选项，以使其更容易、更快捷地安装电缆保护装置。

定制设计的电缆保护

对于更复杂的应用程序要求，客户应与供应商讨论定制方案。

这些可能包括以非标准或预切长度提供的套管，直径更大或更小的套管，或者具有不同的螺纹端接或安装选项。45度和90度弯头也可以用来帮助维持弯曲半径。

此外，还可以考虑更复杂的要求，例如改变性能特性以满足特定的温度要求、抗压强度或耐磨性或达到更高的疲劳寿命。

结论

在评估防火性能时需要考虑很多方面，因此与有能力的制造商或指定人员合作非常重要。而只根据价格或通过使用未考虑防火性能所有方面的标准进行指定，可能会使数据中心基础设施容易发生故障。

数据中心运营商应期望他们选择的供应商能够提供材料特性的详细证据，以及为确保满足所有四个标准并保持关键的性能而进行测试。