一種電源分配單元的制作方法
【專利摘要】一種電源分配單元，用于數據中心、通信機房電源分配，輸入為三相五線制電源，有A、B、C相線、中性線、地線，輸出為單相三線制電源，有火線、零線、地線，三個相的輸出插座按序排列，實現機柜內三個相負載平衡，降低線損和溫升，保障UPS系統的負載能力和可靠性，減小電源紋波對弱電信號干擾的隱患；三個相的電源插座結構不同，不能混插，外殼有形狀、字符及顏色的相序標識，便于安裝或維護接線時辨認相序；有相電流電壓、溫升、地線電流、三相負載不平衡監(jiān)測及相應的警示和輸出接口電路，便于在過流、過壓、過熱、設備漏電、三相負載不平衡時告警及集中監(jiān)控；配輸入接線盒，避免轉接延長，節(jié)省材料，提高可靠性；圖1為摘要附圖。
【專利說明】
一種電源分配單元
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及數據中心、通信機房電源分配及三相電源負載平衡技術領域，尤其涉及機房電源分配單元(PDU)設計制造等技術領域?！颈尘凹夹g】
[0002]數據中心及通信機房尤其是大型機房通常由不間斷電源(UPS)供電，大型UPS的輸入輸出都是三相電；無論是供電變壓器，還是不間斷電源(UPS)供電系統，均要求三個相負載盡量平衡;機房用的電源分配單元(PDU)，通常接三相電的其中一個相，不同機柜接不同相，這種電源分配單元(PDU)存在如下技術缺陷:
[0003]1、因為不同機柜的服務器、網絡設備或通信設備的密度和功耗不一致，不同機柜接不同相的做法，三相負載平衡比較難以實現，要反復調整;機房往往經常增減機柜或設備，三相負載平衡因此被打破，需重新調整，大部分設備為熱線設備，不允許斷電，調整有困難。
[0004]2、一個機柜只接入一個相，零線電流與相線電流大小相等，方向相反，與三相都接入機柜時中性線幾乎沒有電流的情況相比，增加了線耗和溫升，[〇〇〇5] 3、如三相負載不平衡，不間斷電源(UPS)系統總負載能力下降，可靠性降低。
[0006]4、因零線電流的存在，增加了零地電位差，使電源紋波對弱電信號干擾的隱患加大。
[0007]5、輸入線長度為固定，安裝時需用轉接頭接入延長線才能到達配電柜，增加了轉接頭，也增加了接點和故障隱患；如輸入線長度定制，機房設計難度加大，安裝時需剪除冗余部分，造成浪費。
【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的是:提供一種電源分配單元，擬克服上述技術缺陷，解決下述問題:
[0009]1、三相電源的三個相同時接入一個機柜，三相的負載平衡在柜內基本實現，即使不同機柜的服務器、網絡設備或通信設備的密度和功耗不一致，配電端三相負載平衡比較容易實現;機房增減機柜或設備，三相負載平衡得以保持，不需重新調整，不需斷電，不影響熱線設備。
[0010]2、三相電源的三個相都接入機柜，三相負載盡量平衡，中性線幾乎沒有電流，與單相供電時零線電流與相線電流大小相等方向相反的情況相比，降低了線耗和溫升。
[0011]3、三相負載更加平衡，不間斷電源(UPS)系統總負載能力得到保障，可靠性增強。
[0012]4、因中性線幾乎沒有電流，降低了零地電位差，使電源紋波對弱電信號干擾的隱患減小。
[0013]5、輸入端設置接線盒及相序和線名等相應標識，這樣，電源分配單元產品不需配輸入線，而是直接布線，直接從接線盒接到配電柜，省去轉接頭，也減少接點及故障隱患;避免定制長度帶來的設計難度加大及剪除冗余造成的浪費。
[0014]為實現上述目的，本發(fā)明采用的方案是:提供一種電源分配單元，包含殼體、插座， 其特征在于:輸入端為三相五線制電源接口，有A、B、C相線、中性線、地線，輸出端為單相三線制電源插座，有火線、零線、地線，三個相的電源輸出插座總負載容量相等，并按序排列， 有不少于2種排列順序，可以AAAABBBBCCCC排列，或AAABBBCCC排列，也可以AABBCC等順序排列。
[0015]三個相的電源插座結構不同，與對應的不同插頭匹配，不同相不能混插;各個相的插座所在的排插外殼分別有形狀、字符及顏色的相序標識，與配套的插頭對應，用于安裝或維護接線時方便辨認相序，保障同一臺設備的雙電源接入的是同一相，提高雙電源切換的可靠性。
[0016]排插內加有中性線電流監(jiān)測電路、三相負載不平衡警示電路，接監(jiān)測處理器，用于辨別三相負載是否達到平衡，及不平衡的程度；內有各相電流電壓監(jiān)測、溫度監(jiān)測、地線電流監(jiān)測電路及過流、過壓、過熱、漏電警示電路，接監(jiān)測處理器，用于過流、過壓、溫升異常、 設備漏電時告警;警示電路包含顯示器、警示燈、蜂鳴器，各監(jiān)測電路共用一個警示電路，提供人機界面;有監(jiān)測輸出接口電路接監(jiān)測處理器，便于監(jiān)測信號的遠傳，用于集中監(jiān)控。
[0017]電源輸入端有接線盒及相應相序、線名標識;便于安裝時直接布線，從接線盒接到配電柜，避免需轉接延長增加轉接頭，增加接點及故障隱患;或定制長纜，增加設計難度，安裝時裁剪冗余造成浪費。
[0018]由于采用了上述方案，本發(fā)明達到了如下效果:這種電源分配單元，輸入為三相電源，輸出為單相電源，三個相的輸出插座總負載容量相等，并按序排列，實現了機柜內三個相負載平衡，降低了線損和溫升，保障了 UPS系統的負載能力和可靠性，減小了電源紋波對弱電信號干擾的隱患;三個相的電源插座結構不同，不能混插;排插外殼有形狀、字符及顏色的相序標識，便于安裝或維護接線時辨認相序;有相電流電壓、溫升、地線電流、三相負載不平衡監(jiān)測及相應的警示和輸出接口電路，便于在過熱、過流、過壓、設備漏電、三相負載不平衡時告警及集中監(jiān)控;配輸入接線盒，節(jié)省了材料，提高了可靠性;用于數據中心、通信機房電源分配，解決了下述問題:
[0019]1、三相電源的三個相同時接入一個機柜，三相的負載平衡在柜內基本實現，即使不同機柜的服務器、網絡設備或通信設備的密度和功耗不一致，配電端三相負載平衡比較容易實現;機房增減機柜或設備，三相負載平衡得以保持，不需重新調整，不需斷電，不影響熱線設備。
[0020]2、三相電源的三個相都接入機柜，三相負載盡量平衡，中性線幾乎沒有電流，與單相供電時零線電流與相線電流大小相等方向相反的情況相比，降低了線耗和溫升。
[0021]3、三相負載更加平衡，不間斷電源(UPS)系統總負載能力得到保障，可靠性增強。
[0022]4、因中性線幾乎沒有電流，降低了零地電位差，使電源紋波對弱電信號干擾的隱患減小。
[0023]5、輸入端設置接線盒及相序、線名等相應標識，不需配輸入線，而是直接布線，從接線盒接到配電柜，省去轉接頭，減少接點及故障隱患;避免定制長纜帶來的設計難度加大及安裝時剪除冗余造成的浪費?！靖綀D說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實施例主電路示意圖。
[0025]圖2為本發(fā)明實施例監(jiān)測電路示意框圖?！揪唧w實施方式】[〇〇26]圖1為本發(fā)明實施例主電路示意圖。輸入端三相五線制電源接口為接線盒(8)，有A 相線(2)、B相線(3)、C相線(4)、中性線(5)、地線(6)，輸出端單相三線制電源為插座(1)，有火線(11 )、零線(12 )、地線(13 )，三個相的電源輸出插座(1)總負載容量相等，并按序排列， 有不少于2種排列順序，圖中提供了各相插座⑴的三種排列順序，上部為AAAABBBBCCCC，中部為AAABBBCCC，下部為AABBCC排列順序。[〇〇27]三相電源的三個相同時接入一個機柜，在柜內基本實現三相的負載平衡，即使不同機柜的服務器、網絡設備或通信設備的密度和功耗不一致，配電端三相負載平衡比較容易實現;機房增減機柜或設備，三相負載平衡得以保持，不需重新調整，不需斷電，不影響熱線設備。[〇〇28]三相電源的三個相都接入機柜，三相負載盡量平衡，中性線(5)幾乎沒有電流，與單相供電時零線(12)電流與相線電流大小相等方向相反的情況相比，降低了線耗和溫升。 [〇〇29]三相負載更加平衡，不間斷電源(UPS)系統總負載能力得到保障，可靠性增強。
[0030]三個相的電源插座(1)結構不同，與對應的不同插頭匹配，不同相不能混插;各個相的電源插座(1)所在的排插外殼分別有形狀、字符及顏色的相序標識，與配套的插頭對應，用于安裝或維護接線時方便辨認相序，保障同一臺設備接入的雙電源為同一相的電源； 同一相的兩路電源的相線之間幾乎沒有電壓，異相的兩路電源的相線之間是380伏電壓，同相的可以提高雙電源切換的可靠性。
[0031]在供電端，中性線(5)與地線(6)是相接的，中性線(5)或零線(13)是有電阻的，電阻上的電壓與電流成正比，因中性線(5)幾乎沒有電流，降低了零地電位差，使電源紋波對弱電信號干擾的隱患減小，零地電位差干擾的隱患表現在，如模擬視頻信號會疊加橫滾道， 音頻信號會疊加交流聲。
[0032]輸入端有接線盒(8)及相應相序、線名標識，便于安裝時直接布線。市場銷售的電源分配單元，一般接入線是配固定長度，從配電端到電源分配單元需轉接延長，增加了轉接頭，提高了造價和安裝工作量，增加了接觸點，也增加了故障概率;即使定制長線，增加了設計難度，安裝時一般要剪除冗余，造成浪費。所以輸入端有接線盒(8)，實現直接從配電柜接到電源分配單元，避免了浪費，減少轉接點，減小了故障概率。
[0033]圖2為本發(fā)明實施例電路示意框圖。中性線(5)電流監(jiān)測、相電流電壓監(jiān)測、地線 (6)電流監(jiān)測用各自的電流傳感器和電壓取樣電路，組成線路監(jiān)測模塊(71)，接在插座(1) 與輸入接線盒(8)之間，對電源分配電路本身不構成影響，溫度傳感器(72)嵌入排插內部， 用于監(jiān)測溫升，以上監(jiān)測電路均接監(jiān)測處理器(7)，由其處理并判別異常。[〇〇34]中性線(5)電流監(jiān)測電路、三相負載不平衡警示電路(73)，用于辨別三相負載是否達到平衡，及不平衡的程度，并根據監(jiān)測情況，調整接到各個相的設備數量，盡量使各個相負載平衡;過流、過壓、過熱、漏電警示電路(73)，與三相負載不平衡警示電路(73)公用，接監(jiān)測處理器(7)，用于過流、過壓、溫升異常、設備漏電時告警；電器火災多數是電源插頭接觸不良，溫升過大導致，對電源分配單元內部溫升進行監(jiān)測，可以盡早發(fā)現故障，消除火災隱患，監(jiān)測地線(6)電流，就是監(jiān)測設備漏電，避免安全事故。[〇〇35] 上述各項監(jiān)測可以共用警示電路(73)，其包含顯示器(74)、警示燈(75)、蜂鳴器 (76)，提供了人機界面;顯示器(74)顯示監(jiān)測值，異常時警示燈(75)閃爍，以閃爍亮度和頻率表示異常程度，異常時蜂鳴器(76)鳴響，以音量和節(jié)奏表示異常程度;也可以用電子語言出敏口呂〇[〇〇36] 有輸出接口(77)接監(jiān)測處理器，便于監(jiān)測信號遠傳，用于集中監(jiān)控。監(jiān)測處理器 (7)可以選用數字處理器芯片及外圍電路，也可以選用專用監(jiān)測芯片及外圍電路。
【主權項】
1.一種電源分配單元，包含殼體、插座(1)，其特征是:輸入端為三相五線制電源接口， 有A相線(2)、B相線(3)、C相線(4)、中性線(5)、地線(6)，輸出端為單相三線制電源插座(1)， 有火線(11)、零線(12)、地線(13)，三個相的電源輸出端插座(1)按序排列，有不少于2種排 列順序。2.如權利要求1所述電源分配單元，其特征是:三個相的電源輸出端插座(1)結構不同， 與對應的不同插頭匹配，不同相不能混插。3.如權利要求1所述電源分配單元，其特征是:內有中性線(5)電流監(jiān)測電路、三相負載 不平衡警示電路(73)，接監(jiān)測處理器(7)。4.如權利要求1所述電源分配單元，其特征是:內有各相電流電壓監(jiān)測、溫度監(jiān)測、地線 (6)電流監(jiān)測電路及過流、過壓、過熱、漏電警示電路(73)，接監(jiān)測處理器(7)。5.如權利要求3或4所述電源分配單元，其特征是:警示電路(73)包含顯示器(74)、警示 燈(75)、蜂鳴器(76)。6.如權利要求3或4所述電源分配單元，其特征是:內有監(jiān)測輸出接口電路(77 )，接監(jiān)測 處理器(7)。7.如權利要求2或3或4所述電源分配單元，其特征是:排插外殼有形狀、字符及顏色的 相序區(qū)別標識，與配套的插頭對應。8.如權利要求2或3或4所述電源分配單元，其特征是:輸入端有接線盒(8)及相應相序、 線名標識。
【文檔編號】H01R13/66GK106099544SQ201610487350
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】吳文平, 賈東
【申請人】廈門東方遠景科技股份有限公司