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[摘要]：数据中心基础设施主要包括供配电系统、暖通空调系统、智能化系统、消防系统等。测试验证是通过假负载的技术手段，模拟单设备或单系统在满负荷情况下持续运行的能力，最后再进行整体联合调试，从整体系统验证数据中心基础设施与设计的符合性、检查验系统的可用性、降低设备的故障率。确保数据中心可以安全可靠高质量的交付。
[关键字]：数据中心；联调测试；供配电；暖通空调；智能化。
引言
数据中心作为承载IT设备的空间，如今已成为信息时代的心脏。为了保证信息的安全可靠，IT设备一经投入使用就不能中断，数据中心必须保证7*24小时不间断运行。因此数据中心基础设施只有做到安全可靠、高效节能，才能成为符合运行使用要求的数据中心。为了保证数据中心可以安全可靠运行，数据中心投产上线之前，所有系统都需要进行系统联调测试，对各个系统的性能进行充分的验证，发现其中的隐患和风险，为数据中心后期的使用和运维提供良好条件。
目前国内行业内对综合联调测试技术还没有形成权威的规范指导，国内大型数据中心基础设施联调测试多依据《数据中心设计规范》GB50174等相关标准及各企业的测试脚本进行综合联调测试。本文以传统的水冷系统为例对数据中心基础设施联调测试技术进行研究。
一、测试项目
数据中心基础设施设备和系统众多，主要包括供配电系统、暖通空调系统、智能化系统、消防系统等。在数据中心庞大的系统中，各个子系统扮演着重要的角色。供配电作为IT设备运行的动力基础，为IT提供稳定可靠的电能。暖通系统可以排除数据中心运行过程中产生的巨大热量，为IT设备提供一个可靠的运行环境。弱电系统作为数据中心的大脑，确保整个系统稳定而高效地运行。消防系统作为数据中心的安全防线，保障了数据中心在安全的环境中稳定运行。总之，数据中心通过各个系统的配合，共同为IT设备提供了一个安全可靠的运行环境。
数据中心基础设施的测试验证也是主要对上述系统作为测试对象，进行全面全量的测试。
（1）供配电系统,
包括但不限于柴油发电机组（包含柴发本体、开关控制柜、自动控制系统、10kV高压假负载、供油系统、油罐等）；高压配电柜及综合保护系统（高压切换逻辑）；变压器；低压配电柜、无功补偿柜；UPS系统（含蓄电池）；ATS；所有接线电缆、低压母排及母线槽桥架等；防雷接地系统；列头柜及PDU。
（2）暖通空调系统
包括但不限于冷水机组；冷冻水泵及冷却水泵（含变频控制系统）；冷却塔（含变频控制系统）；板式换热器；空调管道及各种连接件（手动/电动阀门、软连接、平衡阀、过滤阀等）；蓄冷罐；辅助设备（加药、定压补水、水处理系统等）；风冷式精密空调；冷冻水型精密空调；加湿系统；新风系统等。
（3）智能化系统,
包括但不限于BA系统（空调自控系统）；BMS动环系统（包含电力监控系统、电池监控系统、环境监测系统）；视频监控系统；门禁安防系统等。
（4）消防系统
包括但不限于给水与消防栓系统；自动喷淋系统；气体灭火系统；自动报警系统；应急照明及疏散指示系统；防排烟系统等。
（5）环境系统
机房温湿度，照度，噪声，洁净度，磁场，电磁干扰，正压，风速等。
二、测试方法
数据中心基础设施测试验证分为安装工艺检查、功能测试、综合联调测试几个阶段。按供配电、暖通空调、智能化、消防几个专业进行分组测试，各小组同步并相互配合进行测试。
（1）安装工艺检查
此阶段是对供配电、暖通空调、智能化、消防等设备与系统进行安装工艺质量检查。对于数据中心来说，供配电系统、暖通空调系统及智能化系统安装连接点很多，各个设备的安装情况甚至设备及电缆连接点的安装工艺对系统的安全性影响重大。由于设备连接点虚接等引起的故障问题在数据中心中时常发生。因此对设备的安装工艺是整个测试验证过程中非常重要的环节。
安装工艺检查具体内容包括现场设备与设计图纸及技术规格书的一致性核查（设备的型号、数量、安装位置、参数等）、设备的工艺是否满足规范要求（设备本体、电气连接、安装环境、铭牌标识、卫生情况、安全距离、设备接地、维护空间等）、开机调试报告、设备参数设置等。
（2）功能测试
此阶段是对数据中心单设备或单系统进行测试验证。此阶段主要是通过假负载模拟单系统的真实运行时以及故障模拟时的各种状态，通过一定时间的带载运行来验证各个系统是否合格。数据中心主要设备及系统的测试内容及方法如下。
序号 | 设备名称 | 测试内容 |
1 | 柴油发电机机组 | 1、故障报警功能测试及与动环系统参数核对； 2、瞬态测试（0%-50%、50%-100%、100%-0%），记录频率电压偏差。 3、稳态测试（0%、50%、100%带载），并100%带载4h，记录电压、频率、谐波等参数指标。4、供油系统逻辑测试。 |
2 | 高低压配电柜 | 1、故障报警功能测试及与动环系统参数核对； 2、满载温度测试；3、开关操作；4、互锁与切换功能测试。 |
3 | 变压器 | 1、温控器报警功能测试及与动环系统参数核对； 2、0%、50%、100%负载运行参数记录； 3、100%负载运行2h，并记录运行参数。 |
4 | UPS系统 | 1、故障报警功能测试及与动环系统参数核对； 2、模式切换（在线运行、电池放电、维修旁路、静态旁路） 3、瞬态测试（0%-50%、50%-100%、0%-100%、100%-0%、50%-0%），记录频率电压偏差。 4、稳态测试（0%、50%、100%带载），满载运行2h，记录电压、电流、频率、功率因数、谐波等参数指标，并进行温度测试。 5、电池放电15min。 |
5 | 列头柜及PDU | 1、配电分路路由核查； 2、断路器状态、仪表参数及BMS动环系统核对； 3、100%负载连续运行2h，记录电压、电流、频率、功率，并进行热成像温度测试； |
6 | 冷水机组 | 1、故障报警功能测试及与BA系统参数核对； 2、不同负载下（25%、50%、75%、100%）冷机运行参数。 |
7 | 水泵 | 1、不同频率（30%、40%、50%）下水泵运行参数，热成像测试； 2、手自动模式验证；3、水泵控制逻辑测试。 |
8 | 冷却塔 | 1、不同频率（30%、40%、50%）下水泵运行参数，热成像测试； 2、手自动模式验证，控制逻辑测试； 3、电加热、液位监测、补水功能测试。 |
9 | 蓄冷罐 | 1、液位温度计功能核查；2、补水及电伴热功能测试； 3、蓄冷罐放冷测试。 |
10 | 精密空调 | 1、故障报警功能测试及与BA系统参数核对； 2、气流组织测试；3、承载测试及冗余测试； 4、故障测试（温升温降、管路故障） |
11 | 动环系统 | 1、点位核对；2、设备参数状态和告警功能核对； |
12 | BA系统 | 1、点位核对；2、设备参数状态和告警功能核对； 3、控制逻辑测试。 |
13 | 消防系统 | 1、给水与消防栓系统测试；2、自动喷淋系统测试； 3、气体灭火系统测试；4、自动报警系统测试； 5、应急照明及疏散指示系统测试。 |
（3）综合联调测试
在单设备和各系统测试完成并经过整改且符合测试要求后，需要对系统进行整体的综合联调测试。此阶段是测试验证中最重要的一个环节，通过假负载模拟真实运行时的各种运行状态及故障模式时的各种状态，可以验证数据中心各系统之间的协调运行，可以有效验证数据中心是否可以整体运行正常。
综合联调测试包括全系统承载能力测试、电气系统逻辑、BA系统逻辑、能效测试等。
序号 | 设备名称 | 测试内容 |
1 | 全系统承载测试 | 通过假负载模拟正式运行状态进行群系统带载能力测试，假负载根据数据中心设计额定功率进行安装。 1、单路分别带载1h；2、双路带载1h；3、柴发带载测试1h。 |
2 | 电气系统逻辑 | 1、单路市电失电；2、双路市电失电； 3、柴发加减机逻辑；4、柴发并机逻辑。 |
3 | BA系统逻辑 | 1、设备自保持（冷机、水泵、冷却塔、电动阀）； 2、模式手动/自动切换（冷机制冷、预冷、自然冷却、放冷）； 3、制冷单元启停、轮询、加减逻辑机测试； 4、设备故障及系统冗余性测试。 |
4 | 能效测试 | 不同负载（20%、50%、100%）下，系统能效测试。 |
三、结束语
随着大数据、云计算、人工智能等技术的发展，数据中心也在同步迅速发展，新产品新技术不断应运而生。新一代数据中心应该拥有一个绿色、高效、安全、稳定、智慧的数据中心基础设施。未来针对数据中心的新产品新技术，测试验证技术还需进一步研究。
参考文献：
[1]GB 50174-2017 数据中心设计规范[S].北京:中国计划出版社,2017
[2]GB 50303-2015 建筑电气工程施工质量验收规范[S].北京:中国计划出版社,2015
[3]GB 50339-2013 智能建筑工程质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2013
[4]GB 50462-2015 数据中心基础设施施工及验收规范[S].北京:中国计划出版社,2015
[5]JGJ/T 454-2019 智能建筑工程质量检测标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2019
[6]丁聪.浅析IDC基础设施第三方验证测试[J].计算机硬件技术,2015(3043):07-015.
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