霍尔电流传感器在直流列头柜的应用

安科瑞 缪凯伦 陈聪 陈正

摘要：数据中心供电电源质量的好坏直接影响到IT设备的安全运行，因此对数据中心直流列头柜电源进出线实行监测非常重要，而通过霍尔电流传感器可以采集主进线电流、多路支路直流电流和漏电流。

  关键词：数据中心；直流列头柜；霍尔电流传感器

  0.概述

  直流列头柜是一款针对数据中心机房能源末端，综合采集所有能源数据的智能配电柜。为终端能源监测系统提供高精度测量数据，通过显示单元，实时反映电能质量数据，并通过 RS485 通讯将数据上传至后台环境监控系统，以达到对整个配电系统的实时监控和运行质量的管理。帮助用户优化网络数据中心，加强能耗管理，提高服务器机架运行效率。其主要运用于各类数据中心或工业企业等重要客户，为网络服务器等重要设备提供电力分配，配电回路保护、计量、管理于计算机接地等服务。

  1.霍尔电流传感器在直流列头柜中的作用

  直流列头柜采用多回路监控装置，它既可以通过测量进线电流、电压、功率、电能参数等，还可以同时监测出多路支路电流、漏电流、电压、功率、电能参数等。同时可显示累积的电能和增量电能，监测了系统运行的各项参数，并通过 HMI 综合显示，降低了对配电柜空间的占用，提高了配电柜的容积率。

  霍尔电流传感器可以采集主进线电流、多路支路直流电流及漏电流。霍尔电流传感器将一次侧直流电流转化为模拟量信号输出给多回路监控装置，多回路监控装置对模拟量信号进行采样，计算出测量电流大小。直流列头柜一次系统图和实物图分别如图1、图2所示。

图1 直流列头柜一次系统图

图2 直流列头柜实物图

  2.霍尔电流传感器

  2.1概述

  霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集，广泛应用于电流监控及电池应用、逆变电源及太阳能电源管理系统、直流屏及直流马达驱动、电镀、焊接应用、变频器，UPS伺服控制等系统电流信号采集和反馈控制，具有响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强等优点。

  2.2技术指标

  2.3直流漏电流传感器

  直流漏电流传感器是一种利用磁通门原理（Flux gate）将被测直流电流转换成与该电流成比例输出的直流电流或电压信号的测量模块，原副边之间高度绝缘。通常输出标准的直流DC 4-20mA、 DC0-5V、DC0-10V等信号，此标准信号可以被多种采集设备采集，如PLC、RTU、DAS卡等，用于多种电流监控的场合。漏电流传感器环绕安装在直流回路的正负出线上，当装置运行时，实时检测各支路传感器输出的信号，当支路绝缘情况正常时，流过传感器的电流大小相等，方向相反，其输出信号为零；当支路有接地时，漏电流传感器有差流流过，传感器的输出不为零。因此通过检测各支路传感器的输出信号，就可以判断直流系统接地支路。该原理选线精度高，不受线路分布电容的影响。

  3.结束语

  2020年，数据中心建设被正式列入新基建战略。近几年越来越受到国家重视，数据中心是新基建有序运行的基础保障，被视为“新基建的基础设施"。

  在“十四五"规划和2035年远景目标纲要，第十一章中明确指出，“构建全国大数据中心体系，强化算力统筹智能调度，建设若干国家枢纽节点和大数据中心集群"。

  装有安科瑞霍尔电流传感器的直流列头柜已经在多个数据中心正式投运，对数据中心各配电设备和用电设备的电力运行参数进行采集，实现多回路在线监测以及故障报警，满足绝大多数数据中心的需求。

  参考文献

  [1] 企业微电网设计与应用手册.2020.6