数据中心火灾:22个示例的详细分类

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数据中心火灾:22个示例的详细分类

数据中心采用先进的消防系统,并实施全面的预防、检测和抑制策略,以减轻潜在的火灾危险。尽管采取了这些措施,但数据中心火灾-虽然看起来并不频繁,全球数千个设施每年只发生几起重大事故-仍然是一个不应忽视的重大威胁。

数据中心火灾发生在配备电力和冷却基础设施的专用建筑物中,这些建筑物用于容纳计算机服务器和网络设备。这些火灾是由电气故障、锂离子电池过热、维护不足和人为错误等因素引起的。

数据中心火灾的影响超出了对设施和设备的直接物理损坏,通常会导致恢复运营所需的大量停机时间。这种停机时间通常持续数小时,假设服务器和其他关键IT设备没有受到火灾、高温、烟尘或水的不可修复的损坏,这可能会进一步延迟恢复。从商业角度来看,这些事故可能会使数据中心运营商每小时损失250,000美元到500,000美元以上,突出了这些设施火灾的巨大经济影响。

深入了解数据中心火灾的世界,Dgtl Infra不仅将探讨常见的原因,还将讲述塑造该行业的22起重大事件。通过我们对数据中心目前采用的消防、预防、检测和灭火技术的深入分析,您将获得有关保护这一关键基础设施的宝贵知识。继续阅读,了解数据中心火灾的现实影响,并制定预防和处理这些灾难性事件的策略。

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数据中心火灾-概述

在数据中心中,与任何环境一样,四个元素是点燃火灾的关键:燃料,热量,氧气和称为燃烧的化学链反应。

Fire Tetrahedron Fuel Heat Oxygen Chemical Chain Reaction

燃料-数据中心火灾

数据中心包含各种可燃材料,辅助设备和材料中塑料的使用越来越多,加剧了这种情况。这些潜在的燃料来源可分为以下几类:

  • 电子设备:诸如服务器(其利用印刷电路板)、路由器、交换机、电源、电池和布线绝缘体之类的物品都能够助长数据中心中的火灾。它们的可燃部件,包括塑料外壳、电线、变压器和电容器,在一定条件下会着火
  • 基础设施材料:大量由易燃材料制成的电缆、机柜外壳、背板以及地板和天花板都构成火灾风险。不耐火的隔热或隔音材料也会导致火灾
  • 储存材料和家具:通常用于存储或运输数据中心设备的纸质文档和纸板箱可用作火灾中的燃料。此外,许多数据中心都有控制室或办公室,配备有桌子、椅子和其他可能充当燃料源的物品

热量-数据中心火灾

数据中心通过大量电子设备(如服务器)的运行产生热量,温度代表这种热量的强度。虽然特定的设置和冷却系统可能会导致数据中心温度的变化,但行业组织ASHRAE建议最佳操作温度范围在64.4°F(18°C)和80.6°F(27°C)之间-这是一个通常被人类视为温和到温暖的范围。

尽管如此,数据中心的最新趋势正在导致更高的工作温度。这些趋势中的关键是增加功率密度和实施热通道遏制策略:

  • 功率密度:随着更强大的服务器被封装到相同或更小的空间中,功率密度(每平方英尺占地空间消耗的功率量)增加,导致在相同的数据中心空间内产生更多的热量。由亚马逊网络服务(AWS)等公司运营的超大规模数据中心的份额越来越大,人工智能(AI)和机器学习(ML)驱动的工作负载正在推动数据中心的功率密度更高。因此,这可能导致服务器机架中的环境温度超过80°F(26.7°C)
  • 热通道封闭:该策略的重点是将服务器排放的热废气封装在数据中心的封闭热通道内。这种布置确保了这种加热的空气与数据中心其余部分中循环的较冷空气的分离,导致数据中心的热通道部分内的温度更高-通常超过100°F(37.8°C)。

随着更高的功率密度和热通道遏制策略导致的温度升高,数据中心内不可避免地会产生更多的热量。这种额外的热量不仅对通风和冷却系统构成挑战,而且还增加了数据中心内各种可燃设备和材料(称为“燃料”)达到燃点的风险。

氧气和化学链式反应-数据中心火灾

氧气是数据中心火灾的重要组成部分,是燃烧化学链反应的关键元素,是火灾发生的四个先决条件之一。燃烧是燃料(在这种情况下,数据中心的设备和材料)与氧气之间的快速反应,导致产生热量,光和各种副产品。只要有足够的燃料和氧气,这种循环就能维持火势。

当电子设备和材料燃烧时,它们会产生各种气体,这些气体统称为烟雾。这种烟雾包括腐蚀性气体,如氰化氢(HCN)和氯化氢(HCl)。这些气体不仅对人体有害,而且对服务器的印刷电路板也有极大的破坏性。

数据中心火灾的原因

数据中心火灾的主要原因通常分为以下几类:电气故障、锂离子电池过热、维护不足和人为错误。

电气故障

电气故障是数据中心火灾最常见的原因。这些故障可能源于过载的电路、故障设备或有缺陷的布线,每一种都能够在接近可燃材料时产生足够的热量来点燃火灾。

在这些故障中,有两种现象由于其引发火灾的倾向而突出:

  • 电涌:由突然和过度的电压增加引起,电涌会导致电路过载,产生强烈的热量。如果这种电涌渗入不耐高压的设备,如不间断电源(UPS),则引发火灾的风险会增加
  • 电弧闪光:这些是由电气系统内的低阻抗连接引起的放电。电弧闪光时产生的高强度闪光很容易引燃周围的材料和设备,特别是在富含燃料源的环境中,如数据中心

锂离子电池

锂离子电池用于数据中心不间断电源(UPS)系统中的备用电源,由于其高能量密度,可能会造成重大火灾风险。这些锂离子电池通常安装在机架中,并嵌入机架式UPS系统中,以确保在主电源故障期间提供备用电源。因此,它们通常位于它们旨在保护的服务器附近。在某些超大规模数据中心中,锂离子电池可以存储在容纳大量电池组的指定房间中,这些电池组用于存储来自风能和太阳能发电场的过量可再生能源。

如果这些电池过热或受到损坏,它们可能会进入一种被称为热失控的状态,在这种情况下,温度升高会引发一种自我维持的反应,使温度进一步升高。在这种情况下,电池可能会点燃甚至爆炸,导致电池之间、电池组之间以及甚至电池柜之间的火势无法控制地蔓延,特别是如果间隔不适当的话。

由于其占地面积小,成本效益高,易于维护和寿命延长,与铅酸电池相比,锂离子电池在数据中心中越来越普遍。然而,值得注意的是,锂离子电池比铅酸电池存在更大的火灾风险,这意味着严重的数据中心火灾事件可能会增加。

维修不足

如果不定期清洁和维护服务器、电源和冷却系统等关键组件,可能会导致数据中心过热和随后的火灾事故。灰尘,特别是导电灰尘,可能会积聚在这些组件上,可能导致短路或过热,从而引发火灾。

人为错误

在关键任务(如安装锂离子电池、维护HVAC系统或日常操作程序)中犯下的错误可能会导致数据中心发生火灾。这可能包括不正确地连接电缆或数据电缆,也可能不遵守既定的安全协议,例如在发热设备周围保持足够的间隙。

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