一种避免电气装置发生火灾的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种避免连接电源的电气装置发生火灾的方法。本发明还涉及一种防 止电气装置过热的系统，从而避免或限制火灾。
【背景技术】
[0002] 数据中心是建筑物或设施的一部分，其中大量计算和联网的IT设备（比如服务器 计算机）被安装在设置在数据中心内的机架中。服务器计算机的密集排布导致局部区域产 生大量热量。
[0003] 过多的热量会导致设备过早出现故障。因此，必须以可靠的方式冷却数据中心，以 免关闭或损害服务器计算机硬件。因过热造成的服务器计算机关闭会产生重大经济损失。
[0004] 计算机经常出现会引发计算机内小火灾的短路电流。在服务器或其它计算机内出 现高阻抗短路电流情况下，电源过电流检测可能不会正常工作。若电源检测不到这样的过 电流情况，则电源就会继续供电。取决于系统主板上短路的位置，可能会产生着火直到高阻 抗短路完全开路或完全短路，此时，电源过电流检测电路关闭电源。服务器或其它计算机出 现这样的小火灾产生的烟量往往不足以启动放置服务器的机房中安装的烟雾探测器，直到 火灾蔓延到危及到其它服务器和计算机的程度。
[0005] 为了冷却数据中心的机架并控制其湿度，已经开发了可直接在数据中心内实施的 空调系统，常常是专用冷却单元。在本领域中，上述专用冷却单元时常被称为计算机房空调 单元（"CRACs")或计算机房空气处理单元。冷却数据中心的主要挑战之一就是空调系统。 该系统常常在接近或处于冷却和/或功率最大值时运行，同时某些机架和/或服务器仍然 运行过热。
[0006] 虽然安装某些空调系统为增强数据中心内冷却能力的需要提供了解决方案，但是 至少是因为数据中心内处理任务的不平衡加载、空调系统的故障、配置不当或效率低下，依 然存在单个服务器计算机过热和着火的危险。单个服务器计算机过热能导致火灾。因此， 基于安全原因，需要对单个计算机的过热和着火充分响应。
[0007] 美国专利US2010/0076607记载了一种系统，其中，测量得到数据中心的局部温 度，并将其用作输入以便局部增强数据中心中设备的冷却。本系统的缺点在于需要复杂的 传感器阵列、中央控制和分离的冷却空气源。另一缺点是在迅速过热情况下，该空气制冷不 足以避免火灾的发生。
[0008] 数据中心的消防系统是已知的，其包括设置有服务器的机房中安装的、用于检测 火的烟雾和/或火焰传感器以及包括瓶装气体的灭火系统。该传感器安装在距离服务器颇 远的距离。
[0009] 这些公知系统的缺点是：只有外部传感器探测到火灾之后，它们才能被激活。因为 可能已经发生了重大损害，所以这是不利的。另一缺点是数据中心内的所有设备都暴露于 灭火气体，很可能会损害那些原本不会被局部火灾损坏的设备。另一缺点是从探测到火灾 到灭火之间时间较长。
【发明内容】
[0010] 本发明旨在提供一种避免因火灾损害电气装置的系统和方法。
[0011] 这将通过如下系统和方法实现：一种系统，包括：（i)连接至电源的电气装置；
[11] 容器，其包括固体推进剂气体发生器、触发器和设置于所述固体推进剂气体发生器与 气体流出口之间的过滤器，所述流出口与所述电气装置流体连通；（iii)用于探测火灾指 示水平的单元，其包括用于检测所述电气装置中的温度、一氧化碳水平和烟雾颗粒水平的 单元；以及（iv)具有控制逻辑的控制系统，当由单元（iii)测量的三个火灾指示水平中的 两个高于阈值时，所述控制系统切断电源，并在预设延迟时间后启动所述触发器。
[0012] 另一方面，本发明还涉及一种避免连接电源的电气装置发生火灾的方法，包括： (a)探测火灾指示水平，其包括：测量温度、一氧化碳水平和电气装置中烟雾颗粒水平；(b) 若步骤（a)测量到的三个火灾指标水平中有两个高于阈值，就切断所述电气装置的电源； 以及（c)在预设延迟时间之后，将固体推进剂气体发生器产生的惰性气体流通入所述电气 装置。
[0013] 申请人发现：当探测到电气装置或其组件过热或刚起火时，使用上述系统和方法 可以通过提供惰性气体来避免电气装置发生火灾。电气装置过热可引发火灾是由于此类装 置在过热的温度时会产生挥发性和可燃性气体。通过提供惰性气体，这些可燃性气体和氧 气将被运离该过热的电气装置，从而降低火势发生或蔓延至电气装置的周围区域。
[0014] 另一优点是本系统和方法避免了如US2010/0076607所需要的复杂系统。再一优 点是本方法和系统为单个电气装置提供了局部解决方案，从而避免了临近的其它装置充分 暴露在灭火气体环境中。它还能在抑制作为一组电气装置（例如，数据中心的电气装置） 的一部分的一件设备过热或火势蔓延的同时，使其余的电气装置保持继续运行。以下将在 描述优选实施例时，讨论本发明的其它优点。
[0015] 进一步发现，在切断电源后的一定延迟时间之后仅提供惰性气体是有利的。以此 方式，能降低冷却风扇等在电气装置内产生任何的气体循环。这将增强以下方面：供应给 电气装置的惰性气体将会保留在该装置中并且不会因这些气体循环而被运离该装置。优选 地，该延迟时间在1-10秒之间。
[0016] 作为本系统一部分的电气装置可以是任何类型的电气装置。合适地，所述电气装 置是当出现过热时会着火的装置。所述电气装置可以是使用和/或产生电的装置。合适地， 所述电气装置连接至电源。电气装置的示例是家用设备（例如像洗衣机、干衣机）、个人电 器（例如个人计算机和音响设备、电池）、医疗设备（例如像放射诊断设备）、交通工具（例 如陆、海、空交通工具）、电气设备（例如车载计算机、电池、燃料电池）。
[0017] 所述电气装置可以是服务器计算机，其通常包括一个或多个处理器、微控制器、高 速视频卡、记忆卡、存储器（比如随机存取存储器（RAM))、网络接口和控制器、半导体装置、 磁盘驱动器、小型计算机接口（SCSI)总线控制器、视频控制器、电源等等，以及一个或多个 子系统。所述服务器计算机可运行以执行各种应用程序，比如计算、切换、路由、显示等等。 所述电气装置还可以是所谓的UPS和PDU单元和记忆存储设备，例如像硬盘。优选地，这样 的电气装置设置于一个空间内并且被放置于所谓的机架上。将所述电气装置适当地安装在 服务器机架上，机架本身可以安装于容器内。该容器有利形状是适合容纳电气装置并且容 纳其它必要的组件，例如冷却风扇。通常这种容器具有矩形，盒状形状。该容器通常还流体 连接至外界，以便允许空气流借助于一个或多个通风口通过该组件以达到冷却的目的。优 选地，该空间（即数据中心）依靠空气达到冷却。该数据中心还可由若干模块组成，每一个 模块包括一个或多个上述设备。例如，各个模块可以是美国专利US7278273记载的实施例 中的运输容器。
[0018] 在优选实施例中，不只一个电气装置被设置在包括固体推进剂气体发生器的容器 中。优选地，上述包括电气装置的容器连接至所述包括固体推进剂气体发生器的容器。以 这种方式，可以实现存在于盒状容器中电气装置的局部和单独的冷却及火灾抑制。可以设 想，仅启动一个包括固体推进剂气体发生器的容器，以将惰性气体通入到其连接的电气装 置中，同时相邻系统未被启动并继续正常运行。当将电气装置装配进放置在服务器机架内 的容器中时，可以将所述包括固体推进剂气体发生器、触发器和过滤器的容器放置于该服 务器机架的后侧或前侧。优选地将气体发生器放置于此类服务器机架前侧以免与通常存在 于其后侧的电缆发生干扰。
[0019] 在另一实施例中，数据中心由上述若干模块组成，其中一个或多个容器包含根据 本发明的系统。存在于一个此类模块中的一个或多个电气装置测量得到温度、一氧化碳水 平和烟雾颗粒水平，而该温度、一氧化碳水平和烟雾颗粒水平可以触发驱动惰性气体流从 固体推进剂气体发生器到单个电气装置。此外，包括合适地为较大的具有固体推进剂气体 发生器、触发器和过滤器的容器的系统可以存在于模块中，该模块能产生足量惰性气体以 充满该单个模块的整个空间。此类固体推进剂气体发生器的启动可以被用作进一步避免或 限制存在于该模块中的电气