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高电压,高风险:聚焦AI数据中心工作者的安全防护
发布时间:2026-04-07     作者:伟创力关键电源与嵌入式电源事业部总裁Christopher Butler

近期,开放计算项目(OCP)发出协作倡议,指出随着兆瓦级机架的落地应用,以及 800 伏直流电力架构日益成为行业事实标准,数据中心基础设施的设计理念亟待重新审视。该组织已提议设立专项工作组,牵头制定下一代数据中心的核心技术规范,首批聚焦电力、冷却、机械及遥测通信协议领域。而我想在此基础上,再提出一个核心议题:作业现场安全。

英伟达 NVIDIA推出的 800 伏直流架构具备诸多不容置疑的优势。在功率既定的情况下,更高的电压能有效降低电流,不仅减少铜材用量、缩小配电设备体积、提升能源利用效率,还能让数据中心的整体电力架构具备更强的可扩展性。

但从当前主流的 48 伏电力基础设施升级至 800 伏直流架构,绝非简单的技术迭代 —— 对于在数据中心内近距离接触这一系统的人员而言,这是一次巨大的挑战。需要掌握 800 伏直流安全操作技能并持证上岗的,远不止电工这一个岗位。搭建和维护这些机架及配套系统,需要大批专业人员协同作业:从安装服务器和网络设备的技术人员,到负责液冷系统的管道工,再到安保人员和现场服务技师,无一例外。所有人员都必须清晰知晓自己进入的作业区域存在何种风险,以及强电流可能带来的危害。但截至目前,行业内尚未针对 800 伏直流架构制定统一的安全标准,也未建立全行业通用的培训体系。

 

正视安全隐患:800 伏直流电压的潜在风险

现有安全标准已让当下采用 48 伏低压架构的数据中心具备了较高的安全性。尽管数据中心电路的大电流特性仍需谨慎操作,但电气事故造成的损坏基本仅局限于设备本身。在存放 IT 设备的数据大厅内,线路连接均采用相对标准的额定电压,与我们日常接触的电压等级相近。因此,在绝大多数情况下,工作人员打开 IT 机架或设备机柜时无需心存顾虑。

向 800 伏直流电转型带来了全新的安全问题,必须以严谨和清晰的方式加以应对。在数据中心设施层面,800伏直流电旨在替代现有的 480 伏交流系统,二者功率与风险等级相当,因此需要开展专门的电气故障测试、防护设计,并制定明确的作业管控规范。与服务器机架内部普遍使用的 48伏电力架构相比,800伏直流电在电气暴露风险上实现了根本性跃升。直流故障在本质上不同于交流故障,最突出的区别在于不存在自然的电流过零点,这直接影响电弧闪络行为、保护装置的性能以及事故入射能量水平。尽管美国国家电气法规(NEC)国际电工委员会(IEC)电气电子工程师学会(IEEE)已定义了基准电压等级,但针对 800伏直流电在数据中心应用的细化指导规范仍在完善之中。

为弥补这些差距,业界正积极开展直流电弧闪络与短路实验室测试,改进计算方法,并研发高速固态和混合式直流保护装置。与此同时,基于NFPA 70E(美国国家消防协会《工作场所电气安全标准》)标准的作业安全规范也在进行适配调整,以确保 800 伏直流系统在部署与维护时,能达到与现有 480 伏交流设施相当的安全水平,同时与机架内部的低压供电系统保持明确区分。

 

业场所安全标准:现状与进展

安全标准最初源于行业经验积累。长期从事电气作业的人员深知其风险,但要将这些经验编纂为正式的职场安全规范仍需时间。目前,由美国国家消防协会发布的《国家电气规范》与《工作场所电气安全标准,有助于防范员工因触电、电击、电弧闪络和电弧爆炸造成的伤亡。美国职业安全与健康管理局的相关法规也具有同样目的。但这些标准尚未针对数据中心中出现的 800 伏直流架构作出专门规定。

早在两年前,美国《国家电气规范》中才首次加入涵盖 1000 伏交流和 1500 伏直流的相关条款,而每一新版规范(每三年发布一版)通常需要数年时间才能被广泛采用。早在 1995 年,工作场所电气安全标准》就首次定义了电弧闪络危害,但直到 20 年后的2015年,关于个人防护装备的明确要求以及该标准的广泛认可才真正落地。

从《国家电气规范》和美国职业安全与健康管理局的监管角度来看,600 伏是关键阈值,超过该电压的系统需满足更严格的安装、分析与安全要求。因此,目前大多数 800 伏直流配电设备在设计时,其绝缘等级均符合 600 伏这一阈值要求。

尽管《美国国家电气规范》和美国职业安全与健康管理局均未对 600 伏以上电压正式划分单独类别,但个人防护装备的要求与作业规范由电击和电弧闪络风险评估,而非仅取决于电压等级。目前,关于800 伏直流所带来的影响,以及在这类新型高压直流环境中作业的风险评估,相关的同行评审研究才刚刚起步。

 

受影响的不只是电工 —— 管道工、IT 人员及其他现场人员同样面临风险

我们必须在行业内提升相关安全意识。向 800 伏直流环境转型将彻底改变人员与设备的交互方式。未来,未经专业培训与资质认证的人员将不得进入数据机房。更多不同岗位人员都必须接受规范培训,掌握在该区域内安全通行、操作相关系统与基础设施的正确方法。

目前,许多行业的运行电压都在600V或以上,其中包括:

  • 海洋系统
  • 铁路应用
  • 太阳能基础设施
  • 电动汽车架构

在数据中心之外,人们早已在极高直流电压环境下作业,我们可以从中吸取经验。船舶、铁路及太阳能行业均有采用 1500 伏直流电压的应用场景。但这些行业与数据中心之间存在一个重大区别:其系统在任何作业开始前都会完全断电。

在设备保持通电、正常运行的状态下进行热插拔操作之所以不会危及生命,是因为绝大多数设备与负载仍采用 48 伏供电架构。目前,行业也在积极研发基于原生 800 伏直流电压、具备防触电保护设计的 IT 设备。

“数据中心的核心是不间断运行,工作人员已习惯于在带电状态下操作供电、冷却及 IT 设备,很少考虑自身面临的致命风险。”

电动汽车行业同样建立了安全规范,用于培训技术人员及相关人员,使其能够安全操作和接触800伏直流架构,从而提升能效、实现快充。不过,数据中心运营方在制定自身标准时,必须注意一个关键差异:由电网直接供电的 800 伏直流系统,故障电流不会像电池供电系统那样快速衰减。此类故障电流可维持在极高水平,从而产生严重的闪络与热危害。因此,保护方案、隔离装置及接地策略必须针对持续、高能量的直流故障设计,而非电池的瞬时放电,这使得采用 800 伏直流的数据中心,其安全标准与设备选型变得尤为关键。

 

危险往往无形

现在设想一座混合式数据中心,同时运行传统负载与 AI 负载,而正是 AI 负载推动着行业向更高效的 800 伏直流供电架构转型。在这种混合部署环境中,800 伏直流供电区域究竟分布在何处?

一排排基础设施与设备看上去几乎一模一样,尤其是对不熟悉各品牌细节差异的人员来说。何况,电本身是无形的,无法通过肉眼发现危险 —— 一旦出事,后果却显而易见。即便配备了完善的电路保护、物理隔离、接地系统及其他预防措施,仍必须格外谨慎。

熟悉供电架构的人员——主要是接受过 600 伏以上直流规范培训的工程师和电工,会在维修前准确识别并切断设备电源,但机房内的作业人员并非只有他们。电力不会自行流入机架,也并非孤立存在。

在这种情况下,误判风险的概率相当高。电气、管道、IT 这三类作业人员,都会在比以往危险得多的环境中工作。“您先请” 式的谦让绝非可靠的安全策略。

值得注意的是,随着供电架构以新方式穿过一排排机架,为 AI 与高性能计算所用的兆瓦级以上高功率机架输送高压、稳定电力,配电间与数据机房的界限正在逐渐模糊。此外,这些机架本身也在不断变化,超大规模运营商会在机架有限空间内重新配置供电、冷却与 IT 设备,或将其分为主机架与辅助机架以提升计算能力,布局不断整合与调整。总之,变化始终存在。

 

800 伏直流培训刻不容缓

下一代 AI 算力中心与 GPU 集群对 800 伏直流供电的需求,给行业带来了全新的安全、合规与运营挑战。在推动向 800 伏直流架构转型的过程中,英伟达及电源设备厂商,已认识到安全风险、标准缺失与人员培训不足的问题,并正与 UL Solutions等监管及安全机构合作,制定新的安全标准、测试要求与培训体系。尽管现已有 ±400 伏直流的安全培训与个人防护装备(PPE),但该供电架构尚未广泛部署,因此,行业对于两者的安全认知都仍较为有限,隔离与应急规程同样存在缺失。、

专业技能与知识的匮乏是切实存在的问题。企业甚至需要经验丰富的技术人员推迟退休,因为人员接替难以满足需求。自满情绪同样是隐患,长期频繁出入作业环境,会让人对风险逐渐麻木。

按理说,在进入现场前,每个可能接触电气设备的员工都必须全面掌握危险识别与安全规程,包括安全隔离区域、如何正确使用个人防护装备,以及上锁和挂牌程序。

尽管我无法代表其他行业,但可以谈谈伟创力内部的电源团队。每周,我们会招聘 20 至 30 人,培训的第一步就是让他们了解电气设备周边作业的风险。我们大部分工作在生产环境中开展,新员工的首要任务是理解设备在断电状态下的组装方式,以及如何测试与调试。之后,他们才会在受控环境中学习带电作业。根据入职时的技能水平,工作一两年后,他们有机会成为现场服务技术人员。

到那时,持续传递安全知识将成为他们的责任。现场、电压、设备类型等每天都在更新变化。大学毕业后,我就一直从事工业与系统工程工作,至今仍会和团队一起前往各类现场,保持技能熟练。

 

我们的下一步计划

从交流供电架构转向800 伏直流架构,会使作业场所的危险程度呈指数级上升。技术发展瞬息万变,为了保障电工及相关工种、IT 人员的安全,培训必须深入且持续。这需要由开放计算项目或电气标准机构等行业联合组织推动全行业共同提升。

员工的安全向来是首位的,绝不能让位于更强、更快、更先进的算力需求。目前,伟创力的一流实验室已经开始开展实验室环境的风险评估工作。我期待进一步参与相关讨论,并助力引领这一重要领域的研究,确保 800 伏直流技术在下一代 AI 数据中心中得到安全应用。