辜英州 / 德國萊因太陽能與商用工業產品服務經理

從高功率連接到液冷可靠度，兩個容易被忽略的安全環節

AI 資料中心的高功率密度持續提升，散熱方式也從傳統氣冷逐步延伸至冷板、浸沒式冷卻及噴淋式冷卻等液冷技術。當液體開始進入資料中心的核心設備，系統可靠度就不再只取決於伺服器、電源或冷卻設備本身，連接器與冷卻液材料也成為需要重新檢視的關鍵環節。

 

高功率時代，連接器也面臨新的要求

在 AI 資料中心中，連接器承擔的不只是設備之間的電力連接。隨著供電電壓與電流提高，連接器本身也需要具備更高的電氣與機械性能。

 

德國萊因 TÜV 的 2PfG 3308 針對資料中心使用的電氣連接器提出相關要求，涵蓋最高 2,000V DC、1,500V AC，以及每個接點最高 800A 的額定電流，搭配 IEC 61984:2008 使用。這意味著 AI 資料中心使用的連接器，已經不能只從一般 IT 設備的連接需求來看。當高電壓與高電流同時出現，連接器需要承受更高的熱負載與電氣應力，也必須確保長時間運作下的連接可靠度。

 

連接器的安全，不只是「接得上」

2PfG 3308 的測試涵蓋機械、使用壽命、熱、氣候、電流耐受、防護等級及絕緣材料等不同面向。相關測試包括接觸電阻、溫升、長時間載流、高低溫、濕熱、腐蝕、短路電流及防護等。

 

▲ 高功率資料中心的電氣連接器需兼顧高電壓／大電流、耐熱與長期可靠度

 

這些測試反映出高功率資料中心對連接器的要求：真正需要確認的，不只是產品在正常條件下能否工作，而是在長時間使用、溫度變化及不同環境條件下，仍能維持原有的安全性能。

 

液冷系統中，「洩漏」可能成為另一個關鍵風險

當資料中心導入液冷後，連接器所承擔的任務也發生變化。液冷連接器需要將冷卻液安全地輸送至冷板或其他散熱設備，因此除了連接功能，還必須確保在壓力、溫度變化及長期使用下維持密封。 液冷連接器應用包括快速接頭、面板式快速接頭、推入式連接器、大尺寸及緊湊型快速接頭，以及雙重鎖定型連接器等。對這類產品而言，主要風險包括高壓噴流、洩漏、長期磨耗、高低溫操作及異常操作條件等。因此，德國萊因 TÜV 以 2PfG 3307 進一步涵蓋爆破壓力、洩漏、密封、壓力、溫度循環、機械循環、振動及過壓等測試。

 

冷卻液本身，也是液冷系統可靠度的一部分

液冷系統的另一個關鍵是冷卻液。

 

     ▲ 液冷系統需要確保密封不洩漏、耐壓耐溫、穩定運作與冷卻液品質

 

目前資料中心液冷方式包括間接液冷與直接液冷，其中直接液冷又可分為浸沒式與噴淋式；浸沒式冷卻則可進一步區分為單相及雙相系統。 尤其在浸沒式液冷中，冷卻液會直接與電子元件及相關材料接觸，因此冷卻液除了需要具備散熱能力，也需要確認其電氣及化學特性。

 

德國萊因 TÜV 的 2PfG 3178 測試項目涵蓋水分、清潔度、介電常數、介電擊穿、介電損耗因子、閃點，以及酸鹼值、氯離子、硫酸根、金屬離子、菌落數、硬度及導電度等。這些測試可以協助確認冷卻液的基本物性與使用狀態，也讓液冷系統的材料選擇從「能不能散熱」進一步延伸至「長期使用是否適合」。

 

液冷系統需要的是整體可靠度

AI 資料中心的液冷架構涉及冷卻設備、冷板、管路、連接器及冷卻液等多個環節，任何一個環節的性能不足，都可能影響整個冷卻系統的運作。因此，液冷系統的驗證不應只集中於單一設備，而需要分別確認電氣連接、液體連接及冷卻液材料的性能，並從高功率、長時間運作的情境檢視整體可靠度。

 

當 AI 資料中心進入更高功率密度的液冷架構，連接器與冷卻液已不再只是周邊零組件與材料，而是影響系統安全與長期可靠度的重要環節。

 

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FAQ

 

Q1. 為什麼 AI 資料中心的連接器需要特別驗證？

隨著 AI 資料中心電力需求提高，連接器可能需要承受更高的電壓與電流，因此除了基本連接功能，也需要確認其電氣、熱、機械、環境及長期使用性能。

 

Q2. 2PfG 3308 是什麼？

2PfG 3308 是德國萊因 TÜV 發布、針對資料中心電氣連接器的技術要求，適用於最高 2,000V DC、1,500V AC 及每接點最高 800A 額定電流的連接器，搭配 IEC 61984:2008 使用。

 

Q3. AI 資料中心連接器主要需要驗證哪些性能？

包括機械性能、使用壽命、熱性能、氣候環境、電流耐受、防護等級及絕緣材料等。

 

Q4. 液冷連接器和一般電氣連接器有什麼不同？

液冷連接器除了連接功能，還需要確保冷卻液在壓力、溫度變化及長期使用下不發生洩漏或性能下降，因此需要增加壓力、密封、洩漏、溫度循環及機械耐久等驗證。

 

Q5. 2 PfG 3307 主要驗證什麼？

2PfG 3307 針對 AI 資料中心液冷連接器，測試包括爆破壓力、螺絲鬆脫、相容性、連接強度、壓力、密封／防護等級、洩漏、溫度循環、機械循環、振動及過壓等。

 

Q6. 為什麼冷卻液也需要驗證？

在浸沒式液冷等應用中，冷卻液會與電子元件及系統材料直接接觸，因此除了冷卻功能，也需要確認其電氣、化學及使用性能。

 

Q7. 2PfG 3178 涵蓋哪些冷卻液測試？

包括水分、清潔度、介電常數、介電擊穿、介電損耗因子、閃點、酸鹼值、氯離子、硫酸根、金屬離子、菌落數、硬度、導電度、顆粒及成分分析等。

 

Q8. 德國萊因 TÜV 可以協助液冷系統的哪些部分？

德國萊因 TÜV 可對應 AI 資料中心液冷連接器及冷卻液材料二類測試與驗證，分別對應 2PfG 3307 及 2PfG 3178。