1 MDF行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T694-2004(以下簡(jiǎn)稱行標(biāo))《總配線架》中的第3.1條定義總配線架(MDF)為:外線側(cè)連接銅芯雙絞線市話通信電纜，內(nèi)線側(cè)連接電信交換或接入設(shè)備的用戶電路，可通過跳線進(jìn)行線號(hào)分配且具有過電壓過電流防護(hù)功能及測(cè)試端口的配線架。第3.7條定義保安單元:為防止局內(nèi)設(shè)備和操作者人身遭受過電壓過電流危害的第一級(jí)保護(hù)裝置。第3.9條定義“過電壓過電流”為:出現(xiàn)在設(shè)備上的超過設(shè)備本身正常工作范圍的外來干擾電壓和電流。針對(duì)MDF總配線架而言過電壓過電流指:①外線上或外線附近雷擊造成的電涌;②外線附近的電力線或電力裝置和鐵路電氣化系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，在外線上感應(yīng)出的交流電壓;③外線與220v電力線直接相碰。新制訂的YD/T694-2004《總配線架》針對(duì)老標(biāo)準(zhǔn)YD,T694-99《總配線架》中存在許多不適應(yīng)現(xiàn)代電信運(yùn)維機(jī)制的條款，為更好地讓MDF保安單元起到過電壓過電流防護(hù)，確保通信局站人員與設(shè)備的安全，在保安單元安全防護(hù)性能方面做了修改或增加。主要條款如下:1)刪除了Fs失效告普中的時(shí)間要求.2)增加了過電流熱穩(wěn)定性條款，要求保安單元應(yīng)能承受110vAC線阻160歐4小時(shí)實(shí)驗(yàn)，保安單元應(yīng)不起火不變形。3)增加了對(duì)地電容測(cè)試項(xiàng)目，要求a,b線對(duì)地電容龔200PF(用于ADSL線路的保安單元的對(duì)地電容=31PF)。4)修改了電力線碰觸實(shí)驗(yàn)，要求在10歐檔電力線碰觸時(shí)1小時(shí)被試單元應(yīng)不著火，尤其應(yīng)將外線輸入端開路或?qū)⑤斎腚娏飨拗圃?0mA以下。5)修改了限流元器件動(dòng)作時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作時(shí)間縮短了1倍以上.如I=1A,t由原標(biāo)準(zhǔn)的1.5s縮短到0.4s,

2 MDF保安單元的原理

根據(jù)定義，總配線架的保安單元必須在外線電路或用戶端設(shè)備遭受過電壓過電流危害時(shí)動(dòng)作，起保護(hù)作用。防止人身和設(shè)備遭受過電壓過電流傷害，并且在遭受持續(xù)過電壓過電流危害時(shí)能夠發(fā)出聲光告替信號(hào)，以便維護(hù)人員迅速排查故障。

2.1 防雷擊工作原理

當(dāng)線路遭受雷擊危害(以峰值電壓4000V,I(Y200us試驗(yàn)波形為例)配線架的保安單元過電壓保護(hù)器件(放電管)能在us級(jí)響應(yīng)(氣體放電管)或者以ns級(jí)響應(yīng)(固定放電管)對(duì)地放電。根據(jù)行標(biāo)5.4.7.2經(jīng)過保安單元一級(jí)防護(hù)后，被試保安單元輸出端電壓水平被控制在800v以內(nèi)。

2.2 防電力線感應(yīng)工作原理

當(dāng)線路遭受電力線感應(yīng)時(shí)，假定線路電阻R1,R2均為600歐(f 0.4電纜按300 W km計(jì)算約2km距離)。遭遇的感應(yīng)電壓為600v時(shí)，感應(yīng)電流I= DR, I不會(huì)大于IA，則放電管側(cè)電壓峰值一般不會(huì)超過100v。此時(shí)，放電管不會(huì)動(dòng)作。如感應(yīng)電壓持續(xù)時(shí)間達(dá)到0.4s(采用PTC作為過流保護(hù)器件的保安單元)或0.005s(采用半導(dǎo)體過流保護(hù)裝置的新型保護(hù)單元)則R3,R4動(dòng)作呈高阻.感應(yīng)電流同時(shí)被限制mA級(jí)以下。放電管兩側(cè)電位立即上升到電

力線感應(yīng)電壓600v左右。峰值可達(dá)到800多伏，大大超過了放電管直流擊穿電壓并將放電管擊穿，便感應(yīng)過電壓對(duì)地泄放。

2.3 防電力線碰觸工作原理

當(dāng)線路遭到220v電力線碰觸危害時(shí)，過電流約為220試R1+R3+R5), R5為局用交換機(jī)用戶板電路中的限流元器件。當(dāng)R1線路電阻越小，220v碰觸電纜地點(diǎn)與交換機(jī)房越近(300歐Am f 0.4, 200腳km f0.5) . Ill越大220vAC碰觸電纜地點(diǎn)離交換機(jī)房越遠(yuǎn)。即便Ill僅為幾十歐，放電管兩側(cè)電位也有可能達(dá)不到放電管的直流擊穿電壓值。當(dāng)過電流持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)規(guī)定值，PTC動(dòng)作呈高阻，放電管兩側(cè)電位上升到300多伏。放電管被擊穿，使得過電壓對(duì)地泄放。

2.4 放電管失效保護(hù)工作原理

由于放電管被擊穿，使得過電壓對(duì)地泄放，放電管放電發(fā)熱持續(xù)一段時(shí)間(如1=2.5A,t < 15s)，將使Fs裝置的低熔點(diǎn)元件受熱熔化，令Fs開關(guān)閉合。使過電壓經(jīng)Fs開關(guān)短路對(duì)地泄放，放電流不再流經(jīng)放電管;與此同時(shí)，與Fs開關(guān)聯(lián)動(dòng)的失效保護(hù)告警裝置Kl,K2閉合，發(fā)光二極管燈亮，并通過S信號(hào)告警系統(tǒng)發(fā)出聲光告警信號(hào)。

3 MDF保安單元應(yīng)用分析

根據(jù)以上原理分析，MDF保安單元主要起過電流過電壓防護(hù)作用，其主要原器件由放電管、PTC,告警開關(guān)裝置、金屬接插件、塑殼等組成。而作為主要原器件的放電管、PTC則是保安單元質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。而且前廣泛使用的氣體放電管與PTC存在以下缺陷。

1)氣體放電管存在慢性漏氣、光敏效應(yīng)、離散性較大，造成長(zhǎng)時(shí)間使用后可靠性降低。筆者曾對(duì)5年以上的氣體放電管進(jìn)行了抽測(cè)，測(cè)試樣品200只，不合格率達(dá)到32%.

2)由于MDF總配線架向高密度、小型化的發(fā)展趨勢(shì)，迫使保安單元體積減小，氣體放電管安裝空間越來越小，小管徑的氣體放電管面臨耐流能力的降低給保安單元質(zhì)量造成隱患。

3)舊式熔絲、熱線圈、熔絲加熱線圈等方式的過流元器件已不符合新的行標(biāo)，目前大部分在用的PTC也存在著響應(yīng)速度與交換機(jī)二級(jí)防護(hù)不匹配的問題�，F(xiàn)有多數(shù)總配線架保安單元的PTC限流動(dòng)作時(shí)間均不能保證快于各種交換機(jī)的PTCR。當(dāng)過電流過電壓危害發(fā)生時(shí)，交換機(jī)二級(jí)防護(hù)元器件動(dòng)作，保安單元?jiǎng)t形同虛設(shè)。造成交換機(jī)用戶電路的PTC更易于被損壞。

4)除以上情況外，保安單元還存在老化，過電流過電壓防護(hù)完全失效的現(xiàn)象;無告警輸出現(xiàn)象;氣體管長(zhǎng)時(shí)間處于弧光放電狀態(tài)導(dǎo)致MDF總配線架起火現(xiàn)象;塑料殼變形、阻燃劑揮發(fā)、阻燃性能下降現(xiàn)象;電容值過大影響ADSL, ISDN等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開展;誤告警現(xiàn)象等。2003年3月起，有公司著手對(duì)湖南省電信公司的MDF總配線架運(yùn)行情況進(jìn)行摸底測(cè)試，全省約有472萬保安單元需進(jìn)行更換。其中95年前投入使用的氣體放電管+熱線圈式或熔絲的保安單元數(shù)量約182萬，95年以后到99年底的氣體放電管+PTC式的保安單元約有290萬需進(jìn)行更換。以湘潭、株洲為例，2003年7月又分別對(duì)湘潭市38個(gè)局點(diǎn)、株洲炎陵、枚縣等34個(gè)局點(diǎn)進(jìn)行保安單元抽樣檢測(cè)，完全符合要求的局點(diǎn)只有20個(gè)點(diǎn)即保安單元合格率達(dá)到90%以上及告警系統(tǒng)正常、地線連接正常的局點(diǎn)合格率不到30%,5年以上的保安單元不合格率超過了28%.廣東電信2003年亦對(duì)MDF保安單元進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)抽測(cè)，4712個(gè)抽測(cè)樣品分布在7個(gè)本地網(wǎng)18個(gè)通信局，涉及品牌12個(gè)�？傮w不合格率達(dá)到了41%。其中5年以上的氣體放電管不合格率超過25.8%,5年以內(nèi)的氣體放電管不合格率僅為1%;MDF保安單元?jiǎng)幼麟妷翰缓细衤蔬_(dá)到87.1%(單個(gè)局點(diǎn)而言)由此，中國(guó)電信集團(tuán)公司組織全國(guó)各省分公司專家對(duì)目前在線使用的MDF總配線架及保安單元的使用情況進(jìn)行了調(diào)查摸底。僅湖南省電信分公司就存在95年前的各類保安單元將近200萬只。其中還存在部分熱線圈、熱熔絲等老制式的保安單元仍在線運(yùn)行給中國(guó)電信的正常生產(chǎn)運(yùn)作帶來了較大隱患。仔細(xì)研讀YD/T694-200X新標(biāo)準(zhǔn)，不難發(fā)現(xiàn)貫穿整個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了二個(gè)字即“安全”。這也是近幾年隨著工作效率提高無人值守機(jī)房越來越多，用戶質(zhì)量意識(shí)不斷加強(qiáng)的結(jié)果。這也是幾次重大機(jī)房火災(zāi)教訓(xùn)。迫使原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行較大修改。為確保機(jī)房人員和設(shè)備的安全，杜絕火災(zāi)現(xiàn)象對(duì)湖南省內(nèi)各種類型的MDF保安單元進(jìn)行了調(diào)研分析，并針對(duì)220vAC交流碰觸作了大量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，保安單元的質(zhì)量不僅僅由其主要元器件如放電管、PTC、告警開關(guān)裝置決定。更重要地是保安單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)劣、工藝組裝的好壞是整個(gè)保安單元能否起到過電流過電壓防護(hù)、杜絕火災(zāi)隱患的關(guān)鍵�，F(xiàn)將保安單元著火現(xiàn)象歸納總結(jié)如下

（未完待續(xù)）

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