一、前言
眾所周知,隨著電信產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,在線運(yùn)行的MDF已達(dá)數(shù)億之多。尤其是農(nóng)村端局的外線電纜周?chē)沫h(huán)境相對(duì)復(fù)雜,因而電纜線路上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種外來(lái)危險(xiǎn),其中以電力線碰觸帶來(lái)的后果最為嚴(yán)重。若發(fā)生MDF火災(zāi)事故,不但損壞和報(bào)廢了大量的通信設(shè)備,而且可能造成通信線纜損壞,造成通信安全的極大隱患。
為保障通信運(yùn)行安全,通信系統(tǒng)一般采用二級(jí)防護(hù),即總配線架的一級(jí)防護(hù)和程控交換機(jī)的二級(jí)防護(hù)。但是防護(hù)的核心重任依然由總配線架來(lái)完成,因此總配線架的安全防護(hù)成為交換機(jī)安全的第一道關(guān)口。
二、MDF總配線架工作原理
MDF總配線架是市話測(cè)量室主要設(shè)備之一,所有外線均接至總配線架,再由總配線架接至相關(guān)的機(jī)械設(shè)備上。外線電纜是不能直接與交換機(jī)相連的,其間必須經(jīng)過(guò)一種交接設(shè)備,這就是總配線架。
總配線架
總配線架的基本功能如下:
1.具有配線功能,通過(guò)跳線可將任一內(nèi)線連接到任—外線上。
2.具有防護(hù)裝置,它和外線上的、交換機(jī)內(nèi)的防護(hù)設(shè)施一起構(gòu)成一個(gè)防護(hù)系統(tǒng),防止由外線進(jìn)入的過(guò)電壓、過(guò)電流對(duì)局內(nèi)的設(shè)備和操作人員造成損壞和傷害。
3.具有對(duì)內(nèi)外線進(jìn)行測(cè)試的位置。
4.具有告警功能,告警時(shí)發(fā)出可聞、可見(jiàn)信號(hào),能及時(shí)發(fā)現(xiàn)動(dòng)作的保安單元。
MDF總配線架作為交換機(jī)防護(hù)的保護(hù)裝置,在防雷電過(guò)電壓、防工頻感應(yīng)過(guò)電壓和工頻接觸過(guò)電流方面發(fā)揮了重要作用。但也有其明顯的薄弱環(huán)節(jié)之特點(diǎn)。近年來(lái),由于國(guó)內(nèi)MDF廠家眾多,技術(shù)水平有高有低;相應(yīng)的在各通信局站使用的配線架保安排及保安單元種類(lèi)繁多,質(zhì)量參差不齊,一些產(chǎn)品的安裝使用對(duì)通信局站形成了火災(zāi)隱患,強(qiáng)電入侵導(dǎo)致MDF總配線架起火燃燒的事故經(jīng)常發(fā)生,可以這樣認(rèn)為,MDF總配線架的安全隱患,已嚴(yán)重威脅了通信運(yùn)行安全。
MDF總配線架最大的不安全因素就是火災(zāi)隱患,而火災(zāi)的直接來(lái)源就是強(qiáng)電入侵以及隨之帶來(lái)的高溫高熱從而導(dǎo)致保安單元、保安接線排或外線電纜起火。
既然強(qiáng)電入侵主要是由于高壓電力線路與市話電纜搭碰而產(chǎn)生的,那么強(qiáng)電入侵發(fā)生后,MDF保安單元的動(dòng)作情況以及線路電壓電流的情況又如何呢?我們做如下分析:

如圖1所示為一個(gè)典型的MDF保安單元的示意圖,通常來(lái)說(shuō),MDF在強(qiáng)電入侵時(shí)其過(guò)流保護(hù)首先動(dòng)作,將入侵電流限制在很低水平之下。此事如果入侵電壓大于190V,MDF總配線架的保安單元其過(guò)壓器件(固體半導(dǎo)體管、氣體放電管)保護(hù)就會(huì)啟動(dòng),由于過(guò)壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)會(huì)釋放一定的熱量,在彈力的作用下,保安單元在一定時(shí)間內(nèi)失效保護(hù)動(dòng)作,將強(qiáng)電入侵直接短路下地,同時(shí)啟動(dòng)告警裝置,提醒維護(hù)人員更換保安單元。如果入侵電流大于一定值后,保安單元開(kāi)路,從而確保程控交換機(jī)的安全。
三、MDF總配線架狀況分析
保安單元是插在保安接線排上的防止人身和設(shè)備遭受過(guò)電壓、過(guò)電流傷害的一種防護(hù)裝置,是總配線架上的重要部件。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)“CCITTK.20建議”和我國(guó)線路環(huán)境實(shí)際情況,安裝在總配線架上的保安單元必須具有三項(xiàng)功能,即防雷擊、防強(qiáng)電感應(yīng)、和防交流市電功能。特別對(duì)于過(guò)電壓、過(guò)電流二次防護(hù)能力較差的程控交換機(jī),保安單元的一級(jí)防護(hù)功能顯得更為重要。
(1)雷電沖擊:是指雷電沖擊所產(chǎn)生的浪涌電壓它有瞬間發(fā)生及瞬間完成的特點(diǎn),有的電壓高達(dá)幾萬(wàn)伏、幾千伏不等,就看發(fā)生的遠(yuǎn)近而異。
(2)強(qiáng)電感應(yīng):當(dāng)電纜經(jīng)過(guò)某些特殊的地方,如電氣化鐵路或變電站或發(fā)電廠等, 有時(shí)因?yàn)殡姶艌?chǎng)的原因而產(chǎn)生感生電流。根據(jù)感應(yīng)電流的距離有長(zhǎng)線感應(yīng)、短線感應(yīng)之分,一般可概括如下:長(zhǎng)線感應(yīng)有電壓大、電流相應(yīng)較小的特點(diǎn):短線感應(yīng)有電壓大電流也大的特點(diǎn)。
(3)電力線碰觸:在電纜架設(shè)方面,我國(guó)的實(shí)際情況是電話電纜與市電電纜或電車(chē)電纜在空中并行或縱橫交錯(cuò)架設(shè),由于風(fēng)吹雨打日曬及雷擊、動(dòng)物損傷、電纜年久老化等問(wèn)題,所以電力線搭碰還是比較常發(fā)生。
以上三種情況進(jìn)局,嚴(yán)重的會(huì)引起明火燃燒、燒壞配線架模塊或交換機(jī)的用戶電路板。
雖然MDF保安單元可以將外電入侵保護(hù)下地,從而能夠起到一定的保護(hù)作用和報(bào)警功能,但是從安全的角度來(lái)看,傳統(tǒng)的MDF在強(qiáng)電入侵告警在實(shí)際應(yīng)用中,卻存在著很大的事故隱患和不足,這里簡(jiǎn)要分析如下。
1、短路保護(hù)方式可能造成線路上出現(xiàn)很大的短路電流
MDF目前的設(shè)計(jì)基本思想是將侵入的過(guò)電壓過(guò)電流短路下地,因此在一個(gè)典型的強(qiáng)電入侵的情況下,其線路的電流在開(kāi)始由于PTC的限流而減小之外,隨著過(guò)壓保護(hù)裝置以及隨后的失效保護(hù)裝置的啟動(dòng),該線路電流將不斷上升,導(dǎo)致線路電流相當(dāng)大,可能引起線路電纜就會(huì)出現(xiàn)熔化粘連等狀況,導(dǎo)致保安排模塊和保安單元也可能熔化變形,同時(shí)極可能由于電纜大量粘連串線,而導(dǎo)致多處用戶線遭受大電流侵襲,引起明火。
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2、MDF總配線架的各級(jí)接地問(wèn)題
保安單元插入在保安接線排上,當(dāng)通信線路受強(qiáng)電侵襲出現(xiàn)高電壓、潛電流、大電流等情況時(shí),起到保護(hù)作用。
保安接線排未插入保安單元時(shí),內(nèi)、外線處于斷開(kāi)狀態(tài),插上保安單元后,內(nèi)外線路接通。當(dāng)保安單元插入保安接線排后,保安單元的接地插腳穿過(guò)保安接線排的接地孔與接地條相連接,每個(gè)保安接線排的接地條與接地的架體連接在一起,組成了整個(gè)配線架的接地系統(tǒng)。
我們知道,由于傳統(tǒng)的保安接線排由于在存在當(dāng)年的設(shè)計(jì)理念和原材料的限制,極有可能造成保安單元和保安接線排間的接地連接不良,從而導(dǎo)致地的缺失,后果是直接導(dǎo)致工頩入侵直接串入程控交換機(jī),將導(dǎo)致燒壞配線架模塊或交換機(jī)的用戶電路板,進(jìn)而引起明火燃燒。
3、保安單元關(guān)鍵器件的問(wèn)題
3.1由于氣體放電管存在慢性漏氣的弊病,其擊穿電壓值不斷飄升,會(huì)導(dǎo)致防護(hù)性能逐漸惡化;又由于使用氣體放電管的保安單元使用時(shí)間均超長(zhǎng),其防護(hù)性能已嚴(yán)重超標(biāo);為消除該幾款保安單元存在的隱患,使得保安單元在線路中出現(xiàn)過(guò)電壓過(guò)電流時(shí)真正起到保護(hù)的作用,建議更換全部氣體放電管保安單元。
3.2由于早期保安單元過(guò)流組件采用熱線圈防護(hù),由于其相應(yīng)速度慢,起不到一階防護(hù)的要求,因此,在90年代中后期已被中國(guó)郵電電信總局明令廢止。
3.3由于早期的頂桿式保安單元限于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)理念和主要原器件落后的影響,其結(jié)構(gòu)本身存在明顯的缺陷。并且,由于目前通信及寬帶業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,縮短線路故障的障礙歷時(shí)、提高維護(hù)效率等越來(lái)越被運(yùn)行維護(hù)部門(mén)所重視,通過(guò)指示桿方式實(shí)現(xiàn)告警指示的保安單元在維護(hù)上帶來(lái)極大的不便。
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3.4部分保安單元告警采用外線動(dòng)作方式,使得FS動(dòng)作過(guò)程中極易打壞保安單元告警燈,總告警輸出了告警信號(hào),卻無(wú)法查找到該保安單元。另該種保安單元在材質(zhì)控制上存在缺陷,在正常使用過(guò)程中容易出現(xiàn)截鈴現(xiàn)象,輸出誤告警,當(dāng)鈴流過(guò)后又恢復(fù)正常,干擾正常維護(hù)工作。
4、保安接線排本身存在的問(wèn)題
由于國(guó)內(nèi)引進(jìn)程控交換機(jī)最早是在九十年代,限于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)、制造、工藝、原材料的原因,到目前為止,大多保安排已存在塑料老化/卡線簧片斷裂等情況,嚴(yán)重地浪費(fèi)端口資源。同時(shí),由于當(dāng)時(shí)對(duì)保安單元了解的局限性,產(chǎn)生了許多保安單元僅僅起到連接作用,沒(méi)有真正起到防護(hù)要求,引起燃燒。
四、直列保安排改造接線方法
在原先的直列架體上,不需要新增任何架體,就可在原先得直列上新增保安排。
按原配線架直列為1200線為例,共12塊保安排,以原有的繞接式保安排為例,原長(zhǎng)度305mm,采用中達(dá)高密度保安排,長(zhǎng)度尺寸為185mm,即可在不改變?cè)须x地高度的情況下,可增加8塊新型保安排,理任上每列可達(dá)2000線用容量。
五、直列保安排改造的優(yōu)勢(shì)比較
5.1理認(rèn)上,只要在原配線架直列中,采用中達(dá)告密度保安排替換原保安排,,即可達(dá)到擴(kuò)容目的。無(wú)任在工程量或是投資金額上,均比另外新增模塊局來(lái)的經(jīng)濟(jì),只需同樣的安裝保安排的工作量,但此要點(diǎn)是,新增的保安排,,必新增外線電纜。
5.2如按增加模塊局的方案,必須尋找新的房源,新增總配線架(直列、橫列、列吿警、總吿警等),,人員及工作量的大大增加,此種方法,造成局方投資成本巨大。而采用中達(dá)提供的方案,只占原原投資的1/4成本(保安排的安裝過(guò)程同新增模塊局的工作量相同)。
六、中達(dá)直列保安排的特點(diǎn)
a.高密度,正面卡接,高效率。
b.材質(zhì)優(yōu)良,工藝考究(聚碳酸酯、錫磷青銅)。
c.極低的簧片接觸電阻適合寬帶未來(lái)發(fā)展。
d.極高的氣密性及拉脫力設(shè)計(jì)。
e.所有跳線處簧片均為雙卡,有利于局方復(fù)接。
f.自由更換受損卡接簧片,保證號(hào)源不受損失。
g.接通率及工作量大為比較,中達(dá)提供此款高密度保安排,采用正面卡線操作,并且,可以在保安單元不拔下的情況下(通話不中斷),完成復(fù)接功能.從而減輕運(yùn)維人員的工作量。
六、直列改造帶來(lái)的附加效益
MDF機(jī)房及通信線路的運(yùn)行安全問(wèn)題,是通信局站提高維護(hù)水平、保障網(wǎng)絡(luò)安全的重要組成部分,同時(shí)也是通信系統(tǒng)進(jìn)一步推行無(wú)人值守機(jī)房之時(shí)應(yīng)該解決的迫切問(wèn)題。提高M(jìn)DF設(shè)備的運(yùn)行可靠性,是迫切需要解決的一個(gè)問(wèn)題。為了更進(jìn)一步地確保強(qiáng)電入侵不會(huì)對(duì)MDF機(jī)房和通信線路帶來(lái)災(zāi)難性的損壞,應(yīng)該在對(duì)更換保安單元的基礎(chǔ)上,有步驟地進(jìn)行總配線架直列改造建設(shè)。以保障通信機(jī)房的運(yùn)行安全,為今后全面開(kāi)展機(jī)房無(wú)人值守創(chuàng)造安全條件。從投入的改造成本和改造后的效果看,透過(guò)此種方式的直列改造,無(wú)論從安全性、經(jīng)濟(jì)性、 操作性等方面來(lái)考量、都會(huì)為局方帶來(lái)可觀的效益。