主题：机房配线架维护技术

1 MDF行业标准

中华人民共和国通信行业标准YD/T694-2004(以下简称行标)《总配线架》中的第3.1条定义总配线架(MDF)为:外线侧连接铜芯双绞线市话通信电缆，内线侧连接电信交换或接入设备的用户电路，可通过跳线进行线号分配且具有过电压过电流防护功能及测试端口的配线架。第3.7条定义保安单元:为防止局内设备和操作者人身遭受过电压过电流危害的第一级保护装置。第3.9条定义“过电压过电流”为:出现在设备上的超过设备本身正常工作范围的外来干扰电压和电流。针对MDF总配线架而言过电压过电流指:①外线上或外线附近雷击造成的电涌;②外线附近的电力线或电力装置和铁路电气化系统发生故障时，在外线上感应出的交流电压;③外线与220v电力线直接相碰。新制订的YD/T694-2004《总配线架》针对老标准YD,T694-99《总配线架》中存在许多不适应现代电信运维机制的条款，为更好地让MDF保安单元起到过电压过电流防护，确保通信局站人员与设备的安全，在保安单元安全防护性能方面做了修改或增加。主要条款如下:1)删除了Fs失效告普中的时间要求.2)增加了过电流热稳定性条款，要求保安单元应能承受110vAC线阻160欧4小时实验，保安单元应不起火不变形。3)增加了对地电容测试项目，要求a,b线对地电容龚200PF(用于ADSL线路的保安单元的对地电容=31PF)。4)修改了电力线碰触实验，要求在10欧档电力线碰触时1小时被试单元应不着火，尤其应将外线输入端开路或将输入电流限制在50mA以下。5)修改了限流元器件动作时间标准，相对原标准动作时间缩短了1倍以上.如I=1A,t由原标准的1.5s缩短到0.4s,

2 MDF保安单元的原理

根据定义，总配线架的保安单元必须在外线电路或用户端设备遭受过电压过电流危害时动作，起保护作用。防止人身和设备遭受过电压过电流伤害，并且在遭受持续过电压过电流危害时能够发出声光告替信号，以便维护人员迅速排查故障。

2.1 防雷击工作原理

当线路遭受雷击危害(以峰值电压4000V,I(Y200us试验波形为例)配线架的保安单元过电压保护器件(放电管)能在us级响应(气体放电管)或者以ns级响应(固定放电管)对地放电。根据行标5.4.7.2经过保安单元一级防护后，被试保安单元输出端电压水平被控制在800v以内。

2.2 防电力线感应工作原理

当线路遭受电力线感应时，假定线路电阻R1,R2均为600欧(f 0.4电缆按300 W km计算约2km距离)。遭遇的感应电压为600v时，感应电流I= DR, I不会大于IA，则放电管侧电压峰值一般不会超过100v。此时，放电管不会动作。如感应电压持续时间达到0.4s(采用PTC作为过流保护器件的保安单元)或0.005s(采用半导体过流保护装置的新型保护单元)则R3,R4动作呈高阻.感应电流同时被限制mA级以下。放电管两侧电位立即上升到电

力线感应电压600v左右。峰值可达到800多伏，大大超过了放电管直流击穿电压并将放电管击穿，便感应过电压对地泄放。

2.3 防电力线碰触工作原理

当线路遭到220v电力线碰触危害时，过电流约为220试R1+R3+R5), R5为局用交换机用户板电路中的限流元器件。当R1线路电阻越小，220v碰触电缆地点与交换机房越近(300欧Am f 0.4, 200脚km f0.5) . Ill越大220vAC碰触电缆地点离交换机房越远。即便Ill仅为几十欧，放电管两侧电位也有可能达不到放电管的直流击穿电压值。当过电流持续时间长达规定值，PTC动作呈高阻，放电管两侧电位上升到300多伏。放电管被击穿，使得过电压对地泄放。

2.4 放电管失效保护工作原理

由于放电管被击穿，使得过电压对地泄放，放电管放电发热持续一段时间(如1=2.5A,t < 15s)，将使Fs装置的低熔点元件受热熔化，令Fs开关闭合。使过电压经Fs开关短路对地泄放，放电流不再流经放电管;与此同时，与Fs开关联动的失效保护告警装置Kl,K2闭合，发光二极管灯亮，并通过S信号告警系统发出声光告警信号。

3 MDF保安单元应用分析

根据以上原理分析，MDF保安单元主要起过电流过电压防护作用，其主要原器件由放电管、PTC,告警开关装置、金属接插件、塑壳等组成。而作为主要原器件的放电管、PTC则是保安单元质量好坏的关键。而且前广泛使用的气体放电管与PTC存在以下缺陷。

1)气体放电管存在慢性漏气、光敏效应、离散性较大，造成长时间使用后可靠性降低。笔者曾对5年以上的气体放电管进行了抽测，测试样品200只，不合格率达到32%.

2)由于MDF总配线架向高密度、小型化的发展趋势，迫使保安单元体积减小，气体放电管安装空间越来越小，小管径的气体放电管面临耐流能力的降低给保安单元质量造成隐患。

3)旧式熔丝、热线圈、熔丝加热线圈等方式的过流元器件已不符合新的行标，目前大部分在用的PTC也存在着响应速度与交换机二级防护不匹配的问题。现有多数总配线架保安单元的PTC限流动作时间均不能保证快于各种交换机的PTCR。当过电流过电压危害发生时，交换机二级防护元器件动作，保安单元则形同虚设。造成交换机用户电路的PTC更易于被损坏。

4)除以上情况外，保安单元还存在老化，过电流过电压防护完全失效的现象;无告警输出现象;气体管长时间处于弧光放电状态导致MDF总配线架起火现象;塑料壳变形、阻燃剂挥发、阻燃性能下降现象;电容值过大影响ADSL, ISDN等数据业务开展;误告警现象等。2003年3月起，有公司着手对湖南省电信公司的MDF总配线架运行情况进行摸底测试，全省约有472万保安单元需进行更换。其中95年前投入使用的气体放电管+热线圈式或熔丝的保安单元数量约182万，95年以后到99年底的气体放电管+PTC式的保安单元约有290万需进行更换。以湘潭、株洲为例，2003年7月又分别对湘潭市38个局点、株洲炎陵、枚县等34个局点进行保安单元抽样检测，完全符合要求的局点只有20个点即保安单元合格率达到90%以上及告警系统正常、地线连接正常的局点合格率不到30%,5年以上的保安单元不合格率超过了28%.广东电信2003年亦对MDF保安单元进行了现场抽测，4712个抽测样品分布在7个本地网18个通信局，涉及品牌12个。总体不合格率达到了41%。其中5年以上的气体放电管不合格率超过25.8%,5年以内的气体放电管不合格率仅为1%;MDF保安单元动作电压不合格率达到87.1%(单个局点而言)由此，中国电信集团公司组织全国各省分公司专家对目前在线使用的MDF总配线架及保安单元的使用情况进行了调查摸底。仅湖南省电信分公司就存在95年前的各类保安单元将近200万只。其中还存在部分热线圈、热熔丝等老制式的保安单元仍在线运行给中国电信的正常生产运作带来了较大隐患。仔细研读YD/T694-200X新标准，不难发现贯穿整个新标准强调了二个字即“安全”。这也是近几年随着工作效率提高无人值守机房越来越多，用户质量意识不断加强的结果。这也是几次重大机房火灾教训。迫使原标准进行较大修改。为确保机房人员和设备的安全，杜绝火灾现象对湖南省内各种类型的MDF保安单元进行了调研分析，并针对220vAC交流碰触作了大量实验。实验表明，保安单元的质量不仅仅由其主要元器件如放电管、PTC、告警开关装置决定。更重要地是保安单元内部结构优劣、工艺组装的好坏是整个保安单元能否起到过电流过电压防护、杜绝火灾隐患的关键。现将保安单元着火现象归纳总结如下

（未完待续）

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