浅谈保安单元的原理及应用

摘要：本文通过对MDF（总配线架）保安单元原理的分析，阐明了保安单元的结构及功能，以及在防止强电入侵时对通信设备防护方面的应用。

关键词：总配线架；保安单元；过电压过电流防护

中图分类号：TN916.428文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 20-0000-01

The Theory and Application of the Security Unit

Li Jinming,Gao Jian,Chang Zihua

(Automation Company,Xuanhua Steel Company,Hebei Iron and Steel Group,Xuanhua075100,China)

Abstract:Based on the MDF (main distribution frame) security unit analysis of the principle,set out the structure and function of the security unit,and a strong power to prevent the invasion of the application of communications equipment protection.

Keywords:MDF;Security unit;Over-voltage over-current protection

一、引言

为保障通信运行安全，通信系统一般采用二级防护，即总配线架的一级防护和程控交换机的二级防护，但是防护的核心重任依然由总配线架来完成，因此总配线架的安全防护成为交换机安全的第一道关口。保安单元是插在总配线架（MDF）保安接线排上的为防止操作者人身和设备遭受过电压、过电流伤害的一种防护装置，是总配线架上的重要部件。根据国际标准“CCITTK．20建议”和我国线路环境实际情况，安装在总配线架上的保安单元必须具有三项功能，即防雷击、防强电感应和防交流市电功能。特别对于过电压、过电流二次防护能力较差的程控交换机，保安单元的一级防护功能显得更为重要。

二、保安单元的原理及结构

（一）概念

MDF：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。总配线架的直列通过保安接线排与外线连接，横列通过测试接线排与交换机连接，直列与横列之间通过复连线进行连接。

过电压、过电流：是指出现在设备上的超过设备本身正常工作电压和电流的外来电压和电流。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220伏电力线直接相碰。

（二）保安单元的原理

上图为一个典型的MDF保安单元的示意图，通常来说，MDF在强电入侵时其过流保护（PTCR）首先动作，将入侵电流限制在很低水平之下。此时如果入侵电压大于190V，其过压器件（SA）保护就会启动，由于过压保护动作时会释放一定的热量，在弹力的作用下，保安单元在一定时间内失效保护动作，将强电入侵直接短路下地，同时启动告警装置，提醒维护人员更换保安单元，如果持续时间较短，属于瞬时放电，不会输出告警；如果持续时间较长，就会启动告警装置，发出声光告警。如果入侵电流大于一定值后，保安单元开路，从而确保程控交换机的安全。

（三）保安单元的结构

根据以上原理分析，MDF保安单元主要起过电压、过电流防护作用，其主要器件由壳体、放电管、PTC、保护装置和告警装置组成。而作为主要元器件的放电管和PTC则是保安单元质量好坏的关键。

内外线之间有一个正温度系数(简称PTC)热敏电阻，它是保安单元中过流保护器件。PTC热敏电阻是一种电阻值随温度增加而增加的非线性元件，它是串联在线路上使的。在正常工作状态下，电阻值很小，不影响线路通信，而当大电流来临时，它的电阻值能迅速升高几个数量级（100KΩ以上），从而使电流降至安全值（只有几个mA），而在故障消除后，PTC又能自动恢复到初始的低阻状态，无须更换即可继续正常运行。因此，采用PTC作为过流保护元件安全、可靠、易于维护。PTC分为陶瓷型和高分子型。

外线与地线之间有一个放电管，放电管常用于多级保护电路中的第一级或前两级，起泄放雷电暂态过电流和限制过电压作用.它是保安单元中过压保护器件。放电管是并联在线路和地之间的，当其两端电压低于其动作电压时，放电管处于开路状态；当其两端电压高于其动作电压时，放电管处于短路状态，将过电压直接短路下地。因此，放电管是防过电压的理想器件。放电管分为气体放电管和固体放电管两种。

三、保安单元的应用

（一）应用

MDF装有保安单元，以防止外电（如雷电、高压电等）通过电话线窜入程控交换机等设备。保安单元插入在保安接线排上，当通信线路受强电侵袭出现高电压、潜电流、大电流等情况时，起到保护作用。保安接线排未插入保安单元时，内、外线处于断开状态，插上保安单元后，内外线路接通。当保安单元插入保安接线排后，保安单元的接地插脚穿过保安接线排的接地孔与接地条相连接，每个保安接线排的接地条与接地的架体连接在一起，组成了整个配线架的接地系统。当配线模块上任一回线保安单元出现FS失效，LED指示灯亮时，则其所在的单列告警LED指示灯亮，总告警器发出声光告警。

（二）配线架被强电侵入时如何处理

当配线架保安单元告警后，用绝缘工具将报警保安单元拔出；用万用表对报警电话配线架上的外线端进行测量，如发现所测量外线电压高于配线架正常电压值，则对有问题的电话在配线架相应模块做出标记，并及时与外线电工进行联系。112测量人员在接到外线电工已查修处理完成后，再用万用表测量进入强电电话的外线端，若此时测量结果正常则更换新保安单元，如测量仍有不正常电压则继续与外线电工联系直到测量结果正常。

四、结束语

MDF保安单元是防止人身和设备遭受过电压、过电流伤害的重要的防护设备。因此，要选用正规厂家生产的合格产品，常见的保安单元品牌有普天、华为、日海和阿尔卡特等。

[作者简介]李锦明（1974-），男，河北蔚县人，工程师，主要从事宣钢数字程控电话交换机的维护等相关工作。

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