远程供电产品的安全检测方法研究

摘 要:随着网络建设的深度覆盖,对某些本地供电困难的地区,远程通信技术的应用能够有效解决难题,但国内对于远程供电产品的安全性要求存在缺失。本文在通信设备安全通用要求的基础上提出了专门针对远程供电产品的安全要求及检测方法,并考虑防雷击性能要求,由此全面评估产品的安全性。

关键词:远程供电 安全要求 RFT电路(远程供电通信电路) 防雷击性能

中图分类号:TM7文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)02(c)-0117-02

1 引言

随着现有网络建设的日益扩张,深度覆盖成为网络进一步发展的趋势,在某些偏远的覆盖盲区,本地供电的巨大费用或可靠性问题,使得此类地区的建站需求成为一个难题,而采用远程供电技术成为解决问题的一种重要方式,此技术的重要特点是通过信号线从局端供电设备传输信号耦合电力到远端的接收设备。传输中为了减少线路阻抗损耗大都采用高压输出,而在远距离大功率传输中的高电压电流会产生安全性的问题。

在我国远程供电产品方兴未艾,现在国内尚未有针对远程供电设备的强制性国家标准,本文针对信息技术类特殊产品即远程供电产品的国家标准制定,提出了远程供电通信设备来自通信网络的能量、接触带电零部件、维修人员接触区内的防护、受限制接触区的防护、互连设备的安全设计要求、通讯网络的连接要求、远程通信线路的限压及限流要求,并考虑到远处供电产品的特殊性,首次系统性地提出了防雷击性能要求,解决了远程供电通信设备的安全设计这些关键的评价技术要求和技术难点。

2 远程供电产品安全检测方法研究

远程供电产品属于信息技术设备的一种,可在《信息技术设备的安全》标准中检测方法的基础上进行资源整合,搭建远程供电产品的平台,基本能完成远程供电产品的安全检测方法研究。RFT电路即远程供电通信电路是指在设备内部,预定通过通信网络供电或接收通信网络直流电源的次级电路。该通信网络的电压限值高于TNV电路,并且可能包含来自通信网络的过电压。RFT电路的两种可替换的类型,RFT-C电路和RFT-V电路,反映了世界上不同地区的满意经验。RFT-C电路是指作了适当设计和保护的RFT电路,代表悬浮电路,使得在正常工作条件和单一故障条件下,电路中的电流不超过规定值。RFT-V 电路是作了适当设计和保护的RFT电路,代表平衡电路,使得在正常工作条件和单一故障条件下,电压受限并且接触的可触及区域受限,正常工作和单一故障条件下的限值需满足要求。

2.1 一般要求检测方法

（1）防火(来自通信网络的能量)。

大多数着火的引燃由于能量危险引起,信息技术设备包括TNV通信设备规定的可给出的能量不超过15VA,但是在远程供电设备中,由于网络线路的过电压过电流的存在,仅仅15VA的限值基本没有现实意义。应考虑利用防护防火外壳进行着火保护。对于RFT系统,局端设备由本地电源供电,可能不适用防火防护外壳的条件是:由受限制电源供电,安装在可燃性等级为V-1级材料上的二次电路中的其它元器件。远端设备可能承受来自通信网络的过电压过电流,需使用防火防护外壳。

（2）操作人员接触区(接触带电零部件)。

设备在结构上应有足够的保护,以防止在操作人员接触区域接触RFT-V电路的裸露零部件。这些要求对设备插好电线并正常工作时的任何位置都适用。防护可通过绝缘或安装防护装置或使用连锁开关来实现。

（3）维修接触区内的防护。

维修人员在对线路进行日常维护时,有可能会无意触碰到远端供电线路和屏蔽接地线。但由于是直流远端供电,输出端是对地悬浮的,线路上传输的是直流电压,在因为某种原因造成单一故障的情况造成某一极性的线路对地发生短路时,同时触摸另一极性的馈电线和屏蔽线才可能造成触电事故。在维修接触区内,RFT电路的裸露零部件应作适当的安装或防护,以避免对SELV电路或对TNV电路的意外短路。

（4）受限制接触区的保护。

安装在受限接触区的设备,除非用试验指接触RFT电路的裸露零部件是允许的,否则对操作人员接触区的要求适用。涉及能量危险的裸露零部件应适当安置或隔离防护,以使得导电材料无意桥接在裸露零部件的情况不可能存在。通过检查和测量检验是否合格。在确定无意识的接触是否可能发生时,应考虑是否需要通过或靠近这些裸露零部件。

（5)设备的互联。

对于RFT电路之间的互联,供电设备中的RFT-C电路只能与其它设备中的RFT-C电路连接。供电设备中的RFT-V电路只能与其它设备中的RFT-V电路连接。因此连接在一起的电路或者全部是RFT-C电路或者全部是RFT-V电路。

2.2 RFT-C电路试验方法

（1)正常条件下的试验,试验电路见图1,局端和远端设备采用连接线连接。

——终端负载为全负载状态时,电流表A1的稳态电流不应超过直流60mA。

——通信网络供电的RFT-C电路中,非接地端一极导体对地稳态电流不应超过直流2mA(K1闭合,接入电阻为2000Ω±2%的R1测试漏电流)。

——在线缆额定电压已知情况下,V1电压不超过线缆的额定电压值,但最大不能超过1500VDC;或者,如果通信网络的配线没有规定额定电压,V1电压不超过800VDC。

（2)在单一故障下的试验,试验电路见图2,局端和远端设备采用连接线连接,K1、K2为开关,R1为2000×(1±2％)Ω电阻,R2为350×(1±2％)Ω电阻。在全负载情况下,(全开路负载)分别做如下试验。

——K1闭合,K2开路,2s后试验流过R1的电流,不得超过25mA。

——K2闭合,K1开路,2s后试验流过R2的电流,不得超过60mA。

并且以上2种情况下,A1的电流不得超过图3中相应的限值。

（3)一根线缆对地的试验。

试验电路见图4局端和远端设备采用连接线连接,K3为开关,R3为2000×(1±2％)Ω电阻。在全负载情况下,做如下试验。

——K3闭合,2s后试验V1电压,不得超过绕线的额定电压或直流800V。

——K3闭合,10s后试验流过R3的电流,不得超过25mA。

并且以上2种情况下,A1的电流不得超过图3中相应的限值。

2.3 RFT-V电路试验方法

（1)正常条件下的试验,试验电路如图5所示。

——全负载情况下,整个通信网络中,V1、V2不超过140VDC;当超过140VDC时,必须提供监测和控制设备,用于限制对地电流和线对线电流,但最高电压不应超过200VDC。

——全负载情况下,1s后最大功率不过100W,全负载情况下,线对最大稳态电流不超过线对额定值,若采用线对没有规定额定电流,则最大稳态电流不超过1.3A。

（2)在单一故障下的试验,试验电路如图6所示,R4为5000×(1±2％)Ω电阻。任意一对线挂接R4进行测试,其它线对均为空载,测试所有线对上的电压。

——在200ms内任意线对之间、线对地的电压,需满足IEC60950图2D的曲线。

——在200ms后任意线对之间、线对地的电压,需满足正常工作条件下的要求。

（3)一根线缆对地的试验,当一极导体接地时。

——另外一根导体的开路电压200ms后不得超过RFT-V电路最大电压,且满足正常工作条件下的要求。

——当RFT-V电压超过140V时,测试图如图7,R1为2000×(1±2％)Ω电阻。在全负载情况下电流表A3的电流不得超过图3中相应的限值,且10s后不得超过10mA。

3 远程供电产品的防雷击性能要求

直流远端供电产品作为电信终端产品的特殊种类需要具备雷击防护能力。在进行雷击防护过程中,需要考虑到保护电路和远端供电设备之间产生的相互影响并尽量避免。若单独采用放电管进行雷电防护,由于电容量在皮法数量级,在工作电流线对较大的远端供电设备中,击穿后有产生续流效应的可能,使放电管机床后不能及时断开,进行影响保护效果。如果单独采用压敏电阻进行雷电防护,由于电容值较大,可及时对地形成泄放电流,当同时也会破坏远端供电设备的对地悬浮特性,形成新的安全隐患。因此一般设备采用压敏电阻和放电管结合的组合防雷保护电路。

通过模拟雷击冲击即模拟线路设施或线路设施附近遭受雷击所引起的对设备(局端设备和远端设备)的冲击,检测远程供电设备的防雷及安全防护能力。对于许多大功率长距离传输的局端设备和远端设备为外置设备,防雷击试验应设置被测样品环境为暴露环境,针对局端和远端设备不同的端口施加不同波形及相应的电压幅值的冲击电压,检测产品的终端设备防雷击性能以及来自网络的过电压过电流的抗电性能。本文主要参照YD/T993-2006的防雷击参数设置要求对远程供电产品进行了防雷击模拟实验。

4 结语

在目前我国尚未建立远程供电通信设备安全检测标准,并且国内尚无完全能覆盖远程供电通信设备检测能力的试验室,本文建立了远程供电通信设备安全性检测方法,特别针对远程供电产品考虑了其防雷击的要求,解决了搭建远程供电通信设备安全性检测测试系统的技术关键问题。

参考文献

[1]IEC 60950 Information technology equipment safety.

[2]YD/T1817-2008通信设备用直流远供电源系统.

[3]YD/T 993-2006电信终端设备防雷技术要求及试验方法.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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