電氣過載
直接或間接的閃電沖擊,或者埋置地下的電纜中的地電流就是最常見的過載源。對于交流電力系統(tǒng)來說,共用一極或者共用電纜溝和接地棒也可能在端部和環(huán)形導(dǎo)體內(nèi)引起電流。當電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時,這些電流會變得非常大。
在電信電路上會出現(xiàn)三種電力系統(tǒng)引起的過載:
● 當電源線與電話線相連,同時通過電話電纜驅(qū)動大電流時出現(xiàn)的電源交擾。
● 當鄰近的電源線攜帶強大電流時,由于故障或瞬態(tài)轉(zhuǎn)換過程而發(fā)生的電源感應(yīng)。
● 當由于電源故障或者閃電對地的沖擊,導(dǎo)致在故障點和基本接地點之間產(chǎn)生顯著的電位差,從而引起大電流時,產(chǎn)生接地電位的上升。
圖1:這個用戶環(huán)路總局終端的簡化模型表明了電路保護組件是怎樣構(gòu)成的
保護方法
按慣例,線路保護網(wǎng)絡(luò)常被分割成初級和次級兩部分。初級保護裝置具有比次級保護裝置更大的能量控制能力,但初級保護組件的觸發(fā)門限通常不如次級保護組件精確。圖1舉例說明了一個由電子接口驅(qū)動的傳統(tǒng)總局(CO)用戶環(huán)路的簡化模型,圖中表明了各種保護組件的配置情況。
初級保護,即保護過載的第一級,一般歸屬于總局設(shè)備的主配線板(MDF),且位于建筑物的入口。初級保護是用來把超過粗略確定的門限以上的所有過載都從被保護的設(shè)備轉(zhuǎn)移開,而進入可靠的大地。
次級保護對繞過初級保護的殘留電壓和電流起作用,在需要保護的設(shè)備上安排次級保護裝置通常是設(shè)備生產(chǎn)商的責(zé)任。
次級保護一般既包括過壓裝置又包括限流裝置。過壓保護對防止浪涌事故和設(shè)備的損壞是很必要的,限流裝置既能防止線路損壞又能防止過壓裝置損壞,并且由于通常次級保護裝置的工作門限低于初級保護裝置,所以要協(xié)調(diào)初級和次級過壓裝置的動作。
保護器件
保護器件一般分為電流限制或電壓限制兩種。電流限制器件保護設(shè)備免受交流電源感應(yīng)和電源故障的影響,因為在這類故障持續(xù)期間,焦耳熱可能導(dǎo)致著火危險或者損壞熱敏元件。電壓限制器件可以防止元件或系統(tǒng)絕緣的介電擊穿,因為介電擊穿可能引起大電流、燃弧以及其他潛在的事故。
電流限制可以通過使用電阻、保險絲或PPTC器件來實現(xiàn)。在電信應(yīng)用領(lǐng)域電阻很少采用,因為在故障環(huán)境持續(xù)期間,需要能經(jīng)受得住功耗的昂貴的大功率電阻。
可以使用特殊設(shè)計的保險絲,它們除了要對障礙跳閘敏感外,還必須要在故障過程之后被替換。此外,耐放電的保險絲通常比PPTC器件具有更大的維持電流,因此允許通過更高等級的故障電流。
優(yōu)選的解決辦法是用有源器件,比如像PPTC器件,它在正常工作時具有較低的電阻,而在故障狀態(tài)下具有較高的電阻。這類器件是自復(fù)位的,在電路脫離供電并且故障清除后,它們能恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。