强干扰环境中的通信设备防护设计[3]

  位于变电站内的通信站外部连线一般情况下有三种：(1)380V 系统供电线路；(2)至其他变电站架空电缆；(3)至市话局通信线路。

  对于情况(1)可采用交流电源三相隔离变压器；第(2)种情况主要是传送一些数据信息，可采用数据线隔离变压器；第(3)类要传送话音信息，必须采用音频线路隔离变压器。考虑到雷电过电压保护问题，除采用上述防止高、低电位反击的全隔离措施外，还应采用一些限幅型防雷器件，以防止雷电感应产生的过电压损坏设备，进一步保障设备安全。此外，还可以考虑其它的保护方案。如采用光隔离，可以起到比变压器隔离更好的效果，只是从成本上来看稍高一些。

  三、保护方案

  下面讨论上述多种保护方案的具体设计和实现。对大气过电压仅考虑板级防护，重点研究工频过电压的防护问题。

  1.大气过电压的板级防护方案

  通常情况下，通信设备的电路板需要防护的线路主要是一些直接连接到配线架或室外的线路。根据前面我们讨论的对大气过电压板级防护的设计思想，可采用图1的方法来考虑。图中a、b 代表外部入线，a’、b’ 代表到板内的连线。入线端PTC选用美国RAYCHEM公司的TR250－120T热敏电阻。内部接放电管要根据实际情况选用，因为线路有可能是交换机的用户线，要传送高达200V的铃流，也可能仅传送低电压信号。考虑到最通用的情况，选用法国SGS－THOMSON公司的LSA100半导体放电管作保护。采用此电路可以达到如下的性能指标：线路正常工作电压170 V，最大线路电流110mA；可以承受10kA（8/20μs）的最大放电电流，标称放电电流 (8/20μs)2.5kA；保护水平：2.5kA时（8/20μs)，电压≤300V，响应速度≤1ns；限流特性：0.5A时，限流至150mA，≤20s； 3A时，电路隔断或限流至150mA，≤0.2s。

  2.光纤隔离和电源隔离保护方案

  随着光纤和光端设备的价格不断下降，通信设备中继线路越来越多地采用光设备。光纤设备具有得天独厚的性能优势，比如：大容量、良好的抗干扰性、天然的绝缘特性和屏蔽效果。我们可以利用其绝缘特性，很好地解决通信设备的工频过电压干扰问题，即用光设备将两端的通信设备有效隔离，使两通信站之间没有电的连接，彻底解决由于工频过电压带来的地电位升高的影响。

  但如果通信设备间采用的是普通电话线或实线中继，就要考虑进一步的保护方案。在这种情况下，可以选用光纤接入设备来进行转换，保证两端设备之间的良好配合。当然，还必须同时对电源系统进行隔离。可以通过两方面来解决：一是进站交流电源直接采用隔离变压器进行隔离；二是对通信设备使用的电源在AC－DC转换时进行隔离。从隔离效果来看，前一种方法更好一些，可以达到下述技术要求：额定电压380V/380V，绝缘水平工频短时耐受10kV/1分钟，雷电冲击耐受20kV (8/20μs)。

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