Милюшенко Виктор, Мурко Владимир

Iskra Zascite Slovenia

 

Повышение грозозащиты устройств связи

 

Лето в 2007 году в Западной Сибири отличалось высокой грозовой активностью. Особенно неожиданным оно стало в традиционно засушливых Онгудайском и Кош-Агачском районах Республики Алтай, где летние дожди и грозы обычно являются редкостью. И потому ущерб от гроз оказался больше ожидаемого не только в Региональном филиале «Горно-Алтайтелеком», но и во всем "Сибирьтелеком"е. По этой причине словенскую фирму "Iskra Zascite" интересовало состояние на телефонной станции в Усть-Коксе ее главного кросса, который эксплуатируется там с 1998 года. По сообщению Технического директора Регионального филиала «Горно-Алтайтелеком» Яныноле В.К., который решился поставить еще неизвестный никому кросс в Усть-Коксе почти девять лет назад, оказалось, что и в этот год в Усть-Коксе не было проблем из-за гроз.

В чем же причина безаварийной работы словенского кросса? Пожалуй, более высоких технических характеристик словенских модулей защиты будет недостаточно для объяснения надежности кроссового оборудования фирмы "Iskra Zascite". He исключено, что существенный вклад в обеспечение надежности кросса вносит значительно более совершенная система заземления кросса по сравнению с кроссами других ведущих европейских производителей кроссового оборудования. И девятилетняя практика эксплуатации словенского кросса доказала высокую эффективность ее системы заземления, которую обеспечивают в первую очередь плинты со встроенной шиной заземления и ряд других конструктивных особенностей главного кросса, которые трудно обнаружить с первого взгляда.

 

Система заземления нового поколения. Этот кросс был выставлен впервые на выставке «Сибсвязь» и, в целом, он почти не отличался от кросса фирмы «KRONE». Похожая конструкция, такой же монтажный хомут для плинтов, внешние размеры которых, за исключением высоты, были такими же, как и у аналога. Различие кроссов выдавала лишь внушительная ширина толстой шины заземления, проложенной на всю высоту стойки кросса.

 

Значительную разницу можно было увидеть и в модулях защиты. Она проявлялась не только в размерах корпуса модуля защиты, но, главное, в схеме присоединительного устройства модуля , в котором контакт заземления модуля был выдвинут на конец печатной платы модуля (Российское свидетельство на полезную модель № 27266 от 10 января 2002 г.). При такой конструкции в момент установки модуля защиты в плинт сначала происходит присоединение земляного контакта модуля защиты к системе заземления кросса и только потом подсоединяются линейные пары, что полностью отвечает требованиям электромагнитной совместимости. У модулей защиты «KRONE» присоединение к плинту происходит в обратной последовательности: сначала подключается линейная пара и только потом происходит подключение к заземлению кросса. Это хорошо видно на рисунке 1.

 


 

Рис. 1 Модуль LPA 08 I для плинта "Iskra Zascite" и модуль LPA 08 К1-Т для плинта «KRONE»

 

Такую конструкцию контактной группы модуля защиты позволила создать встроенная в модуль шина заземления, которая имеет преимущество перед накладной шиной заземления многих других производителей плинтов - "KRONE", "QUANTE", "ERICSSON', "Raicle & De Massari", «Интеркросс» и др.

Встроенная шина заземления в плинте "Iskra Zascite" позволила создать значительно более совершенную контактную поверхность заземляющей шины и монтажного хомута, что видно из рисунка 2 и 3.

 

Рис. 2 Вынутая из плинта "Iskra Zascite" заземляющая шина (слева) и вид ее контакта с монтажным хомутом (справа)

 

Для накладной шины ее контакт с монтажным хомутом является фактически точечным (рис. 3). Измерения показали, что величина переходного сопротивления «шина - хомут» для встроенной шины по сравнению с накладной меньше в несколько десятков раз, поскольку площадь их контактной поверхности во много раз больше. Разница в переходных сопротивлениях не сказывается для режима нормальной связи, поскольку сопротивление даже для точечного контакта заметно меньше одного миллиОма. Однако в момент удара молнии, когда через этот контакт может пройти импульс тока с амплитудой в несколько тысяч ампер, возникает мощная кондуктивная помеха и повышение температуры в контакте, что в конце концов, может привести к окислению контактной поверхности.

 

 

Рис. 3 Накладная заземляющая шина плинта "KRONE" (слева) и вид ее контакта с монтажным хомутом (справа)

 

Этот процесс значительно ускоряется в агрессивной атмосфере больших городов с развитой промышленностью. На рис. 3 также видно, что точечный контакт является открытым для коррозии, которая может с поверхности хомута или шины охватить и контактную поверхность. На рис. 2 видно, что контактная поверхность «шина - хомут» является закрытой, и частичное проникновение коррозии с поверхности шины или хомута на контактную поверхность заметно не увеличит электрическое сопротивление контактной поверхности.

Добавим, что некоторые фирмы, которые много лет применяют кроссовое оборудование "KRONE", стали применять плинт заземления от "Iskra Zascite". В итоге, можно сказать, что система заземления и конструкция главного кросса в целом "Iskra Zascite" является системой нового поколения, которое с техникой врезного контакта завоевала весь мир.

 

Более мощная элементная база модулей защиты. Электрические схемы модулей защиты в телекоммуникациям общеизвестны. В них для защиты от импульсных перенапряжений природного и промышленного происхождения применяются чаще всего газовые разрядники со временем срабатывания порядка 100 - 200 нс, варисторы со временем срабатывания порядка 25 нс и целый ряд еще более быстрых электронных устройств - стабилитроны, тиристоры, ограничительные диоды и т.д. Различные их конструкции отличаются по диапазону рабочих напряжений, допускаемой мощности рассеяния или коммутируемой энергии, от которых зависит и их цена.

Поскольку изготовление печатных плат и пластмассовых корпусов для модулей защиты, применяемых в телекоммуникациях, не представляет больших трудностей, существует значительное число их производителей. Поэтому главным критерием оценки конкурентоспособности модулей электрической защиты стала их цена, которая определяла элементную базу конкретного модуля. На первых порах ограничивались применением только одного газового разрядника. С перенапряжениями и соответственно с импульсными токами в обычных условиях хорошо справляются газоразрядники с допускаемым током в 5 кА. Такие модули защиты являются самыми дешевыми. Позже стали добавлять позисторы для дополнительной токовой защиты при замыкании на сеть электропитания. И такая схема стала наиболее распространенной.

Действительно, в крупных городах, где прямые удары молнии бывают чрезвычайно редко и нет воздушных линий связи и электропитания, такие схемы в целом выполняют свою защитную функцию. Однако в регионах с повышенной грозовой активностью и где широко распространены воздушные линии связи, такая защита работает только при отдаленных ударах молний. В этом случае в защищаемый объект приходит значительно ослабленный по амплитуде импульс без высокочастотной составляющей спектра, которая затухает значительно быстрее низкочастотной составляющей.

При близких и прямых ударах молнии амплитуда индуктированных перенапряжений и токов уже достигает тысяч вольт и ампер, а частотный спектр расширяется до десятков мегагерц. В таких случаях без применения более быстродействующих варисторов и других электронных устройств не обойтись. Поэтому в каталоге "Iskra Zascite" представлен большой перечень типов модулей защиты с более сложными элек­трическими схемами различного назначения. В них обычно применяются газовые разрядники с повышенным допускаемым током в импульсе вида 8/20 мкс в 10 и 20 кА, в модули типа LPA 04 добавляются два, а в модули типа LPA 08 - три варистора. На более высоких частотах, где варистор с большой емкостью не может быть применен, используются более быстродействующие электронные приборы с дополнительными индуктивностями и резисторами. Цена таких модулей электрической защиты становится выше, но они значительно более эффективны при значительно близких ударах молний.