Molex: 结构化布线系统的电气保护

　　－－Molex企业布线网络部
    9/24/2006,就结构化布线系统本身而言，它是一个无源系统，而且，仅仅在信息模块、配线架等部位会存在一些PCB、电阻、电容等补偿器件，因此，和有源系统相比,结构化布线系统的电气保护相对简单。
    共模干扰在导线与地之间传输，属于非对称性干扰；差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小，共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大，如图一所示。使用结构化布线系统传输信号的数据、电话设备，通常采用差动方式，优点是与双绞线结构相适应，受共模干扰影响小。
 
           图一 结构化布线系统中的干扰源
    通常，在常见的干扰中，静电放电和快速瞬变脉冲群对数字电路的影响最大。根据有关资料报导：静电放电在5-200MHz的频率范围内产生强烈的射频辐射。此辐射能量的峰值经常出现在35MHz － 45MHz之间发生自激振荡。许多I/O电缆的谐振频率也通常在这个频率范围内，结果，电缆中便串入了大量的静电放电辐射能量。当电缆暴露在4 － 8kV静电放电环境中时，感应电压远远超出了典型数字的门限电压值0.4V。典型的感应脉冲持续时间大约为400纳秒。将电缆屏蔽起来，且将其两端接地，使内部信号引线全部处于屏蔽层内，可以将干扰减小60 － 70dB，负载上的感应电压只有0.3V或更低。因此，在结构化布线系统的工程实践中，我们可以通过选用屏蔽布线系统、优质的封闭式金属桥架、良好的接地、正确的选择接地点等方式，降低强电系统对网络通信系统的干扰，另外，还可以采用干扰抑制器件，提高系统的抗干扰性能。
    在结构化布线系统中, 最常见的瞬态干扰是振铃电压、浪涌电压、雷电等瞬间干扰信号，其特点是作用时间极短，但电压幅度高、瞬时能量大，尤其是雷电，需要重点防护。避雷装置一般地由接闪器、引下线和接地体三部分组成。接闪器最常见的形式是避雷针，是吸引闪电电流的金属导体，然后通过引下线把闪电电流引到接地体上。接地体是埋设在地下的导体，它可把闪电电流泄放到大地中去。在理想条件下，设备接地正常，引下线内阻很低，如二(A) 所示,则系统不会受到冲激。但是，如果引下线内阻过大或设备接地方式不合理如图二(B)，会使系统受到雷电的干扰。在极端情况下，设备接地错误，引下线断路，使系统成为避雷回路的一部分如图二(C)，将会导致严重的设备、人身伤害事件。
    
              图二 避雷装置与结构化布线系统

    对于结构化布线系统而言,按照安装位置，可以将系统分为室内、室外两个部分。室外部分通常是建筑互连子系统位，室内则是水平、垂直子系统等，如图三所示。由于室内部分有完善的金属桥架、建筑物钢筋混凝土结构、接地系统的保护，受到雷击的可能性很少，因此，防护重点是室外的大对数语音电缆、带加强钢丝和金属保护铠的光缆等，当然，还应该包括电信的接入线等。
                
                  图三  结构化布线系统重点防雷区域
    常用的避雷器件是气体放电管和固体放电管，放电管属于能量转移型干扰吸收器件，以气体放电管为例，当出现在放电管两端的电压超过放电管的击穿电压时，管内的气体发生电离，在两电极间产生电弧。由于电弧的压降很低，使大部分瞬变能量得以转移，从而保护设备，使其免遭瞬变电压破坏。瞬变干扰抑制器与被保护设备并联使用。
    避雷管具有很强的浪涌吸收能力，很高的绝缘电阻和很小的寄生电容，对结构化布线系统的高频段影响很小。但它对浪涌的起弧响应，与对直流电压的起弧响应之间存在很大差异。例如230V气体放电管对直流的起弧电压就是230V，而对5kV/μs的浪涌起弧电压最大值可能达到1000V。这表明气体放电管对浪涌电压的响应速度较低。故它比较适合作为线路和设备的一次保护。
                 
                   图四  Molex结构化布线系统的气体避雷模块        
    Molex提供的气体避雷模块，外形如图四所示，集成了10个三极气体避雷器， 型号为DCN-00006，可与DCN-00001和DCN-00002配和使用。主要参数如下表：
          
    Molex提供气体避雷模块，可以为语音系统提供全面的保护。随着结构化布线系统防雷技术的进步，Molex将会为您提供更多的优质的产品。