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机房环境对通信设备运行的影响表现

浏览:7295  来源:通信人在线  日期:2020-03-02

为确保通信设备能够长期安全、稳定、可靠地运行,降低由于环境因素而造成的设备故障率,延长设备使用寿命,在项目设计和日常设备维护时,必须采取积极、有效的措施,改善机房环境条件,使设备达到所规定的基本要求。所说的通信机房环境一般应包括温度、湿度、空气洁净度、电磁辐射、静电和接地等因素。

一、温度对设备运行的影响表现

分为温度的影响和温度变化率的影响。

1、温度对设备运行的影响表现

温度是通信设备能否长期可靠运行的重要因素之一。温度过高或过低,都将对设备的运行产生不利影响。其具体表现在如下表1-1所示。

1-1:温度对通信设备运行影响的表现

因此,通信机房应安装通风、空调设备,使室内的温度长期保持在设备运行要求的范围。另外,一般通信设备对温度的适应范围要求分为:储藏温度(设备出厂到安装投运期间)、长期工作温度、短期工作温度(如:-5~5或45~55的短期工作时间应限制为连续不超过48小时和每年累计不超过15天)等。温度的测量值,通常是指在地板以上2米和设备前方0.4米外测量的数值(机架前后没有保护板时侧量)。

2、温度变化率对设备运行的影响表现

温度变化率对设备运行的影响主要表现在组成通信设备的各部件的热容量上。由于材质、体积的不同,各部件的热容量相差很大,因此,其对温度变化率的敏感程度也就各不相同。热容量愈大,器件特性受温度变化的影响就愈大;热容量愈小,器件特性受温度变化的影响就愈小。同时,当温度急剧变化时,由于热胀冷缩效应而在各个部件上产生的应力也将相差很大,这对设备的机械结构将产生不利影响,严重时可导致电路板开裂、元器件脱焊等事故。

因此,机房应采取适当的恒温措施,避免室内温度的变化过于剧烈,通常要求每小时温度的变化应控制在上下不超过5℃。

二、相对湿度对设备运行的影响表现

相对湿度对通信设备运行的影响表现如下表2-1所示。因此,机房应安装适当的除湿或加湿设备,使室内的相对湿度长期保持在要求的范围之内。另外也可分为储藏、长期(通常为5%~65%之间)和短期(如:5%以下或65%~95%的短期工作时间应限制为连续不超过48小时和每年累计不超过15天)等要求。湿度的测量值,通常是指在地板以上2米和设备前方0.4米外侧量的数值(机架前后没有保护板时测量)。

2-1:相对湿度对通信设备运行的影响的表现

三、空气洁净度对设备运行的影响表现

机房空气洁净度对通信设备运行的影响表现为:1)当机房空气中的灰尘粒子浓度过高时,它们就会被大量吸附在电子元件和集成电路的表面上,降低其散热能力,严重时将将被烧毁;当元件内落入导电尘埃后,会使元件间的绝缘性能下降,严重时将造成短路事故。2)当机房空气中的化学活性物质对通信设备的影响也相当大,例如二氧化硫等酸性气体浓度过高时会腐蚀通信设备,造成接触不良或短路等事故;一氧化碳浓度过高时会引起爆炸等。

为此,机房空气洁净度应包括两个方面的指标,一是机械活性物质的浓度,二是化学活性物质的浓度。通常机房应采取适当的防护措施,保证机房满足以下要求:1)无爆炸、导电、导磁性及腐蚀性尘埃。2)机械活性物质的浓度符合表3-1的要求。3)化学活性物质的浓度符合表3-2的要求。

3-1:机械活性物质的浓度的要求

3-2:化学活性物质的浓度的要求

微观环境决定了绝缘上污染的影响(但是,当考虑微观环境时必须还要考虑宏观环境)。通信设备小的电气间隙可由小的固体微粒、灰尘和水完全跨接,潮湿时这些微观环境的污染具有导电性。由脏水、烟灰、金属或碳灰引起的污染本身就具有导电性。因此当污染可能在微观环境出现时,必须要规定最小的电气间隙。为了评定电气间隙的距离,国家标准GB/T 16935.1确立了4级微观环境的污染等级,具体详见下表3-3。对外壳、装封或密封条的有效使用可考虑作为减少绝缘污染的措施,当设备发生冷凝现象或如果正常使用自身会产生污染,则这些减少污染的措施是无效的。

3-3:微观环境的污染等级

四、电磁辐射对通信设备运行的影响表现

电磁干扰对通信设备的运行至关重要,它直接影响到设备的稳定性、可靠性和安全性。当干扰达到一定的程度时,很容易造成通信串音、阻塞、误码、中断等故障,严重时还将导致软件运行混乱甚至损坏机器设备。此,机房应采取适当的屏蔽、保护措施,降低外部电磁环境对机房内部的干扰和机房内各设备之间的互相干扰。通常情况下应满足的电磁指标详见下表4-1

4-1:通信机房应满足的电磁指标

一般通信机房引入的电磁干扰的干扰源包括:输电线路电晕放电、变压器的电磁辐射、开关电源设备的电磁辐射、大型设备操作所引起的电网波形畸变、空间射频、地球磁场、外来辐射等。这些干扰以电容耦合、电感耦合、电磁波辐射、公共阻抗(包括接地系统)和导线(电源线、信号线和输出线等)的传导方式对通信设备产生干扰。

五、静电对通信设备运行的影响表现

静电对通信设备具有很大的危害,由于静电电压的瞬时值往往高达数千甚至上万伏特,当其与采用CMOS工艺等静电敏感的电子器件(如大规模集成电路)接触放电时,往往造成该类器件发生不可逆转的损坏,严重危及设备的安全运行。有关资料表明,在损坏的插件板中,有60%是由静电所造成的。此外,静电还能引起软件故障,能使电子开关失灵。表5-1给出了各种元器件对静电损坏的灵敏度。

5-1:各种元器件对静电损坏的灵敏度

机房产生静电的原因是由于人体平均电容量大约为200pF,人在行走时,相当于带电体之间的相对运动而产生静电。人体带电的多少与其所穿服装的材料、地板材料、材料表面状态、室内温/湿度、人行走时的快慢等因素有关。例如,穿防静电服装比穿化纤服装时所产生的静电荷就少;又如,在地板接地良好、室内湿度高时,人体产生的静电荷就少,反之则静电荷就多。5-2给出了三种不同情况下40秒内人体电压的上升趋势,超过12kV就被认为是危险区,图5-1给出了静电反映时间图。

5-2:不同情况下人体所带的静电电压

5-1:静电反映时间图

绝缘材料能积聚静电,导电材料则不能。绝缘材料包括塑料地板、尼龙和化纤地毯、皮鞋、塑料制鞋、化纤工作服以及低湿度环境(干燥环境)。对于60%以上湿度环境,半导电材料的地板、水泥地板等都是良好的防静电环境。

从表5-1和表5-2可以看出静电对器件的危险性。此外,如果工作人员在没有防静电措施的房间里走动,超过12秒就会产生12kV以上的静电,这时如果立即触摸电子设备将对设备产生很大的危害。

六、接地系统对通信设备的运行的影响

规范而良好的接地是通信设备稳定、可靠运行的重要技术措施之一,它在保障人身安全、预防静电干扰、电磁干扰、雷电干扰等方面有着重要的作用。

为此,现在通信机房有条件时尽量采用联合接地方式,即设备的工作地、保护地以及防雷接地共用一组接地体的集中接地方式,接地电阻值应≤1欧姆。接地导线的要求为各接地线的截面积应根据可能通过的最大电流负荷确定,应采用良导体导线(如铜导线),并不能使用裸导线布放。

依据YD/T 1051的规定,接地系统是通信电源系统的重要组成部分,欲了解各类通信局(站)接地系统要求的请进入

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