传输设备用户侧熔断器及空开选择指导书.doc

OptiX 传输设备用户侧熔断器选择指导书文档密级：内部公开资料编码产品名称光网络设备使用对象技术支持工程师产品版本V1R1及其以上版本编写部门光网络工程部资料版本V1.40OptiX 传输设备用户侧熔断器选择指导书拟 制：胡正宏/张仁鹏日 期：2003-03-31审 核：日 期：审 核：日 期：批 准：日 期：华 为 技 术 有 限 公 司版权所有 侵权必究修 订 记 录日 期修订版本作 者描 述2003-03-31V1.00胡正宏/张仁鹏初稿完成2004-06-25V1.10王荣亮1、增加对熔断器降额系数的说明。2、修正320G部分单板的功耗2004-12-30V1.20王轶群蒋禄勇张仁鹏1、增加OSN产品的功耗计算结果2、修改1600G的功耗计算结果3、增加6100V1R3/6100V1R/6040V2R1产品计算结果2005-12-15V1.30徐鹏王轶群增加OSN7500产品的功耗计算结果2007-2-5V1.40洪海波1、增加Metro 6100 V100R005/006/007产品的功耗计算结果2、增加OSN 6800&OSN 3800 V100R001 产品功耗计算结果2007-2-5华为机密，未经许可不得扩散第18页, 共18页OptiX 传输设备用户侧熔断器选择指导书文档密级：内部公开目录1范围和简介61.1范围61.2简介62熔断器选择62.1熔断器选择原则62.2熔断器选择的影响因素72.3熔断器额定电流计算公式72.3.1计算公式72.3.2公式说明82.4满配置子架熔断器选取方案122.4.1计算过程举例说明：122.4.2满配置时使用的熔断器额定电流值132.5非满配置时子架熔断器额定电流值173附录C：保险管选型指导18关键词：熔断器 断路器 列头柜 光网络设备 功率 保险管 熔丝摘 要：本文档介绍了如何根据光网络设备的配置情况选取相应规格的熔断器，给出简明的计算公式，并对公式的每一个细节进行详细的说明，可以作为相关人员和用户交流的参考资料，同时给出所有光网络设备满配置时要求的熔断器额定电流值，相关人员可以直接引用。光网络各产品单板功率和配置功率请参考各产品成套手册。附录中给出了熔断器的技术资料，作为参考。缩略语清单：无。参考资料清单无。前 言本指导书的其他系列指导书：无与对应的国际标准或其他文件的一致性程度：无指导书代替或作废的全部或部分其他文件：无与其他指导书或文件的关系：无本指导书由光网络硬件部系统平台研究部和技术支援部提出。本指导书主要起草和解释部门：光网络硬件部系统平台研究部本指导书主要起草专家：光网络硬件部：胡正宏（20147），技术支援部：张仁鹏（32031）本指导书主要评审专家： 光网络业务部：赵浩如（09933），潘丰斌（13671），肖新（19074），李晓东（17292），黎渊文（13857），朱祥鉴（21577），罗海（20367），王珏（18944），技术支援部：张仁鹏（32031），梁桦锋（33184），童微之（11241），刘平（16147），蒋禄勇（17748），供应链管理部：张周红（01263）本指导书批准部门：光网络业务部OptiX 传输设备用户侧熔断器选择指导书1 范围和简介1.1 范围本文档适用于华为公司所有光网络设备对用户侧列头柜上熔断器的选择；本文档规定光网络设备用户侧列头柜熔断器的选择要求；本文档提供的计算公式同时适用于华为公司所有光网络设备对用户侧列头柜上断路器的选择；根据本文提供不同光网络产品、不同配置下的熔断器的额定电流值选择原则和计算公式。1.2 简介本文档介绍了如何根据光网络设备的配置情况选取相应规格的熔断器，给出简明的计算公式，并对公式的每一个细节进行详细的说明，可以作为相关人员和用户交流的参考资料，同时给出所有光网络设备满配置时要求的熔断器额定电流值，相关人员可以直接引用。关于熔断器的技术资料，请参考附件一。光网络各产品单板功率和配置功率请参考各产品成套手册。2 熔断器选择2.1 熔断器选择原则熔断器是设置在电路中对电流敏感的薄弱环节，其主要功能是在各种电流负荷条件下安全可靠地熔断从而为各分立元件或整个电路以及系统提供保护，安全切断故障，不带来新的隐患。选择熔断器应该达到两个原则：1、正确选择熔断器；该断则断，不该断则不断。在正常工作条件下，满足设备稳定运行的要求，不能在正常工作条件下，出现熔断器熔断的事故。熔断器熔断一定是由于异常故障引起。2、安全使用熔断器；保障安全切断故障，不能带来新的隐患。2.2 熔断器选择的影响因素熔断器的选择涉及到很多方面，比如电压、电流、环境温度等各个方面。一般选择熔断器时可以按照以下步骤：1、额定电压 额定电压必须大于线路电压；对于光网络设备，要求熔断器的额定电压应该大于设备的最大工作电压。2、额定电流In 对于UL规格的熔断器，工作电流I0.75In； 对于IEC规格的熔断器，工作电流I0.95In；3、最大分断电流 最大短路电流小于熔断器最大分断电流；4、I 2t 线路中可能的脉冲I 2t小于0.22 I 2t5、选择合适的保护特性，快熔断、慢熔断，短路保护，过流保护在实际我们对用户侧熔断器的要求中，熔断器的选择主要考虑设备负载，设备的负载决定了熔断器额定电流的选择。光网络设备的负载指一个机架内实际配置的负载，同时要考虑由于扩容导致设备负载的变化。对于光网络设备，由于配置和组网比较灵活，根据不同的客户需求，一个机柜内的配置是各不相同的，这时候需要综合考虑如何确定设备的负载。对于熔断器选择的各个因素的详细内容可以参考附件文档保险管选型指导。2.3 熔断器额定电流计算公式2.3.1 计算公式I = 1.5 I 熔断器额定电流，单位：A 安培P 设备功率，单位:W 瓦特1.5 降额系数42 48V直流电源系统最低正常工作电压，单位：V 伏特注：对于使用60V直流电源系统的场合（如俄罗斯通信电源系统），公式中的最低正常工作电压42V需要更改为52.5V。此时2.4.2中各表格中提供的熔断器额定电流值需要重新计算。2.3.2 公式说明熔断器额定电流=负载最大工作电流1.5，即熔断器的额定电流应该不大于负载的最大工作电流的1.5倍。负载最大工作电流=设备功率P最低正常工作电压1. 关于降额系数1.5a. 熔断器主要应用在电力系统，在电信电源系统的直流配电里也有较广的应用，用于电力系统的熔断器的选择和用于电信电源系统直流配电屏中的熔断器选型也是有区别的。在电力系统中，熔断器的降额很小，因为线路往往都要求进行过载保护，由于熔断器的温度曲线特性和熔断器的差异，这类电路中熔断器有的就选1.05 - 1.2倍的额定电流。 对于用于电信电源系统中的熔断器，由于这种熔断器用在直流侧直接给电信设备供电，而电信要求非常可靠，非故障情况绝不能断电，为了提高可靠性，保证熔断器熔断一定是在出现故障的情况下才动作，用在这个地方的熔断器则降额要稍大一些，一般取到最大1.5倍的电流额定电流；b. 从器件角度我们愿意将熔断器适当选大一点，因为降额系数小了实际上对物料和设计者来说要求都提高了，要求器件质量一致性等要高，要求设计事先考虑和提供的电流和情况要全面周到；c. 降额系数不是一成不变，有些产品和场合，适当提高熔断器降额系数对整体反到安全一些，电信产品降额比其它产品大些；d. 原邮电部”电信电源维护规程”第105条说明“直流熔断器的额定电流值应不大于最大负载电流的2倍。各专业机房熔断器的额定电流值应不大于最大负载电流的1.5倍”，这里的最大负载电流是正在运行设备的最大负载电流；e. 熔断器的作用主要是过载和短路保护，有时我们只需要在短路时进行保护，短路时，电流通常都很大，即使熔断器额定电流大于负载电流2倍以上，也能安全可靠熔断；f. 新建工程中, 降额系数推荐选1.5;已建成在运行的网络,熔断器已选定,在扩容后原熔断器额定电流降额系数若在1.21.5之间, 如果用户允许更换熔断器,建议更换;若不允许,则保留;不论更换与否，若设备仍未配满，都需要考虑以后再次扩容时熔断器降额系数是否足够。 已建成在运行的网络,熔断器已选定,在扩容后原熔断器额定电流降额系数若小于1.2,建议更换熔断器.若用户不允许更换，则需要向其说明可能存在的风险：设备以后再扩容时熔断器可能不能满足要求，同时降额不足会缩短熔断器使用寿命。2. 关于最低正常工作电压42V通信局站电源系统是对各种通信设备及建筑负荷灯等提供用电的设备和系统的总称。电源系统由交流供电系统、直流供电系统和相应的接地系统组成。交流供电系统由专用变电站，市电油机转换屏，低压配电屏，交流配电屏以及备用发电机组组成。直流供电系统由整流设备、蓄电池组和直流配电设备组成，直流供电系统向各种通信设备提供直流电源。不间断电源设备（UPS）对通信设备及其附属设备提供不间断交流电源。直流供电系统由基本形式如下： 图1 直流供电系统框图 交流电源经过AC/DC整流设备输出48V直流电源，同时给通信设备供电以及给蓄电池充电。当市电掉电AC/DC整流器故障的时候，蓄电池放电给通信设备供电。国家邮电行业标准 YD/T1051-2000通信局（站）电源系统总技术要求10.8.2中关于蓄电池的终止电压说明如下：10.8.2 阀控式密封铅酸蓄电池（2）蓄电池容量是以10小时率放电容量C10为100作为额定容量，10小时率容量第一次循环放出容量95C10；第三次循环放出容量100C10，。3h和1h率的容量应分别在第四次和第五次以前达到，放电终止电压符合下表规定。表1 放电终止电压应符合的规定放电率（h）电池容量的百分数（Ah）放电电流倍数终止电压（V）101001.01.803752.51.801555.51.75标准中给出的是蓄电池一个2V电池单元的终止电压，一个48V电源系统的蓄电池就是242V 电池，-48V系统蓄电池的终止电压为24*1.75=42V或者24*1.8=43.2V。通常这是正常情况下通信设备工作的最低电压。通常光网络设备一般是两路电源供电，两路电源通过列头柜分配而来。光网络列头柜安装在通信局站光网络设备机房内机列的端首，为本列通信设备进行直流电源分配和故障告警指示，需要时，还可以提供交流电源。一般列头柜上直流电源分配熔断器和断路器的路数和容量如下：通常的系列值就是6，10，16，20，25，32，63，100，128A。表2 直流电源分配和熔断器或断路器容量系列列柜形式总电源分路电源告警电源路数熔断器（断路器）系列(A)路数熔断器（断路器）系列（A）路数熔断器(A)窄架163，80，100，2008，16，326，10，16，20，25，3212228，216宽架1100，200，30016，32，64228，216，2323. 关于负载最大工作电流光网络设备在实际正常工作中，供电电压一般是稳定的53V，此时的负载电流就是长时间正常工作电流，熔断器的选择不能依据正常工作电流来选择，原因是当市电断电或者整流器故障的时候，设备由蓄电池供电，蓄电池电压一直在下降，由于设备功率是恒定的，导致负载的电流增大，当蓄电池电压下降到下电电压时，负载工作电流达到最大。这里需要指出的是光网络设备的正常工作电压范围是38.4V72V（48V20%或者60V20%），实际上设备的负载最大电流应该是设备功率除以38.4V，而公式中采用42V是依据蓄电池正常的充放电管理来考虑的。及通常蓄电池的下电电压是42V。通常的直流电源系统都有蓄电池充放电管理功能的，如果没有的话，按照公式选择的熔断器仍然可以正常工作在38.4V。4. 关于设备功率实际应用中设备功率包括现场实际配置的功率和最大配置的功率，用户可以按照实际配置功率或者可能的最大配置功率来选择熔断器。一、按照满配置功率选取熔断器，这样的好处是：1、简便易行；2、安全（我们的推荐值是有很大预留量的，能够保证设备的稳定运行。）3、一劳永逸（扩容的时候都不用换保险丝，因为我们是按照机架满配的方式进行计算推荐的）。这样选择带来的问题是：需要的熔断器的额定电流相对比较大，当用户对此有异议时，需要和用户说明这样做的好处，如果用户不接受，可以按照现场实际配置功率来选取。在有些场合，实际配置功率很小，按照满配置选择的熔断器额定电流将远大于设备实际的正常工作电流的2倍或者更多，和原邮电部”电信电源维护规程”第105条说明“直流熔断器的额定电流值应不大于最大负载电流的的2倍。各专业机房熔断器的额定电流值应不大于最大负载电流的1.5倍”相矛盾，可以这样理解：1、这样选取时不必担心熔断器的保护功能。通常设备出现的故障是短路故障，短路时的电流是很大的，都能够快速的将熔断器熔断，保护设备；2、在光网络设备中，过载和短路保护是多级的，通常每个子架上的电源板上有一级保险管作为过流和短路保护，然后是电源盒中的空气开关（部分产品不用电源盒，就没有这一级保护）,再是列头柜上的熔断器（断路器）的保护。列头柜上的熔断器（断路器）更多的是为电线电缆作过载和短路保护，同时也为设备提供过流和短路保护。列头柜上熔断器太大时，光网络设备内部的熔断器或断路器同样可以起到过载和短路保护作用，这种多级保护时，列头柜的熔断器可以作为最后一级后备保护；3、导致熔断器额定电流远大于工作电流，是由于实际配置功率远小于最大满配置功率，如果用户不接受，可以按照2.5部分中相关内容和用户解释交流。二、按照现场的实际配置，现场计算电源熔断器的取值，这样的好处是：1、配置灵活；2、不需要太大的预留量，非常适合没有扩容需求的站点进行配置；3、即使扩容增加一定功耗范围内的单板，也不需要更换熔断器。是否需要更换熔断器，需要根据扩容后的功率通过公式计算得出扩容后需要的熔断器额定电流，和已经使用的熔断器比较，确定是否需要更换。这样选择带来的问题是：扩容功率增加太大时，需要更换熔断器。5. 根据公式计算结果如何选择熔断器一般熔断器的额定电流值系列有6，10，16，20，25，32，63，100A等系列值，根据公式计算出的熔断器额定电流值通常不是恰好就是上述系列值中的一个，如果不是上述通用的值，一般应该选最邻近的较高值。这个原则不是绝对的，同时40A和50A熔断器、断路器的规格不是很常见，如果实际计算结果需要选用40A或者50A的熔断器时，如果用户没有这两个规格的熔断器，此时要求使用63A熔断器。特别需要提醒：如果是按照满配置要求用户选用熔断器，可以直接引用2.4各表格中的数据，如果现场按照实际配置来选择，当实际计算值落在两个规格额定电流之间时，如果都是在1032之间，可以严格遵守选最临近的较高值的原则，但是对于实际计算值落在32A63A之间时，需要具体考虑。建议按照表格中给出的值。2.4 满配置子架熔断器选取方案2.4.1 计算过程举例说明：以OptiX 2500为例一、选取满配置模型（插满所有槽位，且每个槽位都插功率最大的单板）EMT8EMT8EMT8EMT8EMT8EMT8EMT8LPDRLPSWEIPCET1ET1ET1ET1S16S16XCSXCSS16S16ET1ET1ET1PQ1SCCPQ11234567891011121314151617F A N二、计算子架功率P（查询单板功耗和电源盒功耗相加得到）P=4*37+7*30+2*23+13+5+10+3.5+7*14+25=558.5三、按照公式进行计算IIP421.5558.5421.519.9A四、按照熔断器规格进行取舍，确定熔断器值。实际熔断器规格中没有19.9A的熔断器，此时可以选用规格为20A的熔断器。2.4.2 满配置时使用的熔断器额定电流值配置时建议按照机柜安装两个或者3个（对于有一个机柜安装3个子架的情况）子架进行配置。1. SDH设备机柜配置及其相应功耗机柜配置（加入PBS）功耗（W）按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值（A）155/622满配PBS250W+20W=270W9.6A10A155/622满配2PBS250W*2+20W=520W18.6A20A2500满配PBS558.5W+20W=578.5W20.7A20A2500满配2PBS558.5W*2+20W=1137W32A（参考表格后备注说明）2500+满配155/622满配PBS558.5W+250W+20W=828W29.5A32A10G满配PBS982W+20W=1002W35.7A32A10G满配2 PBS982W*2+20W=1904W70.2A63A10G满配2500满配PBS982W+558.5W+20W=1520.5W55.7A63A3100满配506W18.1A20A3100满配+155/622满配+PBS506W+250W+20W=776W27.7A32A155/622H满配102.5W3.7A6A1100满配150W5.3A6AOSN2000满配260W9.3A10AOSN2000满配4260W4=1040W37.2A40A注：对于一个机柜安装两个2500+满配置子架时，根据公式计算，需要额定电流为40A的熔断器，但是之前一直是按照32A要求客户，为保持一致性以及不必要的解释和更改，在本文档中继续按照32A熔断器作要求。如果在实际中出现的2500满配置558W的情况，此时一定要建议采用40A或以上的熔断器。2. DWDM设备320GV3R1、V3R2机柜配置及其相应功耗(DWDM)机柜配置（加入PBS） 功耗(W)按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值OIS(用于OTM)满配+PBS225+20=2458.7A10AOIS(用于OADM)满配+PBS292+20=31211A10AOAS满配+PBS106+20=1264.5A6AOCS满配+PBS426+20=44615.9A16AOIS(用于OTM)满配+OAS满配+PBS225+106+20=35112.5A16AOIS(用于OADM)满配+OAS满配+PBS292+106+20=41814.9A16AOCS满配+OCS满配+PBS426+426+20=87231.1A32AOIS(用于OADM)满配+OIS（用于OADM）满配+PBS292+292+20=60421.5A20A3. Metro 6100 V100R001设备机柜配置及其相应功耗(DWDM)机柜配置（加入PBS）功耗(W)按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值（A）OIS(用于OTM)标准+PBS95.6+20=115.64.1A6AOIS(用于OADM)标准+PBS168+20=1886.7A6AOAS满配+PBS93+20=1134.0A6AOCS满配+PBS220+20=2408.6A10AOIS(用于OTM)标准+OIS(用于OTM)标准+PBS95.6+95.6+20=211.27.5A10AOIS(用于OTM)标准+OCS满配+PBS95.6+220+20=335.611.9A16AOIS(用于OADM)标准+OAS标准+PBS168+93+20=28110.0A10AOCS满配+OCS满配+PBS220+220+20=46016.4A16AOIS(用于OADM)标准+OIS（用于OADM）标准+PBS168+168+20=35612.7A16A注：1、OIS（用于OTM）+OAS构成OTM的基本机柜。2、OCS+OCS构成OTM的扩展机柜。3、OIS（用于OADM）+OAS构成OADM的基本机柜。4、OIS+OIS构成OADM的扩展机柜。5、一个OAS构成OLA机柜。4. Metro 6100 V100R002设备机柜配置及其相应功耗(DWDM)OptiX Metro6100设备子架组合满配功耗按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值（A）OLA设备 （1个子架）1个子架280W10A10AOTM/并行OADM设备(2个子架) M32/D32+M32/D32569W20.3A20AM32/D32+OTU778W27.7A32AOTU+OTU987W35.2A32AOTM/并行OADM设备(3个子架) M32/D32+OTU+OTU1,244W44.4A50A（63A）M32/D32+M32/D32+OTU1,035W36.9A40A（63A）OTU+OTU+OTU1,453W51.8A50A（63A）串行OADM设备(2个子架) 721W25.7A25A串行OADM设备(3个子架) 1,045W37.3A40A（63A）5. DWDM设备1600G机柜配置及其相应功耗(DWDM)BWS 1600G设备子架组合机柜功耗按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值（A）OLA设备单子架449.5W16.0A16A双子架769W27.4A32AOADM设备( 双子架)OAU OBU836W29.8A32AMR2+MR2798W28.5A32AOADM设备(单子架)MR2399W14.2A16AOTM设备OAU+M40/D40+OTU1377.5W49.1A50A（63A）( 三子架)OTU+OTU+M40/D401725.5W61.6A63AOTU+OTU+OTU1509.5W53.9A50A（63A）OTM设备(二子架）OTU+OTU1265W45.1A50A（63A）OTM设备(单子架）OTU668.5W23.8A25A6. OSN设备机柜配置及其相应功耗OSN机柜配置机柜功耗按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值（A）OSN1500满配286W10.21A10AOSN1500满配2286W2572W20.43A20AOSN1500满配3286W3858W30.64A32AOSN1500满配4286W41144W40.86A40AOSN2500满配393W14.04A16AOSN2500满配2393W2786W28.07A32AOSN2500满配3393W31179W42.11A40A(50A)OSN2500满配4393W41572W56.14A50A(63A)OSN3500满配604W21.57A20AOSN3500满配2604W21208W43.14A40A(50A)OSN2500满配OSN3500满配393W604W997W35.61A32A(40A)OSN7500满配920W32.86A32AOSN7500满配21840W65.72A63AOSN7500满配+OSN3500满配1524W54.43A50AOSN9500满配2183W62.37A63A注：OSN9500计算时选择降额系数为1.27. Metro 6100 V100R003设备机柜配置及其相应功耗(DWDM) Metro6100 V100R003设备子架组合机柜功耗按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值OLA设备单子架满配241.06W8.6A10AOADM设备主子架OTU子架802.18W28.6A25A主子架2OTU子架1131.96W40.4A40A(63A)主子架OTU子架21257.5844.9A50A(63A)单OTU子架485.417.3A20AOTM设备主子架OTU子架867.68W31A32A主子架2OTU子架1081.96W38.7A40A(63A)单OTU子架653.4w23.3A20A8. Metro 6100 V100R004设备机柜配置及其相应功耗(DWDM) Metro 6100 V100R004设备子架组合机柜功耗按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值OLA设备单子架满配199.1W7.1A10AOADM设备串行OADM:主子架OTU子架+OADM子架838.1W29.9A32A并行OADM:主子架+OTU子架+分合波子架1309.8W46.7A50A(63A)单OTU子架665.519A20AOTM设备主子架OTU子架+OADM子架822.6W29.4A32A主子架分合波子架OTU子架1309.8W46.7A50A(63A)单OTU子架665.519A20A9.Metro 6100 V100R005/006/007 设备机柜配置及其相应功耗(DWDM)Metro 6100 V100R005设备子架组合机柜功耗按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值OLA设备单子架满配199.1W7.1A10AOADM设备串行OADM:主子架OTU子架+OADM子架706.1W25.2A32A并行OADM:主子架+OTU子架+分合波子架1089.8W38.9A50A(63A)单OTU子架503.518A20AOTM设备主子架OTU子架+OADM子架700.2W25A32A主子架分合波子架OTU子架1089.8W38.9A50A(63A)单OTU子架503.518A20A10Metro 6040 V200R001设备机柜配置及其相应功耗 Metro6040 V200R001设备子架组合机柜功耗按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值单盒体单盒体满配225.5W8.1A10A11NG-WDM 设备机柜配置及其相应功耗OSN 6800 V100R001设备子架组合机柜功耗按照公式计算电流值（A）选用熔断器额定电流值（A）OLA设备单子架850W30.4A32A双子架1700W60.7A63AOADM设备双子架1700W60.7A63A单子架850W30.4A32AOTM设备( 三子架)三子架2550W91.1A100A双子架1700W60.7A63A单子架850W30.4A32AOSN 3800 V100R001设备子架组合盒体功耗按照公式计算电流值（A）选用熔断器额