一種實現大電流開路告警的保安單元的製作方法
2023-05-18 13:09:41
專利名稱：一種實現大電流開路告警的保安單元的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及市話通信線路中的接續與保護設備，具體涉及用於保護電信局內人身及設備安全的總配線架中的保安單元。
背景技術：
總配線架作為市話通信線路中的一種配套設備，其一側連接外線電纜，另一側通過內線電纜與交換機連接，具有配線、保護、測試及故障告警等功能。保安單元是總配線架的一個重要組成部分，其質量及技術的可靠性對保護局內設備和維護人員的人身安全起著至關重要的作用。
如圖1所示，在現有技術中，保安單元基本都採用熱敏電阻(PTC)作為過電流防護器件，氣體或固體放電管(GDT、SA)作為過電壓防護器件，並在外線輸入端用熔絲(FUSE)或印製電路板上的銅箔作大電流開路保護。
以圖1的上半部分為例，當線路中出現過電流時，熱敏電阻(PTC1)動作，在線路中產生高阻，從而起到保護作用。當有過電壓出現(例如220V電力線搭接)時，放電管(SA1)導通，電流通過放電管洩放入地。根據線路對地電流的大小，可分為以下兩種情況當線路對地電流較小(如小於10A)時，熔絲(FUSE1)或銅箔不動作，放電管釋放熱量使失效保護開關(K1)動作，產生告警信號，但不斷開內、外線路；當線路對地電流較大(如大於10A)時，熔絲(FUSE1)立即熔斷，對交換機起到保護作用，但因為動作時間非常短，放電管釋放的熱量不足使失效保護開關產生動作，所以不能產生告警信號，其結果是機房維護人員不能及時發現線路故障，只能被動等待用戶申告，同時由於線路中始終存在高壓且無告警信號，對操作人員的安全性有一定的影響。
實用新型內容本實用新型要解決現有技術的上述缺陷，在實現保安單元的正常功能的基礎上，能在線路中出現220V電力線近端搭接(如線路對地電流在10A以上)時，準確地發出告警信號，並斷開內、外線，實現完善的開路告警保護。
本實用新型解決其技術問題的技術方案如下提供一種實現大電流開路告警的保安單元，其中針對每一根輸入信號線設有一個熱敏電阻作為過電流防護器件及一個放電管作為過電壓防護器件，所述放電管的第二側設有凸出軸，所述保安單元中還包括一個塑膠基座和裝在其底部的印製電路板，在所述保安單元中，針對每一根輸入信號線，在所述基座內設有一個相應的保護機構安裝槽，各個安裝槽被其內側隔片分隔為第一、第二、第三共三個單元；在第一個單元中，依次裝有內線簧片、所述熱敏電阻、以及第三外線簧片，三者依次導通連接；在第二個單元中，依次裝有第一外線簧片、第一彈簧及移動簧片，所述第一彈簧套在所述移動簧片第一側的伸出軸上；第三個單元的中央與第二單元連通，其中依次裝有中央開槽的第二外線簧片、第二彈簧、第二側設有導電擋片的移動杆、所述放電管、中央開孔的低溫易熔環、第二地線簧片、絕緣片以及告警信號簧片；所述移動杆的第一端可穿過所述第二彈簧和第二外線簧片的中央而與所述移動簧片導通連接；所述放電管的凸出軸穿過低溫易熔環與所述第二地線簧片導通連接，並可在所述低溫易熔環熔化時進一步與所述告警信號簧片導通連接；所述內線簧片，第一、第二、第三外線簧片，第二地線簧片，以及告警信號簧片都焊裝在印製電路板上；而第一、第二彈簧，移動簧片，移動杆，放電管以及低溫易熔環可在各自的位置處沿軸向移動；所述第二外線簧片與第三外線簧片之間則通過導電線連通；所述第一外線簧片連接相應的信號輸入線，所述內線簧片則連接相應的信號輸出線，所述第二地線簧片連接到接地端E，所述告警信號簧片連接到告警信號端S。
在本實用新型中，還可在第二個單元中移動簧片的第二側裝一個中央開槽並可與向其移動的移動簧片導通連接的第一地線簧片(9)，所述第一接地簧片通過印製電路板上的保險器件連接到接地端E。
上述結構的保安單元的電路原理如圖4所示，其中，第二接地簧片與告警信號簧片之間是否接觸相當於圖4中的控制開關K1、K1』是否閉合；移動杆的左端與移動簧片之間是否接觸相當圖4中的K2、K2』是否閉合；而移動簧片與第一地線簧片之間是否接觸相當於圖4中的控制開關K3、K3』是否閉合。
可見，上述三種開關K1(K1』)、K2(K2』)、K3(K3』)均由失效保護器件(即低溫易熔環)觸發，並可按設定順序動作。其中，所述保險器件是保險絲或設在所述印製電路板上的銅箔；所述低溫易熔環是低溫易熔金屬或低溫易熔塑料；所述放電管是氣體或固體放電管。
本實用新型通過各器件的巧妙組成，在出現220V電力線近端搭接時，可用一個失效保護器件按順序觸發相應的控制開關，從而可準確地發出告警信號，並斷開內、外線，實現完善的開路告警保護。
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是現有技術保安單元的電路原理圖；圖2是本實用新型一個優選實施例中所用的放電管的外形結構示意圖；圖3是本實用新型一個優選實施例中所用的告警信號簧片的形狀示意圖；圖4是本實用新型一個優選實施例中保安單元的電路原理圖；圖5是與圖4對應的保安單元的結構示意圖；圖6是將過壓保護機構從圖5中取出後的結構示意圖；圖7是圖6中所示過壓保護機構的分解示意圖；圖8是本實用新型另一實施例的電路原理圖。
對附圖中涉及的零件編號說明如下1是塑膠基座，2是內線簧片，3是熱敏電阻，4是第三外線簧片，5是印製電路板，6是第一外線簧片，7是第一彈簧，8是移動簧片，9是第一地線簧片，10是第二外線簧片，11是第二彈簧，12是移動杆，13是放電管，14是低溫易熔環，15是第二地線簧片，16是絕緣片，17是告警信號簧片。
具體實施方式
本實用新型保安單元的一個優選實施例如圖5所示，其電路原理如圖4所示，在圖5中，通過安裝在塑膠基座1端部的6個彈性金屬簧片18將輸入線(a和b)、輸出線(a』和b』)、地線(E)、以及信號線(S)引到保安單元的印製電路板(5)上，在印製電路板(5)上焊有相應的金屬簧片作為引出線，從而可與前述彈性金屬簧片18及過壓保護機構中的各防護器件配合。
從圖5中可以看出，同一保安單元中有兩個結構相同的過壓保護機構。其具體結構如圖6及圖7所示，由左向右依次為內線簧片2、熱敏電阻3、第三外線簧片4、第一外線簧片6、第一彈簧7、移動簧片8、第一地線簧片9、第二外線簧片10、第二彈簧11、移動杆12、放電管13、低溫易熔環14、第二地線簧片15、絕緣片16、以及告警信號簧片17。
其中，內線簧片2、第三外線簧片4、第一外線簧片6、第一地線簧片9、第二外線簧片10、第二地線簧片15、以及告警信號簧片17都是直接焊接在印製電路板5上的；而第一彈簧7、移動簧片8、第二彈簧11、移動杆12、放電管13、以及低溫易熔環14可在基座內各自的位置處左右移動；第二外線簧片10與第三外線簧片4之間則通過導線或印製電路板5上的敷銅線連通。從圖5中可以看出，第三外線簧片4與第一外線簧片6之間、以及第一地線簧片9與第二外線簧片10之間分別被基座1內側的隔片所隔開，不會相互接觸。其中，第二接地簧片15與告警信號簧片17之間是否接觸相當於圖4中的控制開關K1、K1』是否閉合；移動杆12的左端與移動簧片8之間是否接觸相當圖4中的K2、K2』是否閉合；而移動簧片8與第一地線簧片9之間是否接觸相當於圖4中的控制開關K3、K3』是否閉合。
一、正常工作時1、由輸入線a或b所輸入的信號經第一外線簧片6、移動簧片8、移動杆12、第二彈簧11、第二外線簧片10、第三外線簧片4、熱敏電阻3和內線簧片2，連接到輸出線a』或b』；2、由輸入線a或b所輸入的信號經第一外線簧片6、移動簧片8、移動杆12、放電管13和第二接地簧片15，連接到接地端E。
二、非正常工作時當出現220V電力線與電纜線路搭接時，根據搭接點與配線架之間距離的不同，本實用新型保安單元有下列兩種不同的動作機理。
1、當搭接點與配線架之間的距離較遠時，線路電阻較大，所產生的電流較小，此時(1)過電壓使得放電管13放電，在輸入端與地之間形成迴路放電管13發出的熱量使低溫易熔環14熔化，此時放電管13會在第二彈簧11作用下向右移動，其凸臺首先與告警信號簧片17接觸，從而將第二接地簧片15與告警信號簧片17之間接通，相當於圖4中的控制開關K1或K1』閉合，此時發光二極體會導通發光，發出告警信號；(2)與此同時，在放電管13的另一側，因放電管13右移，移動杆12會跟著右移而不再抵著移動簧片8，在第一彈簧7的作用下，移動簧片8會右移到與第一地線簧片9接觸，相當於圖4中的控制開關K3或K3』閉合而經保險絲FUSE1或FUSE2接地，此時放電管13兩端均接地，從而會停止放電，各零件也會停止動作。
由於經過線路中的電流較小(如小於10A)，支路中的保險絲髮熱量較小，不會熔斷，從而僅實現接地告警功能。
2、當搭接點與配線架之間的距離較近時，線路電阻較小，所產生的電流較大，此時(1)同樣，過電壓使得放電管13放電，在輸入端與地之間形成迴路，放電管13發出的熱量使低溫易熔環14熔化，放電管13會在第二彈簧11作用下向右移動，其凸臺首先與告警信號簧片17接觸，從而將第二接地簧片15與告警信號簧片17之間接通，相當於圖4中的控制開關K1或K1』閉合，此時發光二極體會導通發光，發出告警信號；(2)與此同時，在放電管13的另一側，在第一彈簧7的作用下，移動簧片8右移與第一地線簧片9接觸，相當於圖4中的控制開關K3或K3』閉合而經保險絲FUSE1或FUSE2接地，此時放電管13兩端均接地，從而會停止放電，各零件也會停止動作；(3)由於經過線路中的電流較大(如大於10A)，支路中的保險絲會迅速熔斷，放電管13又恢復為一端高壓而另一端接地，所以會再次放電，放電管13發出的熱量會使低溫易熔環14進一步熔化，此時移動簧片8已抵在第一地線簧片9上不能再向右移，但移動杆12會在第二彈簧11的推動下向右移動，其結果是移動杆12的左端會與移動簧片8脫離接觸，相當於圖4中的K2、K2』斷開，從而斷開由輸入線a或a』所輸入的電壓，實現大電流開路告警功能。
如圖8所示為本實用新型的另一實施例，相當於將圖4中的保險絲FUSE1、FUSE2及控制開關K3、K3』取消，對應在結構上，就是將圖5所示保安單元中印製電路板上的保險絲及第一地線簧片9去掉。由於沒有保險絲FUSE1、FUSE2及控制開關K3、K3』可將放電管13兩端同時接地，所以，只要出現220V電力線與電纜線路搭接，放電管13就會一直放電，直到移動杆12的左端與移動簧片8之間脫離接觸，從而斷開內、外線並使放電管停止放電。因此，在出現220V電力線與電纜線路搭接時，無論搭接點與配線架之間距離遠近，均可發出告警信號並實現開路保護。
權利要求1.一種實現大電流開路告警的保安單元，其中針對每一根輸入信號線設有一個熱敏電阻(3)作為過電流防護器件及一個放電管(13)作為過電壓防護器件，其特徵在於，所述放電管的第二側設有凸出軸，所述保安單元中還包括一個塑膠基座(1)和裝在其底部的印製電路板(5)，針對每一根輸入信號線，在所述基座內設有一個相應的保護機構安裝槽，各個安裝槽被其內側隔片分隔為第一、第二、第三共三個單元；在第一個單元中，依次裝有內線簧片(2)、所述熱敏電阻、以及第三外線簧片(4)，三者依次導通連接；在第二個單元中，依次裝有第一外線簧片(6)、第一彈簧(7)及移動簧片(8)，所述第一彈簧套在所述移動簧片第一側的伸出軸上；第三個單元的中央與第二單元連通，其中依次裝有中央開槽的第二外線簧片(10)、第二彈簧(11)、第二側設有導電擋片的移動杆(12)、所述放電管、中央開孔的低溫易熔環(14)、第二地線簧片(15)、絕緣片(16)以及告警信號簧片(17)；所述移動杆的第一端可穿過所述第二彈簧和第二外線簧片的中央而與所述移動簧片導通連接；所述放電管的凸出軸穿過低溫易熔環與所述第二地線簧片導通連接，並可在所述低溫易熔環熔化時進一步與所述告警信號簧片導通連接；所述內線簧片，第一、第二、第三外線簧片，第二地線簧片，以及告警信號簧片都焊裝在印製電路板上；而第一、第二彈簧，移動簧片，移動杆，放電管以及低溫易熔環可在各自的位置處沿軸向移動；所述第二外線簧片與第三外線簧片之間則通過導電線連通；所述第一外線簧片連接相應的信號輸入線，所述內線簧片則連接相應的信號輸出線，所述第二地線簧片連接到接地端(E)，所述告警信號簧片連接到告警信號端(S)。
2.根據權利要求1所述的實現大電流開路告警的保安單元，其特徵在於，在第二個單元中移動簧片的第二側，還裝有一個中央開槽並可與向其移動的移動簧片導通連接的第一地線簧片(9)，所述第一接地簧片通過印製電路板上的保險器件連接到接地端E。
3.根據權利要求2所述的實現大電流開路告警的保安單元，其特徵在於，所述保險器件是保險絲或設在所述印製電路板上的銅箔。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的實現大電流開路告警的保安單元，其特徵在於，所述低溫易熔環是低溫易熔金屬或低溫易熔塑料。
5.根據權利要求1-3中任一項所述的實現大電流開路告警的保安單元，其特徵在於，所述放電管是氣體或固體放電管。
專利摘要本實用新型涉及一種實現大電流開路告警的保安單元，為解決現有產品不能準確地實現開路告警保護的問題，本實用新型在放電管的第二側設有凸出軸，該保安單元中還包括一個塑膠基座和裝在其底部的印製電路板，在所述保安單元中，針對每一根輸入信號線在所述基座內設有一個相應的保護機構安裝槽，在各個安裝槽中依次裝有內線簧片、所述熱敏電阻、第三外線簧片、第一外線簧片、第一彈簧、移動簧片、第二外線簧片、第二彈簧、移動杆、所述放電管、低溫易熔環、第二地線簧片、絕緣片以及告警信號簧片；上述各組件相互配合，在有過電壓出現時使低溫易熔環可按順序觸發相應組件之間的接通，從而可準確地發出告警信號並實現開路保護功能。
文檔編號H04Q1/18GK2715443SQ20042004427
公開日2005年8月3日 申請日期2004年3月30日 優先權日2004年3月30日
發明者劉燦勝 申請人:深圳日海通訊技術有限公司