專利名稱：一種自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其是涉及保護(hù)電路，特別涉及一種過電壓過電流保護(hù)裝置，具體的是用于各類通信和控制設(shè)備中的一種自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，通信和控制設(shè)備對來自傳輸線路的過電壓過電流保護(hù)技術(shù)水平處于初級階段，通信和控制設(shè)備中或者只設(shè)置防雷電感應(yīng)的過電壓保護(hù)器件，或者只設(shè)置過電流保護(hù)的保險絲，因此保護(hù)功能很不完善，常有通信和控制設(shè)備被來自傳輸線路的過電壓過電流損壞的情況發(fā)生。而對市話通信線路中的過電壓過電流保護(hù)問題，早在20世紀(jì)八十年代就得到重視。一九八九年十一月由原中國郵電部設(shè)計院擬定了《市話通信系統(tǒng)過壓過流防護(hù)技術(shù)要求》，一九九三年頒布了YD/T694-1993《總配線架》通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一九九九年又對《總配線架》通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。長期以來的保安單元產(chǎn)品和技術(shù)，主要分為四類第一類，普通型輸入線對地短路式結(jié)構(gòu)；第二類，熱變形金屬片自恢復(fù)型輸入線對地短路式結(jié)構(gòu)；第三類，普通型輸入線開路式結(jié)構(gòu)，其中包含含熔斷絲、印刷電路板等方式；第四類，手動恢復(fù)型輸入線開路式結(jié)構(gòu)。
但是采用以上這四類結(jié)構(gòu)的保護(hù)裝置在實際應(yīng)用中都存有許多局限，或是不能真正保障通信設(shè)備、維護(hù)人員的安全；或不能真正保障通信線路的暢通。具體存在的問題有
1，普通型輸入線對地短路式結(jié)構(gòu)的保安單元，在無人值守的接入網(wǎng)點應(yīng)用時，若發(fā)生電力線碰觸，單元動作，產(chǎn)生遠(yuǎn)大于通信電纜承載能力的入地大電流，大電流引起大量的熱量，而現(xiàn)實無法保證及時的現(xiàn)場處理，火災(zāi)難以避免。
2，熱變形金屬片自恢復(fù)型輸入線對地短路式結(jié)構(gòu)的保安單元，因熱變形金屬片動作后的狀態(tài)需較高的溫度維持，而實際上FS動作后，放電管停止放電，熱變形金屬片無法再從放電管處獲取熱量而保持較高的溫度，故熱變形金屬片又自動復(fù)位，如此反復(fù)產(chǎn)生振蕩，造成通信線路無法正常工作和保安單元中保護(hù)器件的過早失效。同樣存在大于通信電纜承載能力的入地大電流引起火災(zāi)的危險。
3，普通型輸入線開路式結(jié)構(gòu)的保安單元，告警與開路由兩套獨立元件完成，外線與電力線碰觸點距離設(shè)備的遠(yuǎn)近的隨機性，決定在線路上產(chǎn)生過電流的大小是不定的，然而，開路元件動作時間的長短直接取決于流經(jīng)電流的大小，故無法保證開路時輸出告警，不能及時進(jìn)行故障提示，不利于通信線路的暢通和存在維護(hù)人員被外線端懸浮高電壓傷害的危險。
4，手動恢復(fù)型輸入線開路式結(jié)構(gòu)的保安單元，解決了開路時輸出告警的問題，但是單元中必須增加動作復(fù)位機構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在高壓大電流時開路動作產(chǎn)生飛弧，復(fù)位后接觸性能劣化，造成單元可靠性降低；線路故障排除后，需人工復(fù)位才能消除告警、恢復(fù)工作，未能減少維護(hù)工作量，總之，仍不利于通信線路的暢通。期間出現(xiàn)過全自復(fù)防火保安單元專利技術(shù)，但因不能輸出告警，與普通型輸入線開路式結(jié)構(gòu)的保安單元一樣，不利于通信線路的暢通和存在維護(hù)人員被外線端懸浮高電壓傷害的危險，無法滿足實際應(yīng)用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題是由于現(xiàn)有技術(shù)中普遍應(yīng)用的四類用于通信線路中的過電壓過電流保護(hù)裝置分別存在許多缺陷，其中，普通型輸入線對地短路式結(jié)構(gòu)的保安單元，在無人值守的接入網(wǎng)點應(yīng)用時，若發(fā)生電力線碰觸，單元動作，產(chǎn)生遠(yuǎn)大于通信電纜承載能力的入地大電流，大電流引起大量的熱量，而現(xiàn)實無法保證及時的現(xiàn)場處理，火災(zāi)難以避免。熱變形金屬片自恢復(fù)型輸入線對地短路式結(jié)構(gòu)的保安單元，因熱變形金屬片動作后的狀態(tài)需較高的溫度維持，而實際上FS動作后，放電管停止放電，熱變形金屬片無法再從放電管處獲取熱量而保持較高的溫度，故熱變形金屬片又自動復(fù)位，如此反復(fù)產(chǎn)生振蕩，造成通信線路無法正常工作和保安單元中保護(hù)器件的過早失效。同樣存在大于通信電纜承載能力的入地大電流引起火災(zāi)的危險。普通型輸入線開路式結(jié)構(gòu)的保安單元，告警與開路由兩套獨立元件完成，外線與電力線碰觸點距離設(shè)備的遠(yuǎn)近的隨機性，決定在線路上產(chǎn)生過電流的大小是不定的，然而，開路元件動作時間的長短直接取決于流經(jīng)電流的大小，故無法保證開路時輸出告警，不能及時進(jìn)行故障提示，不利于通信線路的暢通和存在維護(hù)人員被外線端懸浮高電壓傷害的危險。手動恢復(fù)型輸入線開路式結(jié)構(gòu)的保安單元，解決了開路時輸出告警的問題，但是單元中必須增加動作復(fù)位機構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在高壓大電流時開路動作產(chǎn)生飛弧，復(fù)位后接觸性能劣化，造成單元可靠性降低；線路故障排除后，需人工復(fù)位才能消除告警、恢復(fù)工作，未能減少維護(hù)工作量，總之，仍不利于通信線路的暢通。所以，現(xiàn)有技術(shù)中的這四類結(jié)構(gòu)的過電壓過電流保護(hù)裝置無法滿足實際需要。
本實用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置，所述的這種自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置由輸入電極、輸出電極、信號電極和地線電極構(gòu)成，其中，所述的輸入電極和所述的輸出電極之間連接有一個正溫度系數(shù)熱敏電阻器，所述的輸入電極和所述的地線電極之間連接有一個抗電涌放電管，所述的輸出電極與所述的地線電極之間連接有一個工頻過電壓防護(hù)器件，所述的地線電極與所述的信號電極之間設(shè)置有一個熱變形金屬片開關(guān)，所述的熱變形金屬片開關(guān)的固定端設(shè)置在一個絕緣導(dǎo)熱塊上，所述的絕緣導(dǎo)熱塊固定設(shè)置在所述的正溫度系數(shù)熱敏電阻器的一側(cè)。
進(jìn)一步的，所述的輸入電極、輸出電極、信號電極和地線電極均由金屬簧片或電路板上銅膜構(gòu)成。
具體的，所述的輸入電極、輸出電極、信號電極、地線電極、正溫度系數(shù)熱敏電阻器、抗電涌放電管、工頻過電壓防護(hù)器件、熱變形金屬片開關(guān)和絕緣導(dǎo)熱塊均設(shè)置在一個絕緣框架中，采用壓力接觸連接。
或者，所述的輸入電極、輸出電極、信號電極和地線電極均固定設(shè)置在一個電路板上。所述的輸入電極和所述的輸出電極之間通過焊接結(jié)構(gòu)與所述的正溫度系數(shù)熱敏電阻器連接，所述的輸入電極和所述的地線電極之間通過焊接結(jié)構(gòu)與所述的抗電涌放電管連接，所述的輸出電極與所述的地線電極之間通過焊接結(jié)構(gòu)與所述的工頻過電壓防護(hù)器件連接。
進(jìn)一步的，所述的熱變形金屬片開關(guān)使所述的地線電極與信號電極之間為常開結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的，所述信號電極與一個光信號告警電路、或者聲音信號告警電路、或者光聲信號告警電路連接。
進(jìn)一步的，所述的熱變形金屬片開關(guān)固定端通過所述的絕緣導(dǎo)熱塊與所述的正溫度系數(shù)熱敏電阻器導(dǎo)熱接觸連接。
具體的，所述的熱變形金屬片開關(guān)可以由雙金屬片或記憶合金片開關(guān)構(gòu)成。
具體的，所述的正溫度系數(shù)熱敏電阻器在故障消除后自恢復(fù)為常溫低阻，所述的熱變形金屬片開關(guān)自行復(fù)位。
所述的抗電涌放電管在故障消除后自行恢復(fù)。
所述的工頻過電壓防護(hù)器件在故障消除后自行恢復(fù)。一些特定的應(yīng)用中可以省略工頻過電壓保護(hù)器件。
本實用新型的工作原理是當(dāng)傳輸線路遭受雷擊和電力線感應(yīng)時，抗電涌放電管迅速響應(yīng)，實施保護(hù)后自行恢復(fù)；當(dāng)傳輸線路發(fā)生電力線碰觸時，工頻過電壓保護(hù)器件快速響應(yīng)，實施過電壓保護(hù)，正溫度系數(shù)熱敏電阻器動作，隔離輸入線和輸出線，同時引發(fā)熱變形金屬片開關(guān)動作，連通地線和信號線，通過告警電路輸出告警，故障排除后，工頻過電壓保護(hù)器件恢復(fù)對地高阻，正溫度系數(shù)熱敏電阻器恢復(fù)常溫低阻，熱變形金屬片開關(guān)自行復(fù)位，恢復(fù)到設(shè)備原始工作狀態(tài)。
本實用新型中所述的正溫度系數(shù)熱敏電阻器、抗電涌放電管、工頻過電壓防護(hù)器件和熱變形金屬片開關(guān)均為電學(xué)領(lǐng)域的公知技術(shù)，所以在此不再贅述。
本實用新型與已有技術(shù)相對照，其效果是積極和明顯的。本實用新型的優(yōu)點如下所述1，不存在放電管長時間放電失效情況，刪減了保安單元中FS裝置，對工頻過電流進(jìn)行開路保護(hù)，這樣延長了放電管使用壽命，簡化了保安單元的結(jié)構(gòu)，徹底排除了工頻大電流引發(fā)燒電纜、燒設(shè)備的隱患；2，利用正溫度系數(shù)熱敏電阻器實現(xiàn)工頻過電流開路保護(hù)的同時，利用正溫度系數(shù)熱敏電阻器保護(hù)動作時自身發(fā)熱的特點，實現(xiàn)告警輸出，告警信號實時反映外線開路保護(hù)狀態(tài)，及時提示維護(hù)和確保維護(hù)人員的安全；3，外線電力線碰觸故障排除后，正溫度系數(shù)熱敏電阻器自行恢復(fù)到常溫低阻狀態(tài)，保安單元中告警裝置也自行復(fù)位，這樣保安單元實現(xiàn)全自復(fù)，充分發(fā)揮了現(xiàn)行保護(hù)器件自身性能穩(wěn)定、壽命長、自恢復(fù)的優(yōu)點，減少維護(hù)工作量和維護(hù)成本，保障通信線路暢通；4，保安單元實施過電壓過電流保護(hù)動作和實現(xiàn)告警輸出動作時在高壓大電流保護(hù)回路中，采用器件本身的電子開關(guān)動作；在低壓小電流告警回路中，采用機械觸點開關(guān)，這樣保障了全自復(fù)型保安單元自身的長期可靠使用。


圖1是本實用新型一種自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置的一個優(yōu)選實施例的正向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型一種自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置的一個優(yōu)選實施例的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型一種自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型一種自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置由輸入電極1、輸出電極2、信號電極8和地線電極6構(gòu)成，其中，所述的輸入電極1和所述的輸出電極2之間連接有一個正溫度系數(shù)熱敏電阻器4，所述的輸入電極1和所述的地線電極6之間連接有一個抗電涌放電管5，所述的輸出電極2與所述的地線電極6之間連接有一個工頻過電壓防護(hù)器件9，所述的地線電極6與所述的信號電極8之間設(shè)置有一個熱變形金屬片開關(guān)7，所述的熱變形金屬片開關(guān)7與所述的控制信號電極8固定連接，所述的熱變形金屬片開關(guān)7的動觸點設(shè)置在所述的地線電極6的一側(cè)，所述的熱變形金屬片開關(guān)7的固定端或者所述的信號電極端8固定設(shè)置在一個絕緣導(dǎo)熱塊3上，所述的絕緣導(dǎo)熱塊3固定設(shè)置在所述的正溫度系數(shù)熱敏電阻器4的一側(cè)。
在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，所述的輸入電極1、輸出電極2、信號電極8、地線電極6、正溫度系數(shù)熱敏電阻器4、抗電涌放電管5、工頻過電壓防護(hù)器件9、熱變形金屬片開關(guān)7和絕緣導(dǎo)熱塊3均設(shè)置在一個絕緣框架中。
所述的輸入電極1、輸出電極2、信號電極8和地線電極6均由金屬簧片構(gòu)成。
具體的，所述的輸入電極、輸出電極、信號電極和地線電極均固定設(shè)置在一個印刷電路板10上。
所述的輸入電極1和所述的輸出電極2之間通過壓力接觸結(jié)構(gòu)與所述的正溫度系數(shù)熱敏電阻器4連接，所述的輸入電極1和所述的地線電極6之間通過壓力接觸結(jié)構(gòu)與所述的抗電涌放電管5連接，所述的輸出電極2與所述的地線電極6之間通過焊接結(jié)構(gòu)與所述的工頻過電壓防護(hù)器件9連接。
所述的熱變形金屬片開關(guān)7的動觸點與所述的地線電極6之間為常開結(jié)構(gòu)。
所述的信號電極8與一個光聲信號告警電路連接。
所述的信號電極8通過所述的絕緣導(dǎo)熱塊3與所述的正溫度系數(shù)熱敏電阻器4導(dǎo)熱接觸連接，所述的熱變形金屬片開關(guān)7通過點焊結(jié)構(gòu)與所述的信號電極8導(dǎo)熱及電氣連接。
具體的，所述的熱變形金屬片開關(guān)7由雙金屬片開關(guān)構(gòu)成。
在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，抗電涌放電管5的技術(shù)參數(shù)是100KV/s時，VDC＝350V+50V；1000V/μs時，Vmax≤800V；當(dāng)線路遭受雷擊和電力線感應(yīng)時，放電管對設(shè)備實施過電壓保護(hù)，同時對耐壓為250Vr，m，s的正溫度系數(shù)熱敏電阻器4實施過電壓保護(hù)；故障排除后自恢復(fù)。
正溫度系數(shù)熱敏電阻器4的技術(shù)參數(shù)是根據(jù)所保護(hù)設(shè)備常態(tài)工作電流和對過電流的耐受能力選取。對交換機保護(hù)時，交換機二級保護(hù)電路采用對地導(dǎo)通方式進(jìn)行保護(hù)的，同YD/T694-1999行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；交換機二級保護(hù)電路中有正溫度系數(shù)熱敏電阻器的，動作時間設(shè)定略快于交換機二級保護(hù)電路中的正溫度系數(shù)熱敏電阻器。當(dāng)發(fā)生電力線碰觸時，實施過電流保護(hù)，自身高溫高阻。故障排除后自恢復(fù)為常溫低阻。
工頻過電壓保護(hù)器件9可靈活選取放電管、壓敏電阻或雙齊納二極管等，其技術(shù)參數(shù)是動作電壓V＝190V+20V；0.2s內(nèi)載流能力＞10A。當(dāng)發(fā)生電力線碰觸時，實施過電壓保護(hù)。故障排除后自恢復(fù)。一些特定的應(yīng)用中可以省略工頻過電壓保護(hù)器件。
權(quán)利要求1.一種自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置，由輸入電極、輸出電極、信號電極和地線電極構(gòu)成，其特征在于所述的輸入電極和所述的輸出電極之間連接有一個正溫度系數(shù)熱敏電阻器，所述的輸入電極和所述的地線電極之間連接有一個抗電涌放電管，所述的輸出電極與所述的地線電極之間連接有一個工頻過電壓防護(hù)器件，所述的地線電極與所述的信號電極之間設(shè)置有一個熱變形金屬片開關(guān)，所述的熱變形金屬片開關(guān)的固定端設(shè)置在一個絕緣導(dǎo)熱塊上，所述的絕緣導(dǎo)熱塊固定設(shè)置在所述的正溫度系數(shù)熱敏電阻器的一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置，其特征在于所述的輸入電極、輸出電極、信號電極和地線電極均由金屬簧片或電路板上銅膜構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置，其特征在于所述的輸入電極、輸出電極、信號電極、地線電極、正溫度系數(shù)熱敏電阻器、抗電涌放電管、工頻過電壓防護(hù)器件、熱變形金屬片開關(guān)和絕緣導(dǎo)熱塊均設(shè)置在一個絕緣框架中并采用壓力接觸結(jié)構(gòu)連接，或固定設(shè)置在一個電路板上并采用焊接結(jié)構(gòu)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置，其特征在于所述的熱變形金屬片開關(guān)與所述的地線電極或者信號電極之間為常開結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置，其特征在于所述的信號電極與一個光信號告警電路、或者聲音信號告警電路、或者光聲信號告警電路連接。
6.如權(quán)利要求1所述的自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置，其特征在于所述的熱變形金屬片開關(guān)的固定端通過所述的絕緣導(dǎo)熱塊與所述的正溫度系數(shù)熱敏電阻器導(dǎo)熱接觸連接。
專利摘要一種自復(fù)式過電壓過電流保護(hù)告警裝置，由輸入電極、輸出電極、控制信號電極和地線電極構(gòu)成，輸入電極和輸出電極之間設(shè)有正溫度系數(shù)熱敏電阻器，輸入電極和地線電極之間設(shè)有抗電涌放電管，輸出電極與地線電極之間設(shè)有工頻過電壓防護(hù)器件，地線電極與控制信號電極之間設(shè)有熱變形金屬片開關(guān)，熱變形金屬片開關(guān)通過絕緣導(dǎo)熱塊與正溫度系數(shù)熱敏電阻器導(dǎo)熱接觸。傳輸線路遭雷擊和電力線感應(yīng)時，抗電涌放電管實施保護(hù)后自行恢復(fù)；發(fā)生電力線碰觸時，工頻過電壓保護(hù)器件實施過電壓保護(hù)，正溫度系數(shù)熱敏電阻器隔離輸入線和輸出線，并使熱變形金屬片開關(guān)動作，輸出告警，故障排除后，保護(hù)器件及熱變形金屬片自行復(fù)位。
文檔編號H02H9/06GK2728074SQ20042008192
公開日2005年9月21日 申請日期2004年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者曾大慶 申請人:上海凱青通信配件有限公司, 曾大慶