专利名称：一种实现大电流开路告警的保安单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及市话通信线路中的接续与保护设备，具体涉及用于保护电信局内人身及设备安全的总配线架中的保安单元。
背景技术：
总配线架作为市话通信线路中的一种配套设备，其一侧连接外线电缆，另一侧通过内线电缆与交换机连接，具有配线、保护、测试及故障告警等功能。保安单元是总配线架的一个重要组成部分，其质量及技术的可靠性对保护局内设备和维护人员的人身安全起着至关重要的作用。
如图1所示，在现有技术中，保安单元基本都采用热敏电阻(PTC)作为过电流防护器件，气体或固体放电管(GDT、SA)作为过电压防护器件，并在外线输入端用熔丝(FUSE)或印制电路板上的铜箔作大电流开路保护。
以图1的上半部分为例，当线路中出现过电流时，热敏电阻(PTC1)动作，在线路中产生高阻，从而起到保护作用。当有过电压出现(例如220V电力线搭接)时，放电管(SA1)导通，电流通过放电管泄放入地。根据线路对地电流的大小，可分为以下两种情况当线路对地电流较小(如小于10A)时，熔丝(FUSE1)或铜箔不动作，放电管释放热量使失效保护开关(K1)动作，产生告警信号，但不断开内、外线路；当线路对地电流较大(如大于10A)时，熔丝(FUSE1)立即熔断，对交换机起到保护作用，但因为动作时间非常短，放电管释放的热量不足使失效保护开关产生动作，所以不能产生告警信号，其结果是机房维护人员不能及时发现线路故障，只能被动等待用户申告，同时由于线路中始终存在高压且无告警信号，对操作人员的安全性有一定的影响。
实用新型内容本实用新型要解决现有技术的上述缺陷，在实现保安单元的正常功能的基础上，能在线路中出现220V电力线近端搭接(如线路对地电流在10A以上)时，准确地发出告警信号，并断开内、外线，实现完善的开路告警保护。
本实用新型解决其技术问题的技术方案如下提供一种实现大电流开路告警的保安单元，其中针对每一根输入信号线设有一个热敏电阻作为过电流防护器件及一个放电管作为过电压防护器件，所述放电管的第二侧设有凸出轴，所述保安单元中还包括一个塑胶基座和装在其底部的印制电路板，在所述保安单元中，针对每一根输入信号线，在所述基座内设有一个相应的保护机构安装槽，各个安装槽被其内侧隔片分隔为第一、第二、第三共三个单元；在第一个单元中，依次装有内线簧片、所述热敏电阻、以及第三外线簧片，三者依次导通连接；在第二个单元中，依次装有第一外线簧片、第一弹簧及移动簧片，所述第一弹簧套在所述移动簧片第一侧的伸出轴上；第三个单元的中央与第二单元连通，其中依次装有中央开槽的第二外线簧片、第二弹簧、第二侧设有导电挡片的移动杆、所述放电管、中央开孔的低温易熔环、第二地线簧片、绝缘片以及告警信号簧片；所述移动杆的第一端可穿过所述第二弹簧和第二外线簧片的中央而与所述移动簧片导通连接；所述放电管的凸出轴穿过低温易熔环与所述第二地线簧片导通连接，并可在所述低温易熔环熔化时进一步与所述告警信号簧片导通连接；所述内线簧片，第一、第二、第三外线簧片，第二地线簧片，以及告警信号簧片都焊装在印制电路板上；而第一、第二弹簧，移动簧片，移动杆，放电管以及低温易熔环可在各自的位置处沿轴向移动；所述第二外线簧片与第三外线簧片之间则通过导电线连通；所述第一外线簧片连接相应的信号输入线，所述内线簧片则连接相应的信号输出线，所述第二地线簧片连接到接地端E，所述告警信号簧片连接到告警信号端S。
在本实用新型中，还可在第二个单元中移动簧片的第二侧装一个中央开槽并可与向其移动的移动簧片导通连接的第一地线簧片(9)，所述第一接地簧片通过印制电路板上的保险器件连接到接地端E。
上述结构的保安单元的电路原理如图4所示，其中，第二接地簧片与告警信号簧片之间是否接触相当于图4中的控制开关K1、K1’是否闭合；移动杆的左端与移动簧片之间是否接触相当图4中的K2、K2’是否闭合；而移动簧片与第一地线簧片之间是否接触相当于图4中的控制开关K3、K3’是否闭合。
可见，上述三种开关K1(K1’)、K2(K2’)、K3(K3’)均由失效保护器件(即低温易熔环)触发，并可按设定顺序动作。其中，所述保险器件是保险丝或设在所述印制电路板上的铜箔；所述低温易熔环是低温易熔金属或低温易熔塑料；所述放电管是气体或固体放电管。
本实用新型通过各器件的巧妙组成，在出现220V电力线近端搭接时，可用一个失效保护器件按顺序触发相应的控制开关，从而可准确地发出告警信号，并断开内、外线，实现完善的开路告警保护。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1是现有技术保安单元的电路原理图；图2是本实用新型一个优选实施例中所用的放电管的外形结构示意图；图3是本实用新型一个优选实施例中所用的告警信号簧片的形状示意图；图4是本实用新型一个优选实施例中保安单元的电路原理图；图5是与图4对应的保安单元的结构示意图；图6是将过压保护机构从图5中取出后的结构示意图；图7是图6中所示过压保护机构的分解示意图；图8是本实用新型另一实施例的电路原理图。
对附图中涉及的零件编号说明如下1是塑胶基座，2是内线簧片，3是热敏电阻，4是第三外线簧片，5是印制电路板，6是第一外线簧片，7是第一弹簧，8是移动簧片，9是第一地线簧片，10是第二外线簧片，11是第二弹簧，12是移动杆，13是放电管，14是低温易熔环，15是第二地线簧片，16是绝缘片，17是告警信号簧片。
具体实施方式
本实用新型保安单元的一个优选实施例如图5所示，其电路原理如图4所示，在图5中，通过安装在塑胶基座1端部的6个弹性金属簧片18将输入线(a和b)、输出线(a’和b’)、地线(E)、以及信号线(S)引到保安单元的印制电路板(5)上，在印制电路板(5)上焊有相应的金属簧片作为引出线，从而可与前述弹性金属簧片18及过压保护机构中的各防护器件配合。
从图5中可以看出，同一保安单元中有两个结构相同的过压保护机构。其具体结构如图6及图7所示，由左向右依次为内线簧片2、热敏电阻3、第三外线簧片4、第一外线簧片6、第一弹簧7、移动簧片8、第一地线簧片9、第二外线簧片10、第二弹簧11、移动杆12、放电管13、低温易熔环14、第二地线簧片15、绝缘片16、以及告警信号簧片17。
其中，内线簧片2、第三外线簧片4、第一外线簧片6、第一地线簧片9、第二外线簧片10、第二地线簧片15、以及告警信号簧片17都是直接焊接在印制电路板5上的；而第一弹簧7、移动簧片8、第二弹簧11、移动杆12、放电管13、以及低温易熔环14可在基座内各自的位置处左右移动；第二外线簧片10与第三外线簧片4之间则通过导线或印制电路板5上的敷铜线连通。从图5中可以看出，第三外线簧片4与第一外线簧片6之间、以及第一地线簧片9与第二外线簧片10之间分别被基座1内侧的隔片所隔开，不会相互接触。其中，第二接地簧片15与告警信号簧片17之间是否接触相当于图4中的控制开关K1、K1’是否闭合；移动杆12的左端与移动簧片8之间是否接触相当图4中的K2、K2’是否闭合；而移动簧片8与第一地线簧片9之间是否接触相当于图4中的控制开关K3、K3’是否闭合。
一、正常工作时1、由输入线a或b所输入的信号经第一外线簧片6、移动簧片8、移动杆12、第二弹簧11、第二外线簧片10、第三外线簧片4、热敏电阻3和内线簧片2，连接到输出线a’或b’；2、由输入线a或b所输入的信号经第一外线簧片6、移动簧片8、移动杆12、放电管13和第二接地簧片15，连接到接地端E。
二、非正常工作时当出现220V电力线与电缆线路搭接时，根据搭接点与配线架之间距离的不同，本实用新型保安单元有下列两种不同的动作机理。
1、当搭接点与配线架之间的距离较远时，线路电阻较大，所产生的电流较小，此时(1)过电压使得放电管13放电，在输入端与地之间形成回路放电管13发出的热量使低温易熔环14熔化，此时放电管13会在第二弹簧11作用下向右移动，其凸台首先与告警信号簧片17接触，从而将第二接地簧片15与告警信号簧片17之间接通，相当于图4中的控制开关K1或K1’闭合，此时发光二极管会导通发光，发出告警信号；(2)与此同时，在放电管13的另一侧，因放电管13右移，移动杆12会跟着右移而不再抵着移动簧片8，在第一弹簧7的作用下，移动簧片8会右移到与第一地线簧片9接触，相当于图4中的控制开关K3或K3’闭合而经保险丝FUSE1或FUSE2接地，此时放电管13两端均接地，从而会停止放电，各零件也会停止动作。
由于经过线路中的电流较小(如小于10A)，支路中的保险丝发热量较小，不会熔断，从而仅实现接地告警功能。
2、当搭接点与配线架之间的距离较近时，线路电阻较小，所产生的电流较大，此时(1)同样，过电压使得放电管13放电，在输入端与地之间形成回路，放电管13发出的热量使低温易熔环14熔化，放电管13会在第二弹簧11作用下向右移动，其凸台首先与告警信号簧片17接触，从而将第二接地簧片15与告警信号簧片17之间接通，相当于图4中的控制开关K1或K1’闭合，此时发光二极管会导通发光，发出告警信号；(2)与此同时，在放电管13的另一侧，在第一弹簧7的作用下，移动簧片8右移与第一地线簧片9接触，相当于图4中的控制开关K3或K3’闭合而经保险丝FUSE1或FUSE2接地，此时放电管13两端均接地，从而会停止放电，各零件也会停止动作；(3)由于经过线路中的电流较大(如大于10A)，支路中的保险丝会迅速熔断，放电管13又恢复为一端高压而另一端接地，所以会再次放电，放电管13发出的热量会使低温易熔环14进一步熔化，此时移动簧片8已抵在第一地线簧片9上不能再向右移，但移动杆12会在第二弹簧11的推动下向右移动，其结果是移动杆12的左端会与移动簧片8脱离接触，相当于图4中的K2、K2’断开，从而断开由输入线a或a’所输入的电压，实现大电流开路告警功能。
如图8所示为本实用新型的另一实施例，相当于将图4中的保险丝FUSE1、FUSE2及控制开关K3、K3’取消，对应在结构上，就是将图5所示保安单元中印制电路板上的保险丝及第一地线簧片9去掉。由于没有保险丝FUSE1、FUSE2及控制开关K3、K3’可将放电管13两端同时接地，所以，只要出现220V电力线与电缆线路搭接，放电管13就会一直放电，直到移动杆12的左端与移动簧片8之间脱离接触，从而断开内、外线并使放电管停止放电。因此，在出现220V电力线与电缆线路搭接时，无论搭接点与配线架之间距离远近，均可发出告警信号并实现开路保护。
权利要求1.一种实现大电流开路告警的保安单元，其中针对每一根输入信号线设有一个热敏电阻(3)作为过电流防护器件及一个放电管(13)作为过电压防护器件，其特征在于，所述放电管的第二侧设有凸出轴，所述保安单元中还包括一个塑胶基座(1)和装在其底部的印制电路板(5)，针对每一根输入信号线，在所述基座内设有一个相应的保护机构安装槽，各个安装槽被其内侧隔片分隔为第一、第二、第三共三个单元；在第一个单元中，依次装有内线簧片(2)、所述热敏电阻、以及第三外线簧片(4)，三者依次导通连接；在第二个单元中，依次装有第一外线簧片(6)、第一弹簧(7)及移动簧片(8)，所述第一弹簧套在所述移动簧片第一侧的伸出轴上；第三个单元的中央与第二单元连通，其中依次装有中央开槽的第二外线簧片(10)、第二弹簧(11)、第二侧设有导电挡片的移动杆(12)、所述放电管、中央开孔的低温易熔环(14)、第二地线簧片(15)、绝缘片(16)以及告警信号簧片(17)；所述移动杆的第一端可穿过所述第二弹簧和第二外线簧片的中央而与所述移动簧片导通连接；所述放电管的凸出轴穿过低温易熔环与所述第二地线簧片导通连接，并可在所述低温易熔环熔化时进一步与所述告警信号簧片导通连接；所述内线簧片，第一、第二、第三外线簧片，第二地线簧片，以及告警信号簧片都焊装在印制电路板上；而第一、第二弹簧，移动簧片，移动杆，放电管以及低温易熔环可在各自的位置处沿轴向移动；所述第二外线簧片与第三外线簧片之间则通过导电线连通；所述第一外线簧片连接相应的信号输入线，所述内线簧片则连接相应的信号输出线，所述第二地线簧片连接到接地端(E)，所述告警信号簧片连接到告警信号端(S)。
2.根据权利要求1所述的实现大电流开路告警的保安单元，其特征在于，在第二个单元中移动簧片的第二侧，还装有一个中央开槽并可与向其移动的移动簧片导通连接的第一地线簧片(9)，所述第一接地簧片通过印制电路板上的保险器件连接到接地端E。
3.根据权利要求2所述的实现大电流开路告警的保安单元，其特征在于，所述保险器件是保险丝或设在所述印制电路板上的铜箔。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的实现大电流开路告警的保安单元，其特征在于，所述低温易熔环是低温易熔金属或低温易熔塑料。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的实现大电流开路告警的保安单元，其特征在于，所述放电管是气体或固体放电管。
专利摘要本实用新型涉及一种实现大电流开路告警的保安单元，为解决现有产品不能准确地实现开路告警保护的问题，本实用新型在放电管的第二侧设有凸出轴，该保安单元中还包括一个塑胶基座和装在其底部的印制电路板，在所述保安单元中，针对每一根输入信号线在所述基座内设有一个相应的保护机构安装槽，在各个安装槽中依次装有内线簧片、所述热敏电阻、第三外线簧片、第一外线簧片、第一弹簧、移动簧片、第二外线簧片、第二弹簧、移动杆、所述放电管、低温易熔环、第二地线簧片、绝缘片以及告警信号簧片；上述各组件相互配合，在有过电压出现时使低温易熔环可按顺序触发相应组件之间的接通，从而可准确地发出告警信号并实现开路保护功能。
文档编号H04Q1/18GK2715443SQ20042004427
公开日2005年8月3日 申请日期2004年3月30日 优先权日2004年3月30日
发明者刘灿胜 申请人:深圳日海通讯技术有限公司