CN112394295A - 一种接地不良告警装置和接地不良告警系统 - Google Patents

Abstract

一种接地不良告警装置和接地不良告警系统。所述接地不良告警装置包括检测模块和告警模块，所述检测模块设置为：对通信系统机壳的电压进行检测，得到第一电压信号；所述告警模块设置为：根据所述第一电压信号生成告警信号并输出，所述告警信号用于指示所述通信系统机壳接地正常或接地故障。所述接地不良告警系统包括通信系统机壳、接地不良告警装置和告警处理平台。本申请可实时监测接地状态，进行接地不良告警，且方案简单、安全性能好。

Description

一种接地不良告警装置和接地不良告警系统

技术领域

本发明涉及但不限于通信设备接地，更具体地，涉及一种接地不良告警装置和接地不良告警系统。

背景技术

通信系统的接地线经常损坏，导致通信系统失去防雷功能。例如，通信基站是无线电收发信电台，在通信网络中起着至关重要的作用。但很多的通信基站系统因雷击而损坏，严重影响基站运行的稳定性。工程人员去现场维修发现基站系统的接地线经常损坏，导致基站系统失去防雷功能。于是，希望能有一个接地不良告警电路，可以检测系统的接地情况。

以基站系统为例，一种接地不良检测电路采用L、N线对地分压的方式来检测基站系统中的电源机壳是否接地，这种方法会将检测电路中的电流直接泄放至基站系统机壳上，非常不利于人身安全。此外，这种检测方式只能检测电源机壳与基站系统机壳之间是否相连，只要检测到电源机壳与基站系统机壳之间连接成功，就认为是电源机壳接地，但是无法判断基站系统机壳有无接地，最终导致的结果是，这种电路检测到了电源机壳与基站系统机壳之间正常连接，就会上报电源机壳接地成功，但事实上如果系统机壳不接地，电源机壳仍然处于不接地的状态，从而产生了误上报。

另一种接地不良检测电路采用将一根检测线与接地线相缠绕并同时接地的方式，当接地线断开时，相应的检测线也将被断开，告警信号发生电路产生相应的电压信号，并上报至基站系统。但该电路必须在基站与大地之间外加一根检测线，信号易受干扰，此外该电路的版图面积大，集成难度高。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供了一种接地不良告警装置，包括检测模块和告警模块，其中：所述检测模块设置为：对通信系统机壳的电压进行检测，得到第一电压信号；所述告警模块设置为：根据所述第一电压信号生成告警信号并输出，所述告警信号用于指示所述通信系统机壳接地正常或接地故障。。

本发明实施例还提供了一种接地不良告警系统，包括通信系统机壳、接地不良告警装置和告警处理平台，其中：所述接地不良告警装置与所述通信系统机壳连接，设置为检测所述通信系统机壳的电压，根据检测得到的第一电压信号生成告警信号并传递至所述告警处理平台；所述告警信号用于指示所述通信系统机壳接地正常或接地故障；所述告警处理平台设置为接收所述告警信号并进行告警处理。

本发明上述实施例的接地不良告警装置和接地不良告警系统可实时监测接地状态，进行接地不良告警，且方案简单、安全性能好。

在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

附图说明

图1是本发明实施例接地不良告警装置的结构框图；

图2是图1中告警模块的组成示意图；

图3是本发明一示例性实施例的接地不良告警装置的结构图；

图4是图3中的检测模块内电流流向的示意图；

图5是不同输入电压下检测模块检测的信号VA1与信号VA的示意图；

图6是本发明另一示例性实施例的接地不良告警装置的结构图；

图7是图6的接地不良告警装置在低电压输入时检测模块的电流流向图；

图8是图6的接地不良告警装置在高电压输入时检测模块的电流流向图；

图9是图6所示接地不良告警装置中的检测模块检测的信号VA1和信号VA的示意图；

图10是本发明另一示例性实施例的接地不良告警装置的结构图；

图11是本发明一示例性实施例的接地不良告警系统的结构框图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本发明一示例性实施例提供了一种接地不良告警装置1，如图1所示，包括检测模块10和告警模块11，其中：

检测模块10设置为：对通信系统机壳的电压进行检测，得到第一电压信号。

告警模块11设置为：根据第一电压信号生成告警信号并输出，告警信号用于指示通信系统机壳接地正常或接地故障。

通信系统机壳与通信系统的中性线连接。图1中的一示例中，通信系统机壳为基站系统机壳，该基站系统机壳的电压表示为V_PE，但本发明不局限于此，也可以是其他的通信系统机壳。图1及其他附图中，基站系统机壳上的保护地表示为PE。

本发明一示例性实施例中，如图2所示，告警模块11包括：

控制子模块20，用于根据第一电压信号生成第一电平信号，其中，通信系统机壳接地正常或接地故障时根据第一电压信号生成的第一电平信号不同；

传递子模块30，用于根据第一电平信号生成告警信号，并将告警信号传递至外部的告警处理平台。

本申请中的电平信号可以是高电平信号、低电平信号、脉冲信号等等。在一示例中，所述通信系统机壳接地正常时，所述第一电平信号和所述告警信号为脉冲信号；所述通信系统机壳接地故障时，所述第一电平信号和所述告警信号为高电平信号或低电平信号。

本发明一示例性实施例中，检测模块10包括分压电路，分压电路设置为通信系统机壳的电压进行分压，将分压电路的中间节点处的电压信号作为第一电压信号输出，所述通信系统机壳的电压指通信系统机壳上的保护地和接地不良告警装置的第一功能地之间的电压。

在图3所示的一示例中，检测模块10包括分压电路，所述分压电路包括串联的第一分压支路和第二分压支路，所述第一分压支路的两端分别连接至所述通信系统机壳的保护地PE和分压电路的中间节点即节点A，第二分压支路的两端分别连接至所述中间节点和第一功能地GND1。如图3所示，第一分压支路包括第一电阻R1；第二分压支路包括并联的第二电阻R2和第一电容C1。

在图6所示的另一示例中，检测模块10包括分压电路，而分压电路除了包括上述第一分压支路和第二分压支路外，还包括与第二分压支路并联的第三分压支路，如图6所示，第三分压支路包括串联的第一开关器件M1和第五电阻R5。第一开关器件M1设置为接收外部的控制信号SR1，以控制第三分压支路的通断。容易理解，第三分压支路也可以设置为与第一分压支路并联，也可以包括串联的第一开关器件M1和第五电阻R5，此时通过控制第三分压支路的通断，也可以达到改变中间节点的电压与通信系统机壳的电压之比的效果，只是所控制的第三分压支路的通断状态不同即可。

本发明一示例性实施例中，所述控制子模块20包括开关电路，所述开关电路连接在第一节点和所述接地不良告警装置的第一功能地之间，所述开关电路设置为根据所述第一电压信号控制第一节点和所述接地不良告警装置的第一功能地之间的电路通断，以在所述第一节点处生成所述第一电平信号。在图3所示的示例中，控制子模块20包括开关电路，该开关电路包括第二开关器件T1，第二开关器件T1的第一端连接至检测模块10用于输出第一电压信号的节点即节点A，第二端连接至第一节点即图中的节点C，第三端连接至第一功能地GND1，

图3的示例中，第二开关器件T1的第三端是通过一个二极管连接到第一功能地GND1；当节点A处的第一电压信号从大于第二开关器件T1的开启电压变化为小于第二开关器件T1的开启电压，或者从小于第二开关器件T1的开启电压变化为大于第二开关器件T1的开启电压时，节点C处的第一电平信号的电平值随之发生变化。因此，只需要通过对检测电路中电阻取值的设计，使得通信系统机壳的接地正常和接地不良时，检测电路10检测得到的第一电压信号与第二开关器件T1的开启电压的比较结果不同，第一电平信号的电平值即可以反映通信系统机壳的接地正常和接地不良的两种状态。

本发明一示例性实施例中，所述传递子模块30包括隔离电路，所述隔离电路设置为根据所述第一电平信号生成与所述第一电平信号电隔离的第二电平信号，并将所述第二电平信号作为所述告警信号上传到外部的告警处理平台。在图3所示的示例中，传递子模块30包括隔离电路，该隔离电路包括第一信号支路和第二信号支路，所述第一信号支路的第一端连接至第一电源(图中的电压VCC)，第二端连接至所述控制子模块用于输出所述第一电平信号的第一节点即节点C；所述第二信号支路的第一端连接至与所述第一电源不同的第二电源(图中的电压VDD)，第二端连接至与所述接地不良告警装置的第二功能地GND2，所述第二功能地GND2与所述第一功能地GND1不同。在图3中，第一信号支路包括串联的第三电阻R3和隔离器件U1，所述第二信号支路包括串联的第四电阻R4和隔离器件U1，所述第一信号支路和第二信号支路通过隔离器件U1耦合在一起并实现电气隔离。该隔离器件可以是一光耦器件，告警信号从第二信号支路的第四电阻R4和隔离器件U1之间的节点B输出。

本发明一示例性实施例提供了一种接地不良告警系统，包括通信系统机壳、接地不良告警装置和告警处理平台，其中：所述接地不良告警装置与所述通信系统机壳连接，设置为检测所述通信系统机壳的电压，根据检测得到的第一电压信号生成告警信号并传递至所述告警处理平台；所述告警信号用于指示所述通信系统机壳接地正常或接地故障；所述告警处理平台设置为接收所述告警信号并进行告警处理。

本实施例接地不良告警系统中的接地不良告警装置可以采用本发明上述实施例中任一所述的接地不良告警装置。所述通信系统机壳可以是基站系统机壳但不局限于此。

本发明实施例的接地不良告警系统在通信系统机壳接地不良时，接地不良告警装置通过检测通信系统机壳的电压，产生相应的告警信号并传递至告警处理平台，之后由告警处理平台对告警装置传递来的告警信号进行处理，例如，识别该告警信号并最终传递至用户，告知用户该通信设备存在接地不良，需要维修处理。

本发明上述实施例的接地不良告警装置，采用了检测机壳电压信号的方式来判断基站系统是否接地异常，增加了检测电路的安全性；解决了噪声对告警装置的影响，可靠性高。且结构简单，易于在基站系统中集成。本发明上述实施例的接地不良告警系统，可用于实时监测通信系统的接地情况。

下面再结合附图对本发明实施例的接地不良告警装置进行说明。

如图3所示，本发明一示例性实施例的接地不良告警装置包括检测模块10、控制子模块20、传递子模块30。其中：

检测模块10的第一端连接至基站系统机壳上的保护地PE，第二端连接至控制子模块的第一端形成节点A，第三端连接至第一功能地GND1。

控制子模块20的第一端连接至检测模块10的第二端(节点A)，第二端连接至传递子模块形成节点C，第三端连接至第一功能地GND1。

传递子模块30的第一端连接至控制子模块的第二端(节点C)，第二端连接至输出信号线OUT，第三端连接至电压VCC，第四端连接至电压VDD，第五端连接至第二功能地GND2。

图3所示的示例中，检测模块10包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一电容C1。第一电阻R1的第一端连接至电源系统机壳的保护地PE，第二端与第二电阻R2的第一端、第一电容C1的第一端相连接至节点A。第二电阻R2的第二端与第一电容C1的第二端相连接至第一功能地GND1。

第一电阻R1和第二电阻R2用于保护地PE处的电压进行分压，从节点A输出电压信号，第一电容C1用于对检测模块进行滤波。

图3所示的示例中，控制子模块20包括第一NPN三极管T1、第一二极管D1。第一NPN三极管T1的第一端连接至节点A，第二端(即节点C)连接至传递子模块30的第一端，第三端与第一二极管D1的第一端相连接。第一二极管D1的第二端连接至第一功能地GND1。

第一NPN三极管T1用于控制T1-D1-GND1支路的导通和断开，第一二极管D1可选，用于提高第一NPN三极管T1基极的导通电压值。

图3所示的示例中，传递子模块30包括第三电阻R3、第四电阻R4和光耦器件U1。光耦器件U1的第一端连接至第三电阻R3的第二端，第二端连接至节点C，第三端连接至第二功能地GND2，第四端与第四电阻R4的第二端连接至输出节点即节点B。第三电阻R3的第一端连接至电压VCC。第四电阻R4的第一端连接至电压VDD。

第四电阻R4用于将节点B处的电压VB与电压VDD隔离，在光耦器件导通时，使VB能够获得足够低的电平。

如图4和图5所示，在基站系统机壳接地正常时，由于基站系统机壳的保护地PE在远端与N线相连，检测模块10内的电流流向为PE-R1-R2-GND1。检测模块10对基站系统机壳的电压进行分压，在节点A获得的第一电压信号为一个正弦脉冲波信号VA，当VA的幅值高于控制子模块20的开启电压(如第一NPN三极管T1的阈值电压)时，支路VCC-R3-U1-T1-D1-GND1导通，相应的节点B的电压VB将通过光耦U1获得一个接近于第二功能地GND2的低电平。当VA的幅值低于控制子模块20的开启电压时，支路VCC-R3-U1-T1-D1-GND1断开，VB通过R4将获得一个接近于VDD的高电平。之后节点B将通过OUT线将该脉冲信号VB上传至系统的告警处理平台处理。告警处理平台接收到该脉冲信号时确定基站系统机壳接地正常。

请参考图4和图5，当基站系统机壳接地不良(即接地异常)时，第一电阻R1的第一端仍连接至保护地PE，且检测模块10内的电流流向仍为机壳地PE--R1--R2--GND1。这是因为基站电源中的电磁兼容性(EMC：Electro Magnetic Compatibility)器件会使L线电压对基站系统机壳上的电压信号造成影响。即使基站系统机壳没有接地，检测模块10同样可以获得一个噪声波形并进行分压，在节点A处产生的第一电压信号如图5中的VA1所示，与机壳接地正常时在节点A处产生的第一电压信号VA相比，在基站系统的输入电压相同时，两者的频率相同，幅值不同且VA的幅值大于VA1的幅值。为了准确的区分VA1与VA，可以通过设置检测模块10内的电阻分压比例，使控制子模块20的开启电压介于VA1的幅值与VA的幅值之间，因此，当基站系统机壳的接地异常时，由噪声信号在节点A产生的电压VA1的幅值将低于控制子模块20的开启电压，因此，支路VCC-R3-U1-T1-D1-GND1断开，VB通过R4将获得一个接近于VDD的高电平。之后节点B将输送给告警处理平台一个恒定的高电平信号。告警处理平台接地到该高电平信号时，判定基站系统机壳接地不良。

因此，本发明实施例的告警装置可以实时的将基站系统机壳的接地不良情况传递至系统处理端，由系统做出相应的反应。

本发明实施例公开的接地不良告警装置采用了检测基站系统机壳电压信号的方式来判断基站系统机壳是否接地异常，增加了检测电路的安全性，在基站系统存在噪声的情况下，能够实时检测基站系统机壳的接地不良情况，且该装置结构简单，可集成度高。容易理解，本发明实施例的接地不良告警装置也能够用于其他通信系统机壳的接地检测并进行接地不良告警。

图3所示实施例的接地不良告警装置是在同一输入电压下完成的，而由于应用场景的多样性，有时基站需要支持不同幅值的电压输入，且检测模块10在接地不良时检测的第一电压信号VA1与接地正常时检测的第一电压信号VA的幅值均与输入电压的幅值成正比关系，于是在控制子模块20的开启电压一定时，且基站系统的输入电压不同的情况下，高压输入时的第一电压信号VA1与低压输入时的第一电压信号VA将变得难以区分，导致实施例一所提告警装置无法准确判断系统是否存在接地异常。

图5示出了检测模块10在接地不良时检测的第一电压信号VA1与接地正常时检测的第一电压信号VA，可以看出当基站系统的输入电压为250V时，在机壳没有接地的情况下，VA1的峰值达到了约1.3V，而在基站系统的输入电压为90V时，系统机壳接地正常的情况下，检测模块10分压获得的VA约为1.5V。因此，在控制子模块20的开启电压设置为1.4V时，输入电压为250V时的VA1非常容易与输入电压为90V时的VA相混淆，导致该装置产生误告警。

为了解决这一问题，图6示意了本发明另一示例性实施例的接地不良告警装置，与图3所示的接地不良告警装置的区别在于检测模块10。如图6所示，检测模块10包括第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5、第一NMOS管M1、第一电容C1。第一电阻R1的第一端连接至基站系统机壳的保护地PE，第二端与第二电阻R2的第一端、第五电阻R5的第一端、第一电容C1的第一端相连接至节点A。第二电阻R2的第二端与第一NMOS管的第二端相耦合。第一NMOS管的第一端连接至控制信号SR1，第三端与第五电阻R5的第二端、第一电容C1的第二端相连接至功能地GND1。

第一电阻R1和第二电阻R2用于对保护地PE的电压进行分压，第五电阻R5与第二电阻R2并联，可以改变节点A处的分压值VA，第一NMOS管M1用来控制R2-M1-GND1支路的导通与断开，第一电容C1用于对检测模块进行滤波。该实施例中的控制子模块20、传递子模块30内的器件以及各器件之间的连接关系与实施例一相同，不再重复赘述。

采用图6所示的接地告警装置的接地告警系统如图11所示，包括基站系统机壳、接地不良告装置和基站告警处理平台。接地不良告警装置与所述通信系统机壳连接，设置为检测通信系统机壳的电压V_PE，根据检测得到的第一电压信号生成告警信号V_B并传递至基站告警处理平台；告警信号V_B用于指示所述通信系统机壳接地正常或接地故障；告警处理平台接收所述告警信号并进行告警处理。此外，告警处理平台还向接地不良告装置发送控制信号SR1，以控制第一NMOS管M1的通断。

在本发明一示例性实施例中，所述告警处理平台设置为：在所述通信系统的输入电压高于设定阈值时，向所述第一开关器件的控制端发送第一控制信号，使所述第一开关器件处于第一状态，此时所述中间节点的电压与所述通信系统机壳的电压之比(即分压比)为第一比值；及，在所述通信系统的输入电压低于所述设定阈值时，向所述第一开关器件的控制端发送第二控制信号，使所述第一开关器件处于第二状态，此时所述中间节点的电压与所述通信系统机壳的电压之比为第二比值；其中，所述第一状态为导通和断开中的一种，所述第二状态为导通和断开中的另一种，所述第一比值小于第二比值。因此，在通信系统的输入电压高于设定阈值时，分压比较小，而在通信系统的输入电压低于设定阈值时，分压比较大，使得高电压输入且接地不良时中间节点处的第一电压信号(VA1)的幅值与低电压输入且接地正常时中间节点处的第一电压信号(VA)的幅值之间的差距变大，从而避免前述的误告警的发生。

在一示例中，根据基站系统输入电压的需求范围，基站的告警处理平台将预设一个基准电压VREF，当基站系统的输入电压高于预设值VREF时，基站告警处理平台将产生一个控制信号SR1，使M1闭合，于是支路R5-M1-GND1导通，检测模块内分压电阻的分压比例变小，系统机壳接地正常时中间节点处产生的第一电压信号VA的幅值被降低，相应的系统机壳接地不良时中间节点处产生的第一电压信号VA1的幅值也被拉低。当基站系统的输入电压值低于预设值VREF时，基站告警处理平台通过控制信号SR1将M1断开，于是在输入电压较低时，检测模块10预设的分压比例保持不变。因此，低电压输入且系统机壳接地正常时检测到的第一电压信号VA与高电压输入且系统机壳接地不良时检测模块10检测到的第一电压信号VA1在幅值上的差值变大(相对分压比例始终不变的图3所示的示例)，容易被区分开，从而防止了两者幅值接近导致误告警的情况。R2和M1组成的支路也可以和R1并联，同样可以改变分压比，但是上述控制逻辑需要变化，改为基站输入电压高于预设值VREF时控制M1断开，而在基站输入电压低于预设值VREF时控制M1闭合。

基于图6的接地告警装置和图11的告警处理平台，当基站系统输入电压低于基站告警处理平台中预设的电压值VREF时：

请参考图7和图9，在基站系统机壳接地正常时，由于PE在远端与N线相连，且基站处理平台通过SR1将第一NMOS管M1关断，于是检测模块10内的电流流向为机壳地PE-R1-R2-GND1。节点A处获得的第一电压信号为一个正弦脉冲波信号VA，当VA的幅值高于控制子模块20的开启电压时，支路VCC-R3-U1-T1-D1-GND1导通，相应的节点B将通过光耦U1获得一个接近于GND2的低电平信号VB。当VA的幅值低于控制子模块20的开启电压时，支路VCC-R3-U1-T1-D1-GND1断开，节点B通过R4将获得一个接近于VDD的高电平信号VB。之后节点B通过OUT线将该脉冲信号VB上传至告警处理平台。告警处理平台接收的VB为脉冲信号时确定基站系统机壳接地正常。

请参考图7和图9，当基站系统机壳接地不良时，第一电阻R1的第一端仍连接至系统机壳，且基站告警处理平台通过SR1将第一NMOS管M1关断，由于系统机壳上仍有相同频率的噪声信号，检测模块10内的电流流向仍为机壳地PE--R1--R2--GND1。通过检测模块10内的比例设置，可以使该噪声信号分压后在节点A产生的第一电压信号VA1的幅值低于控制子模块20的开启电压，因此，支路VCC-R3-U1-T1-D1-GND1断开，节点B通过R4将获得一个接近于VDD的高电平信号VB。之后节点B点输送给告警处理平台一个恒定的高电平信号VB。告警处理平台接收的VB为高电平信号时确定基站系统机壳接地不良。容易理解，通过采用不同的开关器件或不同的电路(如增加一反相器)，也可以使得基站系统机壳接地不良时的VB为低电平信号。

基于图6的接地告警装置和图11的告警处理平台，当基站系统输入电压高于基站告警处理平台中预设的电压值VREF时：

请参考图8和图9，在基站系统机壳接地正常时，由于PE在远端与N线相连，且基站告警处理平台通过SR1将第一NMOS管M1导通，于是检测模块10内的电流流向为机壳地PE-R1-R2--GND1及PE-R1-R5-M1-GND1。节点A点获得的第一电压信号为一个正弦脉冲波信号VA，且由于支路R5-M1-GND1的导通，检测模块10内的分压比例相对于低电压输入时被减小，相应的VA的幅值也会被降低，而当VA的幅值高于控制子模块20的开启电压时，支路VCC-R3-U1-T1-D1-GND1仍将导通，节点B将通过光耦U1获得一个接近于GND2的低电平信号VB。当VA的幅值低于控制子模块20的开启电压时，支路VCC-R3-U1-T1-D1-GND1断开，节点B通过R4将获得一个接近于VDD的高电平信号VB。之后节点B通过OUT线将该脉冲信号VB上传至告警处理平台处理。告警处理平台接收的VB为脉冲信号时确定基站系统机壳接地正常。

请参考图8和图9，在基站系统机壳接地不良时，第一电阻R1的第一端仍连接至系统机壳，且基站告警处理平台通过SR1将第一NMOS管M1导通，由于系统机壳上仍有相同频率的噪声信号，检测模块10内的电流流向仍为机壳地PE--R1--R2--GND1及PE-R1-R5-M1-GND1。且由于支路R5-M1-GND1的导通，通过对噪声信号分压在节点处获得的第一电压信号VA1的幅值会被降低，有效防止了其对低电压输入时造成的检测干扰。且对该噪声信号分压产生的VA1的幅值低于控制子模块20的开启电压，支路VCC-R3-U1-T1-D1-GND1被断开，节点B获得一个接近于VDD的高电平信号VB。之后节点B通过OUT线输送给告警处理平台一个恒定的高电平信号VB。告警处理平台接收的VB为高电平信号时确定基站系统机壳接地不良。

因此，当基站系统输入电压高于基站告警处理平台中预设的电压值VREF时，本发明实施例提出的告警装置将可以实时的将基站机壳的接地不良情况传递至系统处理端，由告警处理平台做出相应的反应。

图9示意了增加支路R5-M1-GND1后在不同输入电压下，检测模块在接地正常时检测的第一电压信号VA和在接地不良时检测的第一电压信号VA1。可以看出，在250V输入时，接地不良时的第一电压信号VA1的幅值明显变小，仅约为0.9V，而在输入电压90V时，接地正常时的第一电压信号仍为1.5V。即高电压输入且接地不良时检测的第一电压信号VA1与低电压输入且接地正常时检测的第一电压信号VA之间的差值增大，有效解决了不同输入电压下，控制子模块20开启电压一定时，VA1与VA无法区分从而导致误告警的问题。

综上所述，系统机壳上的噪声信号的幅值会随输入电压的增大而增大，因此在高电压输入且接地不良时，对噪声信号分压产生的第一电压信号VA1本身幅值较高，在控制子模块20的导通电压(即上文的开启电压)一定时，非常容易与低电压输入且接地正常时产生的第一电压信号VA相混淆，导致该告警装置出现误检测的情况，而本发明实施例中支路R5-M1-GND1的设置，在高电压输入且接地不良时，对噪声信号分压产生的VA1被降低，有效防止了该VA1与低电压输入且接地正常时产生的第一电压信号VA无法区分导致产生的误报警的问题。

本发明实施例提出的接地不良告警装置和接地不良告警系统，采用了检测基站系统机壳电压信号的方式来判断基站系统是否接地异常，增加了检测电路的安全性；解决了噪声对告警装置的影响，且能在不同输入电压时检测设备的接地不良状况，可靠性高，结构简单。

本实施例一示例性实施例的接地不良告警装置的结构如图10所示，其结构与图6所示的实施例基本相同，区别如下：

本实施例的检测模块10包括第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5、第六电阻R6、第二NPN三极管T2、第一电容C1。第一电阻R1的第一端连接至电源系统机壳地PE，第二端与第二电阻R2的第一端、第五电阻R5的第一端、第一电容C1的第一端相连接至节点A。第五电阻R5的第二端与第二NPN三极管T2的第二端相连接。第二NPN三极管T2的第一端与第六电阻R6的第一端相连接至控制信号SR1，第三端与第二电阻R2的第二端、第一电容C1的第二端、第六电阻R6的第二端相连接至第一功能地GND1。

第一电阻R1和第二电阻R2用于将电压V_PE进行分压，第五电阻R5用于与第二电阻R2并联以改变节点A获得的分压值VA，第二NPN三极管T2以及第六电阻R6用来控制R5-T2-GND1支路的导通与断开，第一电容C1用于对检测模块进行滤波。与图6所示的实施例相比，本实施例用第二NPN三极管T2以及第六电阻R6组成的开关器件代替了图6中的开关器件即第一NMOS管M1。

本实施例中控制子模块20、传递子模块30内的器件以及各器件之间的连接关系与图6所示的实施例相同，这里将不再重复赘述。

在高电压输入时，基站告警处理平台通过SR1将T2打开，在低电压输入时，基站告警处理平台通过SR1将T2断开。除此之外本实施例的动作过程可以与图6所示的实施例相同，这里也将不再重复赘述。

需要说明的是，图6中检测模块10的NMOS管以及图10中的NPN三极管均可以由本领域的技术人员演变成PMOS管、PNP三极管等其他开关器件电路来控制检测模块的分压比例，但这些演变在不脱离本发明精神的情况下都将在本发明的保护范围内。

需要说明的是，控制子模块20中的第一二极管D1也可放置在第一NPN三极管T1的基极，即二极管D1的第一端连接至检测模块10，第二端连接至第一NPN三极管T1的基极。如果控制子模块20的导通电压需要改变，可以根据需要调节第一NPN三极管T1基极或者是发射极串联的二极管数量。但这些演变在不脱离本发明精神的情况下都将在本发明的保护范围内。

需要说明的是，传递输模块30中的隔离器件除了光耦器件，还可以是隔离变压器，隔离芯片等，但这些演变在不脱离发明精神的情况下都将在本发明的保护范围内。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。虽然本公开所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本公开而采用的实施方式，并非用以限定本公开。任何本公开所属领域内的技术人员，在不脱离本公开所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本公开的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种接地不良告警装置，其特征在于，包括检测模块和告警模块，其中：

所述检测模块设置为：对通信系统机壳的电压进行检测，得到第一电压信号；

所述告警模块设置为：根据所述第一电压信号生成告警信号并输出，所述告警信号用于指示所述通信系统机壳接地正常或接地故障。

2.如权利要求1所述的接地不良告警装置，其特征在于：

所述告警模块包括：

控制子模块，设置为根据所述第一电压信号生成第一电平信号，其中，通信系统机壳接地正常或接地故障时根据所述第一电压信号生成的所述第一电平信号不同；

传递子模块，设置为根据所述第一电平信号生成所述告警信号，并将所述告警信号传递至外部的告警处理平台。

3.如权利要求2所述的接地不良告警装置，其特征在于：

所述通信系统机壳接地正常时，所述第一电平信号和所述告警信号为脉冲信号；所述通信系统机壳接地故障时，所述第一电平信号和所述告警信号为高电平信号或低电平信号。

4.如权利要求2所述的接地不良告警装置，其特征在于：

所述检测模块包括分压电路，所述分压电路设置为所述通信系统机壳的电压进行分压，将所述分压电路的中间节点处的电压信号作为所述第一电压信号输出，所述通信系统机壳的电压指所述通信系统机壳上的保护地和所述接地不良告警装置的第一功能地之间的电压。

5.如权利要求3所述的接地不良告警装置，其特征在于：

所述分压电路包括串联的第一分压支路和第二分压支路，所述第一分压支路的两端分别连接至所述保护地和所述中间节点，所述第二分压支路的两端分别连接至所述中间节点和所述第一功能地；

所述第一分压支路包括第一电阻；

所述第二分压支路包括第二电阻，或者包括并联的第二电阻和第一电容。

6.如权利要求4所述的接地不良告警装置，其特征在于：

所述分压电路还包括与所述第一分压支路或第二分压支路并联的第三分压支路，所述第三分压支路包括串联的第一开关器件和第五电阻；

所述第一开关器件设置为接收外部的控制信号，以控制所述第三分压支路的通断。

7.如权利要求4或5或6所述的接地不良告警装置，其特征在于：

所述控制子模块包括开关电路，所述开关电路连接在第一节点和所述接地不良告警装置的第一功能地之间，所述开关电路设置为根据所述第一电压信号来控制第一节点和所述接地不良告警装置的第一功能地之间的电路通断，以在所述第一节点处生成所述第一电平信号。

8.如权利要求7所述的接地不良告警装置，其特征在于：

所述开关电路包括第二开关器件，所述第二开关器件的第一端连接至所述检测模块的中间节点，第二端连接至所述第一节点，第三端连接至所述第一功能地；所述第一电压信号从大于所述第二开关器件的开启电压变化为小于所述开启电压，或者从小于所述开启电压变化为大于所述开启电压时，所述第一电平信号的电平值随之发生变化。

9.如权利要求4或5或6所述的接地不良告警装置，其特征在于：

所述传递子模块包括隔离电路，所述隔离电路设置为根据所述第一电平信号生成与所述第一电平信号电隔离的第二电平信号，并将所述第二电平信号作为所述告警信号上传到外部的告警处理平台。

10.如权利要求9所述的接地不良告警装置，其特征在于：

所述隔离电路包括第一信号支路和第二信号支路，所述第一信号支路的第一端连接至第一电源，第二端连接至所述控制子模块用于输出所述第一电平信号的第一节点；所述第二信号支路的第一端连接至与所述第一电源不同的第二电源，第二端连接至与所述接地不良告警装置的第二功能地，所述第二功能地与所述第一功能地不同；

所述第一信号支路包括串联的第三电阻和隔离器件，所述第二信号支路包括串联的第四电阻和所述隔离器件，所述第一信号支路和第二信号支路通过所述隔离器件耦合在一起并实现电气隔离，所述告警信号从所述第四电阻R4和隔离器件之间的节点输出。

11.一种接地不良告警系统，其特征在于，包括通信系统机壳、接地不良告警装置和告警处理平台，其中：

所述接地不良告警装置与所述通信系统机壳连接，设置为检测所述通信系统机壳的电压，根据检测得到的第一电压信号生成告警信号并传递至所述告警处理平台；所述告警信号用于指示所述通信系统机壳接地正常或接地故障；

所述告警处理平台设置为接收所述告警信号并进行告警处理。

12.如权利要求11所述的接地不良告警系统，其特征在于：

所述接地不良告警装置采用如权利要求1至10中任一项所述的接地不良告警装置。

13.如权利要求11所述的接地不良告警系统，其特征在于：

所述接地不良告警装置采用如权利要求5所述的接地不良告警装置；

所述告警处理平台还设置为：

在所述通信系统的输入电压高于设定阈值时，向所述第一开关器件的控制端发送第一控制信号，使所述第一开关器件处于第一状态，此时所述中间节点的电压与所述通信系统机壳的电压之比为第一比值；

在所述通信系统的输入电压低于所述设定阈值时，向所述第一开关器件的控制端发送第二控制信号，使所述第一开关器件处于第二状态，此时所述中间节点的电压与所述通信系统机壳的电压之比为第二比值；

所述第一状态为导通和断开中的一种，所述第二状态为导通和断开中的另一种，所述第一比值小于第二比值。

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