CN1134619A - 具有雷电保护的维护终端部件 - Google Patents

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乔治·安德鲁·德鲍克
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Abstract

本发明推出了一种具有对雷电和过电流保护措施的维护终端部件。在这种部件中，电阻(R3、R4)分别与塞光和塞环开关(SW1、SW2)串联，而电压击穿器件(VB1、VB2)分别与相应的串联电阻和开关并联，从而起到了在雷电和过电流的情况下保护开关的作用。

Description

具有雷电保护的维护终端部件
本发明涉及电信系统的维护终端部件。
在现代的电信系统中，在由提供服务方拥有、维护的电信网和由用户拥有、维护的用户住宅设备之间有一条分界线。维护终端部件(MTU)是一种通常用来确定故障是出在电信网还是出在用户设备的电路。这种部件主要包括一些双向开关，这些开关在线路上预定电压和电流的驱动下动作，将用户设备从电信网上断开。如果用户断开后故障还是存在，那么问题就出在电信网内(例如见美国专用No.4,396,809和美国专利No.4,529,847)。
在现有技术的一些系统中，这种部件通常设置在可防止雷击和过流的站保护器的用户侧。然而，电话经营公司日益关注将MTU安置在保护器的网络侧的环路内(通常是街道的电线杆上)。这样安置会使部件遭受雷击的次数增多和强度增大，容易损坏。而且，很可能受到由于电力线偶然与电话电缆相接触时的功率交叉所产生的感应电压的影响。
本发明是一种将用户与电信网断开的电路。这种电路包括分别与电信网的塞光和塞环导线串联连接的第一和第二开关装置，分别与相应开关装置串联连接的第一和第二电阻，以及分别与相应电阻和开关装置并联连接的第一和第二电压击穿器件。在电阻两端的电压达到预定值时，电压击穿器件击穿，对开关装置进行分流。
本发明的这些和其他一些特点将参照附图加以详细说明。
该图为本发明一个实施例的电路原理图。
图中示出了来自电信网的塞光(T)、塞环(R)线。本发明的这个电路适合于连接在这些塞光、塞环线与用户住宅的塞光、塞环(CT、CR)线之间。在CT和CR之间接有保护用户住宅设备10的标准保持器11、12，例如气体放电管保持器。
在本发明的这个电路中，第一、第二导线13、14用来分别接至电信网的塞光(T)、塞环(R)线。第一导线13接至第一限流电阻R1。同样，第二导线14接至第二限流电阻R2。电阻R1、R2在通过的电流不大(通常为0.5安倍以下)时阻值很小(通常为1至6欧姆)，而在通过大电流时，阻值将大大增加(通常可增大到大于10千欧姆)。这两个电阻R1、R2可以采用在技术中称为PTC或Poly Switch那样的标准器件。
限流电阻R1与标准电阻R3串联，同样，限流电阻R2与标准电阻R4串联。电阻R3、R4可以是相同的，阻值通常为10至20欧姆。
电阻R3、R4分别与相应的双向开关SW1、SW2串联。这样开关可以是在许多MTU中所采用的那种标准型开关。在本例中，每个开关，例如是开关SW1，包括一个由一对并联的二端交流开关D1、D2控制导通的三端双向可控硅Tr1。电容C1、C2和电阻R5串联起来与三端双向可控硅Tr1并联。电阻R6与电容C1、C2并联。开关SW1、SW2再分别接至导线15、16，从而也就与区别终端T连接。在本便中区别终端T包括反向连接的常规二极管D3和齐纳二极管Z，以及串联电阻R7。
电压击穿器件VB1、VB2分别与相应串联的R1、R3、SW1和R2、R4、SW2并联。在本例中，电压击穿器件VB1、VB2都是标准的气体放电管保护器，如TII销售的“Model73-230-Fs”将号的那些。典型的电压击穿范围为230至260伏特。应该注意的是，每个电压击穿器件，如VB1，都有三个接线端：一个接输入导线13，一个接输出导线15，而第三个通过电阻R8接至另一个电压击穿器件VB2。
这种MTU的一般工作情况与诸如美国专利No.4,396,809和美国专利No.4,529,847所指示的标准MTU相同。因此，开关SW1和SW2是常开的。当导线13、14上加有足够高的电压时，例如由于用户摘机，这两个开关就闭合，从而通过导线15、16为用户提供服务。具体地说，当达到门限电压(对于组合开关SW1和SW2为34伏特)时，双向击穿二极管D1和D2导通，从而使双向可控硅Tr1进入导通状态。结果，在导线13、14和用户设备之间形成了一条低阻抗的通路，这样就能进行正常通信。在正常通信期间，终端负载T由于反向连接配置的二极管D3、Z而呈现相当大的阻值，对于用户来说不起任何影响。
在希望测试MTU的作用时，中央局将一个电压(例如60至100伏特)加到导线13、14上。这个电压不仅足以使开关SW1、SW2导通，而且还足以使齐纳二极管Z击穿，从而使电流流过二极管D2、Z和电阻R7。因此，中央局就能确定这区别终端T的情况。
在希望对故障进行测试时，中央局将一个高的直流电压(例如60至100伏特)加到导线13、14上，使开关SW1、SW2闭合。如果在中央局和用户设备之间有故障，则将由中央局检测出来。然后，再加上一个不足以闭合开关SW1、SW2的低电压(例如小于12伏特)，断开用户设备10和住宅内保护器11、12。如果故障依旧存在，那么可以确定问题是出在通信网内。
在遭到雷击的情况下，在R1、R3和R2、R4将会出现更高的电压(通常大于230伏特)。电阻的端这样高的电压将使相应的击穿器件VB1或VB2击穿导通，从而为开关SW1或SW2分流掉过量的电流，使这些电流不经过开关而流入导线15、16。
在这种情况下，电阻R1、R3和R2、R4起着建立触发击穿器件所必需的电压降的作用。例如，R1和R3的组合电阻(对于R2和R4也是这样)为20欧姆，则12安培的闪电电流所建立的大约230伏特的电压将使击穿器件VB1、VB2受到触发而进入低阻抗状态。限流电阻R1、R2的阻抗不能很快改变，因为雷电作用的时间太短，改变不了这两个电阻的阻抗。
在发生与低压电力线交叉相碰(通常为110伏特)的情况下，电阻R1、R2的阻值就会改变，从而限制了流过开关SW1、SW2的电流。击穿器件VB1、VB2由于这电压太低而不会受到触发。一旦过压消失，R1和R2就回到正常的低阻状态。
由于与电力线交叉也可能在导线13和14上感应出一个相当高的电压(例如大于230伏特)。在这种情况下，击穿器件VB1、VB2就被触发，从而保护了开关SW1、SW2。然而，如果这电涌延续的时间太长，气体放电管可能会过热。为了防止这种现象的发生，标准的气体放电管具有一个使器件短路的失效保险机制。如果发生了失效保险，那么VB1、VB2的三个接线端就被短路，这样，开关SW1、SW2两端形成了永久性的短路，从而保护了开关，继续服务。但是，电信网提供方必需要知道击穿器件已损坏应予替换。因此，本电路将击穿器件VB1、VB2的第三接线端通过电阻R8接在一起。电信网提供方可发送一个标准测试信号(例如大于40伏特)，测得现在导线13、14两端有一个电阻R8的阻抗，这意味着用户的击穿器件已经短路。
对于熟悉这技术领域的人们来说显然可以进行种种修改。例如，虽然提到的是气体放电管，但可用其他任何类型的击穿器件，如固态保护器等，跨接在开关的两端。在申请当中所谓的“击穿器件”是指任何在两端电压达到某预定值时将从高阻抗状态进入低阻抗状态的器件。此外，虽然所说明的是用具有三个接线端的击穿器件，但也可用具有两个接线端的器件，一个接线端接至输入线13或14，另一个接线端接至输出线15或16。然而，最好还是用具有三个接线端的器件，因为这样可以识别这击穿器件是否已经短路，如上所述。此外，本发明可以采用任何类型的开关SW1、SW2，包括继电器，用来将用户与非传统POTS业务(包括ISDN)的电信网断开。

Claims (7)

1.一种包括适合分别与电信网的塞光线和塞环线串联的第一和第二开关装置(SW1、SW2)、用来将用户与电信网断开的电路，其特征是所述电路还包括：
分别与相应开关装置串联的第一和第二电阻(R3、R4)；以及
分别与相应的串联电阻和开关装置并联的第一和第二击穿器件(VB1、VB2)，其作用是当电阻两端的电压达到一定值时分流电信网电流，使这部分电流不通过开关。
2.按权利要求1所提出的电路，其特征是所述电路还包括分别与第一和第二电阻串联的第三和第四电阻(R1、R2)，第一和第二电阻具有恒定阻值，而第三和第四电阻具有取决于流过所述电阻的电流的可变阻值。
3.按权利要求1所提出的电路，其特征是其中所述击穿器件(VB1、VB2)包括气体电管保护器
4.按权利要求1所提出的电路，其特征是所述电路还包括一对适合与电信网的塞光和塞环线连接的输入导线(13、14)和一对适合与用户设备的塞光和塞环线连接的输出导线(15、16)，所述击穿器件都具有至少两个接线端，其中一个接线端与其中一根输入导线连接，而另一个接线端与相应一根输出导线连接。
5.按权利要求4所提出的电路，其特征是其中所述击穿器件都还有一个第三接线端，所述两个击穿器件的第三接线端直接电连接在一起。
6.按权利要求5所提出的电路，其特征是其中所述两个第三接线端通过一个第五电阻(R8)连接。
7.按权利要求1所提出的电路，其特征是其中所述开关装置各都包括一个由一对双端交流开关(D1、D2)控制导通的三端可控硅。
CN96102963A 1995-03-30 1996-03-28 具有雷电保护的维护终端部件 Pending CN1134619A (zh)

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