CN1148749A - 带故障指示的保护模块及保护性连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明的带有故障指示的保护模块装置至少包括一个电涌放电器、一个与该电涌放电器相配合的短路装置，以及一个指示灯，当被保护的线路接地时，该模块外部的电源连接至该指示灯，其特征在于：短路装置及该指示灯的供电控制装置共同由一个元件(10)所组成，该元件(10)是导电体，并涂敷了可被每个电涌放电器所放出的热量而融化的绝缘材料。

Description

带故障指示的保护 模块及保护性连接装置

本发明涉及弱电流信号传输电缆线路的连接装置，例如电话电缆线路。该发明特别是涉及了用于电话电缆各个线路的可发出故障信号的保护模块组件，还涉及了用上述保护模块所实施的保护性连接装置。

应用于连接装置或电缆头装置中的上述保护模块插入到连接装置里为此而预置的插座中。于是，它们确保了在电缆线路与各自连接线(跨线)之间的电连续性，上述所有的线路都是连接到连接装置中的接点上，预防在这些线路上发生过电压故障。

通常用一个气体三极电涌放电器(安全火花隙)或两个气体双极电涌放电器实施对每条线路的保护，其中上述电涌放电器都安装在保护模块中，并负责把发生在线路两条线中一条和/或另一条上的短暂的相当微弱的故障电流传到地线。当线路上的故障时间较长和/或较严重时，配置于保护模块中的与每个电涌放电器相配合的短路元件可以确保该线路最终接通地线。上述短路元件对于由于电涌放电器的内部放电弧所产生的温度较敏感。

法国专利文献FR-A-2710793描述了前述类型的保护模块，它装有两个双极电涌放电器，其中，与上述每个电涌放电器相配合的短路元件是一种对电涌放电器所产生的温度直接敏感的可熔化的绝缘性盘。此外，有利地是该保护模块还包含两个具有正温度系数的压敏电阻，以确保在每条通话线与连接到该线路上的其中一个连接跨线之间保持一种串联型的补充性保护。它也包含两个故障指示灯，特别是两个微型氖灯。该灯直接连到线路上。该灯还具有处于线路额定电压与每个电涌放电器的工作电压之间的亮灯阈值电压。

当线路上出现故障并超过该信号灯的亮灯阈值电压时，这些灯就亮了。而当线路最终接地时，该灯就熄灭了。因此，一旦故障电流直接通到地线，这些灯就不提供连续的严重故障的指示。

美国专利文献US-A-4862314同样也描述了一种前述类型的保护模块，它包含两个双极电涌放电器，其中短路元件包括一个可熔化的导电性盘，后者一起与两个电涌放电器配合而且当线路上的故障较大时，由于其中任一个电涌放电器所产生的温度可导致上述短路元件融化，从而使线路通到地线。此外，当线路接通地线时，上述保护模块还包括一个故障指示发光二极管，指示该故障。上述二极管安置在保护模块内部的报警电路中。该二极管是由在模块外面的外电源供电的。该二极管还可以通过上述报警电路的一个开关接通地线，该开关正常情况下是断路的，而当发生故障，使线路接地时，上述开关就接通。因此，当发生任何线路故障时，其被接通，并在其消逝以后保持接通。

这种可产生连续故障信号的保护模块在实施时是非常复杂的。

本发明的目的在于实现一个带连续故障指示的保护模块，其总体设计特别简易，制成的模块尺寸较小，制备成本也降低了，而且其功能安全可靠。

本发明的另一个目的在于提供一种在各个线路的保护性连接装置的普通的故障指示，同时又不会因此而大量增加其制备成本。

本发明的内容是关于一种带故障指示的保护模块，它包括一个支承盒子，该盒子中有

—至少一个地线簧片接点，

—两个输入簧片接点，

—两个分别与输入簧片接点相对应的输出簧片接点，

—至少一个与输入簧片接点以及每个地线簧片接点相连的电涌放电器，

—一个与每个电涌放电器相连的短路装置，它对由电涌放电器所释放出的热量敏感，

—一个故障指示灯它在该盒子中一方面与可连接于盒外的一个电源，另一方面又与用于连接每个地线接点的一个受控元件相连，其中所述连接性受控元件起开关作用，

其特征是：上述每个电涌放电器的短路元件以及将所述灯连到每个地线接点的所述受控构件包括一个共用导电元件，其连接到所述灯，并另外具备第一和第二绝缘，而且将它插入并夹紧在每个输入接点与每个地线接点之间，其中上述第一绝缘处于上述导电元件与输入接点之间，而上述第二绝缘则处于上述导电元件与地线接点之间。

此外，这种模块有利地具有至少一个如下附加的特点：

—上述共用元件是一被绝缘的导线，其内部导体被绝缘外罩所覆盖，形成了上述的第一与第二绝缘，并且在它们的至少一部分末端上被裸露，而且，该段连接到上述信号灯，

—该共用元件是一块导电的板片，并在其两面涂敷绝缘层，形成前述的第一和第二绝缘，而且它非绝缘地与上述的信号灯相连接，

—上述信号灯，上述供电接点与每个共用元件全都彼此安装及连接到一块印刷电路板上，后者本身安装在前述的盒子中，

—上述供电接点是一个扁平的簧片接点，差不多呈U字型，其中间支段横向地固定在上述印刷电路板上，并与其机械地及电性能地连接，而它的两边侧面支段则侧向地延伸在盒子上。

本发明还有一个内容是关于一种连接装置，后者确保电缆(总线)线路与连接跨线的连接，该连接装置还包含一些相同保护模块，例如前述的用于保护各个线路的，并使线路与连接跨线保持电连续性的保护模块，其特征是：它还包含一个能显示出在至少一条上述线路上发生故障的普通故障指示装置，该装置也安在该连接装置上，而且它一方面与外部供电源相连接，另一方面，它又共同地与在各个保护模块上设计的供电接点相连接。

本发明后面所作的说明部分及其参照附图将会突出显示出本发明的特征与优点。这些附图包括：

附图1表示的是本发明的带故障指示的保护模块的底视图，

附图2与3是附图1保护模块的剖视图及该模块前部的正视图，

附图4是前述保护模块中一部分的实施变型。

附图5是一个局部剖视图，显示的是一个带普通故障指示的连接装置的保护模块的分连接装置(小连接装置)。

附图6是由图5的分装置所形成的连接装置的普通故障指示装置的电路图。

根据附图1-3的模块是一个可插入到如图5中所示的那种电缆头中的模块。我们将在下文描述该模块在插入时的取向，为此在图1中显示了该模块的底视图。上述插入取向是由该电缆头所确定的，这些取向可根据电缆头而有所不同，如图1所示，对于其插入状态，可以是模块的俯视图或它的一个侧视图。

该模块包含一个绝缘的支承盒子1，呈抽屉插入方式。该盒子具有成凹形的两个侧壁2，并有一个底面，一个顶面、一个背面及一个前端面，它们可以是完全敞开的或敞开很宽。它装有一个用于抓握的前把手3，该把手较窄，并处在上述前端面的中心，在与前端面的连接处比较宽，并与两个侧壁的顶端连成一体。

上述盒子装有不同的扁平簧片接点，它们包括：

—两个地线接点5，它们在上述盒子的底面的后部位上(图1)并且差不多在盒子的中间部位平行地、并排延伸，并可连接到电缆头中的地线，

—两个输入接点6，它们在上述盒子的顶面的后部位上平行地、并排延伸，并可在电缆头中连接到一个线路的多个通话线上，

—两个输出接点7，它们在上述盒子的顶面的前部位上并在盒子的差不多中间部位中，平行地，并排延伸，并在电缆头中连接到一个连接跨线的线上。

上述这些成对的接(触)点5、6与7都固定在图中未示出的前述盒子中的内隔板上。这些成对的接(触)点每对彼此间相互隔开。

上述模块还包含两个双极电涌放电器(surge arrester)(安全火花隙)8，用于预防在连接于输入接点的线路上的故障。这些电涌放电器并排地安置于上述盒子的差不多中间部位上，并且每个电涌放电器的两个接线柱分别连接到其中一个输入接点6和其中一个地线接点5上。于是每个有关的电涌放电器能确保：当线路的有关通话线上发生短暂且较小的过(电)压故障时，所形成的故障电流可以通过该电涌放电器传到地线去。

每个电涌放电器都与该电涌放电器的短路元件10相连，当线路的有关通话线上的过(电)压情况加剧时，上述元件就可以使该通话线永久接到地线上，这样就可以把由于过(电)压所产生的故障电流直接地并永久地传到地线。上述两个元件10都与两个电涌放电器相配合，并安放在前述盒子顶面的差不多中间部位中。上述两个元件中的每一个各置于在其中一个输入接点6的相应末端与其中一个地线接点5的末段之间。上述这些接点的末端部分在此位置上差不多是重迭的，并弹性地靠紧元件10，而该元件夹层式地紧夹在触点的末端当中。

上述模块有利地还包含两个具有正温度系数的压敏电阻(raristor)12，可用于提供对线路的辅助性保护。上述两个压敏电阻12并排地安置于上述盒子的中间部位。每个电阻串联地连接于其中一个输入接点6与其中一个输出接点7之间，也就是说，当上述模块插入到电缆头中时，该电阻串联于与其中一条连接跨线相连的一条通话线。

变换一种形式，上述输入接点与输出接点彼此间弹性压紧，并且不安装压敏电阻，它们之间彼此串联地相连。

该模块还包含一个故障信号灯15，该灯提供对故障的永久指示，该故障能引起该线路的一条和/或另一条通话线接到地线。该信号灯是一个发光二极管，它被置于一个安装于该盒子的前面部位的印刷电路板16上，而且它是突出的，至少从该盒子的前端面上可明显看到。该发光二极管15与一个电阻17一起串联于该印刷电路板上。该二极管15及串联电阻17一方面连接一个供电接点18，后者通常在电缆头中接到电源的负极上；另一方面则连接到上述两个短路元件10上，以便当线路接地时，它们能够连接到一个或另一个地线接点上。

供电接点最好是扁平的簧片接点，并总体形状呈U字型。该接点的中心(中间)支段横向地固定在一个中间尖脊3A中，它使抓握把手3在该盒子的底面的前面部位得以延伸，并与印刷电路板16中的凹槽16A相对应。同样地，它也固定在印刷电路板上，并具有两个舌状物18A，后者从上述中段被切割并被弯折，并紧靠着印刷电路板。上述舌状物18A各有一个支脚18B，它平行于供电接点的中心支段，而且穿透该印刷电路板并被焊接在它上面。上述两个支脚18B互相连接，并连接在印刷电路板上的发光二极管15上。一个塑料接触片19可确保每个舌状物18A能固定在上述印刷电路板上。

供电接点18的两个侧面支段，从侧面伸展在该盒子的前面部位上，为此其侧壁2被设计成凹形的。其中一个是用来连接电源电压的，而另一个则用来定中心地保持电缆头中的被插入模块。图中用虚线表示并未加标注的印刷电路通路确保了承载在印刷电路板16上的各元件的连接。

上述能短路电涌放电器，并使发光二极管受控地连接到地线接点5的两个元件10，在该实施方式中，各自都是由一个实心(solid)导电体20所构成的，其中沿着该导电体20的大部分长度上都被绝缘外套21所覆盖。

上述每个被绝缘的导体10直接压紧安置在电涌放电器附近，在地线接点5与输入接点6之间的位置上，这两个接点都连到其中一个电涌放电器上。其绝缘外套21确定了在其内导体20与输入接点之间的绝缘，同样地，也确定了在其内导体20与地线接点之间的绝缘。此外，每个被绝缘的导电体也在较短的长度上被裸露，并被焊接在印刷电路板16上。上述两个被绝缘的导线10的两个内部导电体20在印刷电路板上是相互连接的。

有利地是被绝缘的两条导线10的每一个的两端头是裸露的，并全部焊接在印刷电路板上，而且它自己折迭成两半，并容纳在输入接点的末端部位与相关的地线接点末端部分之间。以便在这些接点之间得到很稳固、安全的安置与定位。

如果在线路上没有发生故障，或只有很弱及短暂的故障时，上述每个被绝缘的导线10使输入接点6与地线接点5互相绝缘，也同样地使地线接点5及输入接点6与发光二极管15绝缘。因此，此二极管保持熄灭状态。与此相反，当上述故障持续较长和/或较大时，其中一个和/或另一个电涌放电器所释放的热量通过一个或多个输入点被传导到相应的被绝缘的导线上，使上述绝缘外套21融化，该绝缘外套21曾将内导线20与输入接点和相应的地线接点相分离，通过向位于上述两个接点之间的导线20施加压力，使前述两个接点直接相连接。如此就使线路接地线，并使发光二极管15被点亮。在发生故障期间以及其消失以后，该二极管继续亮着，直至将该保护模块从电缆头抽出、并调换为止。

图4显示如前所述的印刷电路板16，其上装有前述的诸部件，但其中没有涉及前述的与它相互连接的两个短路元件10，它们在此实施变型中变成一个单一的元件并注为10’。该元件10’是由一个导电的薄片20’所组成的，在它的两面涂敷了绝缘层21’，例如绝缘的清漆层，从图中所示的局部剖切面可以很清楚地看到。该导电板片的一边被未绝缘的两个固定支脚固定在印刷电路板上，它们(两个支脚)横穿放入印刷电路板，并如前述的裸露导体一样，被焊接在其上面。与被固定在印刷电路板上的元件10’的固定边相对的另一边的中间被挖成凹形，并且在它们的两面具有两个被绝缘的支脚22，它们如同前述的两个被绝缘导体一样，被容纳与紧裹在保护模块的输入接点与地线接点之间。

图5中显示了部分配置了元件的分(副)连接组件的局部剖面图，该分连接组件是数个相同的分组件中的一个，这些分组件在一个连接组件或电缆头中叠置。它被构造在一个绝缘体30中，并用同一个标号表示。它具有一系列呈平行六面体的排齐的相同插座31，每一个从前部容纳一个保护模块，如图中唯一用其盒标号1表示的保护模块。它配置一个地线后部集电极34，其中在每个插座的第一个侧壁的后面部位上具有两个齿状的地线接点35。在每个插座中也装有两个线路接点36，它们与接点35面对面地，并在与前述第一个侧壁相对的第二个侧壁的后面部位上延伸，而且容纳两根通话线，并与插入的保护模块的输入接点6相连。在每个插座中也装两个连接跨线接点37，它们与线路接点排齐，并且在上述第二个侧壁上的前面部位上延伸，它们容纳两个连接跨线，并与保护模块的两个输出接点7相连。它同样地也装有一个扁平的供电薄片38，它在每个插座的第三个侧壁上的前面部位中，沿着该系列插座伸展，并且还容纳装在保护模块1上的供电接点18。

根据本发明，分连接组件30所归属的连接装置还包含一个普通故障指示装置40。该装置40安置在连接装置的其中一个面上，并装有能显示与连接装置相连的一个或多个线路上普通故障信号的一个灯41，从连接装置的前面可看到该灯。

该装置40被安装在其中一对支脚33之间，该对支脚通常是安置在每个分连接装置30上的一排插座的两边，而其中一个支脚作为标签夹。

该普通指示装置40的电路图，以及其与装备了保护模块1的连接装置相连接的情况如图6所示。图中所描述过的元件都注上与以前所注编号相同的编号。

该装置40构造在一个未示出的支承件上。它还包含信号灯41，该灯是由一个主普通指示发光二极管所组成的，并且并联连接在用于稳定电压的(稳压器)齐纳(zener)二极管42的接线柱上。该稳压器齐纳二极管与一个相配置的电阻43串联，用于组成一个合成的电路支路。这个支路与各个保护模块的各个二极管15的供电电路的电阻44并联相接。该电阻44一方面连接电源负极45，另一方面共同连接到延伸在上述连接装置的各个分连接装置插座中的各个供电薄片38上。

当一个或多个保护模块的发光二极管15的供电电路接通时，就会使电阻44中通过电流。由串联安装稳压器齐纳二极管42及电阻43的两端(接线柱)所达到的电压高低变化取决于各个保护模块的各个二极管15的数量，其中这些二极管在各个保护模块中被点亮了。该电压在齐纳二极管41的两端是稳定的，并点亮普通指示二极管41，不管被点亮的二极管15的数量有多少，不是零即可。

Claims (9)

1.带故障指示的保护模块，其包括一个支承盒子，该盒子中有：

—至少一个地线簧片接点，

—两个输入簧片接点，

—两个分别与输入簧片接点相对应的输出簧片接点，

—至少一个与输入簧片接点以及每个地线簧片接点相连的电涌放电器，

—一个与每个电涌放电器相连的短路元件，后者对由电涌放电器所释放出的热量敏感，

—一个故障指示灯，在所述盒子中它一方面与用于连接所述盒外的电源的一个供电接点相连，另一方面又与用于连接每个地线接点的一个受控连接构件相连，所述受控连接部件起开关作用，

其特征是：上述每个电涌放电器的短路元件，以及用于连接所述灯至每个地线接点的受控连接构件包括一个共同的导电元件(10，10’)，该导电元件连接到上述指示灯，另外还装有第一和第二绝缘(21，21′)，而且将其插入并紧裹在每个输入接点(6)与每个地线接点(5)之间，其中上述第一绝缘处于上述导电元件与输入接点之间，而上述第二绝缘则处于上述导电元件与地线接点之间。

2.根据权利要求1所述的保护模块，其特征是：

上述共用元件(10)是一条被绝缘的导线，其内导体(20)被绝缘外套(21)所覆盖，形成了上述的第一与第二绝缘，并在它们的至少一个末端上被裸露，该端连接到上述指示灯(15)。

3.根据权利要求2所述的保护模块，其特征是：把该被绝缘的导线本身对折，并且将其插入到每个输入接点(6)与每个地线接点(5)之间，其中该导线的两端头被裸露并共同连接到上述二极管。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的模块，其中包含两个双极电涌放电器和两个地线接点，其特征在于：它包含两条被绝缘的导线(10)，上述各导线分别插入在上述一个输入接点与上述一个地线接点之间，该两个导线被裸露彼此连接并连接到上述指示灯。

5.根据权利要求1所述的模块，其特征是该共同元件(10’)是一个导电薄片(20’)，并在其两个面上都涂敷绝缘层(21’)，构成了上述的第一与第二绝缘，该元件非绝缘地与所述灯相连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的模块，其特征是：所述指示灯(15)、所述供电接点(18)及每个共同的元件(10，10’)全部彼此都安装并连接在一个印刷电路板(16)上，后者本身则安置在上述盒子(1)中。

7.根据权利要求6所述的模块，其特征在于：所述供电接点(18)是一个扁平的簧片接点，其形状基本呈U字形，其中该U字形的中心支段横向固定在上述印刷电路板(16)上，并与之机械与电气连接，而其两侧支段则侧向地延伸在上述盒子(1)的相对边。

8.一种连接装置，它实现了电缆线路与连接跨线的连接，它还包含根据权利要求1-7中任一项所述的相同保护模块，用于实现线路与连接跨线的电连续性及保护各个线路，其特征在于：它另外还包含一个在至少一个上述线路上的普通故障指示装置(40)，该装置安放在上述连接装置(10)上而且它一方面连接到上述的外部供电源(45)，另一方面又连接到各保护模块(1)上的所述供电接点(18)。

9.根据权利要求8所述的连接装置，其特征是：上述装置(40)包含一个普通故障指示灯(41)及一个相配合的用于稳定其两端电压的装置(42)，上述两个元件都是从所述外部电压源供电的，而且都连接到供电薄片(37)，所述簿片是安放在上述连接装置中的，并用作安放在各个保护模块(1)中每一个上的供电接点(18)。

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