CN1260661A - 通信电缆的市电侵入监测装置 - Google Patents

Abstract

一种通信电缆的市电侵入监测装置,由通信电缆的市电侵入监测器和手持式定位器两部分组成,其中侵入监测器包括有:由锁相环芯片构成的电流检测电路、电压检测电路和电源电路所组成的控制电路以及分别采用非电接触方式的电流和电压检测探头,其中手持式定位器由机壳内置的检测探头和控制电路所组成。本发明用于总配线架通信电缆市电侵入故障的监测、告警和定位,可以与计算机和通信技术相结合,组成一套集监测、告警、定位、数据库管理和通信为一体的总配线架远端集中监测系统。

Description

通信电缆市电侵入监测装置

本发明涉及一种用于电话交换机机房内总配线架上通信电缆的市电侵入监测装置，其由通信电缆的市电侵入监测器和手持式定位器两部分组成，属于程控电话交换机的配套设备。

一侧连接交换机外线，另一侧连接交换机入口和出口的内部电缆布线的总配线架(MDF)，是程控电话交换机与出局主干电缆之间线路的主要连接设备，因为外线可能受到雷电袭击，也可能和高压电力线或市电电力线碰撞或感应生成高压交流电，而高压进入交换机内部就会损毁交换机，所以总配线架的主要功能除了配线以外，另一个功能是保安：用于隔离局外的危险信号，防止因雷电、电力系统等各种自然或人为的因素产生的过压过流对通信设备及人身安全造成的危害，保证通信网络的安全运行。由于用户数量大，配线架上线路繁多，用户线上可能侵入的危险信号复杂多样，而配线架本身的保安机制又相对简单，无法及时检测、排除各种隐患和外来的危险信号，以至造成通信设备受到损坏，影响通信稳定的事故时有发生；严重时甚至造成通信中断，酿成巨大灾害。

本发明的目的是提供一种通信电缆的市电侵入监测装置，其由通信电缆的市电侵入监测器和手持式定位器两部分组成，以便能够实时发现各种灾害隐患并及时排除，保证通信网络安全运行。

本发明的目的是这样实现的：其由通信电缆的市电侵入监测器和手持式定位器两部分组成，其特征在于：其中市电侵入监测器包括有：由机壳、机壳内的由锁相环芯片构成的电流检测电路、由锁相环芯片及延迟判断电路构成的电压检测电路和电源电路所组成的控制电路以及与控制电路相连接的、采用非电接触方式的电流检测探头和电压检测探头，所述的手持式定位器包括有：由机壳、机壳内置的检测探头和顺序连接的由信号采集电路、放大电路、市电检测电路和告警信号输出电路所组成的控制电路所组成。

所述的电流检测电路是由顺序连接的电流信号采集电路、放大电路、市电检测电路和告警信号转换输出电路所组成。

所述的电压检测电路是由顺序连接的电压信号采集电路、放大电路、市电检测电路、智能判决电路和告警信号转换输出电路所组成。

所述的非电接触方式的电流检测探头是套在通信电缆外围的感应线圈。

所述的非电接触方式的电压检测探头是一块靠近通信电缆呈凹圆弧状的感应金属片。

所述的手持式定位器的工作方式是通过手持该装置移动寻找而确定市电侵入点。

所述的电源电路是直接采用总配线架本身具有的-48V电源，经DC-DC电源模块转换为±5V的检测装置的内部工作电源。

本发明是用于总配线架MDF通信电缆市电侵入故障的监测、告警和定位的装置，因为其电流检测电路和电压检测电路的输出都是数字开关量信号，再将其与计算机和现代通信技术相结合，可以组成一套集监测、告警、定位、数据库管理和远程通信为一体的总配线架MDF远端集中监测系统。在本发明的装置中，市电侵入监测器是核心部分，它担负了主要的市电侵入信号的采集和分析任务。而手持式市电侵入定位器则能将告警故障定位到某对用户线上，给维护带来了很大方便。

本发明的电路设计构思巧妙、结构简单、工作灵敏准确，且安全可靠，其中感测探头都采用非直接电接触的感应方式，有的电路还设有智能判决功能，能够最大限度地避免误告警。本发明是交换机机房理想的检测维护配套设备。

下面结合附图和实施例，详细说明本发明的电路结构组成、特征和功效：

图1是本发明中通信电缆的市电侵入监测器的电路结构方框图。

图2是本发明中电流检测电路的工作原理方框图。

图3是本发明中电流检测电路的电原理图。

图4是本发明中电流检测探头的结构示意图。

图5是本发明中电压检测电路的工作原理方框图。

图6是本发明中电压检测电路的电原理图。

图7是本发明中电压检测探头的结构示意图。

图8是本发明中电源电路的电原理图。

图9是本发明中手持式定位器的控制电路电原理图。

参见图1～图8，本发明是一种用于电话交换机机房内总配线架上通信电缆的市电侵入监测装置，其是由通信电缆的市电侵入监测器和手持式定位器两部分组成，其中市电侵入监测器包括有：由机壳、机壳内的由锁相环芯片构成的电流检测电路、由锁相环芯片及延迟判断电路构成的电压检测电路和电源电路所组成的控制电路以及与控制电路相连接的、采用非电接触方式的电流检测探头和电压检测探头。参见图1，其中电流检测电路是由顺序连接的电流信号采集电路、放大电路、市电检测电路和告警信号转换输出电路所组成。而电压检测电路则是由顺序连接的电压信号采集电路、放大电路、市电检测电路、智能判决电路和告警信号转换输出电路所组成。

当总配线架上带负载的用户线中有市电侵入时，该用户线上就立刻产生大电流。本发明研制的非电接触方式的高灵敏度检测探头是套在用户通信电缆进线束1外围的感应线圈2。为避免引入新的隐患，所述的电流检测探头与通信电缆没有直接的电接触，它能够感应采样用户通信电缆1中的大电流信号，并通过其感应线圈两端的接头分别与电流检测电路输入端PI+和PI-相连。电流检测的后级电路则根据市电信号与话音线路中各种信号特性的不同，检测采集电流信号中是否有市电信号；若有市电侵入，该电流检测电路就发出告警信息。由于市电侵入若构成回路，必定会产生稳定的大电流，对交换机的破坏性非常历厉害，因此该电流检测电路工作非常灵敏，一旦发生市电侵入，其会马上告警，为及时维修、解除告警争取更多的时间。

参见图2和图3分别介绍的本发明中电流检测电路的工作原理方框图和电原理图。当市电入侵并形成回路时，用户线上会产生大的交变电流，利用套在用户电缆进线束1上的感应线圈2可采集出同频的市电入侵电流信号，该信号经过感应线圈2的两端PI+、PI-输入给电流检测电路，再通过集成运放LF353(O1A)放大后，送给锁相环集成电路KA567(O2)。若输入信号中含有工频成分，该锁相环电路会输出一个低电平告警信号。在电流检测电路中，该告警信号直接驱动继电器，产生开关量告警信号输出(由OI0、OI1输出)。

用户线上不论空载还是带负载，只要有市电侵入时，由于分布电容的作用，其邻近空间就存在有感应电场，而且离窜入市电的用户线越近的地方，感应电压越大。本发明的非电接触方式的电压检测探头是一块靠近通信电缆进线束1外侧的呈凹圆弧状的感应金属片3(参见图7)。为避免引入新的隐患，该电压检测探头与通信电缆进线束1没有直接的电接触，但其能够感应电缆中的各种信号，并通过其感应金属片3的连接线与电压检测电路输入端PV+相连。该电压检测电路一旦有市电侵入，会马上记录该信息，但不立即告警，待再次采集信号，若仍存在市电信号，经判决后才发出告警信息。

若市电侵入没有形成回路，则为隐患；由于机房环境复杂，存在有各种市电干扰信号，而本发明的电压检测电路又是采用感应原理，离散性大，如果一旦采集到市电信号，马上告警，容易发生误告警。例如在‘112’机房中日常使用的绕线枪是采用市电供电，当电压检测电路周围有绕线枪工作时，电压检测电路采集的信号中就会有市电信号，若马上告警，就是误告警。本发明电压检测电路器采用多级施密特触发器延时触发的智能判决功能，使其能够最大限度地避免误告警。

参见图5和图6分别介绍的本发明中电压检测电路的工作原理方框图和电原理图。利用包敷在用户电缆进线束1上的金属片3(未闭合)采集出同频的市电入侵电压信号，该信号经过PV+输入给电压检测电路。再通过集成运放LF353(O1B)放大后，送给锁相环集成电路KA567(O3)。若输入信号中含有工频成分，锁相环电路会输出一个低电平告警信号。在电压检测电路中，锁相环输出的告警信号经过集成电路CC40106(O4)延时判决后驱动继电器，产生开关量告警信号输出(由OV0、OV1输出)。

参见图8所示的本发明中电源电路的电原理图，该电源电路是采用总配线架本身具有-48V电源，经DC-DC电源模块LW48D05直接转换为±5V的检测装置内部工作电源。

为了能够快速准确地确定市电侵入的位置，本发明除了通信电缆的市电侵入监测器以外，还配设有手持式定位器。当发生市电侵入告警时，可以移动手持式的定位器寻找，在靠近市电侵入用户线距离最近的地方，其市电的感应信号最强，从而确定是哪一对用户线有市电侵入，给维修和排除故障提供了方便。本发明的手持式定位器包括有：由机壳、机壳内置的检测探头和顺序连接的由信号采集电路、放大电路、市电检测电路和告警信号输出电路所组成的控制电路所组成。

参见图9所示的手持式定位器的控制电路电原理图。其是将用内置检测探头敏感采集的信号，通过由场效应管构成的放大器放大后，送给锁相环集成电路KA567(O1)。若输入信号中含有工频成分，该锁相环电路会输出一个低电平告警信号，产生声光告警。当市电入侵并形成回路时，用户线上会产生大的交变电流，利用套在用户电缆进线束上的感应线圈可采集出同频的市电入侵电流信号，信号经过PI+、PI-输入给市电侵入电流检测电路。

本发明已经试制出通信电缆市电侵入监测器和手持式定位器样机，并作为通信电缆市电侵入监测系统平台的核心部分，在福建省福州市的某电信局‘112’机房里进行试验实施。样机的使用环境是：温度：5～40℃，湿度≤90％RH，告警指标(探头处)：过压(1mV～9.8V AC)，过流(1mV～9.8V AC)，侵入告警电压：＞27V AC(可调)，延时判断时间：8秒(可调)，工作电压：-48V DC±10％，工作功耗：0.6W，告警输出：4个开关量，频率通带：50±2.5Hz。经过长达4个多月的运行试验，监测器和定位器的运行完全正常，实现了发明目的，也得到了用户的一致好评。

Claims (7)

1、一种通信电缆的市电侵入监测装置，其由通信电缆的市电侵入监测器和手持式定位器两部分组成，其特征在于：其中市电侵入监测器包括有：由机壳、机壳内的由锁相环芯片构成的电流检测电路、由锁相环芯片及延迟判断电路构成的电压检测电路和电源电路所组成的控制电路以及与控制电路相连接的、采用非电接触方式的电流检测探头和电压检测探头，所述的手持式定位器包括有：由机壳、机壳内置的检测探头和顺序连接的由信号采集电路、放大电路、市电检测电路和告警信号输出电路所组成的控制电路所组成。

2、如权利要求1所述的通信电缆的市电侵入监测装置，其特征在于：所述的电流检测电路是由顺序连接的电流信号采集电路、放大电路、市电检测电路和告警信号转换输出电路所组成。

3、如权利要求1所述的通信电缆的市电侵入监测装置，其特征在于：所述的电压检测电路是由顺序连接的电压信号采集电路、放大电路、市电检测电路、智能判决电路和告警信号转换输出电路所组成。

4、如权利要求1或2所述的通信电缆的市电侵入监测装置，其特征在于：所述的非电接触方式的电流检测探头是套在通信电缆外围的感应线圈。

5、如权利要求1或3所述的通信电缆的市电侵入监测装置，其特征在于：所述的非电接触方式的电压检测探头是一块靠近通信电缆呈凹圆弧状的感应金属片。

6、如权利要求1所述的通信电缆的市电侵入监测装置，其特征在于：所述的手持式定位器的工作方式是通过手持该装置移动寻找而确定市电侵入点。

7、如权利要求1所述的通信电缆的市电侵入监测装置，其特征在于：所述的电源电路是直接采用总配线架本身具有的-48V电源，经DC-DC电源模块转换为±5V的检测装置的内部工作电源。

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