CN85104220A - 适用于电话配线架的线路保护器组件 - Google Patents

Abstract

电话配线架用的插接式线路保护器，有一个气体式浪涌放电器，它由装在框架中的卡子(6，7)夹持，一端通过卡子(7)接箱格中地线板(5)，另一端通过卡子(6)及簧片(8)接箱格背部的线路侧舌板(4A)。簧片(8)顶着舌板(4A)，同时在箱格前部顶着中心局侧舌板(4B)。将簧片(8)接地，同时/或者切断它与舌板(4A)之间的接触，便使放电器旁路。为此，可采用可熔销，也可用感温记忆合金。

Description

适用于电话配线架的线路保护器组件

本发明涉及信号传输线路的保护器组件，特别适用于电话类配线架。

弱电线路，诸如用于信号装置或电信系统与电子设备连接的线路，通常都有避雷器的保护。避雷器使线路临时地或永久地接地，以免其受到由雷击或者偶然接触动力电路引起的过电压事故的损害。

常见的一种用于电话线路的保护器，有一段多芯电缆，保护器集中装在配线架的线路末端，使线束可以呈扇形展开，并装有多个带避雷器的保护器组件。

这类保护器的一种具体设计包括许多可迭放的单元。当把这些单元组装起来以后，形成一个由同样的长方形接线盒构成的箱格阵列，其一端敞口，可以插入数目相同的插接件，每个单元作为插在它上边的一对电话的保护器。

每一组件所装的避雷器数目，等于需要保护的线路中导线的头数，气体式避雷器呈长圆管形，两端有通常为圆柱形的连接线路用的尾杆。尾杆之一，称作接地杆，用来接配线架上的地线。另一端的尾杆，称作第二尾杆，用来与需要保护的电缆中的一条导线相接。

由于长度关系，这些避雷器全都彼此平行地沿轴向排列在保护器组件的绝缘插接单元里，并且借助两端尾杆上的楔形插头，牢靠地插在插接单元中开有狭槽的导电夹持件中。

上述的导电夹持件中，那些卡住管状避雷器接地杆的称作接地卡子。每个接地卡子都从组件末端伸出，形成接触表面。这些接触面，可以与设在每个接线盒底板背部的接地舌板的接触面抵在一起。接地舌板通过大截面的导体接地，这样，即使通过很大的过载电流也不致于过热。

用来卡接避雷器第二尾杆的夹持件，每个都通过设在各组件中的许多挠性连接簧片上的接触表面来起作用。这些连接簧片设在组件的宽面上，彼此平行，沿纵向并列，可以与设在每个箱格顶板下面的导体舌板相接触。这些导体舌板包括：第一个舌板，称作后舌板或线路侧舌板，该舌板与布置在箱格顶板下面通向背面的电缆连接;第二个舌板，称作前舌板或中心局侧舌板，该舌板布置在箱格的顶板下，朝着箱格前端，靠近用来卡接插入件的开口，并由一带形导线连接到中心局设备上。此中心局设备必须与线路接通。

当把保护器组件插入箱格时，每个连接簧片在前，后舌板间接通电话，每个避雷器也由其连接尾杆来与电路连接，即通过称作接地卡子的第一个导电夹持件连接到接地舌板上，同时通过另一个导电夹持件与一挠性接触簧片连接，在与前舌板等高的位置上，以其接触表面压紧到上述挠性接触簧片的另一端。

线路上出现的任何过电压都将使处于高压下的气体-管子避雷器电极之间产生电弧放电，从而在此异常状态持续过程中，上述冲过电路的浪涌电流，或在电路中感应出来的电流，都被导入大地。

如果上述过电压情况持续时间长，比如线路长时间误接动力电路，就将导致连续的电弧跳火，从而使有关的一个或多个避雷器，以及它们周围的环境温度急剧升高。其结果，使周围部件中一些通常由热塑性塑料制成的零件趋于熔蚀，并开始相互粘结，使配线架报废，更有甚者，使配线架着火。

为了消除上述缺点，许多已有技术设计方案都采用了避雷器内部短路装置，即当造成冲击的浪涌电流很大，足以使组件过热的情况出现时，令每个避雷器的两个电极相互接触。这类的短接电路中，有一种是利用真空效应形成的。例如，第二导电尾杆的端部电极上有绝缘材料制成的垫圈，若此垫圈在导向接地尾杆的管体内熔化，则产生真空作用，并形成接地短路。

为防止避雷器过热损坏，内部短接电路的第一种方式是，当电弧放电所产生的热量超过预定的临界值时，将两个电极相接触。

第二种方式特别适用于金属壳的避雷器。这种方式是，在避雷器的金属体上装一挠性导体簧片，该金属体上还伸出来接地电极连接杆。上述簧片由一可熔的垫片与第二电极连接杆隔开。

一旦温度超过可熔垫片的熔点，上述簧片与第二电极连接杆便失掉阻隔，从而构成通路。

但是在上两个例子里，短路点的接触面积都很小。因此，只要线路中故障电流的量级达到异常高值，比如说达到10安培的量级，通过短接点的电流就使温度升高。超过构成插接件和箱格的塑料的熔点，并且保持在高温状态。

因此，上述装置仍有使插接单元熔化并粘结在配线架上的危险。同时，如果处于高温下的塑料壳体熔融，将使得导电零件，特别是装在上述插接单元里的夹持件能够移动。若保护器因此而失效，则使与线路相连的中心局设备有损坏的危险。

为了克服上述缺点，本发明提出一种保护器组件插接单元，这种单元的外部尺寸与上述常规形式的插接单元相同，可以插进上述广泛使用着的通用配线架的箱格里，但其内部则经过改进，具有更好的抗过热性能。

本发明的一个特点是，标准的线路保护器组件中，至少有一个避雷器同步断路装置，当组件中的温度增高到超过某一预定的临界值时，该同步断路装置就被启动。上述临界温度低于制作插接单元的材料的熔点温度。

本发明的另一个特点是，上述线路保护器组件中，至少有一个避雷器同步断路装置，该装置基本上由一个可熔绝缘销，和一个与上述避雷器相连的挠性连接簧片的延伸部分组成。这个簧片的延伸部分从簧片与后舌板相接触的部位向外延伸，并伸向接地卡子，这样，一旦夹在该簧片延伸段与接地卡子之间的可熔销熔化掉，簧片就弹回来，压到接地卡子上。只要温度超过预定临界值，该销子就可熔化。

按照本发明实施例的一种可行方案，避雷器同步断路装置中，有用导电的记忆合金制成的部件，这个部件具有温度响应能力，当其温度超过上述临界值时，这个合金部件弹回到所记忆的形状，从而在后舌板处使避雷器断路。

现在请看附图。图1所示为配线架和插接组件的透视图，两者都是已有技术所采用的典型结构，图中是底朝上的位置。

图2表示的是按照本发明的第一种实施例，保护器组件的纵向剖视图。

图3为本发明的第二实施例所介绍的保护器组件的纵向剖视图。

如前所述，把线路保护器的插接单元1设计成可以滑动地插进配线架2的箱格里。配线架通常由多层柜架组成，每个柜架上有一排箱格。这些配线架通常用来把输入线路引到电话交换机，把该交换机辖下的电话线路接到中继局或“中心局”的设备上。并且，当发生雷击或误接动力电路时，保护中心局设备，使之不受由电话线路传递的过电压和过电流的损害。

为了起到保护作用，在每一条输入线路中都装有保护器组件1，组件中有避雷器3，其数量与线路中导线头数相等。每个组件都设计成插接单元的形式，可以插入分配给线路的对应箱格里。

每个盒形箱格的绝缘壁上，都设有导电舌板4，用来连接输入线路、中心局设备导线，以及地线在保护器组件中各自所对应的导电零部件。

在每个箱格里所设的后舌板，或称作线路侧导电舌板，如图1中的4A和4A′，它们的数目一般与保护器组件中避雷器的数目相等。

线路侧的舌板4A、4A′纵向装在箱格的两个内部宽面之一的第一半部，彼此平行，并可从后部取出;这些舌板从箱格的后部伸出，伸出段上有常见的连接装置，比如绝缘滑槽，用来与输入线路（未画出）中至少一条导线相连。

每个箱格中，还装有数目相当的前舌板，或称作中心局舌板，在图中为4B、4B′。这些前端舌板，在箱格中与上述后舌板4A、4A′装在同一宽面上，位于该宽面的另一半部，纵向排列，相互平行;这些前舌板从箱格的前端伸出，每个舌板的伸出段上设有连接装置，以与至少一条带状导线连接。该带状导线用来连接中心局设备和由该局服务的线路。最后，对应箱格中的每一线路侧舌板，还附装有接地舌板，图中为5、5′。这些接地舌板5、5′相互平行，从箱格的后部沿着纵向延伸，排列在与线路侧舌板4A，4A′和中心局侧舌板4B、4B′所在壁面相对的另一侧内壁面上，并从该壁面上露出来，以便与接地电路接触。该接地电路未画出。

这样一来，接地舌板5便处于与之配合的线路侧舌板4A的前方，该线路侧舌板4A本身又对准与之相配合的中心局侧舌板4B。

保护器组件1的形式为一个抽屉状的插接单元，可以按照预定的方式在箱格里滑动地插到位，也可以抽出来。该插接单元包括一个用绝缘材料制作的框架，这种框架可以在箱格内的壁面间滑动。

管状的避雷器3装在上述框架里，只露出一部分，纵向并列，彼此平行。每个气体一一管子式的避雷器3的两端通常带有连接尾杆30。每个连接尾杆30都卡在两个导电夹持件6或7之一上开出的狭槽里。每一对导电夹持件6和7分置于气体-管子避雷器的两端，装在插接单元的框架里，其对数与给定的插接单元中避雷器3的数目相同。

上述的夹持件中，夹持件7称为接地卡子。这些接址卡子装在抽屉或插接单元的后部，或线路侧，彼此平行地排列。每个卡子上还有接触面70，从后部探出抽屉，因而当插接单元插入箱格时，这些接触面70顶紧各个接地舌板5。

夹持件6装在插接单元的前部，彼此平行排列，每件上面都有接触面60。从图2可见，接触面60顶住一挠性导电簧片8，该簧片8装在插接单元的框架上，隔板的外部。该隔板与上述夹持件6的接触面60分别位于插接单元中的不同侧面。连接簧片8纵向排列，相互平行，每片上都有用适用的常规方法制出的弓形段，因而可以和中心局侧舌板4B、以及与之相配的线路侧舌板4A相接触，使得分别接到上述舌板4A和4B上的输入导线和带状导线之间形成通路。

连接簧片的两端各自锁定在插接单元的框架内。在簧片上每一端靠近端头的位置上，都至少有一段接触面，用来与导电舌板相接触。这些接触面一般是由隆起段80或81形成的，当把插接单元插入箱格时，这些隆起段借助弹性作用压紧到相关的舌板上。

在图2所示的实施例中，每一个夹持件6或7都是用导电簧片制成的，这些簧片折成回弯，并在中间开有狭缝。具体地讲，狭缝开在折弯处，并与折棱相垂直，以便能夹住避雷器的导电尾杆30。

构成夹持件6或7的每一根簧片，其两个端头之一被制成接触面60或70，另一端则通过弹性作用压在接触面60或70所在端的隆起段61或71上，提供给接触面以附加的接触压力。该隆起段61或71在上述接触面60或70前面。

在本发明的第一种可选择的实施例中，避雷器中延时断路装置的要点在于，每一连接簧片8都有一延伸段83。该延伸段83相对于簧片8的中点82来说，位于隆起段80的外侧，并弯回到插接单元的框架内，从而，延伸段83处在接地卡子7的上方，并借助一个可熔的绝缘销9压在该接地卡子7上。可熔绝缘销9夹在上述延伸段83与接地卡子7之间。

销子9最好附装在夹着它的两个另件中的某一个上面，制销的材料的熔点、液化温度或升华温度点，应低于插接单元框架结构材料的软化温度点或熔点。或者，如果该框架包括非同种材料制成的构件，那么，至少应低于支承卡子6和7的那部分框架构件的上述温度点。

举例说，插接单元的框架是由聚硫酸酯塑料制成的，其软化温度约为140℃。那么，如上所述，销子9应该用熔点为90℃的聚乙烯来做。

在上述的这个实施例中，销子9夹在延伸段83的自由端和接地卡子7的一个尾端之间。卡子7的这个尾端压在靠近接触面70的隆起段71上。

一旦线路导线中出现电压超高的情况，就在相关的避雷器中产生电弧打火，线路中的电流导入大地的途径是：经过线路侧导电舌板4A，传到连接簧片8，由接触面60导入卡子6，以电弧跳火的形式通过避雷器3，再通过接地卡子7和接地舌板5。

如果线路所遭受的电压超高连带着超过线路载流能力的大电流，比如起因于误接动力电路的事故，那么避雷器3中出现电弧打火，并不断升温。在此情况下，不管避雷器电极之间是否已经形成短路，销子9仍不断受到传导或对流过来的热冲击，主要是卡子7传导热量的冲击。经过一段加热所需的时间后，若可熔销子9接受的热量超过其耐受限度，它就会熔化掉。

在第一种可行实施例中，簧片8的延伸段83向后弯折，因而随着可熔销子9的熔化，该延伸段83的端部由弹性恢复力作用，向下移动并压到上述卡子7上，这样就形成了经过线路侧舌板4A、簧片延伸段83和接地卡子7的接地通路，而避雷器3则由该延伸段的短路作用而断开并分路。

在第2种可用实施例中，簧片8在其中点82与隆起段80之间被弯成弓形，同时，由于延伸段83的端部压着可熔销子9，弹性力使上述隆起段80顶紧舌板4A。一旦销子9熔化，就使线路侧舌板4A和连接簧片8在隆起段80处的接触点开路，这就断开了线路侧舌板4A和中心局侧舌板4B间的通路，同时也使避雷器停止工作。

在上述的后一实施例中，可以根据需要而使中心局侧舌板4B接地或不使之接地。这完全取决于是否让延伸段83与接地卡子7接触。

假定一旦发生持续过电压的情况，必须确保延伸段83和接地卡子7之间的接触，并且必须把线路侧舌板延伸段接地卡子这一条通路的内阻减至最小。要做到这一点，应尽可能地减小这条通路的长度，并增大电流通过面积，特别是增大接触面的面积。

具体地说，延伸段83应尽量在靠近接触面70的部位与接地卡子7接触;在图2所示的实施例中，延伸段83与接地卡子7的一端相接触，后者压在紧靠接触面70的隆起段71上。

在一个实施例中，延伸段83的自由端84沿着与第一次弯折相反的方向又折一次，这样，它的端部在接地卡子7上形成一条接触线。

本发明另外还有一种实施例，其中既可以完全省去可熔销子，同时仍然保持着选择的余地;或者借助延伸段83和接地卡子7使线路侧舌板4A接地，或者切断线路侧舌板4A与连接簧片8之间通过隆起段80的通路。利用一个由感温形状记忆合金制成的连接簧片8就可以实现现这些可能性。这种材料可以是铜-锌-铝合金，或者是镍-钛合金，其变形温度低于制造插接单元本体材料的软化温度。

如上所述，尽管没有销子9，冷态的连接簧片8仍处于与图2中实线所示的确定形状，其端部与压着隆起段71的接地卡子7的端头离开一段距离。

在电压超高的情况下，避雷器的过热使该合金的温度升高，因而按照所记住的以前的形状。连接簧片8的延伸段83的自由端84弹回到接地卡子7上。弯制这种形状记忆合金的方法已属公知。

在将线路侧舌板4A接地，或将线路侧舌板4A和连接簧片8在隆起段80处的连接断开的同时，相应于略呈弓形的延伸段83压到接地卡子7上，或不压到卡子7上，中心局侧舌板4B可以接地，也可以不接地。获得哪种结果，取决于连接簧片8所记忆的弓形是压制在延伸段83部分，还是在中点82与隆起段80之间。

显然，在上面这个实施例中，若不需要接地，那么也就完全没有必要在连接簧片8上制出延伸段83来了。

图3所描绘的是本发明的最后一个实施例，这个例子表明，只要加装一个如上所述的对温度敏感的，由形状记忆合金制作的导体零件10，就可以使如图1所示的属于已有技术的普通保护器组件得到改进，使其中的避雷器得到分流旁路保护。

这样的导体零件10应制成二面角的形状，在安装时，它的一侧壁板紧贴卡子7上开有狭缝的表面，与之共同夹住避雷器3的连接尾杆30。这样，当遭遇到持续电压超高情况时，避雷器就以导热的方式将该零件10加热。

导体零件10的另一侧壁应位于连接簧片8的下方，并至少与之近似平行。当处于冷态时，零件10的这个侧壁应保持在与连接簧片8脱开的位置。而它所记忆的形状则应较为舒展，从而可以与连接簧片8在靠近隆起段80的部位相接触。

一旦将零件10加热到超过其预定临界值的温度，比如说90℃，零件10即将线路侧舌板接通，一方面将其通过卡子7直接接地，另一方面使避雷器3断路。从电压超高到避雷器3断路有一时间滞后，对应于将零件10加热到临界值所需的时间。

Claims (10)

1、插接式线路保护器组件，特别适用于由多个独立的箱格组件构成的电话配线架，至少包括一个沿轴向安置的管状浪涌放电器，该放电器两端的连接尾杆卡在两个夹持件上的狭缝里，夹持件则装在组件框架上；夹持件之一，即接地卡子(7)，以其一端从上述组件的端部伸出，形成接触面(70)，从而与设置在箱格壁板上向后延伸的导电接地舌板(5)相接触；夹持件中的另一个卡子(6)，通过其上的接触面(60)与连接簧片(8)相接触，该簧片(8)相对于接触面(70)，位于保护组件的另一侧，并沿纵向安置，从而可与分别装在箱格后部(4A)和前部(4B)的两个导电连接舌板(4A、4B)相接触，这两个连接舌板(4A、4B)所在壁面与安装接地舌板(5)的箱格壁面相对；上述后舌板，或称线路侧舌板(4A)用来与被保护线路中的一条导线相接，而前舌板，或称中心局侧舌板(4B)，则连接着带状导线一端，该带状导线的另一端连接中心局设备；上述保护器组件(1)的特征在于：至少设有一个放电器延时断路装置(8、10或83、9)，当组件中的温度上升到超过某一预定的临界值时，这个装置可以断路，该临界温度值至少要低于制作插接组件中安装接地卡子7的框架部分所用绝缘材料的熔点。

2、如权利要求1所述的线路保护器组件，其特征为，上述浪涌放电器的断路装置或结构中，基本上包括可熔的绝缘销（9），和与上述放电器（3）相连的连接簧片（8）接触区外的延伸段（83），该延伸段（83）从连接簧片（8）与线路侧舌板（4A）之间的接触区（80）向外延伸，并折向上述接地卡子（7），因此当预先安放在该延伸段（83）和接地卡子（7）之间的可熔绝缘销熔化以后，借助于弹性恢复作用，该延伸段（83）压到接地卡子（7）上;上述可熔绝缘销（9）的熔化温度低于上述组件（1）中装设卡子（7）的那部分框架的模塑绝缘材料的熔点。

3、如权利要求2所述的线路保护器组件，其特征为，放电器的延时断路装置中，包括连接簧片（8）的延伸段（83），上面有与上述接地卡子（7）相接触的接触段（84），该延伸段向下运动，并在卡子（7）的上述接触面（70）和夹持放电器（3）端部尾杆（30）的狭缝之间与该卡子（7）接触，从而，当绝缘销（9）熔化后，将线路侧舌板（4A）和接地舌板（5）之间的电路长度减至最小。

4、如权利要求3所述的线路保护器组件，其特征在于，上述放电器断路装置中，连接簧片（8）的延伸段（83）向簧片（8）下方弯折，形成第一弹性折弯，迫使该延伸段的自由端（84）上的接触区接近上述接地卡子（7）上的接触面（70）。

5、如权利要求4所述的线路保护器组件，其特征在于，将放电器断路装置中连接簧片（8）的上述延伸段（83）的自由端（84）沿着与上述第一折弯相反的方向向后折回，从而在与卡子（7）上的接触面（70）相接触时形成线形接触区。

6、如权利要求1所述的线路保护器组件，其特征在于，上述放电器延时断路装置由一个可熔绝缘销（9）和一个带延伸段（83）的连接簧片（8）组成，该延伸段（83）从连接簧片（8）与上述线路侧舌板（4A）之间的接触部位（80）向外延伸;上述连接簧片（8）在其延伸段（83）向一侧弯折，以便通过上述可熔绝缘销（9）压到接地卡（7）上，而在其接触部位（80）的另一侧，即与延伸段（83）相对的部分，则向另一侧预先弯成弓形，因此，借助弹性作用，当将组件（1）插入箱格，销子（9）插到位时，该簧片（8）可抵住上述线路侧舌板（4A），而只要销子（9）一熔化，该簧片（8）就从线路侧舌板（44）弹开。

7、如权利要求1所述的线路保护器组件，其特征在于，上述放电器延时断路装置中，有记忆合金导体元件（8或10），该元件对温度敏感，当其温度超过上述的临界温度值时，可从线路侧舌板（4A）处构成上述放电器的旁路。

8、如权利要求7所述的线路保护器组件，其特征在于，上述对温度敏感的记忆合金导体元件（10）的形状至少近似于二面体，它的一侧壁与上述接地卡子（7）上开有放电器尾杆夹持槽的部位相接触，并与该放电器（3）处于卡子（7）的同一侧，而该记忆合金元件（10）的另一侧壁在其温度超过上述临界温度值时，则可向上弹起而顶到连接簧片（8）上，并与该簧片形成线状接触区。

9、如权利要求7所述的保护器组件，其特征在于，上述的记忆合金导体元件和位于线路侧舌板（4A）与中心局侧舌板（4B）之间的连接簧片是同一元件，该元件从与线路侧舌板（4A）的接触部位（80）向外延伸，形成延伸段（83），该延伸段（83）伸向接地卡子（7），并且当温度未达到临界值时，始终与该卡子脱离;另一方面，当被加热到临界值时，该延伸段（83）回复到所记忆的原形状，从而与上述接地卡子（7）在其接触面（70）处相接触。

10、如权利要求7所述的保护器组件，其特征在于，上述的记忆合金元件（10）和连接簧片（8）是同一元件，因此，当温度未达到临界值时，该簧片（8）始终接通线路侧舌板（4A）和中心局侧舌板（4B）间的电路;另一方面，当温度达到临界值时，该簧片（8）回复到所记忆的原形状，从而至少与上述两个舌板（4A、4B）中的一个脱离接触。

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