FR2763438A1 - Integrated line circuit breaker for telephone cable lightning protection - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de protection de ligne à coupure intégrée
La présente invention se rapporte aux dispositifs de protection de ligne, destinés à assurer la protection d'équipements contre les effets de défauts sur une ligne à courants faibles dans les systèmes de télécommunications.Line protection device with integrated cut-off
The present invention relates to line protection devices, intended to protect equipment against the effects of faults on a low current line in telecommunications systems.
De tels dispositifs de protection sont couramment utilisés en particulier dans les têtes de câble ou répartiteurs téléphoniques. Chacun se connecte entre les deux fils d'une ligne et est relié à la masse.Such protective devices are commonly used in particular in cable heads or telephone distributors. Each connects between the two wires of a line and is connected to ground.
Le document US-A-4 723 190 décrit un tel dispositif de protection de ligne comportant un parafoudre tripolaire ou deux parafoudres bipolaires et un agencement à commande thermique associé à chaque fil de la ligne et/ou à chaque parafoudre.Document US-A-4 723 190 describes such a line protection device comprising a three-pole arrester or two bipolar arresters and a thermal control arrangement associated with each wire of the line and / or each arrester.
Dans un exemple de réalisation présenté déjà connu dans ce document, les parafoudres sont bipolaires et sont reliés à l'un et l'autre des fils de la ligne respectivement et à la masse. Les agencements à commande thermique comportent une bobine de chauffage montée en série sur chaque fil de la ligne. Chacun des parafoudres bipolaires est associé à un élément de mise en court-circuit et de bouclage à la masse, lors de surintensités dans la bobine. La bobine entoure à cet effet un alliage fusible qui est prévu pour le maintien ouvert de l'élément de mise en court-circuit en l'absence de surintensités sur le fil de la ligne et fond lors d'un échauffement suffisant provoqué par les surintensités traversant la bobine pour la fermeture de l'élément de court-circuit dans ces conditions. Dans ce mode de réalisation, la mise en court-circuit de l'un des parafoudres et la mise à la masse de l'un des fils sont indépendantes des mises en court-circuit de l'autre parafoudre et à la masse de l'autre fil.In an exemplary embodiment presented already known in this document, the surge arresters are bipolar and are connected to one and the other of the wires of the line respectively and to ground. The thermal control arrangements include a heating coil mounted in series on each wire of the line. Each of the bipolar surge arresters is associated with a short-circuiting and grounding element, during overcurrents in the coil. The coil surrounds for this purpose a fusible alloy which is provided for keeping the short-circuiting element open in the absence of overcurrents on the line wire and melts during sufficient heating caused by the overcurrents. crossing the coil to close the short circuit element under these conditions. In this embodiment, the short-circuiting of one of the arresters and the earthing of one of the wires are independent of the short-circuits of the other arrester and the earthing of the another thread.
Dans un premier mode de réalisation préconisé dans ce document, le parafoudre est tripolaire et les agencements à commande thermique comportent une bobine de chauffage montée en série avec deux éléments de contact bi-métalliques sur chaque fil de la ligne. Ces deux éléments de contact sont normalement fermés en l'absence de surintensités dans la bobine mais s'ouvrent et ouvrent le fil de la ligne lors de surintensités et d'échauffement résultant.In a first embodiment recommended in this document, the surge arrester is three-pole and the thermal control arrangements include a heating coil mounted in series with two bi-metallic contact elements on each wire of the line. These two contact elements are normally closed in the absence of overcurrents in the coil but open and open the wire of the line during overcurrents and resulting heating.
Dans un deuxième mode de réalisation, un autre contact bimétallique supplémentaire est disposé d'un côté des deux précédents et relié à la masse. Les surintensités dans la bobine créent un échauffement qui provoque l'ouverture du fil de la ligne et la mise à la masse de ce fil.In a second embodiment, another additional bimetallic contact is placed on one side of the previous two and connected to ground. The overcurrents in the coil create a heating which causes the opening of the line wire and the earthing of this wire.
Dans ces premier et deuxième modes de réalisation l'ouverture de l'un des fils et l'éventuelle mise à la masse de ce fil sont indépendantes de l'ouverture et l'éventuelle mise à la masse de l'autre fil.In these first and second embodiments, the opening of one of the wires and the possible grounding of this wire are independent of the opening and the possible grounding of the other wire.
Dans un troisième mode de réalisation, le parafoudre est tripolaire et l'agencement à commande thermique est associé au parafoudre et comporte deux paires d'éléments bimétalliques de mise en court-circuit. Les éléments bimétalliques de chaque paire sont reliés à l'une des électrodes de ligne et l'électrode de masse du parafoudre et s'étendent sur la périphérie du parafoudre. Ils sont face à face mais écartés l'un de l'autre en l'absence de défaut de surtension sur la ligne. Ils sont par contre mis en contact l'un avec l'autre et le parafoudre est mis en court-circuit, lors d'un échauffement excessif du parafoudre, dû à des courants de décharge à la masse résultant des surtensions sur la ligne et traversant le parafoudre. Il n'y a pas ouverture de la ligne. Il y a tout au plus ouverture indépendante de l'un et/ou l'autre fil de la ligne si un agencement thermique conforme au premier ou deuxième mode de réalisation indiqué ci-avant est en outre interposé sur chaque fil de la ligne.In a third embodiment, the arrester is three-pole and the thermal control arrangement is associated with the arrester and comprises two pairs of bimetallic short-circuiting elements. The bimetallic elements of each pair are connected to one of the line electrodes and the ground electrode of the arrester and extend over the periphery of the arrester. They are face to face but separated from each other in the absence of an overvoltage fault on the line. They are on the other hand brought into contact with each other and the arrester is short-circuited, during an excessive heating of the arrester, due to discharge currents to the ground resulting from overvoltages on the line and crossing the arrester. There is no opening of the line. At most, there is an independent opening of one and / or the other wire of the line if a thermal arrangement in accordance with the first or second embodiment indicated above is also interposed on each wire of the line.
Dans toutes ces réalisations, la présence d'une bobine interposée sur chaque fil de ligne est une source de perturbations. En plus des inconvénients déjà signalés, ces réalisations sont complexes et conduisent à des dispositifs de protection encombrants et de coût relativement élevé. In all of these embodiments, the presence of a coil interposed on each line wire is a source of disturbance. In addition to the drawbacks already mentioned, these embodiments are complex and lead to bulky protection devices and relatively high cost.
La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients des dispositifs de protection conformes à ces différentes réalisations déjà connues.The object of the present invention is to avoid the drawbacks of protective devices in accordance with these various embodiments already known.
Elle a pour objet un dispositif de protection de ligne à coupure intégrée, comportant - un parafoudre tripolaire muni de deux électrodes de ligne et d'une électrode de masse, - des moyens conducteurs définissant deux bornes d'entrée de ligne, deux bornes de sortie de ligne et une borne de masse et assurant les liaisons des électrodes de ligne du parafoudre auxdites bornes d'entrée, de l'électrode de masse à ladite borne de masse et des bornes d'entrée auxdites bornes de sortie, - des éléments de contact mobiles interposés sur les deux liaisons dites de ligne entre les bornes d'entrée et de sortie, et - un agencement conducteur à commande thermique associé audit parafoudre pour sa commande par ledit parafoudre et la mise en court-circuit dudit parafoudre à une température prédéterminée dudit agencement conducteur, caractérisé en ce que lesdits éléments de contacts mobiles sont deux lames élastiques de contact, montées chacune sur l'une desdites liaisons de ligne entre lesdites bornes d'entrée et de sortie et en ce que ledit agencement conducteur à commande thermique est constitué par un actionneur mécanique de mise en ouverture simultanée desdites lames élastiques de contact, monté en regard dudit parafoudre et desdites lames élastiques et relié à la borne de masse.It relates to a line protection device with integrated cutoff, comprising - a three-pole surge arrester provided with two line electrodes and a ground electrode, - conductive means defining two line input terminals, two output terminals line and a ground terminal and ensuring the connections of the line electrodes of the arrester to said input terminals, of the ground electrode to said ground terminal and of the input terminals to said output terminals, - contact elements mobiles interposed on the two so-called line connections between the input and output terminals, and - a thermally controlled conductive arrangement associated with said arrester for its control by said arrester and the short-circuiting of said arrester at a predetermined temperature of said conductive arrangement, characterized in that said movable contact elements are two elastic contact blades, each mounted on one of said connections of the line between said input and output terminals and in that said thermally controlled conductive arrangement consists of a mechanical actuator for simultaneously opening said elastic contact blades, mounted opposite said surge arrester and said elastic blades and connected to the ground terminal.
Ce dispositif de protection présente avantageusement au moins l'une des caractéristiques additionnelles suivantes - lesdites lames élastiques de contact sont sensiblement parallèles au parafoudre et montées d'un côté et de l'autre de celui-ci. This protection device advantageously has at least one of the following additional characteristics - said elastic contact blades are substantially parallel to the surge arrester and mounted on one side and on the other thereof.
- ledit actionneur mécanique est traversé par le moyen conducteur de liaison de l'électrode de masse du parafoudre à ladite borne de masse.- Said mechanical actuator is traversed by the conductive means for connecting the earth electrode of the arrester to said earth terminal.
- ledit actionneur mécanique se présente sensiblement sous la forme d'une calotte sphérique, changeant d'état à ladite température prédéterminée en ayant alors sa concavité tournée vers lesdites lames élastiques et venant en appui en pression contre lesdites lames élastiques pour ouvrir lesdites liaisons de ligne.- Said mechanical actuator is substantially in the form of a spherical cap, changing state at said predetermined temperature while having its concavity turned towards said elastic blades and pressing against said elastic blades to open said line connections .
- le dispositif comporte un support de montage et au moins une première bague métallique de maintien dudit actionneur entre ledit support et l'ensemble constitué par ledit parafoudre et lesdites lames élastiques de contact.- The device comprises a mounting support and at least a first metal ring for holding said actuator between said support and the assembly constituted by said arrester and said elastic contact blades.
- le support est un substrat de circuit imprimé et lesdits moyens conducteurs comportent des pistes imprimées sur ledit substrat pour définir lesdites bornes d'entrée, de sortie et de masse.- The support is a printed circuit substrate and said conductive means comprise tracks printed on said substrate to define said input, output and ground terminals.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple préférentiel et illustré dans les dessins ci-annexés. Dans ces dessins - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de protection selon l'invention, - les figures 2 et 3 sont deux vues de profil du dispositif de la figure 1, pour une position de repos et une position après fonctionnement, - les figures 4 et 5 sont deux vues en coupe selon les lignes IV-IV et V-V des figures 2 et 3, - les figures 6 et 7 sont des vues des faces recto et verso d'un substrat de circuit imprimé dudit dispositif.The characteristics and advantages of the invention will emerge from the description below of an embodiment given by way of preferred example and illustrated in the attached drawings. In these drawings - Figure 1 is a perspective view of a protection device according to the invention, - Figures 2 and 3 are two side views of the device of Figure 1, for a rest position and a position after operation, - Figures 4 and 5 are two sectional views along lines IV-IV and VV of Figures 2 and 3, - Figures 6 and 7 are views of the front and back sides of a printed circuit substrate of said device .
En se référant aux figures, on voit que le dispositif de protection selon l'invention comporte un parafoudre tripolaire 1, deux éléments de contact de ligne 2 et 3 constitués chacun par une lame élastique de contact, et un actionneur mécanique à commande thermique 4 associé en commun au parafoudre et aux deux lames élastiques de contact.Referring to the figures, it can be seen that the protection device according to the invention comprises a three-pole arrester 1, two line contact elements 2 and 3 each constituted by an elastic contact blade, and an associated mechanical actuator with thermal control 4 in common with the arrester and the two elastic contact blades.
Ce dispositif est réalisé sur un substrat 5 de circuit imprimé. Ce substrat porte des paires de pistes conductrices qui définissent deux bornes d'entrée de ligne 6 et 7, deux bornes de sortie de ligne 8 et 9 et une borne de masse 10.This device is produced on a printed circuit substrate 5. This substrate carries pairs of conductive tracks which define two line input terminals 6 and 7, two line output terminals 8 and 9 and a ground terminal 10.
Les bornes d'entrée et de sortie sont destinées à la connexion du dispositif de protection aux deux fils d'une ligne à courants faibles, en particulier d'une ligne téléphonique en venant se connecter par les bornes d'entrée du côté câble ou répartiteur et par les bornes de sortie du côté équipements ou abonné. Les deux bornes d'entrée sont reliées aux bornes de sortie par les deux éléments de contact mobiles 2 et 3 normalement fermés élastiquement sur les liaisons dites de ligne entre ces bornes, en l'absence de défauts sur la ligne.The input and output terminals are intended for the connection of the protection device to the two wires of a low current line, in particular of a telephone line by being connected by the input terminals on the cable or distributor side. and by the output terminals on the equipment or subscriber side. The two input terminals are connected to the output terminals by the two movable contact elements 2 and 3 normally closed elastically on the so-called line connections between these terminals, in the absence of faults on the line.
Les deux électrodes dites de ligne 11 et 12 du parafoudre sont reliées aux pistes conductrices définissant les bornes d'entrée. L'électrode de masse 13 du parafoudre est reliée à la piste conductrice montrée dans la figure 7 et définissant la borne de masse montrée dans la figure 6.The two so-called line electrodes 11 and 12 of the surge arrester are connected to the conductive tracks defining the input terminals. The ground electrode 13 of the surge arrester is connected to the conductive track shown in FIG. 7 and defining the ground terminal shown in FIG. 6.
Les bornes d'entrée et de sortie de ligne sont prévues sur l'une et l'autre des parties terminales opposées du substrat 5. Les pistes imprimées peuvent être réalisées sur l'une et/ou l'autre des faces du substrat. La borne de masse est sensiblement sur l'une des parties terminales de ce substrat. Le dispositif de protection peut être monté en boîtier, le substrat constituant le fond du boîtier et les bornes d'entrée, de sortie et de masse restant accessibles sur ce boîtier.The line input and output terminals are provided on both of the opposite end parts of the substrate 5. The printed tracks can be produced on one and / or the other of the faces of the substrate. The ground terminal is substantially on one of the terminal parts of this substrate. The protection device can be mounted in a housing, the substrate constituting the bottom of the housing and the input, output and ground terminals remaining accessible on this housing.
L'actionneur 4 est monté à proximité directe du parafoudre pour sa commande par la chaleur transmise par celui-ci et s'étend à proximité directe des deux contacts de ligne pour leur commande simultanée en ouverture dès lors qu'il se trouve porté à une température prédéterminée par le parafoudre. Il est conducteur et relié à la borne de masse 10. Il assure la mise en court-circuit du parafoudre avec l'ouverture simultanée des deux contacts de ligne 2 et 3 et la mise à la masse en résultant des bornes d'entrée. Il est disposé entre le substrat et l'ensemble formé par le parafoudre 1 et les deux contacts de ligne 2 et 3. Ces deux contacts de ligne sont quant à eux montés parallèlement au parafoudre, de part et d'autre de celui-ci.The actuator 4 is mounted in the immediate vicinity of the arrester for its control by the heat transmitted by the latter and extends in the immediate vicinity of the two line contacts for their simultaneous opening control as soon as it is brought to a temperature predetermined by the arrester. It is conductive and connected to the ground terminal 10. It ensures the short-circuiting of the arrester with the simultaneous opening of the two line contacts 2 and 3 and the grounding resulting from the input terminals. It is disposed between the substrate and the assembly formed by the arrester 1 and the two line contacts 2 and 3. These two line contacts are in turn mounted parallel to the arrester, on either side thereof.
Cet actionneur à commande thermique assurée par le parafoudre est réalisé en matériau bi-métallique, pour se déformer à la température prédéterminée. Il se présente en particulier sous la forme d'un disque ou plus précisément d'une calotte sphérique, dont la surface concave est tournée vers le substrat lorsque le dispositif de protection est au repos c'est-à-dire en l'absence de défauts importants et/ou longs sur la ligne, ainsi que montré dans la figure 2. Il se déforme à la température déterminée, en ayant sa concavité tournée vers le parafoudre 1 et les deux contacts de ligne 2 et 3 après fonctionnement du dispositif de protection et du parafoudre l'ayant porté à la température prédéterminée.This thermally controlled actuator provided by the surge arrester is made of bi-metallic material, to deform at the predetermined temperature. It is in particular in the form of a disc or more precisely a spherical cap, the concave surface of which is turned towards the substrate when the protection device is at rest, that is to say in the absence of significant and / or long faults on the line, as shown in Figure 2. It deforms at the determined temperature, having its concavity turned towards the arrester 1 and the two line contacts 2 and 3 after operation of the protection device and of the arrester having brought it to the predetermined temperature.
Ainsi que montré dans la figure 3, des parties périphériques opposées de cet actionneur viennent alors en pression contre les éléments de contact pour les soulever et ainsi ouvrir la ligne et entraîner la mise à la masse des bornes d'entrée alors qu'il court-circuite le parafoudre.As shown in FIG. 3, opposite peripheral parts of this actuator then come into pressure against the contact elements to lift them and thus open the line and cause the grounding of the input terminals while it is running. circuits the arrester.
Avantageusement, ainsi que visible plus particulièrement dans les figures 4 et 5, cet actionneur est monté entre deux bagues métalliques de maintien 14 et 15, qui ont une forme sensiblement tronconique et maintiennent la partie centrale de l'actionneur entre leurs deux petites bases. Ces bagues sont traversées axialement par la liaison ou patte de masse reliant l'électrode de masse du parafoudre à la piste imprimée définissant la borne de masse. Ces dispositions favorisent l'échange de température réalisé par le parafoudre lors de l'écoulement à la massse de courants de décharge dus à des défauts, cet échange thermique s'effectuant par conduction à travers la patte de masse et également par convection du fait de la proximité de l'actionneur. Elles favorisent également la déformation de l'actionneur, lors de son changement d'état.Advantageously, as can be seen more particularly in FIGS. 4 and 5, this actuator is mounted between two metal retaining rings 14 and 15, which have a substantially frustoconical shape and maintain the central part of the actuator between their two small bases. These rings are crossed axially by the earth link or lug connecting the earth electrode of the arrester to the printed track defining the earth terminal. These provisions favor the temperature exchange carried out by the surge arrester during the mass flow of discharge currents due to faults, this heat exchange taking place by conduction through the ground lug and also by convection due to proximity to the actuator. They also encourage deformation of the actuator when it changes state.
De préférence aussi, comme visible dans les figures, les deux éléments de contact 2 et 3 présentent chacun un bossage 16 et 17 dans leur partie située en regard de l'actionneur.Preferably also, as visible in the figures, the two contact elements 2 and 3 each have a boss 16 and 17 in their part located opposite the actuator.
Chaque bossage est en particulier réalisé par un emboutissage, mais peut être réalisé différemment.Each boss is in particular produced by stamping, but can be produced differently.
On note en outre que ces deux éléments de contact ont l'une de leurs extrémités fixée par soudage sur les pistes imprimées qui définissent les bornes d'entrée de ligne. Leur autre extrémité est par contre en appui en pression sur les pistes imprimées respectives qui définissent les bornes de sortie. Ces éléments de contact sont alors soulevés par l'actionneur après fonctionnement du dispositif pour la coupure de ligne et sa mise à la masse.It is further noted that these two contact elements have one of their ends fixed by welding to the printed tracks which define the line input terminals. Their other end, on the other hand, presses against the respective printed tracks which define the output terminals. These contact elements are then lifted by the actuator after operation of the device for breaking the line and earthing it.
Cet actionneur est prévu irréversible à température normale après suppression du défaut ayant entraîné le fonctionnement du dispositif de protection. Il est cependant réarmable par une action volontaire correspondant à sa mise à une température très inférieure aux valeurs de température ambiante, par exemple à -250C pendant 5 mn.This actuator is provided irreversible at normal temperature after elimination of the fault which led to the operation of the protection device. However, it can be reset by a voluntary action corresponding to bringing it to a temperature much lower than the ambient temperature values, for example at -250C for 5 min.
La réalisation décrite ci-avant et les variantes découlant de celle-ci ont l'avantage d'être particulièrement simples et de fonctionnement très fiable. The embodiment described above and the variants arising from it have the advantage of being particularly simple and of very reliable operation.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9705982A FR2763438A1 (en) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | Integrated line circuit breaker for telephone cable lightning protection |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR9705982A FR2763438A1 (en) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | Integrated line circuit breaker for telephone cable lightning protection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2763438A1 true FR2763438A1 (en) | 1998-11-20 |
Family
ID=9506931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9705982A Pending FR2763438A1 (en) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | Integrated line circuit breaker for telephone cable lightning protection |
Country Status (1)
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|---|---|
| FR (1) | FR2763438A1 (en) |
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- 1997-05-15 FR FR9705982A patent/FR2763438A1/en active Pending
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