Модуль защиты коммутатора для телефонных систем

 

Изобретение относится к комплексной защите по току и напряжению коммутаторов с размыкающимися контактами для телефонных систем. Технической задачей является повышение надежности защиты, упрощение использования при введении в рабочий режим после срабатывания устройства и расширение функциональных возможностей за счет универсальности модуля, осуществляющего как отвод перенапряжения на общестанционный контур заземления, так и простой разрыв цепи абонент - станция. Для решения этой задачи в модуле, в цепи защиты по току, включены терморезисторы со скачкообразным переходом сопротивления в высокоомное состояние при достижении рабочим током критического значения, составляющего 1,1 - 100 рабочего значения, а цепи защиты по напряжению выполнены в виде трехэлектродного разрядника, выводы среднего электрода которого контактируют с одной стороны с шиной заземления, а с другой - с индикатором состояния. Два подпружиненных размыкателя, включенных в цепь, прерывают ее при большой длительности токового импульса опасного перенапряжения, разрывают контакт с металлизацией на корпусе разрядника и заземляют или "подвешивают" цепь, а индикатор, освобождаясь от сдерживающего элемента, выступает за пределы корпуса. Восстановление работоспособности производится путем повторного припаивания указанного подпружиненного размыкателя с кольцом металлизации на корпусе разрядника и поворотом индикатора на 360^o/n с установкой вывода среднего электрода разрядника в новый упорный паз индикатора. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам комплексной защиты по току и напряжению коммутаторов с размыкающимися контактами для телефонных систем.

Известен модуль защиты коммутатора для телефонных систем, содержащий корпус и цепи защиты по напряжению, включающие газонаполненные разрядники для протекания тока перегрузки, с плавкими элементами на внешних частях корпусов, коммутирующими упругими контактами, для исключения разрядников из цепи, при токовых перегрузках длительностью больше критической (патент РФ 2024136 C1, кл. H 01 H 37/76, 1988 г.).

При возникновении перенапряжения ток перегрузки вызывает зажигание дуги между электродами разрядника и при длительном действии высокой температуры может вызвать разрушение магазина разрядников. Это воздействие исключается применением U-образной дуговой пружины, которая, продавливая размягченную пластичную перегородку, пробивает ее и замыкает разрядник на прилегающую шину заземления.

Недостатками указанного устройства являются: - возможность выгорания кабелей малой длины при длительном воздействии перенапряжения и протекании тока через дуговую пружину на шину заземления; - отсутствие индикации срабатывания защиты; - возможность образования нагара и сохранение остатков пластичного материала на концах дуговой пружины при продавливании перегородки, препятствующих образованию надежного контакта с электродами разрядника и соответственно замыканию на шину заземления.

Предлагаемое изобретение вышеуказанных недостатков прототипа не имеет, а имеет следующие технические преимущества: - повышение надежности защиты за счет исключения ненадежных изолирующих элементов, разрушение которых происходит неодинаково, с возможностью образования нагара и сохранением остатков изолирующего пластичного материала на концах дуговой пружины и за счет введения надежной высокоскоростной системы размыкания в виде минимально допустимого расплавляемого элемента, удерживающего коммутирующие напряженно подпружиненные размыкатели, расплавление которого можно регулировать с высокой временной точностью, что приводит к высокой унификации приборов по этому параметру; - расширение функциональных возможностей устройства за счет его универсальности: как возможности отвода перенапряжения на общий контур заземления, так и простого разрыва цепи без перемонтирования самого устройства, кроме замены контакта заземления (шины заземления); - дополнительное повышение надежности, за счет конструктивного выполнения узла индикации срабатывания защиты; - удобство эксплуатации при повторном введении в рабочий режим после срабатывания защиты; - технологичность обслуживания за счет наличия пазов для введения проверочного щупа индикации постороннего перенапряжения на линии без отключения модуля защиты.

Сущность изобретения: модуль защиты коммутатора для телефонных сетей включает корпуса, цепи защиты, в частности по напряжению, содержащие газонаполненные разрядники для протекания тока перегрузки при возникновении перенапряжения, плавкие элементы на внешних частях корпусов разрядников и коммутирующие напряженно подпружиненные размыкатели для исключения разрядника из цепи при токовых перегрузках с длительностью больше критической.

В защищаемые цепи включены трехэлектродные разрядники, крайние электроды которых подключены к абонентским цепям, а средний электрод предназначен для отвода перенапряжений на общестанционный контур заземления и выполнен с возможностью контактирования с шиной заземления и индикатором состояния. При этом крайние электроды разрядника имеют по крайней мере один гальванический контакт по крайней мере с одним, выполненным на корпусе разрядника кольцом металлизации, к которому через легкоплавкий элемент припаян вышеуказанный коммутирующий напряженно подпружиненный размыкатель цепи. При длительности токового импульса от перенапряжения, в 1,1-1,9 раз превышающего критическое значение, размыкание обеспечено выполнением узла припайки коммутирующего напряженно подпружиненного размыкателя легкоплавким элементом с возможностью расплавления при температуре, создаваемой при вышеуказанном значении длительности токового импульса. Указанный коммутирующий напряженно подпружиненный размыкатель выполнен с возможностью после расплавления плавкого элемента перемыкания его на шину заземления либо на область отверстия в этой шине без контакта с ней. Другой средний вывод разрядника выполнен фиксирующим положение пальчикового индикатора путем его упора в один из -n- пазов последнего, расположенных по окружности через дуги 360^o/n. Каждый указанный паз индикатора снабжен стопорной планкой, разрушаемой при температуре плавления плавкого элемента на корпусе разрядника. При этом возможно выталкивание сигнальной части индикатора из корпуса устройства упругим элементом, установленным на противоположной части индикатора с упором в нижний фланец индикатора и специальный упор на корпусе устройства. Причем устройство в целом выполнено с возможностью восстановления работоспособности путем повторного припаивания коммутирующего напряженно подпружиненного размыкателя к металлизированному кольцу на корпусе разрядника и поворота индикатора на 360^o/n с установкой соответствующего среднего вывода разрядника в новый упорный паз индикатора.

Модуль может содержать также цепи защиты по току, включающие терморезисторы с положительным температурным коэффициентом и скачкообразным переходом значения сопротивления в высокоомное состояние при достижении током 1,1-100 рабочего значения.

Предпочтительно разрядники, терморезисторы и опорные концы коммутирующих напряженно подпружиненных размыкателей устанавливать на общей негорючей печатной плате, закрепленной в корпусе модуля и установленной на корпусе коммутатора с размыкающимися контактами для телефонных систем.

Коммутирующий напряженно подпружиненный размыкатель может быть выполнен в виде ленточного "S"-, крючкообразного или в виде части ломаной линии упругого элемента, коммутирующий контакт которого с корпусом разрядника в виде дуги или касательной составляет 0,1-0,6 незакрепленной части ее длины и на по крайней мере 0,1 части дуги имеет кривизну, совпадающую с кривизной корпуса разрядника в месте их контакта.

Предпочтительно наличие пазов в корпусе от поверхности до по крайней мере части коммутирующих напряженно подпружиненных размыкателей, являющихся электрическими элементами вышеуказанных цепей, для введения проверочного щупа наличия постороннего перенапряжения на линии без отключения модуля защиты.

Отверстие в шине заземления может быть выполнено в виде сквозной продольной выпрессовки, все размеры которой превосходят соответствующие размеры, входящей в нее средней части верхней дуги "S"-образного коммутирующего напряженно подпружиненного размыкателя, составляющие 0,1-0,5 указанной верхней части этой дуги.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен модуль защиты коммутатора без верхнего корпуса - крышки, а на фиг. 2, 3 - его части. В корпус 1 модуля фиксировано вставлена плата 2 с впаянным в нее трехэлектродным разрядником 3, средний электрод которого имеет с одной стороны вывод 4, вставляемый в непоказанный паз контакта заземления 5, а с другой - вывод 6, упирающийся в стопорную планку 7 паза 8 пальчикового индикатора 9 и сдерживающий усилие упругого элемента 10, выталкивающего сигнальную часть 11 индикатора, при разрушении стопорной планки 7 за счет разогрева разрядника 3. Упругий элемент 10 устанавливается между фланцем 12 индикатора и упором 13 корпуса. Через не показанные на чертеже кольца металлизации, к которым легкоплавким элементом припаяны коммутирующие напряженно подпружиненные размыкатели 14, установленные опорным концом 15 на плате 2, крайние электроды 16 разрядника подключены к абонентским цепям. В цепи защиты могут быть включены терморезисторы 17, впаиваемые в печатную плату 2, фиксируемую в пазу 18 и на выступе 19. На фиг. 1 показано отверстие (окно) 20 в контакте заземления 5, обеспечивающее отсутствие контакта с коммутирующим напряженно подпружиненным размыкателем 14, при срабатывании защиты. В альтернативном варианте исполнения, изображенном на фиг. 2, окно может отсутствовать, обеспечивая замыкание коммутирующих напряженно подпружиненных размыкателей 14 на контакт заземления 24, для отвода перенапряжения на контур заземления через групповой контакт 21. На фиг. 3 показаны пазы 22 и 23 во внешней части собранного модуля, позволяющие вводить щуп индикатора для определения наличия перенапряжения в сети абонент - станция и для замера его.

Описание работы устройства.

При возникновении опасных перенапряжений в цепи абонент - станция, срабатывание модуля защиты происходит при длительности токового импульса, в 1,1-1,9 раз превышающего критическое значение и находящегося в обратно пропорциональной зависимости от величины протекающего токового импульса. Происходящий при этом разогрев разрядника 3 вызывает расплавление легкоплавкого элемента, которым припаян коммутирующий напряженно подпружиненный размыкатель 14 цепи, происходит перемыкание последнего на контакт заземления 24, фиг. 2, либо на область отверстия 20 в контакте заземления 5, обеспечивающее отсутствие контакта с ним, фиг. 1. От разогрева вывода разрядника 6, фиксирующего положение пальчикового индикатора 9 путем упора вывода в один из - n - пазов 8, разрушается стопорная планка 7, выталкивается сигнальная часть 11 индикатора из корпуса 1 устройства упругим элементом 10, установленным между нижним фланцем 12 индикатора и специальным упором 13 на корпусе устройства.

Возможно восстановление работоспособности модуля путем повторного припаивания коммутирующих напряженно подпружиненных размыкателей 14 цепи к металлизированным кольцам на корпусе разрядника 3 и поворота индикатора 9 на 360^o/n с установкой вывода 6 разрядника в новый упорный паз 8 индикатора.

Пазы 22 и 23, проходящие от поверхности корпуса 1 до части коммутирующих напряженно подпружиненных размыкателей 14, являющихся электрическими элементами вышеуказанных цепей, позволяют вводить проверочный щуп наличия постороннего перенапряжения на линии без отключения модуля защиты, что удобно при эксплуатации.

Все выполненные в модуле контактные соединения при условии соблюдения указанных в пп.1-6 формулы значений признаков являются вибро- и ударостойкими и обеспечивают надежную защиту телефонных сетей от опасных перенапряжений.

Формула изобретения

1. Модуль защиты коммутатора для телефонных сетей, включающий корпуса, цепи защиты, в частности, по напряжению, содержащие газонаполненные разрядники для протекания тока перегрузки при возникновении перенапряжения, плавкие элементы на внешних частях корпусов разрядников и коммутирующие напряженно подпружиненные размыкатели для исключения разрядника из цепи при токовых перегрузках с длительностью больше критической, отличающийся тем, что в защищаемые цепи включены трехэлектродные разрядники, крайние электроды которых подключены к абонентским цепям, а средний электрод предназначен для отвода перенапряжений на общестанционный контур заземления и выполнен с возможностью контактирования с шиной заземления и индикатором состояния, при этом крайние электроды разрядника имеют, по крайней мере, один гальванический контакт, по крайней мере, с одним, выполненным на корпусе разрядника, кольцом металлизации, к которому через легкоплавкий элемент припаян указанный коммутирующий напряженно подпружиненный размыкатель цепи, при длительности токового импульса от перенапряжения, в 1,1-1,9 раз превышающего критическое значение, обеспечивающий размыкание выполнением узла припайки коммутирующего напряженно подпружиненного размыкателя легкоплавким элементом, с возможностью расплавления при температуре, создаваемой при указанном значении длительности токового импульса, а указанный коммутирующий напряженно подпружиненный размыкатель выполнен с возможностью после расплавления плавкого элемента перемыкания его на шину заземления либо на область отверстия в этой шине без контакта с ней, другой средний вывод разрядника выполнен фиксирующим положение пальчикового индикатора путем его упора в один из n пазов последнего, расположенных по окружности через дуги 360^o/n, каждый указанный паз индикатора снабжен стопорной планкой, разрушаемой при температуре плавления плавкого элемента на корпусе разрядника, с возможностью выталкивания сигнальной части индикатора из корпуса устройства упругим элементом, установленным на противоположной части индикатора с упором в нижний фланец индикатора и специальный упор на корпусе устройства, причем устройство в целом выполнено с возможностью восстановления работоспособности путем повторного припаивания коммутирующего напряженно подпружиненного размыкателя к металлизированному кольцу на корпусе разрядника и поворота индикатора на 360^o/n, с установкой соответствующего среднего вывода разрядника в новый упорный паз индикатора.

2. Модуль по п.1, отличающийся тем, что содержит цепи защиты по току, включающие терморезисторы с положительным температурным коэффициентом и скачкообразным переходом значения сопротивления в высокоомное состояние по достижении током 1,1-100 рабочего значения.

3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что разрядники, терморезисторы и опорный конец коммутирующего напряженно подпружиненного размыкателя установлены на общей негорючей печатной плате, закрепленной в корпусе и установленной на корпусе коммутатора с размыкающимися контактами для телефонных систем.

4. Модуль по п.1 или 3, отличающийся тем, что коммутирующий напряженно подпружиненный размыкатель выполнен в виде ленточного S -, крючкообразного или в виде части ломаной линии упругого элемента, коммутирующий контакт которого с корпусом разрядника, в виде дуги или касательной составляет 0,1-0,6 незакрепленной части ее длины и на, по крайней мере, 0,1 части дуги имеет кривизну, совпадающую с кривизной корпуса разрядника в месте их контакта.

5. Модуль по п.1, отличающийся тем, что корпус содержит пазы от поверхности до, по крайней мере, части коммутирующих напряженно подпружиненных размыкателей, являющихся электрическими элементами указанных цепей, для введения проверочного наличия постороннего перенапряжения на линии, без отключения модуля защиты.

6. Модуль по п.1 или 4, отличающийся тем, что отверстие в шине заземления выполнено в виде сквозной продольной выпрессовки, все размеры которой превосходят соответствующие размеры, входящей в нее средней части верхней дуги S-образного коммутирующего напряженно подпружиненного размыкателя, составляющие 0,1-0,5 указанной верхней части этой дуги.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3