专利名称：用于小灵通基站的隔离式防护配电箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的防护配电箱，确切地说，涉及一种可以用于小灵通基站的隔离式防雷、防人身触电的防护配电箱；属于通信技术领域，背景技术无线市话业务是固定电话的有效延伸和补充，它是以无线方式接入固定电话网，使用固定电话的交换设备和号码资源，使得传统的固定电话可以在网络覆盖区域内携带使用，用户可以随时随地接听、拨打本地网电话和国内、国际长途电话。由于无线市话小巧、经济、环保的特点，人们亲切地称之为小灵通。
小灵通的发射基站使用交流电源，它们通常都是安装在远离电信局站的高楼楼顶，这些基站一般是从路边的交流电获取电源，很容易遭到雷击而造成同楼内其它用电设备损坏；因此，小灵通基站的电源必须考虑防雷问题。所以在基站箱体上通常加装电源避雷器，用做防雷接地保护。同时，因为这种用电设备一般放在室外或楼顶上，必须考虑防止人身触电危险问题，因此在小灵通电源配电箱内还得加装漏电保护开关。然而，小灵通基站箱体上的电源避雷器和其前端的电源配电箱中的漏电保护开关动作原理是相互矛盾的，结果在雷雨季节时，漏电开关会频频跳闸，中断电源供给，给维护工作带来非常大的压力，也严重影响通信质量。此外，由于基站天线引来的雷电会沿着电源线倒灌给同一线路的其他电气设备，经常导致大批相邻电气设备同时遭到雷击损坏。所以，目前现有的小灵通基站都存在着电源避雷器和普通漏电开关共存一个机箱所带来的矛盾和问题，已经严重影响小灵通的正常工作。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种隔离式防护配电箱，该装置用于小灵通基站时既能有效防止人身触电危险，又能在雷电发生时保护漏电开关不跳闸、天线引下的强雷电不会沿电源线倒灌下来损坏其他相邻电气设备，还能保护配电箱和基站机箱免受远处电源线路引来雷电的损坏。
本发明的目的是这样实现的一种用于小灵通基站的隔离式防护配电箱，包括有箱体和在箱体内并联的漏电开关和防雷保护模块，该箱体外壳接地，其内镶嵌有防水胶圈和穿线胶圈，具有防水功能；其特征在于在箱体内还设有隔离变压器，所述隔离变压器的初级线圈与漏电开关和防雷保护模块并联，其次级作为输出通过避雷盒接至基站箱，其输出的电源电压处于悬浮状态；该隔离变压器能够彻底隔断进出配电箱中漏电开关的雷电流，以确保没有雷电流通过漏电开关下地的通路。
所述隔离变压器的矽钢片结构为E1形状，该矽钢片型号是QZ310，规格是152E1，最大磁损小于1.7W/Kg。
所述隔离变压器的初级线圈与次级线圈为分绕式结构，分别缠绕在该变压器的“王”形骨架的两个凹槽内，在骨架四周和各层线圈之间加垫有绝缘材料，以保证初级与次级两个线圈之间具有承受25KV雷电压的绝缘耐压能力。
所述隔离变压器的线圈骨架型号为E1-152/2，用高绝缘阻燃材料制成，其耐压大于2万伏；线圈的漆包线为QY型，规格为0.1～1.5mm；且整个线包进行二次真空浸漆处理。
所述隔离变压器的规格是标称功率不低于300W，漏电流小于5mA，发热功耗小于5W；室外温升小于10度，耐压冲击大于2.5万伏，能在80℃环境温度下正常供电。
所述漏电开关的技术指标是启动电流小于30ma，响应时间小于100ms，耐雷击电压不低于2000V。
所述漏电开关是广州佛山珠江开关有限公司生产的型号为DZ30L-32的产品。
所述防雷保护保护模快是由4个各自通流容量8KA、最大连续工作电压385Vac的压敏电阻并联组成的防雷元件、热脱扣装置和失效指示灯组成，其中4个压敏电阻并联安装在火线插头与中间极板上，通过热脱扣装置中的弧形铜片与零线插头连接。
所述防雷保护保护模快中的热脱扣装置是一个以串联方式焊接在压敏电阻一端引脚的中间极板与零线插头之间的弧型铜片，当压敏电阻发热、焊点熔化而使该弧型铜片动作弹起而脱离压敏电阻回路的同时，会迅即接通失效指示灯回路的电流回路。
所述防雷保护保护模快中的失效指示灯为有电流时呈现一种颜色，无电流时呈现另一种不同颜色的双色灯，其一端与火线连接，另一端平时悬空，当热脱扣装置中的弧型铜片动作弹起时，则构成电流通路。
本实用新型结构简单、紧凑、新颖，尤其是其中的隔离变压器、防雷保护模块中的热脱扣装置和失效指示装置设计构思巧妙、实用，安装使用后，具有如下优点雷雨天气时不会产生漏电开关跳闸现象，很好地保障了小灵通基站的正常工作。人体接触电源线、配电箱或基站箱时均没有触电危险。基站天线引雷时，不会发生雷电倒灌而打坏其它相邻的电气设备问题。而且，外线电源引雷电进来时，也不会损坏配电箱和基站箱。
图1是本实用新型的电路工作原理示意图。
图2(A)、(B)分别是本实用新型中的隔离式变压器矽钢片平面图和变压器骨架形状的结构示意图。
图3(A)、(B)分别是本实用新型中的防雷保护模块的电路结构示意图和热脱扣和失效指示装置的机械结构与电学原理示意图。
图4是本实用新型的一个建筑物现场安装实施例示意图。
具体实施方式
参见图2，本实用新型是一种用于小灵通基站的隔离式防护配电箱，包括有箱体1和在箱体1内并联的漏电开关3和防雷保护模块4，该箱体1外壳接地，其内镶嵌有防水胶圈和穿线胶圈，具有防水功能。在箱体1内还设有隔离变压器2，该隔离变压器2的初级线圈与漏电开关3和防雷保护模块4并联，其次级作为输出通过基站避雷盒5接至基站箱6，其输出的电源电压处于悬浮状态。本实用新型的一个创新之处是用隔离变压器2彻底隔断进出配电箱1中漏电开关3的雷电流，以确保没有雷电流通过漏电开关3下地的通路。
众所周知，雷电既可能从基站箱6方向、也可能从外线电源方向进入配电箱1，这种雷电来源都会导致漏电开关3跳闸，使得基站箱停电。现在本实用新型中采用隔离变压器方式，将二个方向过来的雷电流都隔断，保证没有雷电流通过漏电开关3下地的通路。
本实用新型的隔离变压器2的质量性能指标较高，其标称功率不低于300W，以保证140W的小灵通基站箱用电；自损系数非常小，漏电流小于5mA，发热功耗小于5W；室外温升小于10度，耐压冲击大于2.5万伏，能在80℃环境温度下正常供电。这些参数是目前市场上普通隔离变压器无法满足的，所以它是按照本实用新型的设计要求开发订制的产品。例如普通隔离变压器的初级和次级线圈层叠在一起，耐压水平较低。本实用新型中的隔离变压器使用的矽钢片结构为E1形状，参见图2(A)，该矽钢片型号是QZ310，规格是152E1，最大磁损小于1.7W/Kg。其初级线圈与次级线圈为分绕式结构，分别缠绕在该变压器的“王”形骨架的两个凹槽内，参见图2(B)。线圈骨架型号为E1-152/2，用高绝缘阻燃材料制成，其耐压大于2万伏；线圈的漆包线为QY型，规格为0.1～1.5mm；在骨架四周和各层线圈之间加垫有绝缘材料，整个线包还要进行二次真空浸漆处理。以保证初级与次级两个线圈之间具有承受25KV雷电压的绝缘耐压能力。这样可以确保在最极端严重雷击打击时，雷电也只会打坏次级线圈，而初级线圈以及前面所接其它电气设备都还是安全的。
本实用新型配电箱里使用隔离变压器，保证后面电源电压处于悬浮状态(不再区分火线、零线)，即使电源线和设备碰触人体或者地面，也不会产生对地电流，对于接触电源导体的人员是非常安全的电路，不会产生危险。由于小灵通基站天线普遍是在建筑最高顶上，遭受直击雷打击的概率比较高。而一旦天线遭雷击，雷电压非常高，加上基站接地系统处理简单，接地电阻值比较高(标准是10欧)，必然会有很大的雷电压要沿电源线倒灌给同电源线的其它用户，导致其它位置的电气设备(包括居民家电等)严重损坏。有了能耐25KV的隔离变压器，从楼顶天线下来的雷击脉冲无法通过隔离变压器反击到前面用电设备了，保证了其它相邻用电设备的安全。
本实用新型在配电箱里设有漏电开关3，且配电箱箱体1的外壳接地。保证配电箱里有漏电，万一又处于有人体接触时，能象普通漏电开关一样及时跳闸，起到安全保护作用。因此，该漏电开关3的自身耐雷击性能要好，远处有雷电进来时不会过压损坏。该漏电开关3的技术指标是启动电流小于30ma，响应时间小于100ms，耐雷击电压不低于2000V，保证该漏电开关3不会受远处电源线感应雷电入侵时，因为电压过高而跳闸或损坏。
由于外面的电源线路很长，且暴露在空中，有时会有雷电直接打在电源线路上或者在电源线路上产生很高的感应电压，只靠漏电开关3本身尚不足以保护，因此本实用新型的配电箱内在漏电开关3的前面还设有做火线、零线间的防雷和避雷保护模块4，可以耐20KA的雷击电流。该防雷保护模块4里面有防雷元件-压敏电阻，防止压敏电阻失效过热时起火的热脱扣装置和失效告警装置组成；其中热脱扣装置用于保证配电箱不会因防雷模块起火而漫延到相邻的设施，失效告警装置用于让工作人员能及时发现防雷模块的失效。
参见图3，本实用新型的防雷保护保护模快4是由4个各自通流容量8KA、最大连续工作电压385Vac的压敏电阻9并联组成的防雷元件、热脱扣装置和失效指示灯10组成，其中4个压敏电阻9并联安装在火线插头7与中间极板13上，通过热脱扣装置中的弧形铜片12与零线插头8连接。其中热脱扣装置是一个以串联方式焊接在压敏电阻8一端引脚的中间极板13与零线插头8之间的弧型铜片12(具有较高的弹性)，一旦压敏电阻9发热，能够快速将热量传递到铜片12上，在143℃时焊点融化，使得该弧型铜片12动作弹起铜片弹起而断开压敏电阻回路，保证配电箱不会因防雷模块4过热起火而漫延到相邻的设施；同时，会迅即接通失效电路中的接触铜片11而接通失效指示灯10的电流回路。该失效指示灯10是一种双色灯，有电流时呈现一种颜色，无电流时呈现另一种不同颜色，其一端与火线连接，另一端平时悬空(平时指示灯回路不通电，可以大大延长其使用寿命)，当热脱扣装置中的弧型铜片动作弹起时，则构成电流通路，工作人员能够及时发现防雷模块4的失效问题。
本实用新型已经试制出若干样品在广东珠三角多个地区进行试验性实施应用(图4是本实用新型在一个建筑物内安装的实施例示意图)，取得了很明显的效果，实现了发明目的。在雷暴天气时，已经装了本实用新型隔离式防护配电箱的小灵通基站漏电开关再跳闸的比例只有1～2％左右；且没有再出现雷电打坏居民家电的雷击事故发生。而其它没有安装隔离式防护配电箱的基站，跳闸比例高达20～40％；且还出现了多次天线引雷打坏居民家电设备的事故。
权利要求1.一种用于小灵通基站的隔离式防护配电箱，包括有箱体和在箱体内并联的漏电开关和防雷保护模块，该箱体外壳接地，其内镶嵌有防水胶圈和穿线胶圈，具有防水功能；其特征在于在箱体内还设有隔离变压器，所述隔离变压器的初级线圈与漏电开关和防雷保护模块并联，其次级作为输出通过避雷盒接至基站箱，其输出的电源电压处于悬浮状态；该隔离变压器能够彻底隔断进出配电箱中漏电开关的雷电流，以确保没有雷电流通过漏电开关下地的通路。
2.根据权利要求1所述的隔离式防护配电箱，其特征在于所述隔离变压器的矽钢片结构为E1形状，该矽钢片型号是QZ310，规格是152E1，最大磁损小于1.7W/Kg。
3.根据权利要求1所述的隔离式防护配电箱，其特征在于所述隔离变压器的初级线圈与次级线圈为分绕式结构，分别缠绕在该变压器的“王”形骨架的两个凹槽内，在骨架四周和各层线圈之间加垫有绝缘材料，以保证初级与次级两个线圈之间具有承受25KV雷电压的绝缘耐压能力。
4.根据权利要求3所述的隔离式防护配电箱，其特征在于所述隔离变压器的线圈骨架型号为E1-152/2，用高绝缘阻燃材料制成，其耐压大于2万伏；线圈的漆包线为QY型，规格为0.1～1.5mm；整个线包进行二次真空浸漆处理。
5.根据权利要求1所述的隔离式防护配电箱，其特征在于所述隔离变压器的规格是标称功率不低于300W，漏电流小于5mA，发热功耗小于5W；室外温升小于10度，耐压冲击大于2.5万伏，能在80℃环境温度下正常供电。
6.根据权利要求1所述的隔离式防护配电箱，其特征在于所述漏电开关的技术指标是启动电流小于30ma，响应时间小于100ms，耐雷击电压不低于2000V。
7.根据权利要求6所述的隔离式防护配电箱，其特征在于所述漏电开关是广州佛山珠江开关有限公司生产的型号为DZ30L-32的产品。
8.根据权利要求1所述的隔离式防护配电箱，其特征在于所述防雷保护保护模快是由4个各自通流容量8KA、最大连续工作电压385Vac的压敏电阻并联组成的防雷元件、热脱扣装置和失效指示灯组成，其中4个压敏电阻并联安装在火线插头与中间极板上，通过热脱扣装置中的弧形铜片与零线插头连接。
9.根据权利要求8所述的隔离式防护配电箱，其特征在于所述防雷保护保护模快中的热脱扣装置是一个以串联方式焊接在压敏电阻一端引脚的中间极板与零线插头之间的弧型铜片，当压敏电阻发热、焊点熔化而使该弧型铜片动作弹起而脱离压敏电阻回路的同时，会迅即接通失效指示灯回路的电流回路。
10.根据权利要求8所述的隔离式防护配电箱，其特征在于所述防雷保护保护模快中的失效指示灯为有电流时呈现一种颜色，无电流时呈现另一种不同颜色的双色灯，其一端与火线连接，另一端平时悬空，当热脱扣装置中的弧型铜片动作弹起时，则构成电流通路。
专利摘要一种用于小灵通基站的隔离式防护配电箱，包括有箱体和在箱体内并联的漏电开关和防雷保护模块，该箱体外壳接地，其内镶嵌有防水胶圈和穿线胶圈，具有防水功能；其特征在于在箱体内还设有隔离变压器，所述隔离变压器的初级线圈与漏电开关和防雷保护模块并联，其次级作为输出通过避雷盒接至基站箱，其输出的电源电压处于悬浮状态；该隔离变压器能够彻底隔断进出配电箱中漏电开关的雷电流，以确保没有雷电流通过漏电开关下地的通路。该装置用于小灵通基站时既能有效防止人身触电危险，又能在雷电发生时保护漏电开关不跳闸、天线引下的强雷电不会沿电源线倒灌下来损坏其他相邻电气设备，还能保护配电箱和基站机箱免受远处电源线路引来的雷电损坏。
文档编号H02B1/00GK2717077SQ20032012690
公开日2005年8月10日 申请日期2003年12月9日 优先权日2003年12月9日
发明者赖世能, 梁家劲, 石莹, 关强华, 刘跃子 申请人:广东省电信有限公司科学技术研究院