CN102104275A - 具有切换开关的电表 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有切换开关的电表，具体涉及用于在同一仪表机壳内提供执行主电源和副电源之间的自动切换以及主电源计量的能力的设备和方法。

Description

具有切换开关的电表
技术领域
本发明涉及具有切换开关的电表。
背景技术
如今，越来越多的居住和商用场所使用某种类型的副电源或后备电源来免受市电断电的影响。当安装副电源时，还安装切换开关，用来提供市电与负载之间或副电源与负载之间的可切换连接。切换开关的安装典型地涉及在市电表——市电通过其进入建筑物——附近安装分立的面板。
发明内容
提供了一种电力控制设备，该设备包含：仪表机壳，其限定隔室；显示器开口，其被配置为和与电表关联的显示器相配合。机壳进一步限定：第一入口，其被配置为允许承载来自主电源的电力的主导体经过；第二入口，其被配置为允许承载来自副电源电力的副导体经过；出口，其被配置为允许承载到负载的电力的负载导体经过。自动切换开关安装在仪表机壳内，其电气连接到主导体、副导体和负载导体，以便有选择地在主导体和负载之间或副导体与负载之间提供电力流路。
自动切换开关包含断续器组以及切换逻辑线路，断续器组有选择地将负载导体电气连接到主导体或副导体，切换逻辑线路检测主导体上的电力并基于在主导体或副导体上检测到的电力来控制断续器组，以便将负载导体电气连接到主导体或副导体。
电表被布置在主电源和负载之间，并被安装在机壳内。电表包含配合在显示器开口内的显示器。电表用于测量在主导体上向负载提供的电力的累积量，并在显示器上显示电力累积量。
主电力断路机构和/或副电力断路机构可在仪表机壳内安装。可以在仪表机壳的外表面布置状态指示器，以传达电力控制设备的当前运行状态。例如，状态指示器可传达是主导体或副导体中的哪一个经由自动切换开关被连接到负载导体。
切换开关的切换逻辑线路可包含：计算机可读介质，其存储计算机可执行的切换致动指令；微处理器，其被配置为读取和执行指令。切换逻辑线路可被配置为，当在主导体上检测到的电力落入可接受电力品质范围之外时，将主导体从负载导体断开，并将副导体连接到负载导体。切换逻辑线路可被配置为，当在主导体上检测到的电力落入可接受电力品质范围之外时，向副电源发送启动信号。切换逻辑线路可被配置为，当在主导体上检测到的电力落入可接受电力品质范围之内时，将副导体从负载导体断开，并将主导体连接到负载导体。
附图说明
附图并入此处并构成说明书的一部分，其示出了本发明多种方面的多种示例性系统、方法和其他示例性实施方式。将会明了，图中所示的元件边界(例如，框、框组或其他形状)表示边界的一个实例。本领域技术人员将会明了，在一些实例中，可将一个元件设计成多个元件，或者，可将多个元件设计成一个元件，在一些实例中，被示为另一元件的内部部件的元件可被实现为外部部件，反之亦然。此外，元件可能不是按比例绘制的。
图1是现有技术的电力控制系统的示意图；
图2是电力控制设备的示例性实施方式的示意图；
图3是电力控制设备的示例性实施方式的示意图。
具体实施方式
参考图1，示出了现有技术的电力控制系统10。电力控制系统控制电力从设置在主导体15上的市电源(未示出)或设置在副导体45上的副电源50向负载导体55上的负载60的流动。电力控制系统10包含测量已经由市电在主导体15上提供的电力量的电表20、用于将主电力从负载60断开的主断开器30以及切换开关机构40。电表20、主断开器30以及切换开关40彼此分立并需要分立的安装。
虽然已经通过描述实例的方式示出了示例性系统、方法等等，并且，虽然相当详细地描述了这些实例，申请人并非旨在将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制与这些细节。当然，不可能为了达到描述在此描述的系统、方法等等的目的而描述部件或方法的所有可想到的组合。因此，本发明不限于所示出和描述的具体细节、代表性的设备和说明性的实例。因而，本申请旨在包括落入所附权利要求的范围之内的改变、修改和变型。
在详细说明或权利要求书中使用了用语“包含”或“包括”，以与在权利要求中用作过渡词时解释的用语“含有”类似的方式，其是包括性的。
参考图2，示出了电力控制系统70。电力控制系统70控制电力从例如市电等的主电源到负载60的流动。负载60可以是例如用于住宅或建筑物的主断路器面板。电力从主电源通过电力控制设备70流向主导体15上的负载60。电力控制设备70包含全部安装在同一机壳80内并在同一机壳80内彼此电气连接的电表74、主断路器76以及自动切换开关78。机壳80限定：内腔体，其中安装有部件；开口，用于电表显示器以及主导体、副导体和负载导体15、45、55。
电表74测量、累积并显示被提供给主导体15上的负载的电力量。来自电表74的电力流向主断路器76。主断路器76用于手动地断开从主电源到负载60的路径。在主导体15上发生电力过载时，还可自动地断开主断路器76。
在机壳80内，主断路器76电气连接自动切换开关机构78。自动切换开关包含将主电源或副电源50有选择地连接到负载60的电气断续器79。切换开关包含控制机构(在图3中示出)，例如基于微处理器的控制器，以监视主电力的品质。当主电力的品质不令人满意时，控制机构致动电断续器79，以便将负载从主电源断开。负载导体55将电力从切换开关传送到负载60。
副电源50还借助副导体45电气连接到自动切换开关78。自动切换开关用于，当主导体已经从负载导体断开时，将副导体45连接到负载导体55。因此，自动切换开关78将主电源或是副电源——而不是二者同时——连接到负载60。
在此使用的“计算机可读介质”指的是存储信号、指令和/或数据的介质。计算机可读介质可以采用包括但不限于非易失性介质和易失性介质的形式。非易失性介质可包括例如光盘、磁盘等。易失性介质可以包括例如半导体存储器、动态存储器等。计算机可读介质的通用形式可包括但不限于软磁盘、软磁片、硬盘、磁带、其他磁性介质、ASIC、CD、其他光学介质、RAM、ROM、存储器芯片或卡、存储棒以及计算机、处理器或其他电子装置可以读取的其他介质。
在此使用的“逻辑线路”包括但不限于在机器上执行的软件、固件、硬件和/或其组合，其执行功能或动作和/或从其他逻辑线路、方法和/或系统引起功能或动作。逻辑线路可包括由软件控制的微控制器、离散逻辑线路(例如，ASIC)、模拟电路、数字电路、编程逻辑装置、包含指令的存储器装置等等。逻辑线路可包括一个或多于一个的门、门的组合或其他的电路部件。在描述多种逻辑学的逻辑线路时，可将所述多种逻辑学的逻辑线路并入一个物理逻辑线路中。类似地，在描述一个逻辑学的逻辑线路时，可将所述一个逻辑学的逻辑线路分布到多个物理逻辑线路间。
在此使用的“软件”包括但不限于使得计算机、处理器或其他电子装置以希望的方式执行功能、行动和/或行为的一个或多于一个的可执行指令。“软件”并不意味着被声称为所存储的指令本身(例如，程序清单)的所存储的指令。指令可以用多种形式来实现，包括例程、算法、模块、方法、线程和/或包括分立的应用程序或来自动态链接库的代码的程序。
图3是电力控制设备90的更详细的示意图，电力控制设备90以与图2的电力控制设备79类似的方式运行。电力控制设备90包含机壳80，机壳80容纳构成该设备的组成部分的电气部件。机壳在前端面上限定了被配置为与市电表上的显示器相匹配的显示器开口82。机壳80限定了允许主导体93经过的第一入口84。在一些实施方式中，除了允许主导体93’经过以外，还提供了替代性的主电力导体入口84’。两个入口84、84’均可被提供为脱离(knock out)部分，以便于机壳可适应于容纳来自两个不同方向的主电力导体。机壳80还限定了允许副导体100经过的副入口86和允许负载导体97经过的负载出口88。在所示的实施方式中，机壳包含两个内壁、限定能够容纳主导体93的沟槽(gutter)的第一壁85、限定用于电表91和主导体93或93’的隔室的第二壁87。
在所示的实施方式中，在机壳中提供了中性连接模块95，以提供用于分别与主导体93、副导体100和负载导体97的每一个相关联的中性导体95a、95b、95c的连接点。电表91电气连接在主电源和将要在下面更详细地描述的自动切换开关120之间。电表91包含配合在显示器开口82内的显示器(未示出)。
自动切换开关120包含开关逻辑线路124和断续器122。断续器122被配置为将主导体93或副导体100——而不是将二者同时——连接到负载导体97。断续器122可以是例如继电器或固态装置或任何其他适当的机构。切换逻辑线路包含被编程为根据控制算法来控制断续器122的微处理器。因此，切换逻辑线路可被实现为包含电力和输入调节部件以及处理器和存储器(或ASIC)的电路板。
切换逻辑线路124如112所示地监视主电源的状态，以及如114所示地监视副电源的状态。切换逻辑线路124基于这两个输入的状态来控制断续器122。例如，当主电源的品质(例如电平)落入预先确定的范围之外时，切换逻辑线路致动断续器122，以便将负载导体97从主导体93断开，并将负载导体97连接到副导体100。在一些实施方式中，当切换逻辑线路124切换到副电源时，切换逻辑线路124还如117所示地向副电源提供启动信号。例如，此启动信号117可使得被用作副电源的发电机启动并开始供电。
当主电源以预先确定的品质范围内的水平提供电力时，切换逻辑线路可以持续监视主电源并致动断续器122，以便将主导体93连接到负载。如果检测到副电源正在提供预先确定的范围之外的电力时，切换逻辑线路还可以将副导体从负载断开。切换逻辑线路124还可以控制状态指示器126，例如一个或多于一个的LED，其传达主电源或副电源中的哪一个当前连接到负载。
在一些实施方式中，电力控制设备包含能够被手动操作以便分别断开主导体93和副导体100的主断路器94以及副断路器102。可以通过简单地将机壳80安装到建筑物并将主导体93、副导体100和负载导体97连接到电力控制设备90的方式来安装电力控制设备90。
尽管已经通过描述实例的方式示出了示例性的系统、方法等等，并且，虽然已经相当详细地描述了这些实例，申请人并非旨在将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制于这些细节。当然，不可能为了达到描述在此描述的系统、方法等等的目的来描述部件或方法的每一种可想到的组合。因此，本发明不限于在此示出和描述的具体细节、示例性设备和说明性实例。因而，本申请包括落入所附权利要求范围内的改变、修改和变型。

Claims (16)

1.一种电力控制设备，包含：
限定隔室的仪表机壳，仪表机壳进一步限定了显示器开口，显示器开口被配置为与和电表关联的显示器相配合，机壳进一步限定了：第一入口，其被配置为允许配置为承载来自主电源的电力的主导体经过；第二入口，其被配置为允许配置为承载来自副电源的电力的副导体经过；出口，其被配置为允许配置为承载到负载的电力的负载导体经过；
在仪表机壳内安装的自动切换开关，自动切换开关电气连接到主导体、副导体和负载导体，以便有选择地在主导体和负载之间或副导体与负载之间提供电力流路，自动切换开关包含：
断续器，其有选择地将负载导体电气连接到主导体或副导体；以及
切换逻辑线路，其检测主导体上的电力，基于在主导体上检测到的电力来控制断续器，以便将负载导体电气连接到主导体或副导体；以及
电表，其被布置在主电源和负载之间并被安装在机壳内，电表包含配合在显示器开口内的显示器，电表可操作地测量已经在主导体上提供给负载的电力的累积量，并在显示器上显示电力累积量。
2.如权利要求1所述的电力控制设备，包含安装在仪表机壳内的主电力断开机构，主电源断路机构在受到致动时可操作地将主电力导体从负载导体断开，以防止从主电源到负载导体的电力流动。
3.如权利要求1所述的电力控制设备，包含安装在仪表机壳内的副电力断开机构，副电力断开机构在受到致动时可操作地将副电力导体从负载导体断开，以防止从副电源到负载导体的电力流动。
4.如权利要求1所述的电力控制设备，包含布置在仪表机壳的外表面上的状态指示器，状态指示器包含一个或多于一个被配置为传达电力控制设备的当前运行状态的状态指示机构。
5.如权利要求4所述的电力控制设备，其中，至少一个所述状态指示机构被配置为传达是主导体或副导体的哪一个经由自动切换开关被连接到负载导体。
6.如权利要求1所述的电力控制设备，其中，切换逻辑线路包含：计算机可读介质，其存储计算机可执行的切换致动指令；微处理器，其被配置为读取和执行指令。
7.如权利要求1所述的电力控制设备，其中，切换逻辑线路被配置为，当在主导体上检测到的电力落入可接受的电力品质范围之外时，将主导体从负载导体断开，并将副导体连接到负载导体。
8.如权利要求1所述的电力控制设备，其中，切换逻辑线路被配置为，当在主导体上检测到的电力落入可接受的电力品质范围之外时，向副电源发送启动信号。
9.如权利要求1所述的电力控制设备，其中，切换逻辑线路被配置为，当在主导体上检测到的电力落入可接受的电力品质范围之内时，将副导体从负载导体断开，并将主导体连接到负载导体。
10.一种电力控制设备，包含：
限定隔室的仪表机壳，仪表机壳进一步限定了显示器开口，显示器开口被配置为与和电表关联的显示器相配合，机壳进一步限定：第一入口，其被配置为允许配置为承载来自主电源的电力的主导体经过；第二入口，其被配置为允许配置为承载来自副电源的电力的副导体经过；出口，其被配置为允许配置为承载到负载的电力的负载导体经过；
安装在仪表机壳内的自动切换开关，自动切换开关电气连接到主导体、副导体和负载导体，以便有选择地在主导体和负载之间或副导体与负载之间提供电力流路，自动切换开关包含：
断续器，其有选择地将负载导体电气连接到主导体或副导体；以及
切换逻辑线路，包含：计算机可读介质，其存储计算机可执行的切换致动指令；微处理器，其被配置为读取和执行指令，指令包含：检测主导体上的电力，基于在主导体上检测到的电力来控制断续器组，以便将负载导体电气连接到主导体或副导体；
主电力断开机构，其被安装在仪表机壳内，当受到致动时，可操作地将主电力导体从负载导体断开，以防止电力从主电源到负载导体的流动；
状态指示器，其被布置在仪表机壳的外表面上，状态指示器包含一个或多于一个被配置为传达电力控制设备的当前运行状态的状态指示机构；以及
安装在机壳内的电表，电表包含配合在显示器开口内的显示器，电表进一步被配置为测量已经在主导体上提供的电力的累积量，并在显示器上显示电力累积量。
11.如权利要求10所述的电力控制设备，包含安装在仪表机壳内的副电力断开机构，副电力断开机构在受到致动时可操作地将副电力导体从负载导体断开，以防止电力从副电源到负载导体的流动。
12.如权利要求10所述的电力控制设备，其中，至少一个所述状态指示机构被配置为传达是主导体或副导体的哪一个经由自动切换开关被连接到负载导体。
13.如权利要求10所述的电力控制设备，其中，切换致动指令包含，当在主导体上检测到的电力落入可接受电力品质范围之外时，将主导体从负载断开，将副导体连接到负载导体。
14.如权利要求10所述的电力控制设备，其中，切换致动指令包含，当在主导体上检测到的电力落入可接受电力品质范围之外时，向副电源发送启动信号。
15.如权利要求10所述的电力控制设备，其中，切换致动指令包含，当在主导体上检测到的电力落入可接受的电力品质范围之内时，将副导体从负载导体断开，将主导体连接到负载导体。
16.一种电力控制系统，包含：
用于监视正在由主电源提供的主电力的品质的装置；
用于基于所监视的主电力品质，将电气负载自动电气连接到主电源或副电源的装置；
用于测量和显示已经由主电源供到电气负载的电力量的装置；
用于手动地将主电源从电气负载断开的装置；且
其中，用于测量的装置、用于自动连接的装置、用于测量和显示的装置以及用于手动地断开的装置被容纳在同一机壳内。
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