CN103038649B

CN103038649B - 用于测量建筑物中的电功率使用情况的系统和方法和用于对其进行校准的系统和方法

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Publication number: CN103038649B
Application number: CN201180038155.9A
Authority: CN
Inventors: S.N.帕特尔; S.格普塔; M.S.雷诺兹; K.约吉斯瓦恩
Original assignee: Belkin International Inc
Current assignee: Belkin International Inc
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: MX339946B; CA2804109C; EA201891365A3; WO2012003494A3; EA201370009A1; WO2012003494A2; WO2012003492A2; CA2804106C; BR112013000048B1; EP2591372A2; EP2591372A4; EA201370011A1; CN103038650B; BR112013000048A2; EA035040B1; HK1182177A1; CN103038650A; CA2804109A1; NZ605433A; AU2011274387B2

Abstract

某些实施例可以涉及一种使用功耗测量设备的方法。所述功耗测量设备可以机械地连接到断路器盒的表面，所述断路器盒覆盖用于建筑物的电功率基础设施的一个或多个主供电导体的至少一部分。该方法可以包括：使用所述功耗测量设备中的一个或多个传感器确定一个或多个来自所述一个或多个主供电导体的第一磁场读数；在确定所述一个或多个第一磁场读数后，电气地连接第一校准负载到所述电功率基础设施；当所述第一校准负载保持电气地连接到所述电功率基础设施时，使用所述功耗测量设备中的所述一个或多个传感器确定一个或多个来自所述一个或多个主供电导体的第二磁场读数；至少部分使用所述一个或多个第一磁场读数和所述一个或多个第二磁场读数校准所述功耗测量设备，在校准所述功耗测量设备后，使用所述功耗测量设备中的所述一个或多个传感器确定一个或多个来自所述一个或多个主供电导体的第三磁场读数；以及至少使用所述一个或多个第三磁场读数和所述一个或多个校准系数来确定被所述建筑物的所述电功率基础设施使用的电功率。校准所述功耗测量设备包括至少部分使用所述一个或多个第一磁场读数和所述一个或多个第二磁场读数确定用于所述功耗测量设备的一个或多个第一校准系数。在此还披露了其他实施例。

Description

用于测量建筑物中的电功率使用情况的系统和方法和用于对其进行校准的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年7月2日提交的美国临时专利申请序号61/361,296以及于2010年9月3日提交的美国临时专利申请序号61/380,174的权益。本申请还是2009年9月25日提交的美国专利申请序号12/567,561的部分继续申请。美国临时申请序号61/361,296和61/380,174以及美国专利申请号12/567,561通过引用结合在此。

技术领域

本发明总体上涉及用于监控电功率的装置、设备、系统和方法，并且更具体地涉及监控在建筑物的电路断路器面板上的一个或多个主电功率导体中的电功率的装置、设备、系统和方法。

背景技术

建筑物(例如，住宅或商业性建筑)可具有一个或多个主电功率导体来供应电功率到建筑物中的电气设备(即负载)。大多数建筑物使用具有多至三个主电功率导体的分相电功率分配系统。这些主电功率导体通过电路断路器面板进入建筑物。电路断路器面板是建筑物中用于电功率的主配电点。电路断路器面板还防止可能导致建筑物中火灾或损坏电气设备的过流。电路断路器面板可以连接到并覆盖三个主电功率导体的至少一部分。

包括例如Square-D、Eaton、Cutler-Hammer、General Electric、Siemens和Murray的电路断路器面板的不同生产厂商对于他们的电路断路器面板已经选择了不同的导体布置和配置。进一步的，对于屋内安装、屋外安装以及对于不同总量的安培比率，其中100安培(A)和200A服务是最常用的，每个生产厂商生产电路断路器面板的许多不同的配置。

在多种不同类型的电路断路器面板中的不同导体布局导致在电路断路器面板的金属表面上有不同的磁场轮廓。此外，不打开断路器面板，内部导体(例如，主电功率导体)的布局是不可见的，并且需要电磁学理论详细的知识来正确地解释和建模在电路断路器面板的表面上内部导体布局转换成磁场轮廓的方式。因此，精确地测量一个或多个主电功率导体在电路断路器面板的表面上的磁场是很困难的。如果可以精确地确定一个或多个主电功率导体在电路断路器面板的表面上的磁场，可确定由建筑物中的负载使用的电流和功率。

相应地，存在对一种允许非电气技师精确地确定磁场和其他与在电路断路器面板的表面上的一个或多个主电功率导体相关的参数的装置、系统和/或方法的需求或潜在需求以受益。

附图说明

为了进一步简化实施例的说明，提供了以下附图，其中：

图1根据第一实施例示出了连接到断路器面板的示例性电功率监控系统的视图；

图2根据第一实施例示出了图1的示例性电功率监控系统的框图；

图3根据第一实施例示出了图1的断路器面板的沿着导体3-3的剖面视图；

图4示出了由导体产生的磁场导体的示例；

图5根据第一实施例示出了由图1的断路器中的主电功率导体产生的磁场导体的示例；

图6根据第一实施例示出了图2的传感设备的示例；

图7根据第一实施例示出了图1的断路器中的主电功率导体上的图2的传感设备的示例性放置；

图8根据一个实施例示出了电流传感器的电压vs时间的示例性图表；

图9根据第二实施例示出了传感设备的示例；

图10根据第二实施例示出了图1的断路器的主电功率导体上的图9的传感设备的示例；

图11根据第一实施例示出了图1的校准设备的示例；

图12根据一个实施例示出了来自图11的电平转换器的到图11的控制器的潜在输入低压信号的示例性图表；

图13根据一个实施例示出了表示用于研发相位参考的方形低压信号和图12的低压信号的关系的示例性图表；

图14根据第三实施例示出了切换负载的示例；

图15根据第四实施例示出了切换负载的示例；

图16根据第五实施例示出了切换负载的示例；

图17根据第六实施例示出了切换负载的示例；

图18根据一个实施例示出了一种用于校准电气监控系统的方法的流程图；

图19根据一个实施例示出了确定校准系数的活动的流程图；

图20根据一个实施例示出了一种用于确定主电功率导体中的预测电流的方法的流程图；

图21根据一个实施例示出了两个电流传感器相对于在示例性传感设备中的主电功率导体的第一位置的示例；

图22示出了预测电流与图21中的电流传感器的测量电流相比较的图表；

图23根据一个实施例示出了两个电流传感器相对于在示例性传感设备中的主电功率导体的第二位置的示例；以及

图24示出了预测电流与图23中的电流传感器的测量的电流相比较的图表。

为展示的简化和清晰，附图展示了总体的构造方式，并且众所周知的特征和技术的描述和细节可以略去以避免使本发明不必要地模糊。另外，附图中的元素不必按照大小绘制。例如，附图中的一些元素的大小相对于其他元素可以被放大以帮助改善对本发明的实施例的理解。在不同附图中的相同参考数字表示相同的元素。

说明书和权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等等(如果有的话)用于在类似的元素之间区分，并且不必按照特别的序列或时间顺序描述。应理解这样使用的术语在合适的情况下是可互换的以便在此描述的实施例例如能够按不同于描述的那些或在此以其他方式描述的顺序工作。此外，术语“包括”和“具有”以及其任何变化形式旨在覆盖非排他性的包括，以便包括一系列元素的程序、方法、系统、物件、器件或设备不必限制于那些元素，而是可以包括未清楚地列出或这样的程序、方法、系统、项目、器件或设备固有的其他元素。

说明书和权利要求中的术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”等等(如果有的话)用于描述的目的而不必描述永久的相对位置。应理解这样使用的术语在合适的情况下是可互换的以便在此描述的实施例例如能够在不同于描述的那些或在此以其他方式描述的其他方向工作。

术语“连接”等等应广泛理解并指代电气地、机械地和/或以其他方式将两个或更多个元素或信号连接。两个或更多个电气元件可以电气地连接但不可以机械地或以其他方式连接；两个或更多个机械元件可以机械连接但不可以电气地或以其他方式连接；两个或更多个电气元件可以机械连接但不可以电气地或以其他方式连接。连接可以是持续任何时间长度，例如永久或半永久或仅片刻。

“电气连接”等等应广泛理解并且包括涉及任何电气信号的连接，无论电气信号、数据信号、和/或电气信号的其他类型或组合。“机械连接”等等应广泛理解并且包括全部类型的机械连接。

在词语“连接”等等附近缺少词语“可移除地”、“可移除的”等等不意味着有问题的连接等等是或不是可移除的。

具体实施方式

某些实施例可以涉及一种使用功耗测量设备的方法。所述功耗测量设备可以机械地连接到断路器盒的表面，所述断路器盒覆盖用于建筑物的电功率基础设施的一个或多个主供电导体的至少一部分。该方法可以包括：使用所述功耗测量设备中的一个或多个传感器确定一个或多个来自所述一个或多个主供电导体的第一磁场读数；在确定所述一个或多个第一磁场读数后，电气地连接第一校准负载到所述电功率基础设施；当所述第一校准负载保持电气地连接到所述电功率基础设施时，使用所述功耗测量设备中的所述一个或多个传感器确定一个或多个来自所述一个或多个主供电导体的第二磁场读数；至少部分使用所述一个或多个第一磁场读数和所述一个或多个第二磁场读数校准所述功耗测量设备，在校准所述功耗测量设备后，使用所述功耗测量设备中的所述一个或多个传感器确定一个或多个来自所述一个或多个主供电导体的第三磁场读数；以及至少使用所述一个或多个第三磁场读数和所述一个或多个校准系数来确定被所述建筑物的所述电功率基础设施使用的电功率。校准所述功耗测量设备包括至少部分使用所述一个或多个第一磁场读数和所述一个或多个第二磁场读数确定用于所述功耗测量设备的一个或多个第一校准系数。

其他实施例可以涉及一种用于校准磁场传感器设备的方法。所述磁场传感器设备连接到断路器盒的第一表面。所述断路器盒覆盖建筑物的电功率基础设施。所述电功率基础设施具有第一相位分支和第二相位分支。所述磁场传感器设备包括两个或更多个磁场传感器。该方法可以包括：确定所述磁场传感器设备的所述两个或更多个磁场传感器中的第一磁场的第一振幅和第一相位角；接收表示第一负载已经连接到所述电功率基础设施的所述第一相位分支的通信；当所述第一负载连接到所述第一相位分支时，确定所述磁场传感器设备的所述两个或更多个磁场传感器中的第二磁场的第二振幅和第二相位角；接收表示第二负载已经连接到所述电功率基础设施的所述第二相位分支的通信；当所述第二负载连接到所述第二相位分支时，确定所述磁场传感器设备的所述两个或更多个磁场传感器中的第三磁场的第三振幅和第三相位角；以及至少部分地使用所述两个或更多个磁场传感器中的所述第一磁场的所述第一振幅和所述第一相位角、所述两个或更多个磁场传感器中的所述第二磁场的所述第二振幅和所述第二相位角和所述两个或更多个磁场传感器中的所述第三磁场的所述第三振幅和所述第三相位角确定对于所述磁场传感器设备的一个或多个校准系数。

进一步的实施例可以涉及一种用于监控建筑物的电功率基础设施中的电功率使用的系统。所述建筑物包括断路器盒和所述建筑物的所述电功率基础设施的供电导体。该系统可以包括：(a)功耗测量设备，被配置为连接到所述断路器盒的第一表面，所述断路器盒覆盖用于所述电功率基础设施的所述供电导体的至少一部分，所述功耗测量设备包括一个或多个磁场传感器；(b)第一校准设备，被配置为电气地连接到所述电功率基础设施，所述第一校准设备包括一个或多个第一校准负载；以及(c)校准模块，被配置为在第一处理器上运行并被配置为使用从所述功耗测量设备的所述一个或多个磁场传感器获取的数据至少部分地校准所述功耗测量设备。所述功耗测量设备被配置为当所述一个或多个第一校准负载的至少一个电气地连接到所述电功率基础设施时和当所述功耗测量设备连接到所述断路器盒的所述第一表面时至少获取所述数据的一部分。

在还进一步的实施例中，一种磁场传感设备可以包括：(a)至少两个磁场传感器，被配置为检测电流携带导体中的磁场；(b)相位检测器，电气地连接到所述至少两个磁场传感器的输出；以及(c)相位指示器，电气地连接到所述相位检测器。所述相位指示器包括显示器，所述显示器指示所述至少两个磁场传感器何时处在与所述电流携带导体相关的位置。

图1根据第一实施例示出了连接到断路器面板190的示例性电功率监控系统100的视图。图2根据第一实施例示出了电功率监控系统100的框图。图3根据第一实施例示出断路器面板190的沿着导体3-3的剖面视图。

电功率监控系统100还可以被认为是用于监控建筑物(即建造物)的电功率使用的系统。电功率监控系统100还可以被认为是用于确定被建筑物中的一个或多个电气设备(即负载)使用的预测电流的设备和系统。电功率监控系统100仅是示例性的并且不限于在此所展示的实施例。电功率监控系统100可以应用于未在此具体描绘或描述的许多不同的实施例或示例中。

在一些示例中，电功率监控系统100可以包括：(a)至少一个传感设备110(即功耗测量设备)；(b)至少一个计算单元120；以及(c)至少一个校准设备180。

在一些示例中，系统100可用在来自不同生产厂商的断路器面板上和来自同一生产厂商的不同类型的断路器面板上。此外，在一些示例中，系统100可以很容易地被未培训人员(即，非电工)安装，而不需要打开断路器面板盒和暴露内部的未绝缘的电功率导体。

还如图1所示，常规的断路器盒或断路器面板190可包括：{>(a)两个或更多个独立断路器191；(b)两个或主断路器192；(c)具有外表面的面板196；以及(d)提供接入到断路器191和192的门197。主导电功率体193、194和195的至少一部分可位于断路器面板190的内部。“断路器面板”还可指代并包含保险丝盒，其在具有老式电气系统的建筑物中仍很常见。建筑物的电功率基础设施可至少包含断路器190和主电功率导体193、194和195。在一些示例中，断路器面板还可以指代用来提供电功率到建筑物的任何类型的配电面板。

主电功率导体193、194和195电气地连接到主断路器192并提供电功率到建筑物中的电气设备(即负载)。面板196覆盖主电功率导体193、194和195和防止人们因为不小心而接触到这些通电的电功率导体的相关电路的至少一部分。通常，面板196由钢或另一种金属所组成。

门197覆盖断路器191和192并且通常出于美观的原因是关闭的，但是可被打开以允许接入到断路器面板190内的断路器191和192的杆。如图3所示，当门197是关闭时，面板区域398可具有面板区域深度399。面板区域深度399是通常为13毫米(mm)到20mm以允许门197关闭而不会撞击断路器杆189。面板区域深度399的深度限制安装在面板区域398中的传感设备110的可允许厚度。也就是说，在各种示例中，传感设备110可安装在面板区域深度399内以使得当传感设备110在运行时，断路器面板的门可被保持关闭。在很多示例中，传感设备110具有少于20mm的深度。在该相同或不同的实施例中，传感设备110可具有少于13mm的深度。

家用小型商用电气服务典型地是240伏特分相服务。这是指提供两个180度不同相的120V交流(AC)源导体(例如，功率导体193和194)以及一个能够用于从功率导体或193或194回路电流的中性导体(例如，功率导体195)的市电。功率导体193、194、和195是“馈线”或“主要”供电导体，这些供电导体在被拆分成服务不同负载之前从该市电承载进入的电功率。通过感测功率导体193、194、和195所产生的磁场，系统100可以感测所有负载从该市电牵引的总电流，因为该建筑物中的所有负载平行地连接到功率导体193、194、和/或195。

在美国，在一个建筑物中发现由240V分相市电服务提供服务的许多不同类型的电气负载。电气负载可分为两种类别的负载：(a)120V负载；以及(b)240V负载。

这些120V负载可以主要包括更低瓦特数的负载，例如，插入标准的三相120V 15A或120V 20A插座的负载，以及具有小于～2kW(千瓦)功率牵引的小型电器。这些负载在功率导体193和195对之间(布线电路的“第一相位分支”或“193-195腿”)或功率导体194和195对之间(布线电路的“第二相位分支”或“194-195腿”)在各自电路中布线。当布线一个建筑物时，电工试图平衡在每条腿上的负载和插座的预计瓦特数，但是这不是一个精密的过程，因此在193-195腿和194-195腿中的电流很可能是不平衡的，因为通常从每对牵引不同的总瓦特数。当打开120V负载时，其电流通过功率导体193或194、通过主电路断路器和电路电平电路断路器从市电流至负载，并且然后返回到功率导体195并返回到市电。

240V负载典型地是消耗多于两kW(千瓦)的大型装置(例如，烘干机、炉子、空调压缩机、电基板加热器)。在这种情况下，负载电流在功率导体193和194之间流动并且没有负载电流在功率导体195中流动。因为功率导体193和194上的电压之间的180度的相位关系，总电压是240V。

再次参见图1和2，计算单元120可包括：(a)通信模块221；(b)处理模块222；(c)具有电连接器128的电源223；(d)用户通信设备134；(e)控制器225；(f)存储器226；(g)校准负载模块227；(h)校准计算模块229；(i)控制机构132；以及(j)电压传感器228。

计算单元120可被配置为通过通信模块221接收来自校准设备180和/或传感设备110的输出信号并处理该输出信号以确定一个或多个与建筑物的电功率使用相关的参数(例如，由建筑物使用的电功率和主电功率导体193、194和195中的电流)。在一些实施例中，计算单元120可以是个人计算机(PC)。

控制器225可以是诸如由德州仪器生产的MSP430微控制器的微控制器。在另一实施例中，控制器225是诸如由德州仪器生产的TMS320VC5505数字信号处理器或亚诺德半导体有限公司生产的TMS320VC5505数字信号处理器的数字信号处理器。

处理模块222可被配置为使用来自传感设备110的电流测量值来确定一个或多个与建筑物的电功率使用相关的参数(例如，主电功率导体193、194和195的电流和电功率)。如将在下面所解释的，校准计算模块229可被配置为使用来自传感设备110的电流测量值来校准电功率监控系统100(例如，计算针对传感设备110的校准系数)。

在某些示例中，处理模块222和校准计算模块229可存储在存储器226中并可被配置为在控制器225上运行。当计算单元120在运行时，存储在存储器226中的程序指令(例如，处理模块222和/或校准计算模块229)由控制器225执行。存储在存储器226中的程序指令的一部分可以适用于实施如下所述的方法1800和2000(分别是图18和20)。

校准负载模块227可包括一个或多个校准负载。如将在下面解释的，所述一个或多个负载可临时电气连接到例如建筑物的电功率基础设施的第一相位分支以帮助校准电功率监控系统100。

在某些示例中，用户通信设备134和控制机构132可以从计算单元120的剩余部分移除并且与计算单元120的剩余部分进行无线通信。

电压传感器228可用于确定横跨电功率基础设施的电压的振幅和相位角。横跨的电流的相位角等于由电流传感器211测量的相位角减去使用电压传感器228测量的电压的相位角。也就是说，可参考横跨电压的零点交叉计算电流的相位角。

在某些示例中，传感设备110可将由电流传感器211得到的电流测量值发送到计算单元120，因此可计算电流的相位角。在其他示例中，计算设备120可发送由电压传感器228得到的电压测量值发送到传感设备110，因此可计算电流的相位角。在其他示例中，电压传感器228可位于校准设备180中。

电源223可提供电功率到通信模块221、处理模块222、用户通信设备134、控制器225、存储器226、校准负载模块227和/或控制机构132。在某些示例中，电源223可连接到电连接器128，该电连接器128可连接到电功率基础设施的电气壁式插座。

用户通信设备134可被配置来显示信息到用户。在一个示例中，用户通信设备134可以是监视器、触摸屏和/或一个或多个LED(发光二极管)。

控制机构132可包括被配置为至少部分地控制计算单元120或至少用户通信设备134的一个或多个按钮。在一个示例中，控制机构132可包括电源开关(即开/关开关)和/或被配置为控制显示什么在用户通信设备134上的显示器开关。

仍参见图1和图2，传感设备110可包括：(a)两个或更多个磁场传感器或电流传感器211；(b)控制器213；(c)用户通信模块214；(d)通信模块215；(e)电源216；以及(f)连接机构219。控制器213可用来控制电流传感器211、用户通信模块214、通信模块215和电源216。

电流传感器211可包括电感拾取器、霍尔效应传感器，磁阻传感器或被配置为响应于由断路器面板190内部的导体产生的时变磁场的任何其他类型的传感器。

在各种示例中，传感设备110可被配置为使用连接机构219连接到面板196的表面。在某些示例中，连接机构219可包括粘合剂、材料、磁体或另一种附着机构。

通信模块215可电气地连接到电流传感器211和控制器213。在某些示例中，通信模块215发送使用电流传感器211测量的电压或其他参数到计算单元120的通信模块221。在很多示例中，通信模块215和通信模块221可以是无线收发机。在一些示例中，可以使用WI-FI(无线保真)、IEEE(电气与电子工程师协会)802.11无线协议或蓝牙3.0+HS(高速)无线协议发射电信号。在进一步示例中，可以经由Zigbee(IEEE 802.15.4无线协议)、Z-Wave或专有的无线标准发射这些信号。在其他示例中，通信模块215和通信模块221可使用蜂窝或有线连接传递电信号。

用户通信模块214可被配置为显示信息到用户。在一个示例中，用户通信模块214可以是LCD(液晶显示器)和/或一个或多个LED(发光二极管)。

控制器213可被配置为控制电流传感器211、通信模块215、用户通信模块214和/或电源216。

校准设备180可包括：>(a)通信模块281；(b)电连接器282；(c)校准负载模块283；(d)用户通信模块184；(e)控制器285；以及(f)电源289。在一些示例中，通信模块281可以与通信模块215和/或221类似或相同。在一些示例中，电连接器282可以是的电源插头。用户通信设备184可被配置为显示信息到用户。在一个示例中，用户通信设备184可以是一个或多个LED。

根据安培定律，磁场由电流携带导体所产生，如图4所示。也就是说，由给定导体产生的磁场是一个三维矢量场，其可被分解为在X、Y和Z轴中每一个中的分量。在一个替代电流系统中，这些磁场在幅值上是随时间变化的，但相对于坐标系维持相同的矢量角。因此，当指代X轴时，例如，因为AC电流在例如60Hz的线频率上反转方向，所以磁场可在任何时刻指向+X方向或指向－X方向。也就意味着在X方向的磁场分量可依赖于在特定时刻的电流流动方向而指代+X或－X。

磁场线遵从安培定律的“右手定则”；如果一个人的右手大拇指与导体中的电流流动方向一致，则磁场线垂直于该导体环绕并在那个人的手指的方向中。

一些实施例优先地考虑到定向为垂直于断路器面板的平面(沿着“Z”轴)的磁场分量，因为这些是可很容易地被断路器面板190的金属外壳外面的磁场传感器(即，传感设备110)检测到磁场分量。

如图5所示，因为功率导体193和194具有180度相位差，所以在任意时刻，磁场线的方向在相反的方向循环。

因此，根据基尔霍夫电流定律，通过给定馈电导体的总电流(即，功率导体193、194和/或195)是从该导体牵引的所有负载电流的总和。由各个导体(即功率导体193、194或195)产生的磁场的幅值因此直接正比于从连接到所述导体的所有分支电路上牵引的电流的总和。来自给定导体的磁场线的方向不随着分支上的电流改变。

系统100可被配置为感应至少由功率导体193和194产生的磁场以处理三种可能的负载情形：(a)在193-195腿之间120V负载，(b)在194-195腿之间的120V负载，以及(c)在193-194腿之间的240V负载。在大多数情形下，不需要感应由功率导体195(即中性导体)产生的磁场，因为通过功率导体195牵引的任何电流源自于功率193或194。

图6示出了根据第一实施例的电流传感器211的一个示例。在这些示例中，电流传感器可包括：(a)一个或多个传感器641和642；(b)一个或多个放大器647和648；(c)一个或多个滤波器649和650；(d)一个或多个相位检测器651；(e)至少一个差分放大器652；以及(f)至少一个数字化器653。

在一些示例中，系统100可被配置为通过使用用户通信模块214指示合适的放置从而协助用户合适地放置传感设备110。在一些示例中，系统100可通过探测在放置在导体(即功率导体193或194)的相反一侧的传感器641和642之间的大约180度相位差从而确定合适的放置。在该相同或不同的示例中，用户通信模块214可与传感设备100协同定位或用户通信模块214可被使用并且可以是远程的并通过无线网络链接到传感设备100。

传感器641可包括：(a)铁磁核643；以及(b)缠绕在铁磁核643上的感应线圈644。传感器642可包括：(a)铁磁核645；以及(b)缠绕在铁磁核645上的感应线圈646。在各个示例中，传感器641和642的直径可以是2.5毫米(mm)到12.7mm。在其他示例中，电流传感器211可仅包含传感器641而不包含传感器642、放大器647、滤波器649、相位检测器651和/或差分放大器652。在该替换实施例中，滤波器649或650连接到数字化器653。在进一步的实施例中，电流传感器211包括四、六、八或十个传感器。

铁磁核643和645的目的是集中来自感应线圈644和646的磁场以在感应线圈644和646的输出端子处得到一个更大的传感器输出电压。感应线圈644和646的输出处的电压由法拉第定律给定。也就是说，电压依赖于所施加的AC磁场、线圈和导线的物理尺寸、线圈中导线的匝数和核的磁导率。在其他示例中，传感器641和642可分别地不包括铁磁核643和645。

如图7所示，当电流传感器211连接到断路器面板190时，传感器641和642的其中一个可位于导体(即电功率导体193或194)的每一侧。在该实施例中，传感器641上的感应电压与传感器642异相180度，因为磁场从顶部底部进入到传感器642而磁场从顶部进入到传感器641。

在图8中示出了传感器641和642上的电压之间的相位关系的绘图。参见图8，当在导体(即电功率导体193或194)中流动的AC电流感应出感应线圈644和646处的电压V(传感器)。该电压V(传感器)正比于由导体(即电功率导体193或194)携带的电流I(传感器)，即V(传感器)＝k*I(传感器)。可通过将校准负载(即校准负载模块283或227(图2))临时连接到由导体(即，电功率导体193或194)服务的电路并测量传感器641和642(图6)中感应的电压通过牵引通过导体的已知电流而发现比例常量k。在一些情形下，可以牵引超过一个已知电流以建立比例常量的多点校准。

再次参见图6，可以利用这种两传感器(即传感器641和642)配置以产生传感设备110，传感设备110自动地将以下信息通信到用户，即已经相对于给定电流携带导体将其正确地放置同时拒绝来自其他源(包括其他附近的导体)的干扰。当在感兴趣的特定导体的附近有很多个导体时，这个能力在断路器面板中发现的电气噪声环境中是有用的。

具体地，在某一实施例中，传感器641和642的每一个的输出可分别使用放大器648和647放大，然后分别使用滤波器650和649滤波。滤波器650和649的输出可展现给连接到用户通信模块214中的相位指示器619(例如，一个或多个LED)的相位检测器651。用户通信模块214被配置为指示用户已经相对于给定电流携带导体正确地放置了传感器641和642。可以指示用户移动传感器经过发现主电功率导体的区域，并且一旦相位指示器指示在传感器641和642的信号之间的相位差是大约180度时，就停止移动。例如，当来自传感器641和642的信号异相大约180度时，可以点亮传感设备110顶部的绿色LED。

放大器648和647和滤波器650和649在一些示例中是可选的。放大器648和647和滤波器650和649的目的是为了增加信号水平而在不想要的频率上拒绝噪声从而增加噪声环境中的传感器641和642的信号的信噪比。放大器648和647可以是运算放大器诸如由德州仪器公司生产的类型TL082。滤波器650和649可以是与运算放大器一起实现的集总元件无源滤波器或有源滤波器。一般地，滤波器650和649是带通滤波器，被配置为通过AC线频率(例如，在美国和加拿大是60Hz，或在欧洲和日本是50Hz)而拒绝带外噪声。

相位检测器651可以是模拟相位检测器电路或数字相位检测器。数字相位检测器可使用组合逻辑、使用可编程逻辑或以在控制器上的软件中实现。在一个实施例中，可使用集成相位检测器电路诸如包含在由德州仪器生产的类型4046或74HC4046锁相环集成控制器中的相位检测器。在另一实施例中，可通过使用模数转换器将传感器信号数字化然后对接收的来自传感器641和642的样本的矢量采取反正切功能来实现相位检测器651。在进一步的实施例中，使用基于周期图的最大似然估计值诸如复杂快速傅立叶变换(FFT)算法以仅仅在AC线频率处发现信号振幅和相位角而拒绝在其他频率上的噪声来组合滤波和相位检测功能。

相位指示器619可以是指示用户已经实现了传感器641和642的输入信号之间的所需的相位关系的任何设备。在一些实施例中，相位指示器可以是一个或多个LED。在其他实施例中，相位指示器619可以是诸如液晶显示器(LCD)的图形的或数字的显示器，或是指示用户传感器641和642的电压异相接近180度的音频音调。

差分放大器652可用于以组合来自传感器641和642的信号以一旦已经建立正确的相位关系就产生正比于主电功率导体中的电流的电压或电流信号。该信号可用作用于由控制器213执行的计算的输入。在相同或不同的示例中，通信模块215可用于将包括以下内容的数据传输到计算单元：(a)由传感器相位关系指示的传感器641和642的合适放置还有(b)来自传感器641和642的差分感应信号。

转到另一实施例，图9示出了根据第二实施例的传感设备910的一个示例。图10示出了根据第二实施例在电功率导体193和194上的传感设备910的一个示例。在该示例中，可以使用传感器941₁，941₂，…，941_N的线性阵列，其中N是介于2到10之间的数字。在其他示例中，N可以是其他数字，诸如4、6、8、20、50、或100。该传感器线性阵列的一个目的是允许控制器213自动地选择一对或多对传感器941₁，941₂，…，941_N，因此用户不需要人工地放置传感设备910在正确的放置。在一些实施例中，可使用传感设备910，而不是图1的系统100中的传感设备110。

参见图9和10，在该示例中，传感设备910可包括：(a)传感器941₁，941₂，…，941_N；(b)放大器647和648；(c)滤波器649和650；(d)相位检测器651；(e)差分放大器652；(f)数字化器653；以及(g)至少一个复用器955和956。

如图10所示，传感器941₁，941₂，…，941_N的线性阵列连接到复用器955和956，其从传感器941₁，941₂，…，941_N中选择至少一个传感器用于作为磁场传感器以产生正比于主电功率导体193和/或194中的电流的信号。

在另一实施例中，电功率导体193和194中的超过一个导体被传感设备910同时感应。在该实施例中，控制器213控制复用器955和956，以使得选择来自传感器941₁,941₂,…,941_N中与两个不同的电流携带电功率导体193和194相邻的两个完全不同的传感器。在该实施例中，控制器213控制复用器基于传感器信号的振幅或相位角选择传感器。在一些实施例中，来自传感器941₁,941₂,…,941_N的多个传感器在控制器213的控制下被复用以选择不同的传感器，其中每个不同的传感电器具有连接到不同电流携带导体的优先磁场。

再次参见图1，在一些示例中，系统100可使用校准来实现电功率导体193和194中的精确的电流测量。对校准的潜在需求可归于控制很差的安装几何学，例如，当传感设备110或910(图9)被未培训的用户安装。

图11示出了根据第一实施例的校准设备180的一个示例。校准设备180在图11中表示为单个电路校准设备，其被配置为切换单个校准负载到单个输入导体(即，电功率导体193或194)以完成在输入导体、单个校准负载和中性或回路导体(即，电功率导体195)之间的电路。该切换信号用于和校准负载一起临时地来完成电路，其被图18的校准方法1800所使用。

在一些示例中，校准负载模块283可以包括：(a)切换负载1105；(b)变压器1171；(c)滤波器1172；(d)电平转换器1173；以及(e)方波形成设备1174。切换负载1105可包括：(a)开关1187以及(b)校准负载1188。控制器285可包括：(a)模数转换器1177；(b)数字输入1176；以及(c)温度传感器1186。

在图11的实施例中，校准负载模块283可被设计为校准由传感设备110测量的单个电流携带导体(到分支电路的馈线)的测量值。在该实施例中，单个校准负载1188可由开关1187在线路导体(例如，主电功率导体193和194)和中性导体(例如，主电功率导体195)之间在来自控制器285的切换信号的控制下切换。在美国，切换负载1105可以与120V的插座一起使用。在其他国家，切换负载1105可以与240V和其他电压值的插座一起使用。

应该认识到的是，尽管校准负载1188和校准负载在图14-17中被画为电阻器，校准负载1188和其他校准负载在图14-17中可以是任何负载，包括具有或不具有电阻性元件的电抗负载，诸如电感器或电容器。附加地，校准负载可以是具有可变电阻的负载。更进一步，应该认识到的是，尽管开关1187和其他开关在图14-17中被画为机械继电器开关，开关可以是其他形式的开关设备。例如，开关可以是诸如固态继电器的半导体开关、双向晶闸管、诸如FET(场效应晶体管)、SCR(硅控制器整流器)、BJT(双极性结型晶体管)或IGBT(绝缘栅极双极性晶体管)的晶体管或其他可控制的开关设备。

如图11所示，通信模块281连接到控制器285以使得将校准电流测量值从校准设备180转移到计算单元120。在一些示例中，通信模块281可以包含接收器和发射器。通信模块281可以包含任何形式的有线的或无线的工作在任何频率并以任何数据链路协议的通信设备。在一个实施例中，通信模块281包括来自德州仪器公司的零件号为CC2500的2.4Ghz收发机。在另一实施例中，通信模块281包括来自德州仪器的零件号为CC2010的900MHz收发机。在一些实施例中，通信模块281可使用任何下述的通信协议进行通信：WiFi(IEEE 802.11)、Zigbee(IEEE 802.15.4)、ZWave或SimpliciTI协议。在另一实施例中，使用专有数据通信协议。在进一步的实施例中，可通过监控导体实现通信模块215和通信模块281和/或221之间的通信链路。在该实施例中，通信链路由通过插入发送信号到分支电路的至少一个导体形成的电力线通信(PLC)组成，所述分支电路连接到所述校准设备。

图11所示的示例中，电源289可包括电源289。电源289可包括隔离变压器和DC电源。电源289将来自AC电力线电压(诸如在美国或加拿大是120V，或在欧洲是220V)的输入线电压转换为到功率控制器213和校准设备180的其他元件的低DC电压诸如3.3V或5V DC。

控制器285接收输入AC电力线电压的样本，由电平转换器1173转换成正比于所述输入AC电力线电压的低电压AC信号。在一些实施例中，输入AC电力线电压是120V AC而更低的AC电压信号是0到3.3V的范围内。在一些实施例中，使用电平转换器1173将低压信号从在+V和－V之间交替的双极性信号转换为在0V到VDD之间的单极性信号，或另一个在模数转换器1177的有效电压范围内的单极性信号范围。模数转换器1177可如图12中所示采样输入低压信号。在该相同或不同实施例中，滤波器1172可限制到AC线频率的低压信号的频率范围。

在很多示例中，模数转换器1177可以与控制器285集成在一起，或者它可以与控制器213分离但是连接到控制器285上。采样的AC线电压使得控制器213能够测量输入AC线电压以通过在给定采样低压信号的情况下计算由校准负载1188牵引的电流来更精确地校准系统100，其正比于AC线电压。进一步地，采样低压信号可用来开发同步于AC线电压的相位参考。

在一些实施例中，控制器285使用方形低压信号来开发相位参考。在这些实施例中，方波形成设备1174产生方形低压信号。该方形低压信号可以是与低压AC信号具有相同的周期和零交叉定时的方波。在方形信号和低压信号之间的关系如图13所示。在某一实施例中，方波形成设备1174可包括施密特触发器、比较器或诸如反相器或晶体管电平位移器的数字逻辑门。该方波振幅被选择为与控制器285兼容的逻辑电平。该方形信号不包括关于输入AC线电压的振幅的信息但是包含相位信息，因为方形信号的上升沿和下降沿与输入AC线电压的零交叉是同步的。

在一些实施例中，从低压信号或其方形信号对应物得到的相位参考用于测量由传感设备110上报的校准电流测量值和输入电源线电压之间的相关相位角。在电压和电流之间的这种相关相位角测量值用于精确地解释连接到由传感设备110测量的功率导体的电抗负载的功率因子。该功率因子是电压和电流波形之间的相位角的余弦。该功率因子可直接从采样低压信号计算，或在方形低压信号的情形下，它可通过拟合合适频率的正弦函数到方形信号中的边缘跃迁而不直接地计算。

该功率因子是导体中的真实功率通量与导体中的视在功率通量的比值。在一些实施例中，优先上报给系统100的用户电功率导体193、194和195中的真实功率通量以更好地接近市电供电的电功率表的读数。在这些实施例中，由低压信号提供的相位信息对合适地计算预测功率而言是很关键的。

当使用开关1187将其接通时，因为校准负载1188消耗电流，校准负载1188将遭受加热。该加热可通过产生热伤害到校准负载1188自身、或到校准设备180的外壳内的其他元件、或到接近校准设备180的人或东西而对校准负载1188的安全运行构成危害。

在一些实施例中，控制器285包括诸如双金属温度调节器、电热调节器或半导体温度传感器的温度传感器1186。在一些实施例中，当校准负载1188或校准设备180的外壳太热时，温度传感器1186中断切换信号以关闭校准负载1188。

在进一步的实施例中，在打开校准负载1188之前，控制器285先检查温度传感器1186的温度读数以确保校准负载1188或校准设备180的外壳在校准处理的一开始不是太热。在仍进一步的实施例中，控制器285可执行外推以确定在校准负载1188的正常运行周期后校准负载1188是否有可能变得太热。在该实施例中，控制器285操作以延迟校准处理直到处理可被完成而校准负载1188或校准设备180的外壳不会变得太热。

在一些实施例中，存在由控制器使用从而控制到开关1187的切换信号的两种不同的控制机制。该两种方法对应到两种不同的运行校准处理以获取校准电流测量值的处理器位置。

在第一种方法种，控制器285与校准负载模块283协同定位并对其进行控制。控制器285还可获取来自传感设备110(通过通信模块281)和控制器213的传感器读数。控制器285执行校准处理(以下参见图18对其进行描述)并获取校准电流测量值。在这些示例中，校准计算模块229可位于校准设备180中，而不是计算单元120中。

在控制器285运行校准处理的第一方法中，通信模块281接收来自传感设备110和/或计算单元120的输入信号测量。控制器285可使用图20的方法2000来计算校准电流测量值。在计算校准电流测量值后，校准设备180可传送校准电流测量值到计算单元120用于显示和其他用途。

在第二种方法中，远程处理器诸如控制器225(图2)或控制器213(图2)命令校准负载1188打开和关闭并且该控制器(控制器225或控制器213)执行图18的校准方法1800和获取如图20的方法2000中所描述的校准电流测量值。

当第二种方法与控制器225一起用于校准控制时，控制器225通过来自控制器285的通信链路接收消息。在一些实施例中，控制器225发送消息以打开校准负载持续一个特定时间段。在一些实施例中，该时间段是从一个或多个预先确定的时间段中选择的。在其他实施例中，打开校准负载1188直到控制器285接收到关闭消息或直到超时定时器期满或直到温度传感器1186的激活指示校准负载1188或它的外壳太热。

在进一步的实施例中，控制器285独立地作出决定来打开校准负载持续一个特定时间段。在一些示例中，控制器285打开或关闭校准负载1188持续一个特定时间段，而同时地、事先地、或在稍后的时刻发送通知到控制器225以指示校准负载1188已经打开。在该实施例中，控制器213使用从控制器285接收的消息之间的已知时间偏移来同步校准程序的流程到从控制器285通过通信链路接收的消息指示的校准负载1188打开/关闭时间。在进一步的示例中，控制器285顺次打开和关闭校准负载1188，其对控制器213和/或225(图2)是已知的。

图11示出了校准设备180中的切换负载1105的一个示例。在图14-17中示出了切换负载的其他可能配置。

具体地，图14示出了根据第三实施例的切换负载1405的一个示例。切换负载1405可包括：(a)开关1187和1442；以及(b)校准负载1188和1441。在该实施例中，切换负载1405替换图2和图11的校准设备180中的切换负载1105。

在该实施例中，切换负载1405可被配置为校准由传感设备110测量的单个电流携带导体(到标记为“线路”的分支电路的馈线)的测量。在该实施例中，控制器285可在校准负载1188和1441之间切换以提供两组不同的测量值以在校准处理中使用。在其他示例中，切换负载1405可包括三个或更多个校准负载的三个或更多个开关。

图15示出了根据第四实施例的切换负载1505的一个示例。切换负载1505可包括：(a)开关1587和1542；以及(b)校准负载1588和1541。在该实施例中，切换负载1505替换图2和图11的校准设备180中的切换负载1105。

在该实施例中，切换负载1505可被设计为校准由传感设备110测量的两个电流携带导体(到标记为“线路1”和“线路2”的分支电路的馈线)的测量值。在该实施例中，在来自控制器285的切换信号的控制下，两个不同的校准负载1588和1541可在独立线路导体和中性导体之间切换。控制器285可如下控制切换信号以电气地连接校准负载：

图16示出了根据第五实施例的切换负载1605的一个示例。切换负载1605可包括：(a)开关1687和1642和1643；以及(b)校准负载1588和1541。在该实施例中，切换负载1605替换图2和图11的校准设备180中的切换负载1105。

在该实施例中，切换负载1605也可被配置为校准由传感设备110测量的超过一个电流携带导体(到标记为”线路1”和”线路2”的分支电路的馈线)的测量值。在该实施例中，切换两个不同的校准负载1588和1541以保证校准负载1588和1541独立地连接到中性回路或如在分相功率系统中常见的成对地连接到线路1-线路2。控制器285可如下控制切换信号以电气地连接校准负载：

图17示出了根据第六实施例的切换负载1705的一个示例。切换负载1705可包括：(a)开关1787、1742和1743；以及(b)校准负载1788。在该实施例中，切换负载1705替换图2和图11的校准设备180中的切换负载1105。

在该实施例中，切换负载1705也可被配置为校准由传感设备110测量的超过一个电流携带导体(到标记为”线路1”和”线路2”的分支电路的馈线)的测量值。在该实施例中，切换单个校准负载1788从而校准两个导体以及如在分相功率系统中常见的中性导体。开关1787和1743可以是单刀双掷(SPDT)开关。开关1787和1743可与校准负载1788一起使用来连接分支电路导体的不同组合。因为使用单个校准负载，所以与切换负载1605(图16)相比可以更便宜地实施切换负载1705。控制器285可如下控制切换信号以电气地连接校准负载：

在很多示例中，电气基础设施的两个相位线都需要被校准。相应地，图11和图14-17的校准设备之一将需要插入到第一相位分支和第二相位分支中。在图2所示的示例中，校准设备180是第一校准设备而计算单元120包括第二校准设备。在其他示例中，单个校准设备(例如，具有切换负载1505、1605或1705之一的校准设备)可连接到240V插座，其连接到第一和第二相位分支。

在将图11和图14-17的校准设备之一插入到第一相位分支和第二相位分支中的每一个的实施例中，校准设备需要能够相互通信并且与传感设备和计算单元相互通信。可以实施几种不同的通信方法。例如，所有校准设备可接收和发送数据。在其他示例中，一个校准设备(例如图1的校准设备180)可发送数据而第二校准设备(例如，图2的计算单元120)可接收数据。

在一些实施例中，两个校准设备可以采用无线电通信。例如，图2的通信模块281和通信模块221可包括无线电广播设备。校准设备被配置为通过上报所观察的60Hz循环的相位角到其他校准器来确定它们是否在不同的电气相位分支。在一些示例中，当零交叉在电流或电压中出现时，一个校准设备可无线地上报到另一个校准设备。当两个校准设备都安装在同一电气相位分支上时，在接收的无线消息中的重叠将在消息中发生。如果在所观察的零交叉和接收的消息之间存在偏差，则校准设备是安装在不同电气相位分支上。

在该相同或不同示例中，校准设备180(图1)上的用户通信设备184可包括单个红色/绿色LED。绿色LED可指示两个校准设备正确地安装在不同的相位上。例如，用户首先安装图1的校准设备180(即，发射校准设备)到任意电气插座中。然后，用户安装图1的计算单元120(即接收校准设备)到另一个电气插座中。用户通信设备184的LED可点亮红色以指示它们都处于相同相位或如果它们处于不同相位分支时点亮绿色。用户可移动第二校准器到不同的插座直到示出了用户通信设备184的绿色指示器。

在其他实施例中，无线通信还可存在于传感设备110、校准设备180和计算单元120两两之间。在该实施例中，传感设备110可检测断路器面板上的两个电气相位。当校准设备180通过其电气负载循环时，校准设备180可通知传感设备110并且传感设备110可确定连接到哪一个相位校准设备180。当计算单元120开始其负载循环时，计算单元120还可以上报到传感设备110。传感设备110观察这些变化发生在哪些相位角从而推断校准器安装在两个不同的相位上。

在仍另一个示例中，非无线通信方法可用于在校准设备180和计算单元120之间通信。在这些示例中，通信模块221和/或281可包括信号插入器和/或信号接收器。在该示例中，校准设备180和计算单元120可通过电功率基础设施发送信号。例如，可以使用简单的1kHz(千赫)音调。在该相同或不同的示例中，信号由插入到电功率基础设施的一个或多个导体上的振幅调制电压组成。在另一实施例中，信号由从电功率基础设施牵引的振幅调制电流组成。在进一步的实施例中，信号由频率调制电压或电流组成。在一个实施例中，计算单元120可被设计为信号的发射器，而校准设备180可被设计为接收器。当校准设备180插入到电气插座中时，如果不能够检测到由第一设备发射的信号的存在，用户通信设备184可点亮绿色LED。如果校准设备180和计算单元120连接到分离的相位分支，校准设备180和计算单元120互相探测不到位于电功率基础设施上的信号。0}

如果校准设备180探测到信号，则红灯可指示两个校准设备处于相同的相位。在这点上，可以指示用户移动校准设备180或计算单元120中的任何一个到一个不同的电气插座。在仍另一实施例中，替换通信模块221和281包括信号插入器和/或接收器，通信模块221和281可包括功率线通信(PLC)模块以允许校准设备180和计算单元120通过电功率基础设施通信。

转到另一实施例，图18示出了根据一个实施例的一种用于校准电气监控系统的方法1800的实施例的流程图。方法1800仅是示例性的并不限于在此所展示的实施例。方法1800可以应用在未在此具体描绘或描述的许多不同的实施例或示例中。在一些实施例中，能够以所展示的顺序执行方法1800的活动、程序、和/或过程。在其他实施例中，能够以任意其他合适的顺序执行方法1800的活动、程序、和/或过程。也在其他实施例中，可以组合或跳过方法1800中的活动、程序、和/或过程中的一个或多个。

方法1800可被考虑为描述校准传感设备的一般方法。该方法可包含确定一个或多个可用于计算图20的方法2000中的建筑物的电功率基础设施中的预测电流的校准系数。下述方法可用来精确地计算校准系数而不管面板196(图1)上的传感设备110(图1)的位置，具有以下几点例外：(a)如果电流传感器211(图2)距离主功率导体193和194(图1)太远以使得来自主功率导体193和194几乎没有可辨识的信号被测量；以及(b)如果所有电流传感器211(图2)距离中性电功率导体195(图1)太近并且距离电功率导体193和194太远。

图18中的方法1800包括获取并存储一个或多个第一基准测量值的活动1860。在一些示例中，传感设备110(图2)可用来获取使用电流传感器211(图2)的第一基准测量值。这些第一基准测量值可包括因为牵引电功率的电气设备而在功率导体193或194(图1)的至少一个中流动的额定电流。附加地，在每个传感器(例如，传感器641和642(图6)或传感器941₁,941₂,…,941_N(图9))，可以进行振幅和相位测量。每个振幅读数L以名称Lold-N存储并且每个相位读数以名称存储，其中N是传感器的编号。在一些示例中，在第一相位分支和第二相位分支二者上得到第一基准测量值。

在一些示例中，活动1860还包括确定电压的振幅和相位角。电压的相位角可用来帮助计算电流的相位角。在一些示例中，图2的电压传感器228可用来确定电压的相位角。

随后，图18的方法1800包括临时地连接第一已知校准负载到第一相位分支的活动1861。在一些示例中，校准设备180(图1和11)可分别连接图11、14、15、16或17中的切换负载1105、1405、1505、1605或1705中的校准负载之一。

接下来，图18的方法1800包括获取并存储在第一相位分支上的一个或多个第一校准测量值的活动1862。在一些示例中，传感设备110(图2)可用来获取来自电流传感器211(图2)的第一校准测量值。在一些示例中，当分别来自图11、14、15、16和17中的切换负载1105、1405、1505、1605或1705中的一个已知校准负载连接到第一相位分支(例如图15-17中的线路1)上时，可执行第一校准测量值。该第一已知校准负载将拉取已知电流L_cal-1。这些第一校准测量值可包括因为牵引电功率的电器和第一已知校准负载而在功率导体193或194(图1)的至少一个中流动的额定电流。

例如，在每个传感器(例如，传感器641和642(图6)或传感器941₁,941₂,…,941_N(图9))处，进行振幅和相位角测量。每个振幅读数L以名称L_new-N-1存储并且每个相位读数以名称存储，其中N是传感器的编号。

在一些示例中，活动1862在还包括确定电压的振幅和相位角。电压的相位角可用来帮助计算电流的相位角。在一些示例中，图2的电压传感器228可用来确定电压的相位角。

图18的方法1800继续包括去连接第一已知校准负载并临时地连接第二校准负载到第二相位分支的活动1863。在一些示例中，校准设备180(图1和11)可连接图14、15或16中的对应的切换负载1405、1505或1605中的校准负载之一。在一些示例中，第二已知校准负载连接到第二相位分支(例如，图15-17中的线路2)。

随后，图18的方法1800包括获取并存储在第二相位分支上的第二校准测量值的活动1864。在一些示例中，传感设备110(图2)可用来获取来自电流传感器211(图2)的第二校准测量值。这些第二校准测量值可包括因为牵引电功率的电器和第二已知校准负载而在功率导体193或194(图1)的至少一个中流动的额定电流。在一些示例中，当一个已知校准负载连接到第二相位分支(例如图15-17中的线路2)上时，执行第二校准测量值。该第二已知校准负载将拉取已知电流L_cal-2。

例如，在每个传感器(例如，传感器641和642(图6)或传感器941₁,941₂,…,941_N(图9))处，进行振幅和相位角测量。每个振幅读数L以名称Lnew-N-2存储并且每个相位读数以名称存储，其中N是传感器的编号。

一些示例中，活动1864在还包括确定电压的振幅和相位角。电压的相位角可用来帮助计算电流的相位角。在一些示例中，图2的电压传感器228可用来确定电压的相位角。

接下来，图18的方法1800包括从功率导体193、194和/或195(图1)去连接任何已知校准负载(即，第二校准负载)的活动1865。

图18的方法1800继续包括获取并存储在一个或多个第二基准测量值的活动1866。在一些示例中，传感设备110(图2)可用来获取来自电流传感器211(图2)的第二基准测量值。这些第二基准测量值可包括因为牵引电功率的电器而在功率导体193或194(图1)的至少一个中流动的额定电流。该第二基准读数的目的是确保在活动1861中观察的基准负载在校准处理中不改变。如果在一个预定量内活动1866中的测量值等于来自1861中的测量值，则可丢弃来自活动1866的测量值。如果活动1866中的测量值超出该预定量，则可丢弃来自活动1861的测量值。在其他示例中，可跳过活动1866。

在一些示例中，活动1866还包括确定电压的振幅和相位角。电压的相位角可用来帮助计算电流的相位角。在一些示例中，图2的电压传感器228可用来确定电压的相位角。

随后，图18的方法1800包括确定校准系数的活动1867。在一些示例中，活动1867包括应用一个或多个传感器校准等式到基准测量值和校准测量值的每一个以求解传感设备110(图1)的校准因子从而在由传感设备110感应的至少一个导体中产生校准电流测量值。在一些示例中，校准计算模块229(图2)可如下述确定校准系数。

图19根据第一实施例示出了确定校准系数的活动1867的一种示例性实施例的流程图。在一些示例中，活动1867可宽泛地包括计算校准系数K₁、K₂、Y₁和Y₂。在其他示例中，可确定其他校准系数。

参见图19，活动1867包括确定用于第一相位分支的潜在校准系数的程序1971。在一些示例中，用于每个传感器1到N(其中N是电流传感器中的传感器个数)，程序1971可包括使用L_old-N、L_cal-1、L_new-N-1和计算X_N-1和其中：

并且

附加地，在一些示例中，如果则

并且

X_N-1＝X_N-1*(-1)

图19中的活动1867继续以确定用于第二相位分支的潜在校准系数的程序1972。在一些示例中，用于每个传感器1到N(其中N是电流传感器中的传感器个数)，程序1972可包括使用L_old-N、L_cal-2、L_new-N-2和计算X_N-2和其中：

并且

附加地，在一些示例中，如果则

并且

X_N-2＝X_N-2*(-1)

随后，图19的活动1867包括检查测量值的有效性的程序1973。在程序1973中，对于每个传感器1到N，如果在预定容差(例如，0.1％、1％、5％、10％、或20％)内，则保持用于传感器的测量值。如果在预定容差内，则丢弃用于传感器的相位角。

接下来，图19的活动1867包括确定对于在程序1973中未丢弃的传感器的统计模式的程序1974。在一些示例中，统计模式是对于在程序1973中未丢弃的传感器的预先确定容差内最频繁发生的相位角。

图19中的活动1867继续以确定校准系数的第一部分的程序1975。在一些示例中，来自剩余的传感器，程序1975可包括选择具有最高值X_N-1的传感器并且赋值X_N-1＝K₁以及X_N-2＝K₂以及该选择的传感器将在随后被称为传感器K。对于活动1867的剩余部分，可以从可用传感器候选中丢弃传感器K。

随后，图19的活动1867包括定校准系数的第二部分的程序1976。在一些示例中，来自剩余的传感器，程序1976可包括选择具有最高值X_N-2的传感器并且赋值X_N-2＝Y₁以及X_N-2＝Y₂以及该选择的传感器将在随后被称为传感器Y。

接下来，图19的活动1867包括确定校准系数的第三部分的程序1977。在一些示例中，计算其中：

用来确定上述校准系数的公式的示例仅仅是示例性的。在其他示例中，其他公式(例如，线性的、非线性的、平方的和/或迭代等式)可用来计算该相同或不同的校准系数。

例如，可仅仅使用传感器来校准传感设备(并确定预测电流)。在该示例中，传感器被放置在这样一个位置使得来自主电功率导体193和194(图1)的磁场在该传感器处是对称的。也就是说，来自主电功率导体193和194(图1)的磁场在该传感器处是对称的。另外，在该示例中，传感器Z处于这样一个位置，其中来自主电功率导体195(图1)的代表中性回路导体的磁场是很小的并且可被忽略。

让我们称在其中磁场是对称的这个点上的传感器为传感器Z。在该示例中，在传感器Z中的测量的电流等于

L_z＝K_Z*L_predicted

其中L_z是由传感器Z测量的电流，K_z是常量，而L_predicted是在第一相位分支和第二相位分支中的预测组合电流。

在该示例中，在活动1860或1866中由传感器Z得到的基准电流测量值可被存储为L_z-baseline。在传感器Z处得到的第一校准测量值可存储在L_z-cal并且第一已知校准负载的电流可以是ΔP。在该示例中，可以计算K_z，其中：

K_z＝(L_z-cal-L_z-baseline)/ΔP

在其他示例中，可以使用需要超过两个校准测量值的其他校准等式。在这些示例中，如果不同的校准负载需要获取所需数量的校准点，则可以重复活动1861-1866(图18)很多次。

在程序1977完成后，计算校准系数的活动1867就完成了。

再次参见图18，图18的方法1800继续以存储校准系数的活动1868。在一些示例中，校准系数可存储在图1-2的计算单元120的存储器226中。在该相同或不同的示例中，校准系数可存储在图1的传感设备110和/或校准设备180的存储器内。在仍其他实施例中，可以将校准系数发送到远程服务器来存储和使用。在活动1868后，方法1800就完成了。

图20示出了一种用于确定电功率导体中的预测电流的方法2000的实施例的流程图。方法2000仅是示例性的并不限于在此所展示的实施例。方法2000可以应用在未在此具体描绘或描述的许多不同的实施例或示例中。在一些实施例中，能够以所展示的顺序执行方法2000的活动、程序、和/或过程。在其他实施例中，能够以任意其他合适的顺序执行方法2000的活动、程序、和/或过程。也在其他实施例中，可以组合或跳过方法2000中的活动、程序、和/或过程中的一个或多个。

方法2000描述了确定在电功率导体中使用的预测电功率(和/或电流)的一般方法。该方法包含使用几个预先确定的校准系数(参见图18的方法18)以确定建筑物的电功率基础设施中的预测电流。下述方法可用来精确地计算校准系数而不管面板196(图1)上的传感设备110(图1)的位置，具有以下几点例外：(a)如果电流传感器211(图2)距离主功率导体193和194(图1)太远以使得来自主功率导体193和194几乎没有可辨识的信号被测量；以及(b)如果所有电流传感器211(图2)距离中性电功率导体195(图1)太近并且距离电功率导体193和194太远。在一些示例中，方法2000可宽泛地包括计算在电功率基础设施的每个分支(例如，第一和第二相位分支)上的预测电流L_1-predicted和L_2-predicted(如由提供电功率的公共市电所上报的)。

在一些示例中，可以组合图18的方法1800和方法2000以产生一种使用功耗测量设备的方法。可替代地，与方法2000组合的图18的方法1800可被考虑为一种确定在电功率导体中的预测电流(和/或电功率)的方法。在这些实施例中，可以执行方法1800一次从而确定校准系数，而之前可以重复方法2000从而确定由建筑物的负载在各种时间上使用的预测电流(和/或电功率)。

参见图20，方法2000包括使用第一电流传感器执行第一组测量值的活动2061。在各种实施例中，电流传感器211(图2)之一可用来执行第一组测量值。在一些示例中，活动2061可包括测量在传感器K处的振幅和相位角。该振幅读数可使用名称L_K存储并且该相位角读数可使用名称存储。

在一些示例中，活动2061还包括确定电压的振幅和相位角。电压的相位角可用来帮助计算电流的相位角。在一些示例中，图2的电压传感器228可用来确定电压的相位角。

随后，图20的方法2000包括使用第二电流传感器执行第二组测量值的活动2062。在各种实施例中，电流传感器211(图2)之一可用来执行第二组测量值。在一些示例中，活动2063可包括测量在传感器Y处的振幅和相位角。该振幅读数可使用名称L_Y存储并且该相位角读数可使用名称存储。

在一些示例中，活动2062还包括确定电压的振幅和相位角。如上所讨论的，电流的相位角等于由传感器测量的相位角减去电压的相位角。在一些示例中，图2的电压传感器228可用来确定电压的相位角。

接下来，图20的方法2000包括确定在第一相位分支中使用的预测电功率的活动2063。在一些示例中，活动2063可包括使用校准系数K₁、K₂、Y₁和Y₂确定第一相位分支的振幅L₁和第一相位分支的相位角其中：

并且

在一些示例中，在第一相位分支中的预测功率P_1-predicted可以是第一相位分支中如将由公共市电上报的电功率。在一些实施例中，在第一相位分支中的预测电流L_1-predicted是：

其中V是在活动2062中测量的电压。

图20的方法2000继续以确定在第二相位分支中使用的预测电功率的活动2064。在一些示例中，活动2064可包括使用校准系数K₁、K₂、Y₁和Y₂确定第二相位分支的振幅L₂和第二相位分支的相位角其中：

并且

在一些示例中，在第二相位分支中的预测功率P_2-predicted可以是第二相位分支中如将由公共市电上报的电功率。在一些实施例中，在第二相位分支中的预测电流P_2-predicted是：

其中V是在活动2062中测量的电压。

在传感设备仅仅使用一个传感器Z的第二示例中，确定预测功率P_predicted是相对简单的。在该示例中，传感器Z被放置在这样一个位置使得来自主电功率导体193和194(图1)的磁场在传感器Z处是对称的并且感器Z被放置在这样一个位置其中来自主电功率导体195(图1)的磁场是很小的并且可被忽略。在该示例中，可以计算在传感器Z中的测量的电功率，其中：

P_predicted＝V*L_z/K_Z

并且其中V是在活动2062中测量的电压，L_z是活动2061中由传感器Z测量的电流，K_z是常量(已经在图18的活动1867中确定)。

图20的方法2000继续以使用和/或上报在第一和第二相位分支中的预测电流的活动2065。总的预测电功率P_predicted是第一相位分支中的预测电功率和第二相位分支中的预测电功率之和：

P_predicted＝P_2-predicted+P_1-predicted

在一些示例中，可在计算单元120(图1和2)的用户通信设备134上将由建筑物中的负载使用的电功率(即，P_predicted)显示给用户。在其他示例中，可以将所使用的电功率(和/或预测电流)发送给提供电功率的公共市电或将其上报给其他实体。

在仍其他实施例中，可基于步长变化和所观察的电流和电压之间的相位角在分离负载中使用预测电流。计算单元120可确定并分配一个步长变化(电流中的增加或减少)到建筑物中的一个或多个电气设备以指示它的使用情况。可通过观察来自每个相位分支上的电流数据的120V和240V电器实现进一步的分离。除了汇总电流步长变化，在每个独立相位分支上的步长变化进一步标识不同负载或电器的存在(即，类似负载安装在建筑物中的不同位置)。因为设备的内部电抗的缘故，所观察的在相位角中的变化允许标识电感负载(即，风扇、发动机、微波炉、压缩机)。该预测电抗不是必需的，但是只要它们与设备推理地相关，所观察的原始相位角是足够的。在一些示例中，在电功率基础设施上的电流消耗中的瞬时改变可建立设备的启动特性，其可以表征家用电器。该技术包括使用已知启动信号库上的模板匹配来分类未知负载。该特征空间更不会受重叠设备分类的影响并且能够分离具有类似负载特性的多个设备。例如，两个具有类似真实的和电抗功耗的发动机可在启动特性上表现出很大的不同，从而可被分离。该方法对消耗大量电流负载的电气设备或至少在启动过程中消耗大量电流的电气设备是合适的。使用这些活动，可以分离在电功率基础设施上的负载。

在活动2065后，方法2000就完成了。

图21示出了根据一个实施例的两个电流传感器相对于主电功率导体193、194和195(图1)的第一位置的一个示例。在图21中所示的两个电流传感器的位置用于测试图18的校准方法1800和图20的电流确定方法2000。随机地打开或关闭连接到主电功率导体193、194和195(图1)的负载。当随机地打开或关闭负载时，使用电流监视器监视实际电流。在使用两个电流传感器进行测量之后，还使用图18和20的方法1800和2000来计算预测电流。图22示出了比较图18和20的方法预测的电流对比于测量电流的图表。如图22所示，预测电流近似地反映测量电流。

图23示出了根据一个实施例的两个电流传感器相对于主电功率导体193、194和195(图1)的第二位置的一个示例。在图23中所示的两个电流传感器的位置用来测试图18的校准方法1800和图20的电流确定方法2000。随机地打开或关闭连接到主电功率导体193、194和195(图1)的负载。当随机地打开或关闭负载时，使用电流监视器监视实际电流。在使用两个电流传感器进行测量之后，还使用方法1800和2000来计算预测电流。图24示出了比较由图18和20的方法预测的电流对比于测量电流的图表。如图24所示，预测电流近似地反映测量电流。

尽管已经参考具体的实施例描述了本发明，但是应理解本领域的普通技术人员可以进行各种改变而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明的实施例的披露旨在描述本发明的范围而不在于限制。应注意本发明的范围应该仅限于所附权利要求所要求的内容。例如，对于本领域普通技术人员，将容易认识到图18的活动1860、1861、1862、1863、1864、1865、1866、1867和1868，图17的程序1971、1972、1973、1974、1975、1976、和1977，以及图20的活动2061、2062、2063、2064和2065，可以由许多不同的活动、程序构成，并由许多不同模块以可以修改图1的任意元件，而且这些实施例中的某些的前述讨论不必需表示所有可能实施例的完整描述的许多不同顺序执行。

在任何具体权利要求中提及的全部元素是该特别权利要求提及的实施例所必要的。因此，一个或多个所提及的元素的替代形式形成重构并且不必修复。另外，已经关于特定实施例描述了益处、其他优点以及问题的解决方案。然而不能认为会促使任何好处、优点或问题解决方案发生或变得明显的益处、优点、问题解决方案、以及任何元素或多个元素是任何或所有权利要求的关键的、要求的或主要的特征或元素，除非在此类权利要求中陈述了这样的益处、优点、解决方案或元素。

此外，通过若实施例和/或限制如下：在此所披露的实施例和限制不是在专用原则下而为大众所专用：(1)未在权利要求中清楚地提及；以及(2)是或在等效原则下是权利要求中表达的元素和/或限制的潜在等效物。

Claims

1.一种使用功耗测量设备的方法，所述功耗测量设备机械地连接到断路器盒的表面，所述断路器盒覆盖用于建筑物的电功率基础设施的一个或多个主供电导体的至少一部分，所述方法包括：

使用所述功耗测量设备中的一个或多个传感器确定一个或多个来自所述一个或多个主供电导体的第一磁场读数；

在确定所述一个或多个第一磁场读数后，电气地连接第一校准负载到所述电功率基础设施；

当所述第一校准负载保持电气地连接到所述电功率基础设施时，使用所述功耗测量设备中的所述一个或多个传感器确定一个或多个来自所述一个或多个主供电导体的第二磁场读数；

至少部分使用所述一个或多个第一磁场读数和所述一个或多个第二磁场读数校准所述功耗测量设备，其中校准所述功耗测量设备包括：

至少部分使用所述一个或多个第一磁场读数和所述一个或多个第二磁场读数确定用于所述功耗测量设备的一个或多个第一校准系数；

在校准所述功耗测量设备后，使用所述功耗测量设备中的所述一个或多个传感器确定一个或多个来自所述一个或多个主供电导体的第三磁场读数；以及

至少使用所述一个或多个第三磁场读数和所述一个或多个第一校准系数来确定被所述建筑物的所述电功率基础设施使用的电功率。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

电气地连接第二校准负载到所述电功率基础设施；以及

当所述第二校准负载保持电气地连接到所述电功率基础设施时，使用所述功耗测量设备中的所述一个或多个传感器确定一个或多个第四磁场读数，

其中：

校准所述功耗测量设备包括：

至少部分使用所述一个或多个第一磁场读数、所述一个或多个第二磁场读数、和所述一个或多个第四磁场读数确定用于所述功耗测量设备的所述一个或多个第一校准系数。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：

在电气地连接所述第二校准负载之前，从所述电功率基础设施去连接所述第一校准负载。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述一个或多个传感器包括第一传感器；以及

所述一个或多个传感器的所述第一传感器处在相对于所述一个或多个主供电导体的一个位置，以使得所述电功率基础设施的第一相位分支和第二相位分支的磁场在所述一个或多个传感器的所述第一传感器处是对称的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

确定所述电功率包括：

至少部分使用所述一个或多个第三磁场读数、所述一个或多个第一校准系数、和横跨所述建筑物的所述电功率基础设施的电压降确定被所述建筑物的所述电功率基础设施使用的所述电功率。

6.根据权利要求1、2、3、4或5中任意一项所述的方法，其中：

确定所述一个或多个第一校准系数包括：

在一个或多个传感器校准等式中使用所述一个或多个第一磁场读数和所述一个或多个第二磁场读数以确定所述一个或多个第一校准系数。

7.根据权利要求1、2、3、4或5中任意一项所述的方法，其中：

所述一个或多个第一磁场读数包括电流的电流测量值和所述电流的相位角测量值；以及

所述电流的所述相位角测量值与测量的电压的相位相关。

8.根据权利要求1、2、3、4或5中任意一项所述的方法，进一步包括：

在确定所述一个或多个第三磁场读数之前，从所述电功率基础设施去连接所述第一校准负载。

9.根据权利要求1、2、3、4或5中任意一项所述的方法，其中：

电气地连接所述第一校准负载到所述电功率基础设施包括：

接收来自校准设备的表示所述第一校准负载已经电气地连接于所述电功率基础设施的通信，其中所述校准设备包括所述第一校准负载。

10.根据权利要求1、2、3、4或5中任意一项所述的方法，其中：

电气地连接所述第一校准负载到所述电功率基础设施包括：

切换至少一个开关以电气地连接所述第一校准负载到所述电功率基础设施。

11.一种用于校准磁场传感器设备的方法，所述磁场传感器设备连接到断路器盒的第一表面，所述断路器盒覆盖建筑物的电功率基础设施的至少一部分，所述电功率基础设施具有一个或多个主供电导体、第一相位分支和第二相位分支，所述磁场传感器设备包括两个或更多个磁场传感器，所述方法包括：

当所述磁场传感器设备连接到所述断路器盒的第一表面时，使用所述磁场传感器设备来确定所述磁场传感器设备的所述两个或更多个磁场传感器中的第一磁场的第一振幅和第一相位角；

在所述磁场传感器设备处接收表示第一负载已经连接到所述电功率基础设施的所述第一相位分支的通信；

当所述第一负载连接到所述第一相位分支时，并且当所述磁场传感器设备连接到所述断路器盒的第一表面时，使用所述磁场传感器设备来确定所述磁场传感器设备的所述两个或更多个磁场传感器中的第二磁场的第二振幅和第二相位角；

在所述磁场传感器设备处接收表示第二负载已经连接到所述电功率基础设施的所述第二相位分支的通信；

当所述第二负载连接到所述第二相位分支时，并且当所述磁场传感器设备连接到所述断路器盒的第一表面时，使用所述磁场传感器设备来确定所述磁场传感器设备的所述两个或更多个磁场传感器中的第三磁场的第三振幅和第三相位角；以及

至少部分地使用所述两个或更多个磁场传感器中的所述第一磁场的所述第一振幅和所述第一相位角、所述两个或更多个磁场传感器中的所述第二磁场的所述第二振幅和所述第二相位角和所述两个或更多个磁场传感器中的所述第三磁场的所述第三振幅和所述第三相位角使用计算机处理器确定对于所述磁场传感器设备的一个或多个校准系数。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：

在所述磁场传感器设备处接收表示所述第二负载已经从所述电功率基础设施的所述第二相位分支去连接的通信；

在所述第二负载已经从所述第二相位分支去连接后，当所述磁场传感器设备连接到所述断路器盒的第一表面时，使用所述磁场传感器设备来确定所述磁场传感器设备的所述两个或更多个磁场传感器中的第四磁场的第四振幅和第四相位角；

确定所述两个或更多个磁场传感器中的所述第四磁场的所述第四振幅和所述第四相位角在所述两个或更多个磁场传感器中的所述第一磁场的所述第一振幅和所述第一相位角的量值以内。

13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

电气地连接所述第一负载到所述电功率基础设施的所述第一相位分支。

14.根据权利要求11、12或13中任意一项所述的方法，进一步包括：

在接收表示所述第二负载已经连接到所述电功率基础设施的所述第二相位分支的通信之前，从所述电功率基础设施的所述第一相位分支去连接所述第一负载。

15.据权利要求11、12或13中任意一项所述的方法，进一步包括：

在接收表示所述第二负载已经连接到所述电功率基础设施的所述第二相位分支的通信之前，电气地连接所述第二负载到到所述电功率基础设施的所述第二相位分支。

16.一种用于监控建筑物的电功率基础设施中电功率使用的系统，所述建筑物包括断路器盒和所述建筑物的所述电功率基础设施的一个或多个主供电导体，所述系统包括：

功耗测量设备，被配置为连接到所述断路器盒的第一表面，所述断路器盒覆盖用于所述电功率基础设施的所述一个或多个主供电导体的至少一部分，所述功耗测量设备包括一个或多个磁场传感器；

第一校准设备，被配置为电气地连接到所述电功率基础设施，所述第一校准设备包括一个或多个第一校准负载；以及

校准模块，被配置为在第一处理器上运行并被配置为使用从所述功耗测量设备的所述一个或多个磁场传感器获取的数据至少部分地校准所述功耗测量设备，

其中：

所述功耗测量设备被配置为当所述一个或多个第一校准负载中的至少一个电气地连接到所述电功率基础设施时和当所述功耗测量设备连接到所述断路器盒的所述第一表面时至少获取所述数据的一部分。

17.根据权利要求16所述的系统，其中：

所述第一校准设备进一步包括：

电连接器，被配置为电气地连接到所述电功率基础设施；

显示单元，被配置为显示信息到用户；

切换模块，被配置为电气地连接或去连接所述一个或多个第一校准负载到所述电功率基础设施；以及

第二处理器，被配置为控制所述切换模块。

18.根据权利要求17所述的系统，其中：

所述功耗测量设备被配置为控制所述第一校准设备的所述切换模块。

19.根据权利要求16所述的系统，其中：

所述第一校准设备进一步包括：

温度传感器。

20.根据权利要求16所述的系统，进一步包括：

第二校准设备，被配置为电气地连接到所述电功率基础设施，所述第二校准设备包括一个或多个第二校准负载。

21.根据权利要求20所述的系统，其中：

所述第一校准设备被配置为与所述第二校准设备通信。

22.根据权利要求20所述的系统，其中：

所述第一校准设备包括无线发射器；以及

所述第二校准设备包括无线接收器。

23.根据权利要求20所述的系统，其中：

所述第一校准设备包括信号注入器以注入信号到所述电功率基础设施；以及

所述第二校准设备包括接收器，所述接收器被配置为检测所述电功率基础设施中的所述信号。

24.根据权利要求20、21、22或23中任意一项所述的系统，其中：

所述第一校准设备包括输电线通信发射器；以及

所述第二校准设备包括输电线通信接收器。

25.根据权利要求20、21、22或23中任意一项所述的系统，进一步包括：

计算单元，其包括所述第二校准设备、所述校准模块和所述第一处理器。

26.根据权利要求20、21、22或23中任意一项所述的系统，其中：

所述电功率基础设施进一步包括第一相位分支和第二相位分支；

所述第一相位分支和所述第二相位分支电气地连接到所述一个或多个主供电导体，并且从所述一个或多个主供电导体接收电功率；以及

所述第二校准设备被配置为确定所述第一校准设备和所述第二校准设备是否都连接到所述第一相位分支或所述第二相位分支或是否所述第一校准设备和所述第二校准设备连接到所述第一相位分支和所述第二相位分支中的不同的那个。

27.根据权利要求16、17、18、19、20、21、22或23中任意一项所述的系统，进一步包括：

处理模块，被配置为在所述第一处理器上运行并被配置为使用从所述功耗测量设备的所述一个或多个磁场传感器获取的所述数据至少部分地确定被所述电功率基础设施使用的电流。

28.根据权利要求16、17、18、19、20、21、22或23中任意一项所述的系统，其中：

所述断路器盒包括门，所述门被配置为在打开位置和关闭位置间移动；

当所述门处在所述关闭位置时，所述第一表面是所述断路器盒的内表面；

当所述门处在所述打开位置时，所述第一表面是所述断路器盒的外表面；以及

所述功耗测量设备被配置为被连接到所述断路器盒的所述第一表面，以使得当所述功耗测量设备保持连接到所述第一表面时，所述门在不同时间可处在所述打开位置和所述关闭位置。

29.根据权利要求16、17、18、19、20、21、22或23中任意一项所述的系统，其中：

所述电功率基础设施包括第一相位分支和第二相位分支；

所述第一校准设备的所述一个或多个第一校准负载包括：

第二校准负载，被配置为被连接到所述第一相位分支的第一电流携带导体；以及

第三校准负载，被配置为被连接到所述第二相位分支的第二电流携带导体。