CN108369253A - 用于测试电连接器的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种电连接器测试系统可包含第一连接器末端和耦合到第一连接器末端的控制器。所述系统还可包含耦合到所述第一连接器末端的电力负载，其中所述电力负载包含电缆和耦合到所述电缆的末端的第二连接器末端。所述控制器能够在允许电力在所述第一连接器末端与所述第二连接器末端之间流动之前确定是否存在关于所述电力负载的不利电气条件。

Description

用于测试电连接器的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请依据35U.S.C.§119要求2015年12月28提交的标题是“用于测试电连接器的系统和方法(Systems and Methods For Testing Electrical Connectors)”的第62/271,822号美国临时专利申请和2016年7月11日提交的标题是“用于测试电连接器的系统和方法(Systems and Methods For Testing Electrical Connectors)”的第15/206,522号美国专利申请的优先权。两个前述申请的全部内容由此以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开大体上涉及电连接器，且更具体地说，涉及用于测试用于冷柜集装箱的电连接器的系统、方法和装置。
背景技术
便携式装置常常含有需要电能的组件，且在一些状况下所需电能可具有相对高的电压和电流等级。已设计出插座来向此类便携式装置提供电力。常常，插座被设计成具有机械互锁特征来确保来自装置的连接器被恰当地插入到插座中。但是，如下文进一步描述，此类机械互锁特征通常不会提供电气测试特征。
冷藏船运集装箱(也被称为冷柜集装箱)是需要电力的便携式装置的一个实例。冷藏船运集装箱用以在全世界运送商品。此类冷藏船运集装箱可在火车、卡车和船上运输，且集装箱常常驻扎在港口、仓库和分配中心处。虽然冷藏集装箱在这些各种运输和存储模式下定位，但是它们常常需要电能来操作集装箱的冷藏单元。冷藏船运集装箱中的冷藏单元通常在相对高的电压和电流等级下操作。举例来说，许多冷藏船运集装箱在480伏AC和8到15安培下操作。
发明内容
总的来说，在一个方面中，本公开涉及一种电连接器测试系统。所述电连接器测试系统可包含第一连接器末端和耦合到第一连接器末端的控制器。所述系统还可包含耦合到所述第一连接器末端的电力负载，其中所述电力负载包括电缆和耦合到所述电缆的末端的第二连接器末端。所述控制器能够在允许电力在所述第一连接器末端与所述第二连接器末端之间流动之前确定是否存在关于所述电力负载的不利电气条件。
在另一方面中，本公开可大体上涉及一种冷柜插座。所述冷柜插座可包含：被配置成耦合到冷柜集装箱的电连接器的连接器末端；和耦合到所述连接器末端的电气联锁装置。所述冷柜插座还可包含：耦合到所述电气联锁装置的断路器；和耦合到所述断路器的电源供应器。所述冷柜插座可进一步包含耦合到所述电源供应器的控制器，其中所述控制器执行至少一个测试以在使所述冷柜集装箱投入使用之前确定是否存在不利电气条件。所述控制器可在允许电力在所述连接器末端与所述冷柜插座的所述电连接器之间流动之前确定不存在关于所述电力负载的不利电气条件。
这些和其它方面、对象、特征和实施例将从以下描述和所附权利要求书显而易见。
附图说明
图式仅说明实例实施例，且因此不应被视为限制范围，这是因为实例实施例能承认其它同等有效的实施例。在图式中示出的元件和特征不一定按比例缩放，而是将重点放在清楚地说明实例实施例的原理上。另外，可放大某些尺寸或布置以有助于在视觉上表达此类原理。在附图中，参考标号指定相似或对应但不一定相同的元件。
图1说明目前用于所属领域中的典型冷柜集装箱和冷柜插座的实例。
图2A到2C示出在运送期间存储冷柜集装箱的方式。
图3A到3C说明根据某些实例实施例的连接组合件。
图4示出根据某些实例实施例的冷柜插座的框图。
图5示出根据某些实例实施例的另一冷柜插座的框图。
图6示出根据某些实例实施例的用于冷柜插座的控制器的电路图。
图7到10B示出实例控制器如何可用以检测将电力馈送到冷柜集装箱的电缆和/或连接器中的各种故障的图形实例。
图11示出根据某些实例实施例的用于冷柜插座的另一控制器的电路图。
图12示出控制器如何可用以检测将电力馈送到冷柜集装箱的电缆和/或连接器中的各种故障的图形实例。
图13示出根据某些实例实施例的另一冷柜插座的框图。
图14示出根据某些实例实施例的用于冷柜插座的另一控制器的电路图。
图15和16示出实例控制器如何可用以检测将电力馈送到冷柜集装箱的电缆和/或连接器中的各种故障的图形实例。
图17示出根据某些实例实施例的电气系统的系统图。
图18示出根据某些实例实施例的计算装置。
图19示出根据某些实例实施例的冷柜插座的电路断路器。
具体实施方式
一般来说，实例实施例提供用于用于测试电连接器的系统的系统、方法和装置。虽然本文中描述的用于测试电连接器的实例系统是针对冷柜集装箱，但是实例实施例可以与针对数个其它应用中的任一个使用的电连接器一起使用。另外，实例实施例可用于数个环境中的任一个中的一个或多个中，包含但不限于危险(例如爆炸)环境、室内、室外、低温度、高温度、高湿度、海洋环境和低氧环境。
另外，与实例系统一起使用的电连接器和耦合到电连接器的电导体的大小(例如额定电压、额定电流)可变化。另外，本文中所描述的实例实施例可被设计成用于任何类型的电压(例如交流电(alternating current，AC)、直流电(direct current，DC))。举例来说，如上文所陈述，冷柜集装箱常常在480伏AC和32安培下操作。本文中所描述的实例实施例可用于新电连接器中。另外，一些实例实施例可用于现有电连接器的改造应用中。
如本文中所定义，电连接器(或正使用实例实施例来测试之物)可包含数个电气组件中的任何一个或多个。此类电气组件可包含但不限于电连接器的连接器末端、电缆(包含其中的任何离散电导体)、母线和负载。如本文中所定义的电连接器或电连接器末端可包含这些电气组件中的任一个。用户可以是与电连接器和/或冷柜集装箱直接或间接交互的任何人。用户的实例可包含但不限于工程师、电工、甲板水手、吊车操作人员、仪器和控制技术员、机械师、操作人员、顾问、承包人和制造商代表。
在示出用于测试电连接器的系统的实例实施例的前述图式中，可省略、重复和/或替换所示出组件中的一个或多个。因此，用于测试电连接器的系统的实例实施例不应被视为限于图式中的任一个中示出的组件的具体布置。举例来说，一个或多个图式中示出或关于一个实施例描述的特征可应用于与不同图式或描述相关联的另一实施例。
在某些实例实施例中，冷柜集装箱的用于测试电连接器的实例系统和/或相关联电连接器必须满足某些标准、准则和/或其它要求。举例来说，国家电气规范(NationalElectric Code，NEC)、美国电气制造者协会(National Electrical ManufacturersAssociation，NEMA)、国际电工委员会(International Electrotechnical Commission，IEC)和电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)设定了关于电气罩壳、布线和电气连接的标准。使用本文中所描述的实例实施例在需要时满足(和/或允许对应装置和/或电气罩壳满足)此类标准。在一些(例如PV太阳能)应用中，对于那个应用特定的额外标准可由使用用于测试电连接器的实例系统的电气罩壳满足。
如果描述但未明确地在图式中示出或标记所述图式的组件，那么用于另一图式中的对应组件的标记可推断为所述组件。相反，如果图示中的组件被标记但未被描述，那么这类组件的描述可与另一图示中的对应的组件的描述基本上相同。在本文中用于图式中的各个组件的编号方案使得每个组件是三位数或四位数的数字，且其它图式中的对应组件具有相同的最后两个数位。
另外，除非明确地表述，否则特定实施例(例如如本文中的图式中所示出)不具有特定特征或组件并不意味着此类实施例不能够具有此类特征或组件。举例来说，在本文中出于当前或未来权利要求的目的，被描述为不被包含于一个或多个具体附图中示出的实例实施例中的特征或组件能够被包含于在本文中对应于这类一个或多个具体附图的一项或多项权利要求中。
将在下文中参考附图更充分地描述用于测试电连接器的系统的实例实施例，其中示出了用于测试电连接器的系统的实例实施例。然而，用于测试电连接器的系统可以许多不同形式体现，且不应被解释为限于本文所阐述的实例实施例。实际上，提供这些实例实施例以使得本公开将透彻和完整，并向所属领域的普通技术人员充分传达用于测试电连接器的系统的范围。各图示中的相似但不一定相同的元件(有时也被称作组件)出于一致性而由相似参考标号标示。
例如“第一”、“第二”、“顶部”、“侧”、“宽度”、“长度”、“半径”、“远端”、“近端”、“内部”和“外部”等术语仅仅用以区分一个组件(或组件的部分或组件的状态)与另一组件。此类术语并不意图指示偏好或特定定向，且并不意图限制用于测试电连接器的系统的实施例。在实例实施例的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供本发明的更透彻理解。但是，所属领域的普通技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践本发明。在其它情形下，不再详细描述众所周知的特征，以免不必要地使描述变复杂。
图1说明包含目前用于所属领域中的典型冷柜集装箱105和冷柜插座125的实例的系统100。除了冷柜集装箱105和冷柜插座125以外，图1还示出的安置于冷柜集装箱105上或内的冷藏单元110、电连接器120、以及安置于冷藏单元110与电连接器120之间的电缆115。在上面安置有一个或多个电连接器120的电缆115可被称作电缆组合件。电连接器120耦合到冷柜插座125。本文中所描述的电缆115可具有任何长度(例如50英尺、100英尺)。电连接器120、电缆115、冷藏单元110与冷柜集装箱105(包含其任何其它组件)的组合可被称作冷柜负载143。
电连接器120可具有多种数个配置中的任一个。举例来说，在图1中示出的实例中，电连接器120(在本文中还更简单地被称作连接器120)是具有四个引脚的套管型的连接器。电连接器120的另一实例配置是对接触点。对于图1中示出的配置，存在四个引脚(一个用于A相位电力，一个用于B相位电力，一个用于C相位电力，且一个用于接地)。其它配置可具有更少(例如三个、两个)引脚或更多(例如50个、100个)引脚。连接器120的配置被配置成补足图1中示出的冷柜插座125的对应配置。在一些状况下，为了确保连接器120与冷柜插座125保持彼此耦合，互锁特征(也被称为耦合特征)添加到连接器120和/或冷柜插座125。此类互锁特征可通过在电力在冷柜插座125与连接器120之间流动之前要求冷柜插座125与连接器120之间的安全机械连接来提供额外安全。
在当前技术中，用于图1中示出的冷柜插座125和连接器120的互锁特征仅提供所述两项之间的机械互锁。换句话说，它们不会将关于超出冷柜插座125的电气连接的安全性的任何信息提供给冷柜负载143，包含连接器120或连接器120下游的任何导体或电气设备。举例来说，因为连接器120和电缆115在运输和存储冷柜集装箱105时保持附接到冷柜集装箱105的冷柜插座125，所以连接器120和/或电源软线115通常会受到损坏。
如图1所示出，冷柜插座125和对应冷柜负载143可用于数个应用中的任一个中。此类应用的实例可包含但不限于港口托架、船上托架、卡车、火车(轨道运输)和分配中心。不论使用冷柜插座125和冷柜负载143的应用，未能以及时方式认识到电气问题会引起冷柜集装箱105内的产品损失(例如因为腐败)和/或增加伤害人员和/或设备的风险。
举例来说，图2A和2B示出在运送期间存储冷柜集装箱205的某些其它方式。在图2A中，冷柜集装箱205可使用电缆215来耦合到的数个冷柜插座225布置于水平冷柜滑道201中，其中冷柜集装箱205与冷柜插座225在地面上彼此邻接地放置。用于冷柜集装箱的电缆215置于开放地面上，同时暴露于区域中的任何元件和设备。在图2B中，数个冷柜集装箱205存储于冷柜托架202中，其中冷柜集装箱205以更致密的布置竖直地堆叠，且更接近冷柜插座(从视图隐藏)而定位。
当损坏的连接器220连接到冷柜插座225并通电时，对连接器220和/或电缆215的损坏会产生不安全条件，例如(如图2C中所说明)短路故障或接地故障。不安全的电气条件还会在电缆215下游朝向冷柜负载的其余部分发生，例如在冷却系统的压缩机(负载)或其它电气组件处发生。此类不安全条件会在以下情形下加剧：冷柜集装箱205存储于托架(例如冷柜托架202)中以使得冷柜集装箱205相对接近主传入电源(即，冷柜插座)而定位。在此状况下，会出现更高的短路电流。
实例实施例提供改善型冷柜插座(例如冷柜插座125)，其可向用户警示冷柜负载(例如冷柜负载143)中的不安全电气条件，例如连接器(例如连接器120)、电缆(例如电缆115)、冷藏单元(例如冷藏单元110)和/或冷柜负载的任何其它电气组件。实例实施例还可增强与互锁特征相关联的实践。具体地说，实例实施例可在检测到不安全电气条件时防止冷柜插座通电。
图3A到3C示出根据某些实例实施例的连接组合件303的各种视图。图3A的连接组合件303示出耦合到实例冷柜插座325的电连接器320。图3A到3C的冷柜插座325包含面板327、安装于从面板327向后延伸的托盘333上的塑壳断路器329、面板327前方的指示板328、安置于面板327中的连接器331、和控制器330。冷柜插座325的连接器331具有补足连接器320的对应特征的特征(例如耦合特征、互锁特征)。
控制器330可执行数个功能中的任一个。举例来说，控制器330可在关闭电路断路器329并允许电力流经电路断路器329之前执行对电气连接、导体和负载的安全测试。图3C中所示出的控制器330安装到电路断路器329的外部。但是，在替代实施例中，控制器330可相对于冷柜插座325安置于数个其它位置中的任一个中，包含但不限于电路断路器329内。
如在以下图式中进一步描述，控制器330提供以下能力：测试冷柜插座325、连接器320、电缆315与电缆315下游的朝向并包含负载的电气组件之间的电气连接和导体，以在关闭断路器329并为电路通电之前确保不存在故障或其它不安全电气条件。控制器330还可控制电路断路器329的操作，使得如果检测到不安全条件，那么无法关闭电路断路器329并无法为电路通电。由控制器330执行的测试的结果可以数个方式中的一个或多个传达给用户。
举例来说，安置于图3B中的冷柜插座325的面板327上的指示板328可传达如由控制器330确定的系统状态。在此状况下，指示板328可指示连接器320恰当地连接到冷柜插座325。作为另一实例，指示板328可指示在电路中未检测到故障。作为又一实例，指示板328可指示断路器329关闭且电力正递送给电路。在其它实施例中，可实施指示板328的不同布置，包含视觉和听觉能力，以传达由控制器330执行的测试的结果。
实例冷柜插座325的指示板328可包含数个组件中的任一个和/或具有数个形式中的任一个。举例来说，如图3中所示出，指示板328可包含安置于冷柜插座325的面板327上的数个指示灯。作为另一实例，指示板328可以是安置于冷柜插座325的面板327上的交互式数字显示器。换句话说，指示板328可以是下文关于图17所描述的应用程序接口或其部分。在某些实例实施例中，控制器330可与用户、网络管理器、中央监视系统、另一冷柜插座的另一控制器330和/或可使用来自控制器330的数据的任何其它系统通信。
所属领域的普通技术人员将认识到，图3A到3C中所描述的控制器330可在危险环境和非危险环境两者中应用于其它类型的罩壳。举例来说，冷柜插座325可包含手动切换装置(也被称为电气联锁装置)，例如继电器、起动器、接触器、螺线管和/或任何其它类型的开关，而非先前描述的电路断路器329。如同前述实例，替代性开关装置可包含控制器330以在手动开关被致动且冷柜插座325通电之前对连接器320和其它组件执行测试。
在某些实例实施例中，控制器330包含硬件处理器。替代地，控制器330不包含硬件处理器。在此状况下，作为实例，控制器330可包含一个或多个现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)。使用FPGA和/或所属领域中已知的其它类似装置允许控制器330(或其部分)在不使用硬件处理器的情况下可编程并根据某些逻辑规则和阈值而起作用。替代地，FPGA和/或类似装置可与一个或多个硬件处理器结合使用。
图4示出包含根据某些实例实施例的冷柜插座425的系统400的框图。图4的冷柜插座425包含控制器430、接触器436(或更一般来说，电气联锁装置436，如上文所描述)、电路断路器429(在本文中还更简单地称作断路器429)、电源437和连接器431。冷柜插座425的所有这些组件使用电导体439来彼此电耦合。图4中的控制器430和接触器436各自与电路断路器429和连接器431串联连接，且控制器430与接触器436彼此并联。
控制器430可通过电源437接收电力来执行测试操作。在此状况下，电源437(使用例如变压器、反相器、转换器、二极管电桥)来从在断路器429与接触器436之间流动的电力创建由控制器430使用的电力的电平和类型。举例来说，电源437可产生24V直流电源。在某些实例实施例中，电源437在预通电期间创建可被2类电路的部分的电力，这意味着相对于仅可由已授权电工安装或维护的1类电路，控制器430的安装和维护可由任何个体执行。另外，2类电路具有在预通电测试期间电击与控制器430或2类电路的其它部分(包含下游连接器、电源软线和负载)接触的用户的大体上更低的风险。
控制器430通过将信号发射到连接器431的四个电导体439(三个离散相位导体和一个接地导体)上来执行测试，所述四个电导体通过一个或多个电导体439连接到冷柜负载438。控制器430还可包含用于评估冷柜插座425和相关联设备的电气和/或机械完整性的一个或多个组件。举例来说，控制器430可包含用于接地故障测试的感测线圈。作为另一实例，控制器430可包含用于检测可指示不安全条件的温度提高的温度传感器。如果控制器430通过被执行的测试中的任一个检测到不安全电气条件，那么控制器430可锁定接触器436以使得电力无法递送给插头431。在图4中所示出的实施方案中，一旦断路器429和接触器436关闭，那么必须评定接触器436以处置从断路器429传导到连接器431的电压和电流。
图4的控制器430还可包含用以检查系统400中的一个或多个不利条件(例如接地故障)的自测试电路491。自测试电路491可包含数个特征和/或组件中的一个或多个。举例来说，如图4中所示出，接地故障测试可通过自测试电路491执行，并可包含用以将测试电力(例如电流)注入到系统400的部分中的电导体492。通过在接触器436的接触器436与插头431之间的负荷侧上在导体(在此状况下，具有A、B和C相位电导体439)上注入测试信号，可测试其它类型的故障，例如短路故障。作为另一实例，如图4中所示出，自测试电路491可包含另一电导体493，电导体493用以从系统400的部分(在此状况下，在接触器436的接触器436与插头431之间的负荷侧上在A、B和C相位电导体439中)接收信号(例如电流、电压)。
图5示出根据某些实例实施例的包含另一冷柜插座525的系统500的框图。图5的冷柜插座525包含控制器530、接触器536(或更一般来说，电气联锁装置536，如上文所描述)、电路断路器529、电源537和连接器531。冷柜插座525的所有这些组件使用电导体539来彼此电耦合。图5中的控制器530与接触器536彼此串联连接，并平行于电路断路器529。
在此状况下，控制器530从电源537接收电力(例如24V DC)，并将四个电导体539(三个离散相位导体和一个接地导体)上的测试信号发射到接触器536。连接器531在一侧上通过电导体539耦合到接触器536，并在另一侧上耦合到冷柜负载538。如同图4的控制器430，图5的控制器530还可包含用于评估冷柜插座525和相关联设备的电气和/或机械完整性的一个或多个组件。举例来说，控制器530可包含用于执行接地故障测试的感测线圈。作为另一实例，控制器530可包含用于检测可指示不安全条件的温度提高的温度传感器。
控制器530可耦合到断路器529，并在检测到不安全条件的情况下防止断路器529关闭。图5中示出的实例实施例相比于图4中所示出的实例实施例提供优点，优点在于不需要图5中的接触器536如图4中的接触器436坚固，这是因为接触器536不将完整的电流传导到连接器531。接触器536还在控制器530和电导体539通电时提供控制器530与电导体539的高电压的电隔离，因此可使用低电压检测电路。图5的控制器530还可包含测试测试电路591，测试测试电路591可大体类似于上文关于图4所描述的测试测试电路491。
如上文所论述，控制器(例如控制器430、控制器530)可具有使用数个组件中的任一个的数个配置中的任一个。图6示出控制器的一个此配置的实例。具体地说，图6示出根据某些实例实施例的用于冷柜插座(例如冷柜插座525)的控制器630的电路图。
在此状况下，控制器630包含使用电导体651来彼此连接的数个电阻器(例如电阻器642、电阻器643、电阻器644)、数个开关641与硬件处理器650。图6中的每个电阻器实际上是三个大体上相同的电阻器，一个电阻器用于每个电力相位。举例来说，电阻器642包含用于一个电力相位的电阻器642-1、用于第二电力相位的电阻器642-2和用于第三电力相位的电阻器642-3。类似地，图6中的开关641实际上是三个大体上相同的开关(开关641-1、开关641-2和开关641-3)，一个用于用于每个电力相位。
图6中的控制器630的电阻器642形成从电源637接收电压(例如24V DC)的电阻分压器。电阻器642可“拉高”从电源637接收到的电压以实现更高的电压电平。在某些实例实施例中，在通过电阻器642之后，电力的电压的电平介于2类电路的可接受限度内。在一些状况下，电力的电压的电平接近而不到达2类电路的限度。以此方式，除已授权电工以外的用户可安装和/或维护控制器630和下游电路系统(例如冷柜负载538，包含其任何部分，例如连接器531)，极大地降低了关于流经控制器630的电力的电击的风险，且可更决定性地进行由控制器630进行的确定。
硬件处理器650可执行一个或多个实例实施例的软件、算法和/或固件。具体地说，硬件处理器650可执行软件。在一个或多个实例实施例中，硬件处理器650可以是集成电路、中央处理单元、多核心处理芯片、SoC、包含多个多核心处理芯片的多芯片模块、或其它硬件处理器。硬件处理器650以其它名称已知，包含但不限于计算机处理器、微处理器和多核心处理器。
当控制器630包含硬件处理器650时，控制器630还可包含数个其它硬件组件中的一个或多个，包含但不限于控制引擎、通信模块、实时时钟、能量计量模块、电力模块、存储库、存储器、收发器、应用程序接口、和任选地安全模块。在下文关于图17示出了控制器和其各种组件的实例。控制器630可对应于如下文关于图18所描述的计算机系统。
如果三个相位中的人一个短路到接地，那么此将由在硬件处理器650的感测终端653(也被称为感测引脚653)处测量的电压中控制器630易于确定。开关641在此状况下是MOSFET，但可以是任何其它类型的晶体管或任何其它类型的开关(例如双极开关、继电器的触点)。开关641在此状况下由硬件处理器650的脉冲发生器647(一个用于每个相位)通过控制终端646(也被称为控制引脚646)受控制。硬件处理器650依序操作每个开关641来将相位短接到接地649。如果任何两个相位彼此短接，那么硬件处理器650将能够在感测终端653处确定此，这是因为接地将在多于单个短接的相位上显而易见。
在图6中所示出的配置中，电阻器642通过电容负载创建RC时间常量。因此，如由硬件处理器650在感测终端653处测量的每个相位上的信号的时间上升可用以计算负载的电容。LR时间常量也对于电感负载存在，且由硬件处理器650在感测终端653处测量的信号的下降时间可用以计算负载的电感。任何显著电感或电容指示线缆(例如线缆315)并未短接，且因此可施加能量。
图7到10B示出图6的控制器630如何可用以检测将电力馈送到冷柜集装箱的电缆和/或连接器中的各种故障的实例。图7示出控制器630确定不存在故障的图形760。图8示出控制器630确定存在相间短路的图形861。图9示出控制器630确定存在相对地短路的图形962。图10A和10B示出控制器630确定存在相间电感的图形(图形1063和图形1064)。
参考图1到10B，图7的图形760示出随时间765推移的各种电压。从上到下，电压是感测终端653-3的电压766-3、感测终端653-2的电压766-2、感测终端653-1的电压766-1、控制终端646-3的电压767-3、控制终端646-2的电压767-2和控制终端646-1的电压767-1。在此状况下，不存在故障，因此条件正常。
如上文所论述，电源软线的三个相位通过拉高电阻器642-1、642-2和642-3被拉高(例如24V DC)。在操作/测试期间，每个相位由硬件处理器650使用通过控制终端646发送的数字控制信号并利用(操作)对应开关641来个别地拉低。使用分压器(用于每个各别相位的电阻器643/电阻器644)来在感测终端653处接收到的每个相位的感测信号，以将电压转换成在图7中标绘的一系列0V到5V。这些信号可被视为数字或模拟的，这取决于正检测到的故障条件和信号被反馈给硬件处理器650上的模拟还是数字感测引脚。
图7的图形760中的波形示出当控制终端646中的每一个被个别且依序地驱动成高(在此状况下5V)时，对应开关641接通，在此时间期间其将相关联线相位拉低。因为线隔离(无相间短路)，且不存在故障条件，所以一次仅一个相位变低。换句话说，仅由对应开关641主动地拉低的相位是低的(0V)。另外两个相位保持高(5V)。当相位被个别地拉低时，通过硬件处理器650在感测终端653处检查所有相位的感测线，以确保一次所述单个预期相位变低。如果这是事实(如此状况下示出)，那么无故障条件由硬件处理器650确认。
图8的图形861示出随时间865推移的各种电压。从上到下，电压是感测终端端653-3的电压866-3、感测终端653-2的电压866-2、感测终端653-1的电压866-1、控制终端646-3的电压867-3、控制终端646-2的电压867-2和控制终端646-1的电压867-1。在此状况下，在相位A与B之间存在短路(故障)。由硬件处理器650通过控制终端646在由图8的图形861捕获的操作中施加的控制信号在与如上文关于图7所描述相同的序列中。
在此处，在感测终端653处返回到硬件处理器650的感测到的信号指示存在故障。这由以下事实指示：在控制终端646-1或控制终端646-2被驱动成高(激活)的任何时间，由硬件处理器650在感测终端653-1和感测终端653-2处读取的感测信号都一起变低。因此，在控制终端646-1或控制终端646-2被激活且感测信号被读回的任何时间，硬件处理器650将注意到：在感测终端653-1和感测终端653-2两者处由硬件处理器650测量的感测信号处于低状态下，同时指示故障条件。
图9的图形962示出随时间965推移的各种电压。从上到下，电压是感测终端653-3的电压966-3、感测终端653-2的电压966-2、感测终端653-1的电压966-1、控制终端646-3的电压967-3、控制终端646-2的电压967-2和控制终端646-1的电压967-1。在此状况下，存在相位A到接地的接地故障。同样，由硬件处理器650通过控制终端646在由图9的图形962捕获的操作中施加的控制信号在与如上文关于图7和8所描述相同的序列中。
在此处，接地故障条件在以下事实中显现：相位A始终被拉低，如由硬件处理器650在终端653-1处测量，而不论如在控制终端646处所测量的控制信号中的任一个的状态。这包含没有主动控制信号的时间(例如2ms与3ms之间、6ms之后)。如果在所有控制信号非主动的时间期间读取如由硬件处理器650在感测终端653处测量的感测信号，那么任何相位上的低指示对应相位与接地之间的故障。理论上，如果对感测到的信号执行A/D转换，那么还可感测到高阻抗接地故障。在某些实例实施例中，分压器公式可由硬件处理器650使用以确定接地故障的准确阻抗。
图10A的图形1063和图10B的图形1064示出随时间1065推移的各种电压。从上到下，电压是感测终端653-3的电压1066-3、感测终端653-2的电压1066-2、感测终端653-1的电压1066-1、控制终端646-3的电压1067-3、控制终端646-2的电压1067-2和控制终端646-1的电压1067-1。由硬件处理器650通过控制终端646在由图10A的图形1063和图10B的图形1064捕获的操作中施加的控制信号在与如上文关于图7到9所描述相同的序列中。
在此状况下，在相位之间存在电感(例如来自电动机)。为了简化模型和相关联波形，在相位A与B之间仅示出了单个电感器。实际上，电动机或其它类似电感源将有可能在所有相位之间呈现电感。但是，此简化实例使用相同的操作原理。
这是最受关注/复杂的可能条件，并不会被视为故障。电动机负载的问题是：(至少对于dc低频或慢速瞬态刺激)其在相位之间呈现看起来极类似于短路的低阻抗。除接近切换事件的时序之外，此实例中的波形与上文图8在实例中相同。区分所述两项所需的信息存在于图10B的图形1064中，其在由硬件处理器650在控制终端646-2、控制终端646-1和感测终端653-1处测量的电压上放大。另外，在感测信号上存在向数字供应电压指示对于二极管箝位(低电压肖特基二极管)或一些类似校正组件的需要一些感应电压尖峰，在图10A的图形1063中的带圆圈区域1065中标识。
图10B的图形1064示出在控制终端646-1处由硬件处理器650测量的控制信号1067-1从低到高的转换的每部和周围的时间(约1ms)。由硬件处理器650在感测终端653-1处测量的单向性信号1066-1正如预期而立刻变低。相比之下，由硬件处理器650在感测终端653-1处测量的感测信号1066-2响应起来“慢”，从而花费几乎0.05ms来到达0V。如果紧接在切换事件之后(在时间1067时)检查感测信号1066-2(例如与2.5V阈值比较)，那么感测信号1066-2仍被视为“高”的。如果允许少量时间来在检查感测信号1066-2之前(在时间1068时)通过，那么感测信号1066-2指示“低”条件。本质上，正发生的是：与相位A和B相关联的电阻与电动机电感串联地产生第一阶数L-R时间常量。此另一理解方式是组合的L-R正产生对事件的快速转换响应起来“慢”的单个极点低通滤波器拓扑。
不管如何查看，此时间常量提供区分事件与“硬”短路的机会。如果紧接在切换事件之后检查感测到的信号1066-1，那么电动机电感在相位之间呈现开路，并与无故障条件看起来相同。如果在瞬态已具有时间来稳定之后检查感测到的信号1066-1，那么电动机呈现处正如图8中所示出的相间短路的短路。时间1067处的“检查”允许相对于连接的电动机分化短路条件。最后，如果快速A/D转换器用以数字化此感测到的波形，那么可在电动机电感受关注的情况下计算电动机电感。推测上，还可确定其它复杂阻抗(例如电容、RLC的组合)(至少在相位之间，而非接地)。
图11示出根据某些实例实施例的用于冷柜插座的另一控制器1130的电路图。控制器1130使用扩展频谱时域法(spread-spectrum time-domain reflectometry，SSTDR)，在此处通过电导体(例如电导体539)发送时域“脉冲”，并分析其反射。使用SSTDR的控制器1130可具有数个组件和/或配置中的任一个。在此状况下，控制器包含集成电路1173(IC1173)、存储器1174、逻辑阵列1175、接收网络1171和传输网络1172。
使用SSTDR的控制器1130可以是集成电路(例如IC 1173)、数个离散组件(如同接收网络1171和传输网络1172)或其任何组合。如上文所陈述，当控制器1130包含硬件处理器时，控制器1130还可包含数个其它硬件组件中的一个或多个，包含但不限于控制引擎、通信模块、实时时钟、能量计量模块、电力模块、存储库、存储器、收发器、应用程序接口和任选安全模块。控制器1130可对应于如下文关于图18所描述的计算机系统。
相比于确定连接器(例如连接器320)、电缆(例如电缆315)和/或任何其它相关电气装置或组件中的潜在不利电气条件的其它更常规方法，使用SSTDR的控制器1130实现数个优点。举例来说，通过使用宽带脉冲，跨宽频率范围扩散能量。因此，瞬态电压是极小的，这允许SSTDR系统在电压存在时实时运行。
另外，由于更高频率(例如至多100MHz)，脉冲持续时间极其短，且因此可在少得多的时间(例如毫秒)中执行分析。另外，因为脉冲在接收到时通过匹配滤波器/相关性进行分析，所以脉冲可堆叠在彼此的顶部上(如下文在图12中所示出)以给出连续实时的反馈。另外，使用SSTDR允许控制器1130不仅确定存在故障而且能够准确地定位故障的位置。举例来说，如果在70英尺长的电缆(例如电缆315)中存在故障，那么控制器1130可精确地告诉用户故障沿着电缆的长度定位于何处。
图12示出图11的控制器1130如何可用以检测将电力馈送到冷柜集装箱的电缆和/或连接器中的各种故障的图形实例。图12中的图形1279是示出在时间1265和(例如电缆的)导线长度1278两者中测量的脉冲1277的曲线的三维显示。
图13示出包含根据某些实例实施例的另一冷柜插座1325的系统1300的框图。图13的冷柜插座1325与图4的冷柜插座425和图5的冷柜插座525除了如下文所描述之外大体上相同。具体地说，参考图1到13，接触器1336(或更一般来说，电气联锁装置1336，如上文所描述)在此状况下与断路器1329集成。另外，自测试电路1391包含一个或多个开关1395(在此状况下，开关1395-1和开关1395-2)以控制何时通过导体1392和导体1393发送和/或接收信号。
开关1395可以是控制装置1394的部分。控制装置1394的实例可包含但不限于继电器或光电耦合器。如果存在多个开关1395，那么每个开关1395可个别地或与一个或多个其它开关1395协同受控制。在此状况下，开关1395-2可用以控制控制器1330何时将测试电力注入到系统1300中，且开关1395-1可用以控制控制器1330何时从系统1300接收信号。
另外，电导体1392和/或电导体1393可以数个方式中的任一个电耦合到系统1300。举例来说，电导体1392和/或电导体1393可以是硬连线式。作为另一实例，电导体1392和/或电导体1393可包含可易于与系统1300的一个或多个部分连接和/或断开的连接器(例如套管、套筒)。在此状况下，电导体1392和电导体1393包含具有叠接尾纤(利用双导体套管)的电力导体线束，以便可靠地在断路器1329与插头1331之间在电导体1339的两个不同位置(末端)处进行注入和感测。在此状况下，仅存在一个端接于插头1331和断路器1329的接线片处的套箍导体，因此遵守NEC下的适用准则。
图14示出根据某些实例实施例的用于冷柜插座的另一控制器1430的电路图。图14的控制器1430可大体类似于图6的控制器630，区别在于：在此状况下，能量计量模块1411(在下文关于图17更详细地描述)是相对于控制器630的其余部分放置于系统中的不同位置处的单独电路。举例来说，能量计量模块1411可耦合到冷柜插座的插头(例如插头431)，而控制器1430的其余部分可耦合到冷柜插座的断路器(例如断路器429)的线路侧。
使能量计量模块1411在物理上与控制器1430的其余部分分离的益处是：可检测到系统内的能量计量模块1411与控制器1430的其余部分之间的电开路。此配置会需要一个或多个额外电导体。如果能量计量模块1411与控制器1430的其余部分共置，那么可能无法检测到系统中的电开路。在此状况下，节点B和E可以是普通连接点，节点C和F可以是普通连接点，且节点D和G可以是普通连接点。不论能量计量模块1411是否同一控制器1430的其余部分共置，控制器1430的电导体(例如电导体1392、电导体1393)可连接(如由图14中的节点B、C、D、E、F和G)到系统(例如系统1300)的任何部分(例如断路器的线路侧、断路器的负荷侧、接触器的线路侧、接触器的负荷侧)。
图15和16示出实例控制器如何可用以检测将电力馈送到冷柜集装箱的电缆和/或连接器中的各种故障的图形实例。具体地说，图15的图形1581包含以方形波模式在大致0VRMS(对应于1585处的电压)与24V RMS(对应于1584处的电压)之间变化的测试信号1586(例如由图13的电导体1393接收到)的曲线。图形1581标称地绘制沿着竖轴的RMS电压1582与沿着横轴的时间1583。
当涉及零交叉时，图15的图形1581可移位，如通过图16的图形1681所示出。具体地说，图16的图形1681包含以方形波模式在大致-12V RMS(对应于1688处的)与+12V RMS(对应于1687处的电压)之间变化的测试信号1686(例如由图13的电导体1393接收到)的曲线。图形1681标称地绘制沿着竖轴的RMS电压1682与沿着横轴的时间1683。
图17示出根据某些实例实施例的包含冷柜插座1725的控制器1730的系统1700的图式。系统1700还可包含用户1740、网络管理器1790和冷柜负载1738。除了控制器1730以外，冷柜插座1725还可包含数个其它组件中的一个或多个，包含但不限于电源供应器1737、接触器1736(或更一般来说，电气联锁装置1736，如上文所描述)和断路器1729。冷柜负载1738、断路器1729和接触器1736可与上文关于图4和5所描述的冷柜负载、断路器和接触器大体上相同。在一些状况下，冷柜插座1725的部分(例如断路器1729、接触器1736)可出于通过控制器1730进行测试的目的而被视为冷柜负载1738的部分。
控制器1730可包含多个组件中的一个或多个。此类组件可包含但不限于控制引擎1706、通信模块1708、定时器1709、能量计量模块1711、电力模块1712、存储库1719、硬件处理器1750、存储器1722、收发器1724、应用程序接口1726和任选安全模块1723。图17中所示出的组件并非详尽的，且在一些实施例中，图17中所示出的组件中的一个或多个可不包含于实例冷柜插座中。实例冷柜插座1725的任何组件可离散或与冷柜插座1725的一个或多个其它组件组合。
用户1740可以是与冷柜插座1725和/或冷柜负载交互的任何人。用户1740的实例可包含但不限于工程师、电工、甲板水手、吊车操作人员、仪器和控制技术员、机械师、操作人员、顾问、存量管理系统、详细目录管理器、工头、劳动安排系统、承包人和制造商代表。用户1740可使用用户系统(未示出)，用户系统可包含显示器(例如GUI)。用户1740通过应用程序接口1726(下文所描述)与冷柜插座1725的控制器1730交互(例如向控制器1730发送数据、从控制器1730接收数据)。用户1740还可与系统1700中的网络管理器1790和/或冷柜负载1738交互。使用通信链路1705来进行用户1740与冷柜插座1725(或其组件，例如控制器1730)和/或网络管理器1790之间的交互。
每个通信链路1705可包含有线(例如1类电缆、2类电缆、电连接器、电力线载波、DALI、RS485)技术和/或无线(例如Wi-Fi、可见光通信、蜂窝联网、蓝牙、WirelessHART、ISA100)技术。举例来说，通信链路1705可(或包含)耦合到冷柜插座1725的外壳1704的一个或多个电导体。通信链路1705可在一个或多个冷柜插座1725与用户1740和/或网络管理器1790之间发射信号(例如电力信号、通信信号、控制信号、数据)。换句话说，如本文所定义的通信链路1705不限于仅发射通信信号。另外或在替代方案中，一个或多个电导体1739(一种通信链路)可用以在冷柜插座1725与冷柜负载1738之间传输电力。
网络管理器1790是控制通信网络的全部或部分的装置或组件，通信网络包含冷柜插座1725的控制器1730和可通信地耦合到控制器1730的额外冷柜插座1725(包含其组件)。网络管理器1790可大体类似于控制器1730。替代地，除了下文所描述的控制器1730的特征以外或作为其改变，网络管理器1790还可包含数个特征中的一个或多个。如本文中所描述，与网络管理器1790的通信可包含与系统1700的一个或多个其它组件(例如另一冷柜插座1725)通信。在此状况下，网络管理器1790可促进此通信。
用户1740、网络管理器1790和/或冷柜负载1738可使用根据一个或多个实例实施例的应用程序接口1726来与冷柜插座1725的控制器1730交互。具体地说，控制器1730的应用程序接口1726从用户1740、网络管理器1790和/或每个其它冷柜插座1725接收数据(例如信息、通信、指令、固件更新)，并向用户1740、网络管理器1790和/或每个其它冷柜插座1725发送数据(例如信息、通信、指令)。在某些实例实施例中，用户1740、网络管理器1790和/或或每个其它冷柜插座1725可包含用以从控制器1730接收数据并向控制器1730发送数据的接口。此接口的实例可包含但不限于图形用户界面、触摸屏、应用程序编程接口、键盘、监视器、鼠标、web服务、数据协议适配器、某一其它硬件和/或软件、或其任何合适的组合。
控制器1730、用户1740、网络管理器1790和/或冷柜负载1738可使用其自有系统或在某些实例实施例中共享系统。此系统可以是或含有一种形式的能够与各种软件通信的基于因特网或基于企业内部网的计算机系统。计算机系统包含任何类型的计算装置和/或通信装置，包含但不限于控制器1730。此系统的实例可包含但不限于具有LAN、WAN、因特网或企业内部网访问的台式计算机、具有LAN、WAN、因特网或企业内部网访问的笔记本电脑、智能电话、服务器、服务器集群、Android装置(或等效物)、平板电脑、智能电话和个人数字助理(personal digital assistant，PDA)。此系统可对应于如下文关于图18所描述的计算机系统。
另外，如上文所论述，此系统可具有对应软件(例如用户软件、控制器软件、网络管理器软件)。根据一些实例实施例，软件可执行于相同或单独装置(例如服务器、大型主机、台式个人计算机(personal computer，PC)笔记本电脑、个人桌面助理(personal desktopassistant，PDA)、电视、线缆盒、卫星盒、公用信息机、电话、移动电话或其它计算装置)上，并可通过通信网络(例如因特网、企业内部网、外联网、局域网(local area network，LAN)、广域网(wide area network，WAN)或其它网络通信方法)和/或通信通道与有线和/或无线分段耦合。一个系统的软件可以是系统1700内的另一系统的软件的部分，或单独地但结合所述软件操作。冷柜插座1725可包含外壳1704。外壳1704可包含形成腔1707的至少一个壁。在一些状况下，外壳1704可被设计成遵守任何适用标准，以使得冷柜插座1725定位于特定环境(例如危险环境)中。
冷柜插座1725的外壳1704可用以容纳冷柜插座1725的一个或多个组件，包含控制器1730的一个或多个组件。举例来说，如图17中所示出，控制器1730(其在此状况下包含控制引擎1706、通信模块1708、定时器1709、能量计量模块1711、电力模块1712、存储库1719、硬件处理器1750、存储器1722、收发器1724、应用程序接口1726和任选安全模块1723)和电源供应器1737安置于由外壳1704形成的腔1707中。在替代性实施例中，冷柜插座1725的这些或其它组件中的任何一个或多个可安置于外壳1704上和/或远离外壳1704而安置。
存储库1719可以是存储用以辅助控制器1730与系统1700内的用户1740、网络管理器1790和冷柜负载1738通信的软件和数据的永久性存储装置(或一组装置)。在一个或多个实例实施例中，存储库1719存储一个或多个协议1732、算法1735和所存储数据1734。协议1732可包含用以在控制器1730与用户1740、网络管理器1790与冷柜负载1738之间发送和/或接收数据的数个通信协议中的任一个。协议1732还可包含用于测试系统1700中的冷柜负载1738的一个或多个程序。协议1732中的一个或多个可以是时间同步的协议。此类时间同步的协议的实例可包含但不限于高速可定址远程换能器(highway addressable remotetransducer，HART)协议、WiFi、ZigBee、wirelessHART协议和国际自动化协会(International Society of Automation，ISA)100协议。以此方式，协议1732中的一个或多个可向系统1700内传送的数据提供安全层。
算法1735可以是任何程序(例如一系列方法步骤)、公式、逻辑步骤、数学模型和/或控制器1730的控制引擎1706基于某一时间点处的某些条件而遵循的其它类似操作程序。算法1735的实例是用以基于由能量计量模块1711进行的一个或多个测量而确定不利电气条件(例如短、打开)是否存在于系统1700中的公式。控制引擎1706可接着将结果作为所存储数据1734存储于存储库1719中。
算法1735可集中于测试系统1700中的冷柜负载1738的完整性。算法1735可以是固定的或随时间推移修改(例如由用户1740、由控制引擎1706修改)。算法1735的修改可基于数个因素中的一个或多个，包含但不限于新设备(例如新收发器1724)和基于实际数据的校正。
所存储数据1734可以是与冷柜插座1725其任何组件)相关联的任何数据(例如处理速度)、与冷柜负载1738相关联的数据、由能量计量模块1711进行的测量、阈值、先前运行或计算算法的结果、和/或任何其它合适的数据。此数据可以是任何类型的数据，包含但不限于冷柜插座1725的历史数据、冷柜负载1738的历史数据、计算、冷柜插座1725的标识号、和由能量计量模块1711进行的测量。所存储数据1734可与例如从定时器1709导出的时间的一些测量相关联。
存储库1719的实例可包含但不限于数据库(或数个数据库)、文件系统、硬盘驱动器、闪速存储器、某一其它形式的固态数据存储设备或其任何合适的组合。存储库1719可定位于多个物理机器上，每个物理机器存储根据一些实例实施例的协议1732、算法1735和/或所存储的数据1734的全部或部分。每个存储单元或装置可物理地位于相同或不同的地理位置中。
存储库1719可以操作方式连接到控制引擎1706。在一个或多个实例实施例中，控制引擎1706包含用以与用户1740和系统1700中的网络管理器1790通信的功能性。更具体地说，控制引擎1706向存储库1719发送信息和/或从存储库1719接收信息，以便与用户1740、网络管理器1790和冷柜插座1725通信。如下文所论述，在某些实例实施例中，存储库1719还可以以可操作方式连接到通信模块1708。
在某些实例实施例中，控制器1730的控制引擎1706控制控制器1730的一个或多个组件(例如通信模块1708、定时器1709、收发器1724)的操作。举例来说，当通信模块1708处于“睡眠”模式下时和当需要通信模块1708发送从系统1700中的另一组件(例如网络管理器1790、用户1740)接收到的数据时，控制引擎1706可激活通信模块1708。
作为另一实例，控制引擎1706可使用定时器1709来获取当前时间。定时器1709可使得控制器1730能够控制冷柜插座1725，甚至在控制器1730不与网络管理器1790通信时也是如此。作为又一实例，控制引擎1706可引导能量计量模块1711测量并将冷柜插座1725的电力消耗信息发送给网络管理器1790。
控制引擎1706可被配置成执行有助于测试系统1700中的冷柜插座1725(或其组件)和/或冷柜负载1738的完整性的数个功能。如上文所论述，控制引擎1706可执行存储于存储库1719中的算法1735中的任一个。在某些实例实施例中，控制引擎1706控制系统1700中发送的信号的特性(例如频率、电压电平、时间长度)。举例来说，关于图4的控制器430、图5的控制器530和图13的控制器1330在上文描述了控制器1730的其它能力(例如自测试、系统1700中的电开路的测试、电气故障的近似位置、检测不利电气条件之后的锁定能力)。
控制引擎1706可向用户1740、网络管理器1790和冷柜负载1738提供控制、通信和/或其它类似信号。类似地，控制引擎1706可从用户1740、网络管理器1790和冷柜负载1738接收控制、通信和/或其它类似信号。控制引擎1706可包含上面定位印刷电路板，硬件处理器1750和/或控制器1730的一个或多个离散组件的印刷电路板。
在某些实施例中，控制器1730的控制引擎1706可与系统1700外部的系统的一个或多个组件通信，来进一步测试系统1700中的冷柜插座1725和冷柜负载1738的完整性。举例来说，控制引擎1706可通过对冷柜插座1725的控制引擎1706已确定为发生故障或正发生故障的替换部分进行定序来与存量管理系统交互。作为另一实例，通过在控制引擎1706确定冷柜插座1725或其部分需要维护或替换时安排维护组员修复或替换冷柜插座1725(或其部分)，控制引擎1706可与劳动安排系统交互。以此方式，控制器1730能够执行超出可被合理地被视为例程任务的数个功能。
在某些实例实施例中，控制引擎1706可包含使得控制引擎1706能够与冷柜插座1725的一个或多个组件(例如电源供应器1737)通信的接口。举例来说，如果冷柜插座1725的电源供应器1737依据IEC标准62386操作，那么电源供应器1737可具有将传送数据(例如所存储数据1734)的串行通信接口。在此状况下，控制引擎1706还可包含用以实现与冷柜插座1725内的电源供应器1737通信的串行接口。此接口可结合或独立于协议1732操作，协议1732用以在控制器1730与用户1740、网络管理器1790和冷柜负载1738之间的进行通信。
控制引擎1706(或控制器1730的其它组件)还可包含一个或多个硬件组件和/或软件元件以执行其功能。此类组件可包含但不限于通用异步收/发器(universalasynchronous receiver/transmitte，UART)、串行外围接口(serial peripheralinterface，SPI)、直接附加容量(direct-attached capacity，DAC)存储装置、模/数转换器、内置集成电路(inter-integrated circuit，I2C)和脉宽调制器(pulse widthmodulator，PWM)。
控制器1730的通信模块1708确定并实施在控制引擎1706与用户1740、网络管理器1790和/或冷柜负载1738通信(例如向其发送信号、从其接收信号)时使用的通信协议(例如从存储库1719的协议1732)。在一些状况下，通信模块1708存取所存储数据1734以确定哪个通信协议用以与与所存储数据1734相关联的另一冷柜插座1725通信。另外，通信模块1708可解译由控制器1730接收的消息的通信协议控制引擎1706可解译通信。
通信模块1708可在网络管理器1790、冷柜负载1738和/或用户1740和控制器1730之间发送和接收数据。通信模块1708可以遵循特定协议1732的给定格式发送和/或接收数据。控制引擎1706可使用存储于存储库1719中的协议1732信息解译从通信模块1708接收到的数据包。控制引擎1706还可通过将数据转换成由通信模块1708理解的格式来促进网络管理器1790、冷柜负载1738和/或用户1740之间的数据传送。
通信模块1708可向存储库1719直接发送数据(例如协议1732、算法1735、所存储数据1734、操作信息、警报)和/或从存储库1719直接检索数据。替代地，控制引擎1706可促进通信模块1708和存储库1719之间的数据传送。通信模块1708还可为由控制器1730发送的数据提供加密，并为由控制器1730接收的数据提供解密。通信模块1708还可提供关于从控制器1730发送和由控制器1730接收的数据的许多其它服务中的一个或多个。这类服务可包含但不限于数据包路由信息和在数据中断的情况下遵循的程序。
控制器1730的定时器1709可跟踪时钟时间、时间间隔、时间的量和/或时间的任何其它量度。不管是否关于时间，定时器1709还可对事件发生的次数进行计数。替代地，控制引擎1706可执行计数功能。定时器1709能够同时跟踪多个时间测量。定时器1709可基于从控制引擎1706接收到的指令、基于从用户1740接收到的指令、基于在用于控制器1730的软件中编程的指令、基于某一其它条件或从某一其它组件或从其任何组合而跟踪时间段。
当不存在递送给控制器1730的电力，例如电力模块1712出现故障时，定时器1709可被配置成使用例如超电容器或备用电池来跟踪时间。在此状况下，当恢复对控制器1730的电力递送时，定时器1709将时间的任何方面传达给控制器1730。在此状况下，定时器1709可包含用以执行这些功能的数个组件(例如超电容器、集成电路)中的一个或多个。
控制器1730的能量计量模块1711测量与在一个或多个点处的冷柜插座1725相关联的一个或多个组件的电力(例如电流、电压、阻抗、VAR、瓦特数)。能量计量模块1711可包含许多测量装置和相关装置中的任一个，包含但不限于电压计、安培计、电力计、欧姆计、电流互感器、电压互感器和电气布线。能量计量模块1711可基于事件的发生、基于从控制引擎1706接收到的命令和/或基于某一其它因素而周期性地持续测量电力的分量。
控制器1730的电力模块1712向控制器1730的一个或多个其它组件(例如定时器1709、控制引擎1706)提供电力。另外，在某些实例实施例中，电力模块1712可向冷柜插座1725的电源供应器1737提供电力。电力模块1712可包含数个单个或多个离散组件(例如晶体管、二极管、电阻器)中的一个或多个和/或微处理器。电力模块1712可包含上面定位微处理器和/或一个或多个离散组件的印刷电路板。在一些状况下，电力模块1712可包含允许电力模块1712测量递送给和/或从电力模块1712发送的电力(例如电压、电流)的一个或多个分量的一个或多个组件，替代地，控制器1730可包含用以测量流动到控制器1730中、之外和/或之内的电力的一个或多个分量的电力计量模块(未示出)。
电力模块1712可包含一个或多个组件(例如变压器、二极管电桥、反相器、转换器)，所述组件从冷柜插座1725外部的源接收电力(例如通过电缆)，并产生可由控制器1730的其它组件和/或由电源供应器1737使用的类型(例如交流电、直流电)和电平(例如12V、24V、120V)的电力。电力模块1712可在输出处的严格的公差的情况下使用闭合控制环路维持预配置的电压或电流。电力模块1712还可保护冷柜插座1725中的电子装置(例如硬件处理器1750、收发器1724)的其余部分免受线中产生的电涌。
另外或在替代方案中，电力模块1712可以本身是电源以向控制器1730的其它组件和/或电源供应器1737提供信号。举例来说，电力模块1712可以是电池。作为另一实例，电力模块1712可以是局部光伏电力系统。
根据一个或多个实例实施例，控制器1730的硬件处理器1750执行软件、算法和固件。具体地说，硬件处理器1750可执行控制引擎1706或控制器1730的任何其它部分上的软件、以及由用户1740、网络管理器1790和/或冷柜负载1738使用的软件。在一个或多个实例实施例中，硬件处理器1750可以是集成电路、中央处理单元、多核心处理芯片、SoC、包含多个多核心处理芯片的多芯片模块、或其它硬件处理器。硬件处理器1750以其它名称已知，包含但不限于计算机处理器、微处理器和多核心处理器。
在一个或多个实例实施例中，硬件处理器1750执行存储于存储器1722中的软件指令。存储器1722包含一个或多个高速缓冲存储器、主存储器和/或任何其它合适类型的存储器。存储器1722可包含易失性和/或非易失性存储器。根据一些实例实施例，存储器1722相对于1750离散地定位于控制器1730内。在某些配置中，存储器1722可与硬件处理器1750集成。
在某些实例实施例中，控制器1730不包含硬件处理器1750。在此状况下，作为实例，控制器1730可包含一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)。使用FPGA和/或所属领域中已知的其它类似装置允许控制器1730(或其部分)可编程并根据某些逻辑规则和阈值而起作用，而不使用硬件处理器。替代地，FPGA和/或类似装置可与一个或多个硬件处理器1750结合使用。
控制器1730的收发器1724可发送和/或接收控制和/或通信信号。具体地说，收发器1724可用以在控制器1730与用户1740、网络管理器1790和/或冷柜负载1738之间传送数据。收发器1724可使用有线和/或无线技术。收发器1724可配置，其方式是使得由收发器1724发送和/或接收到控制和/或通信信号可由是用户1740、网络管理器1790和/或冷柜负载1738的部分的另一收发器接收和/或发送。收发器1724可使用数种信号类型中的任一个，包含但不限于射频信号。
当收发器1724使用无线技术时，任何类型的无线技术可由收发器1724使用来发送并接收信号。此类无线技术可包含但不限于Wi-Fi、可见光通信、蜂窝联网和蓝牙。收发器1724可在发送和/或接收信号时使用任何数目个合适通信协议(例如ISA100、HART)中的一个或多个。此类通信协议可存储于存储库1719的协议1732中。另外，用户1740和/或网络管理器1790的任何收发器信息可以是存储库1719的所存储数据1734(或类似区域)的部分。
视情况，在一个或多个实例实施例中，安全模块1723保护控制器1730、用户1740和/或网络管理器1790之间的交互。更具体地说，安全模块1723基于验证通信来源的身份标识的安全密钥而验证来自软件的通信。举例来说，用户软件可与使得用户1740的软件能够与控制器1730交互的安全密钥相关联。另外，安全模块1723可在一些实例实施例中限制对信息的接收、对信息的请求和/或对信息的存取。
冷柜插座1725的电源供应器1737向冷柜插座1725的一个或多个组件提供电力。电源供应器1737可与控制器1730的电力模块1712大体上相同或与其不同。电源供应器1737可包含数个单个或多个离散组件(例如晶体管、二极管、电阻器)和/或微处理器中的一个或多个。电源供应器1737可包含上面定位微处理器和/或一个或多个离散组件的印刷电路板。
电源供应器1737可包含一个或多个组件(例如变压器、二极管电桥、反相器、转换器)，所述组件从控制器1730的电力模块1712接收电力(例如通过电缆)，并产生可由冷柜集装箱1725的一个或多个组件使用的类型(例如交流电、直流电)和电平(例如12V、24V、120V)的电力。另外或在替代方案中，电源供应器1737可从冷柜插座1725外部的源接收电力。另外或在替代方案中，电源供应器1737本身可以是电力源。举例来说，电源供应器1737可以是电池、局部光伏电源系统或独立电力的某一其它来源。
如上文所陈述，冷柜插座1725中的一个或多个可放置于数个环境中的任一个中。在此状况下冷柜插座1725的外壳1704可被配置成遵守数个环境中的任一个的适用标准。举例来说，冷柜插座1725可被评定为NEC标准下的1司或2司罩壳。类似地，可通信地耦合到冷柜插座1725的任何其它装置可被配置成遵守数个环境中的任一个的适用标准。
图18说明依据某些实例实施例的计算装置1818的一个实例实施例，计算装置1818实施本文中所描述的各种技术中的一个或多个，并完全或部分地代表本文中所描述的元件。计算装置1818是计算装置的一个实例，且并不意图建议关于计算装置和/或其可能架构的用途或功能性的范围的任何限制。也不应将计算装置1818解释为关于实例计算装置1818中所说明的组件中的任一者或任何组合具有任何依赖性或要求。
计算装置1818包含一个或多个处理器或处理单元1814、一个或多个存储器/存储组件1813、一个或多个输入/输出(input/output，I/O)装置1816、和允许各种组件与装置彼此通信的总线1817(也拼写为buss 1817)。总线1817表示若干类型的总线结构中任一些中的一个或多个，包含存储器总线或存储器控制器、外围总线、加速图形端口，和使用各种总线架构中的任一个的处理器或局部总线。总线1817包含有线和/或无线总线。
存储器/存储组件1813表示一个或多个计算机存储媒体。存储器/存储组件1813包含易失性媒体(例如随机存取存储器(random access memory，RAM))和/或非易失性媒体(例如唯读记忆体(read only memory，ROM)、快闪存储器、光盘、磁盘等等)。存储器/存储组件1813包含固定媒体(例如RAM、ROM、固定硬盘驱动器等)以及可移动媒体(例如闪速存储器驱动器、可移除硬盘驱动器、光盘等)。
一个或多个I/O装置1816允许客户、事业公司或其它用户将命令和信息输入到计算装置1818，并还允许信息呈现给客户、事业公司或其它用户和/或其它组件或装置。输入装置的实例包含但不限于键盘、光标控制装置(例如鼠标)、麦克风、触摸屏和扫描器。输出装置的实例包含但不限于显示装置(例如监视器或投影仪)、扬声器、到照明网络的输出(例如DMX卡)、打印机和网卡。
本文中在软件或程序模块的一般背景下描述各种技术。一般来说，软件包含执行具体任务或实施具体抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。这些模块和技术的实施方案存储在某一形式的计算机可读媒体上或跨越其传送。计算机可读媒体是可由计算装置访问的任何可用非暂时性媒体或非暂时性媒体。借助于实例而非限制，计算机可读媒体包含“计算机存储媒体”。
“计算机存储媒体”和“计算机可读媒体”包含以用于存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除媒体。计算机存储媒体包含但不限于计算机可记录媒体，如RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或其它存储器技术、CD-ROM、数字通用光盘(digital versatile disk，DVD)或其它光学存储设备、盒式磁带、磁带、磁盘存储设备或其它磁性存储装置，或用于存储期望信息并且可由计算机访问的任何其它媒体。
根据一些实例实施例，计算机装置1818通过网络接口连接件(未示出)连接到网络(未示出)(例如局域网(LAN)、例如因特网等广域网(WAN)、云端或任何其它类似类型的网络)。所属领域的技术人员应了解，在其它实例实施例中，存在许多不同类型的计算机系统(例如台式计算机、笔记本电脑、个人媒体装置、移动装置，例如蜂巢式电话或个人数字助理、或能够执行计算机可读指令的任何其它计算系统)，且前述输入和输出构件呈现已知或以后开发的其它形式。一般来说，计算机系统1818至少包含实践一个或多个实施例所必要的最小处理、输入和/或输出装置。
另外，所属领域的技术人员应了解，在某些实例实施例中，前述计算机装置1818的一个或多个元件位于远端位置处并且通过网络连接到其它元件。另外，一个或多个实施例实施于具有一个或多个节点的分布式系统上，其中实施方案(例如控制器1730)的每个部分定位于分布式系统内的不同节点上。在一个或多个实施例中，节点对应于计算机系统。替代地，在一些实例实施例中，节点对应于具有相关联的物理存储器的处理器。在一些实例实施例中，节点替代地对应于具有共享存储器和/或资源的处理器。
图19示出根据某些实例实施例的用于冷柜插座(例如冷柜插座1725)的电路断路器1929。在此实例中，对于每个相位存在两个端口接线片1943。这使得电力导体(例如电力导体1539)能够连接到一个端口接线片1943，并使得自测试电路(例如自测试电路1391)的电导体(例如电导体1392、电导体1393)能够连接到另一端口接线片1943。针对一个或多个电力相位，断路器1929可具有多于两个端口接线片1943。对于具有多个端口接线片的断路器，如同图19的断路器1929，可遵守数个适用的准则和/或规定中的一个或多个。
实例实施例可实现测量并监测向冷柜集装箱的冷柜插座提供电力的一个或多个组件(例如电缆、连接器)的不利电气条件(例如故障)。在一些状况下，使用实例实施例的罩壳定位于危险(例如防爆)环境中。因而，实例实施例可用于必须满足一个或多个适用行业标准的环境中。通过在允许电力从电缆组合件流动到冷柜插座之前评估不利电气条件的存在，可极大地降低伤害设备和/或人员的风险。
实例实施例可包含控制器确定是否存在不利电气条件(例如故障、电开路)。另外，控制器可与用户(例如通过用户接口、警报、指示灯)、网络管理器、维护部门、存量管理系统、和/或可涉及关于不利电气条件或其缺乏的散播信息的任何其它实体交互式地通信。相比于当前技术，实例实施例具有数个益处，包含但不限于减少的材料、简单安装和维护、提高的可靠性、增强的用户体验和降低的损失风险。
而且，虽然本文中所描述的实例实施例是针对冷柜集装箱，但是实例实施例可用于除冷柜集装箱以外的数个其它应用中。举例来说，实例实施例可用于各种危险和非危险区域设施中，其中冲击和火灾危险是重要的关注点。作为另一实例，实例实施例可以与临时件和/或暴露的电缆经受损坏并在受损害的情况下造成安全风险的其它应用一起使用。
作为又一实例，实例实施例可以与住宅出口和其它类似应用一起使用。通过实例实施例的有效性，维持行业标准的一个或多个实体可将对实例实施例(或功能等效物)的使用并入到适用标准中。另外，实例实施例可具有计量能力，这允许一些等级的失相或相位不平衡的检测。
实例电气测试系统可包含在允许电力在第一连接器末端与第二连接器末端之间流动之前确定是否存在关于电力负载的不利电气条件的控制器，其中不利电气条件可包含选自由以下组成的群组的至少一个：开路、相对地故障和相间故障。实例电气测试系统的控制器可在确定在电缆中存在故障之后确定电缆中的故障的位置。实例电气测试系统的控制器可确定上面定位故障的相位和故障的类型。实例电气测试系统的控制器可包含硬件处理器。实例冷柜插座可包含耦合到连接器末端的电气联锁装置，其中电气联锁装置可包含选自由以下组成的群组的至少一个：螺线管、接触器和开关。
虽然参考实例实施例作出本文中所描述的实施例，但是所属领域的技术人员应了解，各种修改很好地处于本公开的范围和精神内。所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的实例实施例不限于任何具体论述的应用，且本文中所描述的实施例是说明性的且非限制性的。从实例实施例的描述，其中示出的元件的等效物将向所属领域的技术人员显现，并且使用本公开来构造其它实施例的方式将向所属领域的从业人员显现。因此，实例实施例的范围在本文中不受限制。

Claims (15)

1.一种电连接器测试系统，所述系统包括：
第一连接器末端；
控制器，耦合到第一连接器末端；以及
电力负载，耦合到所述第一连接器末端，其中所述电力负载包括电缆和耦合到所述电缆的末端的第二连接器末端，
其中所述控制器在允许电力在所述第一连接器末端与所述第二连接器末端之间流动之前确定是否存在关于所述电力负载的不利电气条件。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一连接器末端和所述控制器是冷柜插座的部分，且其中所述电力负载进一步包括冷柜集装箱。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器在允许电力在所述第一连接器末端与所述第二连接器末端之间流动之后评估是否存在不利电气条件。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制器防止电力继续在所述第一连接器末端与所述第二连接器末端之间流动，直到已消除所述不利电气条件为止。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述控制器向用户报告所述不利电气条件。
6.根据权利要求5所述的系统，其中使用可通信地耦合到所述控制器的显示器来传达所述不利电气条件。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括自测试电路，其中所述自测试电路包括至少一个开关以用于控制测试电力何时由所述控制器发送到所述电力负载中。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述至少一个开关进一步控制所述控制器何时从所述电力负载接收到信号。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括能量计量模块。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述能量计量模块耦合到所述电力负载的第一部分，且其中所述控制器的其余部分耦合到所述电力负载的第二部分。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制器识别所述电力负载的所述第一部分与所述电力负载的所述第二部分之间的电开路。
12.一种冷柜插座，包括：
连接器末端，配置成耦合到冷柜集装箱的电连接器；
电气联锁装置，耦合到所述连接器末端；
断路器，耦合到所述电气联锁装置；
电源供应器，耦合到所述断路器；以及
控制器，其耦合到所述电源供应器，其中所述控制器执行至少一个测试以在使所述冷柜集装箱投入使用之前确定是否存在不利电气条件，
其中所述控制器在允许电力在所述连接器末端与所述冷柜插座的所述电连接器之间流动之前确定不存在关于所述电力负载的不利电气条件。
13.根据权利要求12所述的冷柜插座，其中所述控制器与所述电气联锁装置彼此串联地电连接。
14.根据权利要求12所述的冷柜插座，其中所述控制器与所述电气联锁装置彼此并联地电连接。
15.根据权利要求12所述的冷柜插座，其中所述开关包括第一接线片端口和第二接线片端口，其中所述控制器耦合到所述第一接线片端口，且其中电力导体耦合到所述第二接线片端口。
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