KR20040074060A - 로컬 사이트에서 에너지 분배를 원격 제어하기 위한 시스템 - Google Patents

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KR20040074060A
KR20040074060A KR10-2004-7008361A KR20047008361A KR20040074060A KR 20040074060 A KR20040074060 A KR 20040074060A KR 20047008361 A KR20047008361 A KR 20047008361A KR 20040074060 A KR20040074060 A KR 20040074060A
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Abstract

전력 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 고객 부하(customer load)로의 전력 전달을 제어하기 위한 원격 사이트에서 복수의 로컬 무선 에너지 제어 유닛, 및 커맨드를 무선 에너지 제어 유닛에 방송하기 위한 무선 송신기를 구비한 중앙 스테이션을 포함한다. 무선 에너지 제어 유닛의 각각은 각 로컬 사이트에서 전기적 부하로의 전력 전달을 제어하기 위한 스위치 뱅크를 포함한다. 바람직하게, 제어가능 스위치는, 전기적 접촉을 연결 및 해제하기 위한 가열된 코일에 의해 변형가능 바이메탈 부재를 구비한다. 무선 에너지 제어 유닛의 각각은, 중앙 스테이션으로부터 수신되는 전력 소비를 감소하는 커맨드에 응답하여, 전기적 부하가 해제되는 우선 순위를 특정하도록 미리 구성될 수 있다. 중앙 스테이션은 상이한 우선 순위 레벨 또는 경고 스테이지에 따라 전력 감소 커맨드를 생성할 수 있다. 로컬 무선 에너지 유닛은 전력 감소 커맨드의 우선 순위 레벨에 따라 하나 이상의 전기적 부하를 해제함으로써 전력 감소 커맨드에 응답하고, 이러한 전체적인 동작을 통해 전체 고객 전력 요구를 줄인다.

Description

로컬 사이트에서 에너지 분배를 원격 제어하기 위한 시스템{SYSTEM FOR REMOTELY CONTROLLING ENERGY DISTRIBUTION AT LOCAL SITES}
전기 회사들은 계속적으로 변화하는 소비자의 부하 수요를 충족시킴에 있어 특별한 난제에 직면하고 있는데, 이들 난제에 관련된 이유가 적어도 두 가지 있다. 첫 번째 요인으로는, 전력 수요는 사실상 날마다 또는 시시각각 변동하여, 전기 회사들이 이러한 수요를 충족시키기에 충분한 시설을 확보하는 것이 곤란하다. 에너지 수요에서의 이러한 변동들은 통상의 주기적인 에너지 사용 패턴(예를 들어, 오후에 최고치에 달함)으로부터 발생될 수 있거나, 그 밖에는 예를 들어, 고압 송전선망(power grid)에 연결된 발전기가 예기치 않게 차단되거나, 대용량의 에너지 사용자가 전력선을 사용하거나 또는 사용을 중지하거나, 분배 시스템의 어느 곳에서 고장이 발생하는 등의, 에너지 공급과 수요 간의 균형에서의 예기치 않은 변화로부터 생겨 날 수 있다.
두 번째 요인으로는, 로컬 사이트에서의 전력 소모가 시간에 따라 증가하여, 증가하는 수요를 충족시키기 위한 전기 회사들에 대한 부담이 점점 더 증가하게 된다는 것이다. 새로운 전력 발전소를 건설하는 것은 비용도 많이 들고 여러가지의 정부 규제 조항에도 부응해야 하므로, 지방이나 지리적으로 보다 넓은 지역 스스로가 전력 수용 시설을 갖추지 않고 현재 또는 예기된 미래의 수요를 공급할 수 밖에 없다.
설비 회사들에게 있어 주요한 난제는 최고치의 에너지 수요를 처리하는 것이다. 이는 전기 회사들에 의해 공급되는 에너지가 에너지 수요를 순간 순간 충족시킬 정도로 충분해야만 하고 최고치 수요는 전력 분배 시스템에 가장 큰 부담을 주기 때문이다. 에너지 수요가 이용가능한 공급을 초과하면, 정전, 희미해짐 또는 중단 등의 전력이 불통되는 사건들이 발생할 수 있다. 이러한 사건들은 대다수의 사람 및 사업에 불편함을 줄 뿐 아니라, 예를 들어, 병원이나 중요한 가정 의료 기기의 전원이 위험에 처하게 되는 등의 위험스럽거나 생명을 위협할 수도 있다.
역사적으로, 로컬 사이트을 담당하고 있는 전력 설비 들이 높은 수요로 인한 심각한 에너지 상황에 직면하게 될 때, 그들이 선택할 수 있는 사항은 매우 제한적이다. 예를 들어, 전력 설비들은 소비자들에게 에너지를 절약할 것을 요청하지만, 모든 소비자들이 이러한 요청을 따르는 것은 아니며, 어쨌든, 에너지 절약만이 에너지 공급 문제를 해결할 수 있는 완전한 해법은 아니다. 전력 설비들은 고압 송전선망에 연결된 제3자의 소스(source)로부터 이용가능한 에너지를 구입하여 최고치의 수요를 만족시키려고 시도는 하지만, 최고 수요 시점에서의 이러한 구입은 비용이 상당히 많이 드는데, 이는 에너지 공급자들이 수요가 높을 때 최고가를 요구하는 경우가 종종 있기 때문이다. 다른 선택 사항으로서는, 전력 설비들이 발전소를 추가로 건설하는 것이지만, 발전소를 건설하는 것은 사실상 시간과 경비가 많이 들기 때문에, 주 정부 및/또는 연방 정부 당국 뿐 아니라, 소비자 단체로부터의 승인을 필요로 할 수 있다.
최고치 전력 수요를 감소시켜 새로운 발전소 또는 최고가 에너지 구입에 관련된 비용을 피하기 위해, 정전이나 그에 유사한 전력 중단을 피할 필요가 있는 것으로 여겨질 때 어떤 소비자의 부하를 일시적으로 턴 오프시켜 발전 기기에 대한 최고 수요를 제어하는 부하 관리 시스템을 개발하려는 여러 시도들이 행해져 왔다. 일반적으로, 이와 같이 조절되는 소비자 부하들의 유형으로서는, 에어컨, 전기 히터 등의 그리 중요치 않은 전기 기기가 포함된다.
부하 관리 시스템의 한 유형에서는, 예를 들어, 전력 설비들의 전력선을 통해 코딩된 펄스들을 송신하는 리플 톤 인젝션(ripple tone injection)을 사용한다. 코딩된 펄스들은, 서리스터 정적 스위치를 통해 동작되는 모터/교류 전원으로 이루어질 수 있는 전자기계적 리플 제어 송신기를 통하거나, 코딩된 펄스 신호의 주파수로 동조된 대역 통과 회로를 통해 전력 설비의 전력선에 선택적으로 연결된 스텝-업(step-up) 변압기를 통해 전력 설비들의 전력선들에 공급될 수 있다. 소비자 측에서는, 수신기로 코딩된 펄스들을 해석하여 희망하는 커맨드 기능들-예를 들어, 소비자 부하의 턴 오프-을 수행한다.
특정 부하 관리 시스템의 일례가 미국 특허 제4,264,960호에 개시되어 있다. 이 특허에서 기술된 바와 같이, 주 제어 스테이션의 제어 하에서 복수의 서브스테이션 인젝션 유닛들은 전력 설비들의 전력선을 통해 코딩된 펄스 신호들을 송신한다. 소비자 부하에 위치된 원격 수신기 유닛들이 서브스테이션 인젝션 유닛들로부터 전력 설비의 전력선을 통해 수신된 신호에 응답하여 래치가능한 단극 접점을 활성화시킴으로써 부하의 온 상태 및 오프 상태를 제어한다. 다른 유형의 부하들은 부하 제어 그룹(예를 들어, 전기 온수 히터, 에어컨 압축기, 가로등, 등)으로 편성된다. 주 제어 스테이션은 상이한 펄스 제어 신호를 통해 여러 다른 유형의 부하들을 독립적으로 제어한다, 원격 수신기 유닛 각각은 하나에만 그리고 단지 하나의 펄스 코드 신호에만 응답하도록 프리-코딩된다. 동일 장소에서의 다른 유형의 부하(예를 들어, 온수 히터 및 에어컨 압축기)를 제어하기 위해, 그 장소에서 개별적으로 인코딩된 원격 수신기 유닛이 필요로 된다. 주 제어 스테이션은 시스템 조작자에 의해 판단된 부하 관리 전략을 구현하도록 부하 그룹을 턴 온 및 턴 오프시킨다.
대규모 전력 분배 시스템(large-scale power distribution system)의 부하 관리에 대한 종래 기술에는 갖가지 단점 및 한계가 있다. 전력 설비로부터 원격 소비자 위치로의 셧 오프 명령(shut-off command)이 일반적으로 고압 전기(high-voltage electricity)를 운반하는 것과 동일한 회선 상에서 전파된다는 것이 주요 단점이다. 변압기는 전력선에 걸쳐 전기 신호를 중계하는 데 사용되므로, 전력선 상에서 데이터(예를 들어, 차단 명령 또는 다른 제어 신호)를 전달하는 것은 어려울 수 있다. 게다가, 잡음 및 간섭으로 인해 차단 명령 또는 다른 제어 신호를 제대로 수신하지 못할 수 있다. 소비자 부하에서의 모든 인덕턴스는 대규모 고조파를 발생시킬 수 있고, 이것은 제어 신호 주파수와 쉽게 정합하여, 제어 신호를 차단하거나 아마도 "고장 경보(false alarm)"를 발생시킬 수 있다. 전기 오븐과 같은 간단한 가사 기구도 전력선 상에서의 제어 신호 수신을 혼란시킬 수 있다. 넓은 영역에 걸쳐, 모든 부하가 전력 분배 시스템으로 잡음을 주입하기 때문에, 누적 간섭 또는 잡음의 영향이 상당할 수 있다. 따라서, 전력선을 이용하여 제어 신호를 분배하는 것은, 여러 잡음 및 간섭이 발생할 수 있기 때문에 상당히 문제가 있을 수 있다. 정교한 디지털 신호 처리 기술이 잡음 및 간섭을 필터링하고 제어 신호를 재구성하는 데 사용될 수 있지만, 이러한 기술은 복잡하고 일반적으로 상당이 비싼 수신기를 필요로 한다.
부하 관리에 대한 종래 기술의 또 다른 단점은 전력 설비 또는 소비자 측에서의 제어가 부족하다는 것이다. 대재앙과 같은 정전을 일으키거나 발전 또는 배전 설비에 손상을 입히는 최고 전력 수요를 방지하기 위해, 전력 설비가 하나 이상의 지역의 전원을 차단해야 하는 상황(예를 들어, 롤링 정전(rolling blackout)을 일으킴으로써)에서, 전력 소비자들은 일반적으로 어느 부하를 포기해야 하는지에 대해 거의 제어를 하지 못하거나 또는 제어를 전혀 할 수 없다. 오히려, 롤링 정전을 당하는 지역 내의 그러한 소비자들에게 소비자의 전력을 완전히 차단하는 일이 주로 발생한다. 심지어는 전력 설비가 일부 독립된 부하(일반적으로 에어 컨디셔너 또는 전기 온수기)를 최고 전력 시간에 동적으로 포기할 수 있도록 소비자의 배선을 사전에 구성한 그러한 상황에서조차, 전력 설비 또는 소비자는 둘 다 소비자의 배선이 재구성되지 않는 한 어떤 부하를 포기할 것인가를 쉽게 변경할 수 없다. 소비자 부하가 집합적으로 다른 부하 제어 그룹으로 편성될 때 전력 설비는특정 유형의 부하(예를 들어,에어 컨디셔너) 모두를 포기할 수 있지만, 그 선택은, 소비자는 거의 제어를 할 수 없거나 또는 아예 제어를 할 수 없는 상황에서, 전반적인 전력 요구 및 관리 정책에 기초하여 전력 설비에 의해 행해진다(전력 설비가 유사한 부하의 더 큰 그룹의 일부로서 특정 부하를 제어하도록 배선을 사전에 구성하기 전에, 전력 설비가 에어 컨디셔닝 유닛과 같이 특정 부하로의 전력을 차단하는 것을 아마도 최초로 허용하는 것을 제외함).
종래의 부하 관리 기술에 의해 불충분하게 다루어지고 있는 또 다른 문제는 전력 불통, 절전 및 정전이 일반적으로 전력 소비자들에게는 거의 또는 경고 없이 일어난다는 점이다. 특별히 대규모 수요가 예상되는 일부 경우에서, 전력 설비는 전력 소비자들에게 앞으로 일정 시간 동안(예를 들어, 향후 몇 시간 또는 앞으로 24시간 또는 48시간 내에) 정전 또는 전력 불통이 있을 것 같다는 경고를 제공할 수 있었다. 그러나, 전력 불통 또는 정전 경고는 보통 그 본질에 있어 너무 광범위하고 막연해서, 자신의 전력이 나갈 것인지 여부 및 만약 그렇다면 언제인지에 대해 알지 못한 채 남겨진 전력 소비자들로 제한되거나 그 소비자들에게 유용하지 못했다. 게다가, 전력 불통 또는 정전 경고는 정상적으로 라디오 또는 텔레비젼으로 방송되기 때문에, 방송국의 라디오를 듣지 않거나 또는 텔레비젼을 보지 않는 소비자들은 쉽게 그 경고를 놓치고, 전력 불통 또는 정전이 곧 닥칠 것이라는 것을 인식하지 못한다.
일부 전력 관리 기술은 특정 로컬 사이트(예를 들어, 공장)에서의 전력 소비를 제어하는 것을 제안해왔으나, 그러한 시스템은 일반적으로 전력 설비와는 분리되거나 독립적으로 동작한다. 예를 들어, 전력 관리 시스템의 한 예가 미국 특허 제 4,216,384에 기술되어 있다. 본 명세서에서 기술하고 있는 대표적인 기술에 따르면, 설비 또는 싸이트의 다양한 주 전력선은 에너지 사용을 위해 모니터되고, 설비 또는 사이트에서 소모된 총 에너지가 정해진 최대치를 초과하였을 때 제어 회로는 선택적으로 부하와의 접속을 끊는다. 표면상으로 설비 또는 싸이트에서의 전반적인 전력 소비를 줄이는 효과를 갖는 반면, 이들 유형의 전력 관리 시스템의 단점은 상대적으로 복잡하고 비용이 든다는 점이다. 예를 들면, 미국 특허 제 4,216,384에 기술된 전력 관리 시스템은 다양한 주 전력선을 독립적으로 모니터하기 위한 변압기 세트, 각종의 소비자 부하들을 선택적으로 결합시키기 위한 LED-트리거드 트라이악(bank of LED-triggered Triacs) 뱅크, 프로그램 가능한 제어 회로(proammable control circuitry), 자동적인 우선순위 재정렬 회로(automatic priority realignment circuitry)등을 이용한다. 이들의 상대적인 비용 및 복잡성 때문에, 이들 유형의 로컬 전력 관리 시스템은 광범위한 사용, 특히 일반적인 주거의 사용 또는 다른 비용에 민감한 용도에는 아주 적합하지는 않다. 게다가, 이들의 동작은 실제로 매우 로컬화되어서, 전력 설비 자신과 같은 중앙 위치로부터 제어될 수 없다.
상술한 제약점 및 단점 외에도 종래의 전력 및 부하 관리 전략은 로컬 싸이트에서 실질적인 전력 전달을 제어하기 위해 몇몇의 애플리케이션에 사용되는 가용 회로 및 스위치에 의해 제한된다. 예를 들면, 전원을 부하에 접속하고 접속을 끊는 전력 스위치의 일반적인 일 유형은, 전류 한계치에 도달하였을 때 전원과 부하간의 전기 전류 경로를 차단함으로써 과도한 양의 전류가 전원로부터 혹은 부하로 소모되는 것을 방지하는 작용을 하는 회로 차단기이다. 전형적인 회로 차단기는 전원으로부터 부하로 이동하는 전력 신호가 통과하는 바이메탈 암(bimetal arm)을 갖는다. 바이메탈 암의 한 단부는 전력 신호선과 접속한 반면, 바이메탈 암의 다른 단부는 전기 도체와 접속되는데 전력은 이 전기 도체에서 부하로 배치될 수 있다. 바이메탈 암을 통하여 너무 많은 전류가 이동할 때, 전류로부터의 열이 바이메탈 암을 소정의 방법으로 변형시키거나 구부림으로써, 바이메탈 암이 전기 도체와 접촉하는 것을 차단시켜, 전력 신호와 부하 간의 차단이 이루어진다. 이러한 방법으로, 전원 및 부하는 모두 특정 한계를 초과하는 전류로부터 보호될 수 있다.
회로 차단기는 고 전류 레벨로부터 보호하는 데에 유용하지만, 일반적으로 이들은 자신들의 응답이 부하에서 소모되는 전력량에 전적으로 의존하는 수동 회로 소자이다. 회로 차단기는 통상적으로 전력 신호선의 능동적인 제어를 제공하지 않는다. 그러나, 예들 들면 원격 조작자가 회로 차단기의 접점을 개방하고 폐쇄할 수 있게 하는 스프링-작동 메카니즘(spring-operated machanism)을 이용하는, 몇몇의 리셋트가능한 회로 차단기가 제안되어 왔다. 이러한 회로 차단기의 예는 j. Cotton에 허여된 미국 특허 제3,993,781호에 개시되어 있다.
다른 유형의 원격적으로 제어되거나 동작되는 회로 차단기는, 예를 들면, 피터(Peter) 등에 허여된 미국 특허 제5,381,121호 및 웨이퍼(Wafer) 등에 허여된 미국 특허 제4,625,190호에 기술되어 있다. 이들 회로 차단기는 자신들의 복잡성 때문에, 제조업자에게 비용이 들고 잠정적으로 기계적인 마모 또는 장애를 겪을 수있는, 다소 복잡한 매카니즘을 포함한다.
회로 차단기 외에도, 다른 유형의 회로들이 전력 신호를 제어하는 데에 이용되어 왔다. 그러나, 이들 다른 유형의 회로들도 결점들을 가지고 있다. 예를 들면, 고상 스위치(예를 들면, 트랜지스터 또는 실리콘-제어 정류기(silicon-controlled rectifier: SCRs))는 부하로의 전력 신호의 분배를 제어하기 위하여, 전원과 부하 간의 스위치로서 사용되어 왔다. 그러나, 트랜지스터 및 SCRs는 일반적으로 제한된 정격 전력을 가지고, 고전류 레벨에서는, 파손되고 단락될 수 있다. 게다가, 고 정격 전력 트랜지스터 또는 SCR은 상대적으로 고가일 수 있다.
그러므로, 하나 이상의 상술한 문제, 제약 사항, 또는 단점을 극복하는 부하 관리 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 전력선을 통한 데이터 전송에 의해 야기되는 잡음 및 간섭 효과를 겪지 않고, 상대적으로 고가의 수신기를 요구하지 않는, 전력 설비들 및/또는 소비자들에게 보다 나은 융통성을 제공하는 부하 관리 시스템을 제공하는 것이 더 바람직할 것이다. 선택적으로 전원을 부하에 접속하거나 접속을 끊을 수 있는 제어 가능한 전자 스위치, 특히 신뢰성있고, 내구성있고, 저가이며, 주거 또는 상업적인 용도에서 요구될 수 있는 것과 같은, 상대적으로 높은 전력 요구를 다룰 수 있는 스위치를 이용하는 부하 관리 시스템을 제공하는 것 또한 바람직할 것이다.
본 발명의 기술 분야는 일반적으로 로컬 사이트에서 에너지 분배를 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 명세서에 개시되는 일 실시예에 따른 전력 관리 시스템의 블럭도.
도 2는 예를 들어 도 1의 전력 관리 시스템 또는 기타 전력 관리 시스템에 따라 사용될 수 있는 로컬 에너지 제어 시스템의 블럭도.
도 3은 로컬 에너지 제어 시스템의 일 실시예에서 사용되는 특정 컴포넌트들의 물리적 배치를 나타내는 도면.
도 4는 공지의 바이메탈-기반 회로 차단기의 개념도.
도 5-1은 도 4의 회로 차단기가 폐쇄되었을 때(정상 동작)의 전기 흐름의 예를 나타내는 도면, 도 5-2는 과전류 상황이 발생하였을 때 회로 차단기의 바이메탈이 전류 접속을 차단하는 방법의 일 예를 나타내는 도면.
도 6은 본 명세서에 개시되는 전력 관리 시스템의 다양한 실시예들에 사용될 수 있는 제어가능한 전자 스위치를 나타내는 도면.
도 7-1은 도 6의 전자 스위치가 폐쇄되었을 때 전기 흐름의 예를 나타내는 도면, 도 7-2는 도 6의 전기 스위치의 바이메탈이 제어 신호의 주장(assertion)에 응답하여 회로 접속을 차단하는 방법을 나타내는 도면.
도 8은 본 명세서에 개시되는 전력 관리 시스템의 다양한 실시예들에 사용될 수 있는 제어가능한 전자 스위치의 다른 예를 나타내는 블럭도.
도 9는 예를 들어 본 명세서에 개시되는 다양한 전력 관리 시스템에서 사용될 수 있는 로컬 에너지 제어 시스템의 다른 예의 블럭도.
도 10은 로컬 에너지 제어 시스템의 다양함 컴포넌트들 상호 관계를 나타내는 도면.
도 11은 본 명세서에 개시되는 일 프로세스에 따른, 다양한 경고 스테이지 사이에서의 천이를 나타내는 상태도.
도 12 및 도 13은 본 명세서에 개시되는 2가지 서로 다른 실시예들에 따라, 서로 다른 경고 스테이지들 사이에서 천이하는 것과 관련되는 다양한 단계들을 나타내는 프로세스 흐름도.
도 14는 웨지(wedge)를 사용하여 회로 경로에서의 전기 접점들을 차단하는 제어가능한 전자 스위치의 다른 예를 나타내는 도면.
도 15는 도 14에 도시된 제어가능한 전자 스위치가 전기 접속을 차단하는 방법의 예를 나타내는 도면.
도 16은 웨지를 사용하여 회로 경로에서의 전기 접점들을 차단하고, 다수의 래칭 위치를 갖는 기계적 캠을 구비하는 제어가능한 전자 스위치의 다른 실시예를나타내는 도면.
도 17-1, 도 17-2 및 도 17-3은 캠에 대하여 래치를 맞물림 위치로 한 도 16의 제어가능한 전자 스위치를 나타내는 도면들.
도 18-1 내지 도 18-8은 도 16의 제어가능한 전자 스위치의 캠의 래칭 위치가 서로 다른 것을 나타내는 도면.
도 19는 웨지를 사용하여 회로 경로에서의 전기 접점들을 차단하고, 다수의 래칭 위치를 갖는 기계적 캠을 구비하는 제어가능한 전자 스위치의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 20은 도 19에 도시된 제어가능한 전자 스위치가 전기 접속을 차단하는 방법의 예를 나타내는 도면.
도 21, 도 22 및 도 23은 본 명세서에 개시되는 다양한 제어가능한 전자 스위치들에 사용될 수 있는 제어 회로 또는 그 일부의 예를 나타내는 도면들.
도 24는 본 명세서에 도시되거나 또는 개시되는 다양한 제어가능한 전자 회로 실시예들과 접속되어 사용될 수 있는 스위치 제어 회로의 일 실시예를 나타내는 도면.
도 25는 본 명세서에 도시되거나 또는 개시되는 다양한 제어가능한 전자 회로 실시예들과 접속되어 사용될 수 있는 스위치 제어 회로의 다른 실시예를 나타내는 도면.
본 발명은 일면에서 일반적으로 로컬 사이트에서의 전력 분배를 관리하고 제어하는 시스템 및 방법을 제시하고 있다.
일면에서는, 로컬 에너지 제어 유닛은 전원선으로부터 개별적인 전기적 부하로의 전력 전달을 제어하는 제어가능한 한 세트의 스위치를 포함한다. 에너지 제어 유닛은 바람직하게는 외부 명령이 수신됐을 때 제어가능한 스위치에게 그들의 개별적인 전기적 부하들을 구성 가능 순서로 결합 또는 분리하도록 하게 한다. 에너지 제어 유닛은 부하가 분리되는 순서의 우선순위를 정하기 위한 사용자에 의한-구성(예를 들면, 프로그램되는)일 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 제어가능한 스위치는 회로 차단기 세트와 직렬로(예를 들면, 하향스트림으로) 전기 접속될 수 있고, 제어가능한 스위치는 도통될 때 전력을 거의 또는 전혀 소모하지 않으면서도 예를 들면, 영업용 또는 주택 전기 콘센트에 존재할 수 있는 전기적 부하들을 선택적으로 분리 또는 재결합 시킬 수 있다.
다른면에서는, 에너지 관리 시스템 및 관련 방법은 따라서 소비자 부하로의 에너지 분배를 제어하기 위해 여러 소비자 측에서 원격적으로 위치한 에너지 제어 유닛의 이용을 포함한다. 이 에너지 제어 유닛 각각은 바람직하게는 다양한 로컬 전기적 부하로의 전력 전달이 제어가능한 스위치의 세트를 포함한다. 사용자는 에너지 소비를 감소시키라는 명령에 응답하여, 전기적 부하를 분리시키는 순서 또는 우선 순위를 지정하도록 에너지 제어 유닛을 미리 구성할 수 있다. 무선 명령 시스템은 중앙 송신기(central tranmitter) 또는 지리적으로 분산된 송신기(geographically dispersed transmitter)들의 집합과 같은, 원격 위치로부터 에너지 제어 유닛이 명령을 수신할 수 있게 해준다. 중앙 스테이션은 다른 우선 순위 레벨에 따라 에너지 감소 명령 또는 다른 유사한 메세지를 발행할 수 있다.에너지 제어 유닛은 에너지 감소 명령의 우선순위 레벨에 따라 하나 이상의 전기적 부하를 분리시킴으로써 에너지 감소 명령에 응답한다. 다양한 원격 위치에서의 로컬 에너지 제어 유닛의 집합적인 동작에 의하여, 예를 들면, 특히 최고 전력(peak power) 수요의 시점에서 전반적인 전력 감소가 상당히 실현될 수 있다.
다양한 실시예에서, 로컬 에너지 제어 유닛은 자신의 유용성을 강화시키는 추가적인 특징들을 갖출 수 있다. 예를 들면, 특정 실시예에서, 에너지 제어 유닛은 제어가능한 스위치를 주중 특정일, 하루 중 특정 시간, 등에 기초하여 자동적으로 조정되도록 활성화시키는 우선 순위를 허용하는, 프로그램가능한 타이머 기능을 갖추고 구성될 수 있다. 이 에너지 제어 유닛은 시간에 따라, 다양한 제어가능한 스위치의 상태, 또는 다른 시스템 파라미터들을 기록하는 메모리를 구비하여 구성될 수 있다. 이 메모리는 하나 이상의 전기적 부하들이 분리되어지는 이벤트 이후에만 기록할 수 있도록 트리거될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 제어가능한 전자 스위치는, 에너지 제어 유닛의 다양한 일실시예에서 사용될 수 있는 바와 같이, 선택적으로 로컬 전기적 부하를 비활성화 시키기 위한 제어가능한 전기 스위치의 세트를 구비하며 한 단에서는 앵커되고 다른 단에서는 전기 도체와 제어가능하게 접촉하는 변형된 부재(예를 들면, 바이메탈 부재(bimetal member) 또는 암(arm))를 포함한다. 인입 전력선은 전기 도체와의 접점 근처의 바이메탈 부재와 접속된다. (코일과 같은) 가열 소자는 바이메탈 부재에 연결되고, 스위치 제어 신호에 의해 제어된다. 스위치 제어 신호가 인가되지 않으면, 가열 소자는 비활성화되고, 전력은 인입 전력선을 통해 바이메탈부재의 말단부를 지나, 전기 도체에 공급되며, 이 도체로부터 부하로 전력이 분배될 수 있다. 스위치 제어 신호가 인가되면, 가열 소자는 가열되어 전기 도체와의 접촉이 차단될 때까지 바이메탈이 구부러지게 한다. 이로써, 인입 전력선으로부터 전기 도체까지(따라서 부하에까지)의 전기 경로는 차단된다. 스위치 제어 신호가 인가되는 한, 가열 소자는 바이메탈을 구부러진 상태로 계속적으로 유지시킴으로써 전기 경로가 차단된다.
그 밖의 실시예에서, 변형물 및 발전된 형태 또한 본 명세서에 개시되고 있다.
도 1은 본 명세서에 개시되는 다양한 실시예에 따른 로컬 에너지 제어 유닛이 사용될 수 있는 전력 관리 시스템(100)의 일 예를 나타내는 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 설비(105)는 로컬 사이트(109)에 있는 다양한 고객 부하(customer load; 120)에 전력선(108)을 통해 전력을 분배한다. 전력 설비(105)는 도 1에 일반적으로 도시된 것으로, 공지된 바와 같이, 하나 이상의 전력 생성 스테이션 또는 기타 전력 소스, 서브스테이션, 변압기, 전력선 및 전력을 생성하여 고객에게 분배하는데 사용되는 임의의 기타 설비들을 포함할 것이다. 로컬 사이트(109)는, 보다 일반적으로 이들은 에너지 분배의 제어가 요구되는 임의 세트의 관련 전기적 부하들을 포함하겠지만, 산업/상업 사용자들(통상 4.16 kV 내지 34.5 kV 정도의 전력을 끌어들임) 및 나머지 또는 준 상업 사용자들(통상 120 및/또는 240 볼트 정도의 전력을 끌어들임)을 포함할 것이다. 따라서, 고객 부하(120) 각각은 하나 이상의 로컬 전기적 부하(도 1에 개별적으로 도시되지는 않았음)를 포함한다.
각 로컬 사이트(109)에서, 무선 에너지 제어 유닛(114)은 전력선(108)으로부터 고객 부하(120)로의 전력 전달을 제어한다. 중앙 스테이션(102)은, 통신 유닛(103)(바람직하게는 적어도 송신기를 포함하지만 쌍방향 통신용 수신기를 포함할 수도 있음)을 통해, 여러 로컬 사이트(109)에 위치된 로컬 무선 에너지 제어 유닛(114)에 에너지 제어 커맨드를 전송한다. 무선 에너지 제어 유닛(114) 각각은, 다른 것들 보다도, 통신 유닛(115)(바람직하게는 적어도 수신기를 포함하지만 쌍방향 통신용 송신기를 포함할 수도 있음) 및 통신 유닛(115)에 의해 수신되는 전력 제어 커맨드를 해석하고 그에 따라 동작하는 전력 제어 회로(112)를 포함한다. 각로컬 사이트(109)에서, 이하 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 전력 제어 회로(112)는 통신 유닛(115)을 통해 에너지 제어 커맨드를 수신하고, 로컬 사이트(109)에서 다양한 로컬 전력 분배선(118)을 선택적으로 맞물리게 하거나 또는 그 반대로 하여 로컬 사이트(109)에서의 하나 이상의 개별 전기적 부하에 대한 전력을 선택적으로 차단한다.
중앙 스테이션(102)은 임의의 적합한 통신 프로토콜 또는 기술을 사용하여 로컬 사이트(109)에 에너지 제어 커맨드를 전송한다. 통신은 단방향 또는 쌍방향 중 어느 하나일 것이다. 바람직한 실시예에서, 통신 유닛(103)은 RF(Radio Frequency) 송신기를 포함하고, 이러한 실시예에서, 중앙 스테이션(102)이 바람직하게는 가용 측대역(FM 측대역 등)을 사용하는 및/또는 FSK(Frequency Shift Keying) 전송기를 이용하는 RF를 통해 에너지 제어 커맨드를 동보통신한다. 그러나, 예를 들어, 확산 스펙트럼 또는 광대역 통신 기술 또는 프로토콜 등 기타 무선 통신 기술 또는 프로토콜이 사용되어도 좋다. 중앙 스테이션(102)이 도 1에는 단일 형상으로 도시되었으나, 중앙 스테이션(102)으로부터의 송신은 통신 서브스테이션 및 랜드라인을 포함하는 다양한 통신 장비 및 설비들을 통해 중계될 수 있다.
에너지 제어 커맨드의 무선 전송의 이점은, 예를 들어 중앙 스테이션(102)으로부터 다양한 로컬 사이트(109)로의 연속 유선 랜드라인을 필요로 하지 않고, 또는 일반적으로 로컬 및 기타 간섭 소스에 종속되는 잡음이 있는 전력선을 통해 데이터를 송신할 필요가 없이, 비교적 넓은 영역이 비교적 경제적으로 커버될 수 있다는 것이다.
바람직한 실시예에서, 각 무선 에너지 제어 유닛(114)은 특정 로컬 사이트(109)에서, 있다면, 어느 전기적 부하가 중앙 스테이션(102)로부터의 커맨드 메시지에 응답하여 접속이 해제되어야 하는가를 미리 선택할 능력을 고객에게 제공한다. 이러한 능력은 로컬 에너지 제어 시스템(200)의 블럭도인 도 2를 참조하여 도 1에 도시된 전력 관리 시스템(100)과 연결되어 사용되는(로컬 사이트(109)에 도시된 다양한 컴포넌트들에 다소 느슨하게(loosely) 상관됨) 것으로서 보다 상세히 설명된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 로컬 에너지 제어 시스템(200)이 바람직하게는 제어가능한 스위치(262)의 온/오프 상태를 제어하는 신호들을 운반하는 복수의 제어선(261)을 구비하는 무선 에너지 제어 유닛(214)을 포함한다. 제어가능한 스위치(262)는 전력 설비 또는 기타 주요 전력 소스로부터 인입 전력을 가져오는 주 전력선(208)으로부터 분할된 개별 전력선(263)에 의해 전력이 공급되는 다양한 로컬 부하들을 효과적으로 셧 다운하고 다시 전류를 통하게 하기 위해 선택적으로 단속 및 재접속된다. 제어가능한 스위치(262)가 바람직하게는 회로 차단기(251)의 뱅크(예를 들어, 지역 주택 또는 상업 지역에서 통상적으로 발견되는 타입 등)와 다양한 로컬 전력 부하들 사이에 개재되어 직렬로 접속된다. 회로 차단기 타입의 예가 도 4에 도시되고, 이하 보다 상세히 설명된다. 회로 차단기(251)는 일반적으로 인입 전력선(208)으로부터 과도 전류가 유입되는 것을 방지하도록 동작하고, 이에 의해 예를 들어 단락 회로로부터 초래되는 위험한 상황들 또는 로컬 사이트에서의 기타 이러한 상황을 방지한다. 회로 차단기(251)가 일단 트립(trip)되어 이로써 이것의 개별 로컬 전력 부하에 대한 전력 흐름을 중단시켰다면, 전형적으로는예를 들어 수동 스위치를 활성화시킴으로써 이는 리셋될 수 있다. 로컬 에너지 제어 시스템(200)의 양호한 실시예는 회로 차단기들(251)과 여러 로컬 부하들로 개개의 전력 신호들을 운반하는 출력 전력선들(263) 사이에 개재된 제어가능한 스위치들(262)과 관계되는데, 그외의 실시예들에서는 회로 차단기들(251)이 삭제되거나 또는 그외의 전기적 소자들(예로 퓨즈들)이 회로 차단기들(251) 대신에 또는 그에 부가하여 존재할 수 있음을 알아야 한다.
무선 에너지 제어 유닛(214)는 양호하게는 커맨드들을 전기적으로 수신하고 그에 응답하여 제어가능한 스위치들(262)을 재접속하는 데에 충분한 내장 인텔리전스를 포함한다. 도2에 도시된 무선 에너지 제어 유닛(214)는 양호하게는 수신기를 포함하는 통신 유닛(215)를 포함하고, 또한 양방향 통신을 위한 송신기를 포함할 수 있다. 통신 유닛(215)는 추가로 원격 위치(예로 중앙 스테이션(102))으로부터 송신된 무선 커맨드들을 수신하기 위한 안테나(216)를 포함하는데, 안테나(216)의 구성 및 속성은 무선 통신 분야에 잘 알려진 안테나 설계 원리에 따라서 특정 무선 통신 기술의 속성에 의해 결정된다. 무선 에너지 제어 유닛(214)는 또한 통신 유닛(215)를 경유해 수신된 전력 제어 커맨드들을 수신하고 그에 응답하여 제어 가능한 스위치들(262)을 제어할 수 있는 하나 이상의 소자들을 일반적으로 포함하는 제어 회로 부분을 양호하게는 갖는다. 양호한 실시예에서, 제어 회로 부분은 통신 인터페이스(235), 프로세서(230), 하나 이상의 클록들 또는 타이머들(232), 메모리(239), 한 세트의 스위치 또는 설정 입력들(238), 디스플레이 및/또는 표시기(들)(236), 및 제어 레지스터(237)를 포함하고, 또한 제어선들(261)과 제어가능한 스위치들(262)을 포함할 수 있다.
작동 중에, 무선 에너지 제어 유닛(214)의 통신 인터페이스(235)는 통신 유닛(215)를 통해 원격 송신기로부터 수신된 커맨드들 또는 그외의 메시지들을 수신하고 소망하는 경우에는, 이를 해석하고 및/또는 일시적으로 저장한다. 통신 유닛(215)는 무선 통신 기술 또는 채택된 프로토콜 및 수신 전자장비의 정밀도 수준에 좌우되는 포맷으로 데이터를 출력할 수 있다. 예를 들어, 통신 유닛(215)는 정보가 원격 송신원으로부터 수신되었을 때 여러 간격들로 디지털 데이터 비트들로 된 스트림을 출력할 수 있다. 통신 인터페이스(235)는 통신 유닛(215)로부터의 데이터 출력을 해석할 수 있고, 예를 들어 어느 데이터가 유효하고 어느 메시지들이 특정 무선 에너지 제어 유닛(214)로 지향되었는지를 인식하도록 구성될 수 있다. 원격 송신원(예로, 중앙 스테이션 102)으로부터 송신된 메시지들은, 예를 들어, 여기서 더 설명되는 대로, 어드레스되고 또는 부호화될 수 있어서 단지 어떤 무선 에너지 제어 유닛들(예로 특정 지리적 영역에 있는 것)만이 전달된 커맨드들 또는 메시지들에 반응하도록 한다.
정보가 통신 유닛(215) 및 유효한 것으로 보이는 통신 인터페이스(235)를 통해 도착하였을 때, 프로세서(230)는 임의의 적합 수단을 통해서 수신된 정보를 인지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(230)는 통신 유닛(215)로부터 인터럽트 신호를 수신할 수 있거나, 또는 정보가 도착했는지를 판정하기 위해 규칙적으로 통신부(235)에 폴링(poll)할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 에너지를 보존하기 위해, 프로세서(230) 및 그외의 제어 회로가 '휴면(sleep)' 상태에 있도록 허용하는 것이유리할 수 있는데, 여기서 무선 에너지 제어 유닛(214)의 회로는, 통신 유닛(215)과 통신 인터페이스(235)와 만약 있다면 그외의 근본 회로를 제외하고, 무선 에너지 제어 유닛(214)에게로의 전력공급을 차단함으로써 근본적으로는 셧 다운(shut down)된다. 프로세서(230) 및 그외의 제어 회로는 전력 공급을 재개함으로써 재활성화되거나 깨어날 수 있는데, 이는 통신 인터페이스(235)가 정보가 통신 유닛(215)를 통해 수신되었다는 것을 검출했을 때 또는 주의를 요구하는 몇몇 그외의 사건(예로, 세팅, 디스플레이 갱신, 주기적 스테이터스 검사 등)이 있을 때에 특별 내부 전력 공급 관리 회로(도시 안됨)에 의해 수행될 수 있다. 이런 식으로, 무선 에너지 제어 유닛(214)는 커맨드에 응답하지 않을 때 또는 몇몇 그외의 필요한 활동을 실행할 때 최소의 전력만을 사용할 수 있다.
프로세서(230)가 송신이 원격 송신기로부터 수신되었다는 것을 알게 되었을 때, 프로세서(230)는 수신되었을 지도 모르는 임의의 커맨드들 또는 그외의 메시지들에 응답하려고 시도한다. 프로세서(230)의 응답은 일반적으로는 어떤 저장된 파라미터들 및 그외의 구성 정보 또는 무선 에너지 제어 유닛(214)에 저장된 프로그래밍 명령들에 좌우될 수 있다. 여기서, 메모리(239)는 유리하게는 작업용 메모리부(243), 프로그램 명령 저장부(242), 및 파라미터 저장부(239)를 포함하는, 다른 논리적 및/또는 물리적 부분들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 프로그램 명령 저장부(242)와 파라미터 저장부(239)는 비휘발성 메모리(EEPROM 등)를 포함하는한편, 작업용 메모리부(242)는 휘발성 메모리(예로 RAM)를 포함한다. 어떤 실시예들에서, 메모리(239)는 주전원이 중단되었을 때 저장된 정보의 손실을 방지하는 데에도움되도록 백업 DC 전원(예로, 배터리)를 또한 포함할 수 있다.
프로그램 명령 저장부(242)에 저장된 프로그램 명령, 파라미터 저장부(239)에 저장된 파라미터, 및/또는 스위치 또는 설정 입력들(238)의 집합은, 무선 에너지 제어 유닛(214)이 단절 또는 재접속할 제어가능한 스위치들(262)을 결정하는 데 기초로 되는 규칙 또는 로직을 집합적으로 제공하는 원격 소스로부터 수신된 명령들 또는 다른 메시지들에 대한 무선 에너지 제어 유닛(214)의 응답을 대부분 지령한다. 바람직한 실시예에서, 무선 에너지 제어 유닛(214)은 사용자-구성가능하고, 그러한 제어가능한 스위치들(262)이 연결이 해제되거나 재 접속되는 순서는 각 로컬 사이트(109)에 대해서 개별적으로 결정될 수 있다. 일 특징에 따르면, 무선 에너지 제어 유닛(214)은, 특정 실시예들에 있어서, 제어가능한 스위치들(262)이 연결 해제되는 혹은 접속되는 우선 순위를 설정하는 기능을 제공한다. 우선 순위는 다양한 스위치 또는 수동으로 조정될 수 있는 설정 입력들(238)에 의해 설정될 수 있다. 스위치 또는 설정 입력들(238)은 임의의 폭넓은 다양한 형태로 취해질 수 있다. 단지 예로서, 각 제어가능한 스위치(262)는 스위치 또는 설정 입력들(238) 중 하나를 제공하는 멀티-위치 스위치(도시되지 않음)와 관련될 수 있다. 멀티-위치 스위치의 각 위치는, 이하 보다 자세히 기술되는 바와 같이, 관련된 제어가능한 스위치(262)가 특정 레벨의 경보 스테이지에 응답하여 트리거될 수 있는지를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 3개의 가능한 경보 스테이지가 존재하는 시스템에서, 멀티-위치 스위치는 4개의 위치를 가질 수 있는데, 그 중 3개는 제1 스테이지, 제2 스테이지, 및 제3 스테이지 경보 조건에 대응하는 반면, 4번째 위치는 관련된 제어가능한 스위치(262)가 3개의 경보 스테이지들 중 어느 것에도 대응하지 않을 것임을 나타낸다. 멀티-위치 스위치들의 스위치 위치의 수는, 적어도 일부분, 가능한 경보 스테이지들의 수에 의해 결정될 수 있다.
대안으로, 다양한 경보 스테이지 조건에 대한 제어가능한 스위치들(262)의 응답은, 제어가능한 스위치들(262)의 우선 순위를 배열하기 위해서 다양한 버튼/스위치 입력들을 사용하는 소프트웨어-프로그램 가능할 수 있다. 단지 일예로서, 사용자는 제어가능한 스위치들(262) 각각을 차례로 주소지정하는 루틴(routine)을 통해 사이클을 허용할 수 있고, 각 제어가능한 스위치(262)에 대해서, 사용자가 경보 스테이지 조건에 소정의 응답을 기입할 수 있게 허용할 수 있다. 프로그래밍 정보는, 예를 들어, 작은 LCD 디스플레이 또는 다른 종류의 비주얼 디스플레이(도 2에서, 일반적으로 디스플레이/표시기(236)로 표현될 수 있음)에 디스플레이될 수 있다. 무선 에너지 제어 유닛(214)은 또한 선택적으로 개별 방식 상에 나타내는 표시기들의 집합을 가질 수 있는데, 제어가능한 스위치들(262) 중 어느 것은, 만약 있다면, 주어진 순간에 연결이 해제된다. 이와 같은 표시기들은 예를 들면 LED 또는 다른 저전력 광소자로서 구현될 수 있다. 디스플레이/표시기들(236)은 또한 (예를 들어, 특별 LED 표시기, 또는 적은 LCD 디스플레이 상의 플래싱 메시지, 및/또는 임시의 가청 사운드에 의해) 전력 경보가 촉박하다는 것을 나타내는 "초기 경보" 메시지가 중앙 스테이션(102)으로부터 수신되었음을 나타낼 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 무선 에너지 제어 유닛(214)은, 전기적 부하가 특정 타이밍 조건들, 예를 들어, 어떤 주의 특정한 날, 일의 시간, 등에 근거하여 자동적으로 조절되도록 연결이 해제됨으로써 우선 순위을 허용하는 프로그래머블 타이머 기능으로 구성될 수 있다. 이와 같은 타이밍은 초기 우선 순위 스킴을 설정하는 것과 동일한 방식으로 제어가능한 스위치(262)가 중앙 스테이션(102)으로부터 그와 같이 요구하는 메시지를 받는 대로 연결을 해제함으로써 사용자에 의해서 프로그램될 수 있다. 메모리(239)의 파라미터 저장부(241)는 제어가능한 스위치(262)의 프로그래머블 우선 순위가 특정 지정 시간에 변화하도록 하는 타이밍 파라미터들을 저장할 수 있다. 메모리(239)는 다양한 제어가능한 스위치들(262)의 상태, 또는 다른 시스템 파라미터들을 다양한 시간 포인트에서 기록하도록 구성될 수 있다. 메모리(239)는, 특정 실시예예서, 하나 이상의 전기적 부하가 연결 해제되는 이벤트, 또는 중요한 몇몇 다른 이벤트 바로 이후에 정보를 기록하도록 트리거될 수 있다.
도 2에 더 예시된 바와 같이, 제어 레지스터(237)는 제어가능한 스위치들(262)에 대한 현재의 "명령" 상태를 저장하도록 제공될 수 있다. 특정 실시예에서, 예를 들어, 제어 레지스터(237)의 각 비트는 바이너리 상태("1" 또는 "0")가 관련된 제어가능한 스위치(262)의 온/오프 상태를 나타내는 명령 비트를 보유할 수 있다. 무선 에너지 제어 유닛(214)은 또한 로컬 영역, 예를 들어, 가스 라인 차단(290)에서 다른 자원을 제어하는데 사용될 수 있다. 가스 라인 차단(290)에 대한 메커니즘은 또한 제어 레지스터(237) 내의 온/오프 상태/명령 비트를 가질 수 있다.
도 3은 로컬 에너지 제어 시스템의 일 실시예에 이용된 특정 소자들의 물리적인 배치를 예시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 에너지 제어 유닛(370)은 회로 박스(300)에 물리적으로 부착되거나 그 안에 배치될 수 있다. 회로 박스(300)는 회로 차단기들(예를 들어, 도 2에 도시된 회로 차단기들(251))을 수동으로 리셋하기 위한 그리고/또는 특정 회로 차단기에 접속된 전기적 부하들을 개별적으로 연결 해제하기 위한 온/오프 혹은 리셋 스위치들(351)의 세트를 포함할 수 있다. 도 3의 스위치들(351)은 다양한 온 및 오프 상태들로 도시되어 있다. 다양한 전기적 부하들로의 접속을 위한 회로 차단기들로부터의 출력 배선들은 무선 에너지 제어 유닛(370)을 경유하여, 특히, 그의 다양한 제어가능한 스위치들(예를 들면, 도 2에 도시된 제어가능한 스위치들(262))을 통해 접속될 수 있다. 도 3에 도시된 특정 예에 있어서, 무선 에너지 제어 유닛(370)은 원격으로 발송된 전력 관리 지시들에 응답할 제어가능한 스위치들을 선택하고 우선 순위를 선택하기 위한 수동 스위치들(372)의 세트와 함께 도시된다. 하나의 전력 경보 스테이지만이 전력 관리 시스템(100)에 의해 이용된다면, 수동 스위치들(372)은 두개의 스위치 위치들만으로 그들의 기능을 할 수 있는데, 그 제1 위치는 전력 경보 스테이지에 들어갈 때 제어가능한 스위치가 턴 오프되지 않을 것임을 지시하고, 제2 위치는 전력 경보 스테이지에 들어갈 때 제어 가능 스위치가 턴 오프될 것임을 지시한다.
이에 반해서, 전력 관리 시스템(100)이 전력 경보 스테이지들의 층을 이룬 세트(tiered set)를 갖는다면, 스위치 세팅의 보다 정교한 세트가 사용될 수 있다. 예를 들어, 3개의 전력 경보 스테이지들이 전력 관리 시스템(100)("블랙 아웃(black-out)" 스테이지 또는 로컬 전력 제어 회로가 포함되지 않는 다른 변경스테이지들을 포함하지 않음)에서 사용된다면, 각각의 매뉴얼 스위치(372)는 4개의 위치를 가질 수 있으며, 처음 3개 위치들은 대응하는 제어가능한 스위치가 턴오프(즉, 그 전기적 부하의 연결 해제)되기 전에 어떤 전력 경보 스테이지가 요구되는지를 나타내고, 4번째 위치는 대응하는 제어가능한 스위치가 임의의 전력 경보 스테이지에 대하여 턴오프되지 않음을 나타낸다. 4번째 위치는 소비자가 중요하다거나 필수적이라고 고려하여 피해질 수 있다면 연결 해제를 원하지 않는 전기적 부하를 관리하는데 유용할 수 있다.
각 매뉴얼 스위치들(372) 옆에 있는 광 표시기(예를 들면, LED)(373)는 어떤 제어가능한 스위치가 무선 에너지 제어 유닛(37)으로 하여금 로컬 전력 저하를 요구 또는 요청하는 전력 경보 스테이지 레벨로 들어가게 하는 중앙 스테이션으로부터의 메시지에 응답하여 각각의 전기적 부하의 연결을 해제하는지를 나타내는데 사용될 수 있다. 디스플레이 및/또는 인터페이스(371)는, 무선 에너지 제어 유닛(370) 내에 사전 저장되거나 또는 중앙 스테이션으로부터 수신된 텍스트 메시지를 나타내거나, 또는, 버튼 또는 적절한 수단이 제공되었을 때, 무선 에너지 제어 유닛(370)에 의해 제공된 다양한 능력의 프로그래밍을 허가하는데 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에 대해서 이미 나타낸 바와 같이, 어느 경우에나 무선 에너지 제어 유닛(370)은 로컬 전기적 부하로부터 입력 전력선의 연결을 해제하기 위해서 기능할 수 있기 때문에, 무선 에너지 제어 유닛(370)(및 그러므로, 제어가능한 스위치들)은 회로 차단기 스위치들(351)로부터 하향 또는 상향에 배치될 수있다. 다른 양상에서, 무선 에너지 제어 유닛(370)은 로컬 전력 소모를 통제하기 위해서 콤팩트하고, 효율적이고 실용적인 수단을 제공하는데, 공통 회로 박스(300) 또는 더 작은 사이즈의 전기 박스에 집적될 수 있기 때문에 고객측에 최소로 침입하게 되며, 존재하는 설정의 최소 갱신을 요구한다.
대체 실시예에서, 무선 에너지 제어 유닛(370)은 회로 차단기에 대립하는 것으로서 또는 회로 차단기에 더하여, 퓨즈와 직렬로 배치될 수 있다.
다양한 실시예들에서, 전력 관리 시스템(100)은 로컬 사이트(109)에서 전력 제어 회로(112)로 하여금 개별적으로 선택된 전기적 부하(120)의 연결을 해제하게 하는 중앙 소스(즉, 중앙 스테이션(102))로부터 명령을 발행함으로써 무한량의 시간에 대한 전체 고객 전력 요구를 줄이거나 삭감하도록 동작한다. 바람직한 실시예에서, 중앙 스테이션(102)은 허용가능한 한계 내에서 전력 설비(105)의 동작을 유지하는데 필요한 전력 요구 감소량에 근거한 전력 경보 스테이지 선언을 발행한다. 일 실시예에 따라서, 하나 이상의 전력 경보 스테이지 레벨이 전력 관리 시스템(100)에 대해 정의되고, 중앙 스테이션(102)은 다양한 로컬 사이트(109)에서 무선 통신 유닛(115)에 경보 레벨을 무선으로 방송함으로써 전력 경보 스테이지 레벨을 변화시킨다. 고객 전력 요구가 액션이 필요하다고 생각될 때 임계 레벨까지 증가함에 따라, 중앙 스테이션(102)은 현 조건에 적절한 전력 경보 스테이지 레벨을 방송한다. 고객 전력 요구가 보다 허용가능한 레벨로 감소함에 따라, 중앙 스테이션(120)은 몇몇 또는 모든 전기적 부하(120)가 다시 맞물려질 수 있다는 것을 나타내는 전력 경보 레벨을 이후에 방송할 수 있다. 다양한 전력 스테이지 경보가선언될 때의 총 고객 전력 요구 레벨은 특정 임계 레벨, 또는 (예를 들어, 날마다, 시간마다, 또는 보다 빠르게 동적으로 변동할 수 있는) 모든 전력 용량의 특정 퍼센트로 고정될 수 있다. 대안으로, 전력 경보 스테이지 메시지들은 전력 설비(105) 및/또는 중앙 스테이션(102)과 관련된 인증된 사람들에 의해 기입된 매뉴얼 명령에 응답하여 발행될 수 있고, 따라서, 인간 판단이 결정에 포함되게 하거나, 또는 자동 및 매뉴얼 기술의 결합이 사용될 수 있다. 임의의 수의 전력 경보 스테이지 레벨들이 사용될 수 있고, 전력 관리 시스템(100)의 소정의 복잡성에 따른다.
일 예에 따라서, 전력 관리 시스템(100)은 4개의 전력 경보 스테이지 레벨을 가질 수 있다. 그 중 3개는 로컬 사이트(109)로 하여금 중앙 스테이션(102)으로부터 수신된 명령에 응답하여 전력 소비를 줄이게 하고, 4번째 전력 경보 스테이지 레벨은 추가 단계가 취해질 것을 요구한다(예를 들면, 지리적 영역의 의도한 등화 관제(brown out) 또는 블랙 아웃). 도 11은 이와 같은 일예에 따라서, 다양한 전력 경보 스테이지들 사이에서의 전이를 예시하는 상태도(1100)이다. 도 11에 예시된 바와 같이, 상태도(1100)는 다른 전력 경보 스테이지 레벨에 대응하는 다수의 상태들(1105 내지 1109)을 포함한다. 총 고객 전력 요구가 허용가능한 범위(즉, 총 고객 전력 요구 레벨이 LEVEL1으로 지정된 특정된 제1 임계 레벨 이하)일 때, 전력 관리 시스템(100)은 비-경보 상태(1105)로 유지된다. 총 고객 전력 요구 레벨이 제1 임계 레벨(즉, LEVEL1) 이상 일 때, 전력 관리 시스템(100)은 제1 스테이지 경보 상태(1106)로 들어가고, 그 결과 중앙 스테이션(102)은 무선 메시지를 제1스테이지 전력 경보가 선언됨을 나타내는 로컬 무선 통신 유닛(115)으로 방송한다. 응답으로, 로컬 사이트(109)에서의 전력 제어 회로(112)는 선택적으로 다양한 로컬 전기적 부하(120)의 연결을 해제하고, 따라서 허용가능한 레벨 내의 총 에너지 사용을 유지하는 전체 고객 전력 요구를 감소시킨다. 전력 설비(105)는 전력 요구가 중단한 범위를 측정하고 전력 경보 스테이지 레벨의 미래 결정에서의 사용을 위해서 이 정보를 중앙 스테이션(102)(또는 다른 프로세싱 센터)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 중앙 스테이션(102)(또는 다른 프로세싱 유닛)은 전력 경보 스테이지 경고를 발행한 결과로서 중단된 총 전력 요구 레벨에 의한 총액을 포함하는 것으로 현재 총 전력 요구 레벨을 처리할 수 있는데, 임의의 포인트에서의 전력 경보 스테이지 경고를 철회하는 것이 아마 이전에 연결이 해제된 로컬 전기적 부하(120)를 다시 맞물리게 하고 결과로서 총 전력 요구를 증가시키기 때문이다. 그러므로, 총 고객 전력 레벨이 다양한 임계 레벨과 비교됨으로써, 도 11에 도시될 때, 전력 관리 시스템(100)이 연결이 해제된 로컬 전기적 부하(120)의 효과를 고려하는 것이 바람직하다.
총 고객 전력 요구가 제1 요구 임계치 LEVEL1 이상이지만 제2 요구 임계치 LEVEL2 이하로 머무는 한, 전력 관리 시스템(100)은 제1 스테이지 경보 상태(1106)에 머문다. 그러나, 총 고객 전력 요구가 계속적으로 증가하여 제2 요구 임계치 LEVEL2를 초과한다면, 전력 관리 시스템(100)은 제2 스테이지 경보 상태(1107)로 들어가고, 중앙 스테이션(102)은 여러 로컬 사이트(109)들에서, 제2 스테이지 전력 경보 경고가 선언되었음을 나타내는 메시지를 무선 통신 유닛(115)들로 무선 방송한다. 그러나, 한편으로 총 고객 전력 요구가 제1 요구 임계치 LEVEL1 이하로 떨어진다면, 전력 관리 시스템(100)은 경보 해제 상태(1105)로 복귀하고 그 결과로써 중앙 스테이션(102)은 여러 로컬 사이트(109)들에서 제1 스테이지 전력 경보가 더 이상 유효하지 않음을 나타내는 메시지를 무선 통신 유닛(115)으로 무선 방송하고, 그 전력 관리 시스템(100)은 경보 해제 상태(1105)로 복귀한다.
총 고객 전력 요구가 제2 요구 임계치 LEVEL2 이상이지만 제3 요구 임계치 LEVEL3 이하로 머무는 한, 전력 관리 시스템(100)은 제2 스테이지 경보 상태(1107)에 머문다. 그러나, 총 고객 전력 요구가 계속적으로 증가하여 제3 요구 임계치 LEVEL3을 초과한다면, 전력 관리 시스템(100)은 제3 스테이지 경보 상태(1108)로 들어가고, 중앙 스테이션(102)은 여러 로컬 사이트(109)에서 제3 스테이지 전력 경보 경고가 선언되었음을 나타내는 메시지를 무선 통신 유닛(115)들로 무선 방송한다. 그러나, 한편으로 총 고객 전력 요구가 제2 요구 임계치 LEVEL2 이하로 떨어진다면, 전력 관리 시스템(100)은 제1 스테이지 경보 상태(1106)로 복귀하고 그 결과로써 중앙 스테이션(102)은 여러 로컬 사이트(109)들에서, 제2 스테이지 전력 경보가 더 이상 유효하지 않음을 나타내는 메시지를 무선 통신 유닛(115)들로 무선 방송하고, 그 전력 관리 시스템(100)은 제1 스테이지 경보 상태(1106)로 복귀한다.
마찬가지로, 총 고객 전력 요구가 제3 요구 임계치 LEVEL3 이상이지만 제4 요구 임계치 LEVEL4 이하로 머무는 한, 전력 관리 시스템(100)은 제3 스테이지 경보 상태(1108)에 머문다. 그러나, 총 고객 전력 요구가 계속적으로 증가하여 제4 요구 임계치 LEVEL4를 초과한다면, 전력 관리 시스템(100)은 제4 스테이지 경보 상태(1109)로 들어가고, 그 결과로써 추가의 스텝들이 취해진다(예를들어, 지역적 통신두절(black out) 또는 등화관제(brown out)). 이러한 상황에서 어떠한 무선 명령들도 필요치 않지만, 원한다면 통신 두절 또는 등화 관제 경고 메시지가 중앙 스테이션(102)에 의해 전송될 수 있으므로, 로컬 사이트(109)들에 있는 고객들은 통신 두절 또는 등화 관제가 발생하기 이전에 경고받을 수 있다. 선택적으로는, 통신 두절 또는 등화 관제될 때까지의 대략적인 시간량이 중앙 스테이션(102)에 의해서도 전송될 수 있고, 앞으로 정전될 때까지의 시간이 로컬 전력 제어 회로(112)들에 의해 표시될 수 있으므로, 고객들은 이러한 상황에서 원하는 어떠한 스텝들이라도 취할 수 있다. 총 고객 전력 요구가 제3 요구 임계치 LEVEL3 이하로 떨어진다면, 전력 관리 시스템(100)은 제2 스테이지 경보 상태(1107)로 복귀하고 그 결과로써 중앙 스테이션(102)은 여러 로컬 사이트(109)들에서, 제3 스테이지 전력 경보가 더 이상 유효하지 않음을 나타내는 메시지를 무선 통신 유닛(115)들로 무선 방송하고, 그 전력 관리 시스템(100)은 제2 스테이지 경보 상태(1107)로 복귀한다.
마찬가지의 결과를 달성하기 위한 대안적인 방법으로서, 하나의 전력 사용 임계치(power usage threshold)를 사용할 수 있고, 각 전력 경보 스테이지 레벨에 응답하여 고객 전력 요구에 의해 떨어지는 양을 다음 전력 경보 스테이지 레벨의 계산에서 고려할 필요는 없다. 대안적인 실시예에 따르면, 각 전력 경보 스테이지 레벨이 선언됨에 따라, 여러 로컬 사이트(109)들에서의 여러 에너지 제어 유닛(114)들의 집합적인 영향에 기인하여 총 고객 전력 요구 레벨은 떨어질 것으로 예상된다. 따라서, 전력 관리 시스템(100)의 동작을 유리하게 허용하면서 동일한전력 사용 임계치가 각 전력 경보 스테이지 레벨 동안 사용될 수 있다. 예를들어, 전력 사용 임계치는 총 전력 용량의 96%로 설정될 수 있다. 총 고객 전력 요구가 그 전력 사용 임계치에 도달하면, 제1 스테이지 전력 경보 경고 메시지가 무선 에너지 제어 유닛(114)들로 전송되고, 여기서 전기적 부하(120)의 일부를 놓아준다. 그 결과, 총 고객 전력 요구는 소정량(예를들어, 5 %) 만큼 떨어질 것이다. 전력 사용 임계치는 용량의 96 %를 유지할 수 있다. 고객 전력 요구가 제1 전력 경보 스테이지 레벨 동안 다시 96 %에 도달한다면, 중앙 스테이션(102)은 제2 스테이지 전력 경보 경고 메시지를 무선 에너지 제어 유닛(114)들로 전송함으로써, 총 고객 전력 요구를 더 떨어뜨리게 된다. 이러한 사이클은 제3 및 제4 전력 경보 스테이지 레벨들로 들어가는 동안 반복될 수 있다.
프로세스(1100)는, 예를 들어 중앙화되거나 분산된 아키텍처 내에서 중앙 스테이션(102) 또는 그 밖의 다른 장소에 위치될 수도 있는 하나 이상의 실행을 위한 컴퓨터 프로세서를 이용하여 자동화 시스템 내에서 구현될 수도 있다. 여러 전력 경고 스테이지들간의 임계 레벨들이 프로그램될 수도 있다. 고객 전력 수요가 임계 레벨 근처에 있을 때, 시스템이 두 개의 서로 다른 전력 경고 스테이지 레벨들 사이를 너무 빨리 스위칭하지 않도록 히스테리시스 기법이 사용될 수도 있다. 즉, 고객 전력 수요가 증가하면, 임계 레벨이 히스테리시스량만큼 증가될 수도 있으며, 임계 레벨(플러스 히스테리시스량)이 통과되고 새로운 경고 스테이지 레벨로 진입하는 즉시 히스테리시스량만큼 임계 레벨이 감소되어, 고객 수요 레벨이 감소됨에 따라 저전력 경고 스테이지 레벨로의 스위칭을 위해 임계 레벨에서 히스테리시스량을 뺀 것 아래로 떨어뜨릴 필요가 있게 된다. 또한, 다음 전력 경고 스테이지 레벨로의 스위칭이 총 고객 전력 수요를 다소 급작스럽게 떨어뜨릴 것이 예상되기 때문에(이러한 효과는, 전술한 바와 같이 전력 경고 스테이지 계산에 사용되는 총 고객 전력 수요 레벨에 감소량을 추가함으로써 감소될 수 있지만), 로컬 사이트(109)가 자신들의 선택된 전기적 부하(120)를 셰딩(shedding)하기 시작하자마자 이전의 전력 경고 스테이지 레벨로의 급속한 스위치를 방지하는 데에 히스테리시스 기법이 도움이 된다.
도 11에 예시된 기술을 적용하면, 전력 설비(102)는 총 고객 전력 수요를 동적으로 제어할 수 있으며, 이에 따라 전력 위기를 피할 필요가 있을 때 피크 고객 전력 소비를 감소시킬 수도 있다. 여러 경고 스테이지 레벨들을 제공함으로써, 이러한 전력 관리 기술은, 고객 전력량이 감소되도록 선택하는 데에 있어서의 몇몇 세분성(granularity)을 허용하여 고객에게 필요한 최소의 부담을 주게 한다.
로컬 전력 소비의 제어를 위해 로컬 전력 제어 회로가 제어가능한 스위치를 선택적으로 연결 해제 또는 재연결할 수도 있는 여러 방식들에 대한 설명이 이하 제공된다. 이 설명에서는, 도 2에 도시된 로컬 에너지 제어 시스템(200)의 실시예에 대해 중점적으로 기술할 것이지만, 그 원리들 및 개념들은 다른 실시예들에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 서로 다른 전력 경고 스테이지들이 정의되는 전력 관리 시스템을 가정하면, 로컬 에너지 제어 시스템(200)이 다음의 가장 높은 전력 경고 스테이지에 들어가는 메시지를 수신하면, 무선 에너지 제어 유닛(214)은 어떤 제어가능한 스위치들(262)이 해제되는지를 결정하기 위해 스위치 또는 설정 입력장치(238) 및/또는 저장된 파라미터들(241)을 검사한다. 스위치 또는 설정 입력 장치(238)가 전술한 바와 같은 (대응하는 제어가능한 스위치(262)가 자신의 각 전기적 부하를 셰딩함으로써 응답할 전력 경고 스테이지에 대응하는 각 스위치 위치를 갖는) 다중 위치 스위치들에 의해 설정되는 예에서, 프로세서(230)는 각 다중 위치 스위치들의 위치 설정을 간단히 검사해서 대응하는 제어가능한 스위치(262)가 자신의 각 전기적 부하의 접속을 해제하기 위해 오픈 위치로 설정되어야 하는지를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 중앙 스테이션(102)으로부터의 메시지가, 무선 에너지 제어 유닛(214)이 제1 전력 경고 스테이지에 들어가도록 지시하면, 프로세서(230)는 다중 위치 스위치들 각각의 스위치 설정을 체크하여서 스위치 위치가 제1 전력 경고 스테이지에 대한 응답을 가리키는지 여부를 결정한다. 중앙 스테이션(102)으로부터의 메시지가, 무선 에너지 제어 유닛(214)이 제2 전력 경고 스테이지에 들어가도록 지시하면, 프로세서(230)는 다중 위치 스위치들 각각의 스위치 설정을 체크하여 스위치 위치가 제1 전력 경고 스테이지 또는 제2 전력 경고 스테이지중 하나에 대한 응답을 가리키는지 여부를 결정한다. 중앙 스테이션(102)으로부터의 메시지가, 무선 에너지 제어 유닛(214)이 제3 전력 경고 스테이지에 들어가도록 지시하면, 프로세서(230)는 각 다중 위치 스위치들의 스위치 설정을 체크하여, 스위치 위치가 제1 전력 경고 스테이지, 제2 전력 경고 스테이지 또는 제3 전력 경고 스테이지중 하나에 대한 응답을 가르키는지를 결정한다. 각각의 경우, 프로세서(230)는, 제어가능한 스위치(262)가 현재의 전력 경고 스테이지 레벨에 응답해야 하는 것으로 판단하면, 적절한 명령을 제어 레지스터(237)에 발송하며 이는그 후 대응하는 제어가능한 스위치(262)를 오픈시켜서 전기적 부하를 해제하도록 해준다.
다른 실시예에서, 스위치 또는 설정 입력 장치(238)는 중앙 스테이션(102)으로부터 원격 명령에 응답하여 제어가능한 스위치(262)를 연결해제하기 위한 상대적인 우선권을 나타낸다. 이러한 실시예에서, 부정의(indeterminate) 수의 전력 경고 스테이지들이 이용될 수도 있다. 제1 전력 경고 스테이지 메시지(또는 전력 감소 명령)가 수신되면, 가장 낮은 우선권을 갖는 제어가능한 스위치(262)가 오픈되어 전기적 부하가 연결해제된다. 각 후속 전력 경고 스테이지 메시지(또는 전력 감소 명령)에서, 다음 가장 높은 우선권 제어가능한 스위치(262)가, 최대로 모든 제어가능한 스위치(262)가 오픈될 때까지 오픈된다. 그러나, 스위치 또는 설정 입력 장치(238)는, 예를 들어 중요하거나 필수적인 전기 장치에 대응할 수도 있는 소정의 제어가능한 스위치(262)가 연속적으로 폐쇄된 상태로 절대 오픈되지 않게 유지됨을 나타낼 수도 있다.
이와 달리, 무선 에너지 제어 유닛(214)이 로컬 전력 미터로부터 판독되는 출력에 연결되어, 얼마나 많은 전력이 로컬 사이트에서 사용되고 있는지를 동적으로 모니터링할 수 있는 경우, 무선 에너지 제어 유닛(214)은 특정 퍼센티지 또는 양만큼 로컬 전력 소비를 감소시키도록 (직접적으로 혹은 간접적으로) 명령되거나 사전 프로그래밍될 수도 있다. 그 후, (예를 들어, 전술한 기술에 따라) 무선 에너지 제어 유닛(214)은 어떤 전기적 부하가 셰딩되어 어떤 제어가능한 스위치(262)가 초기에 오픈되는지의 초기 결정을 할 수도 있다. 그 후, 무선 에너지 제어 유닛(214)은, 부가적인 제어가능한 스위치(262)가 원하는 타겟 에너지 사용 레벨에 도달하거나 원하는 타겟 레벨에서 에너지 사용을 유지하기 위해 오픈될 필요가 있는지를 판단하기 위해 로컬 전력 사용을 모니터링할 수도 있다. 무선 에너지 제어 유닛(214)은, 스위치 또는 설정 입력 장치(238)에 의해 표시되는 우선권 내의 부가적인 제어가능한 스위치(262)를 오픈할 수도 있다.
전력 경고 스테이지의 레벨이 감소함에 따라, 무선 에너지 제어 유닛(214)은 제어가능한 스위치(262)를 닫을 수 있으며, 이에 따라 제어가능한 스위치(262)가 열린 역순으로 전기적 부하들을 재결합할 수 있게 된다. 무선 에너지 제어 유닛(214)은 원할 경우 임의의 두 제어가능한 스위치(262)의 재접속 사이에 시간 지연을 주어 전력 스파이크 또는 이와 유사한 원하지 않는 결과의 가능성을 줄일 수 있다.
도 12 및 13은 본 명세서에 개시된 다른 두 실시예에 따라 상이한 경고 스테이지들 간의 전이에 수반되는 여러 단계를 나타내는 프로세스 흐름도이다. 도 12 및 13의 프로세스들이 편의를 위해 도 1에 도시된 전력 관리 시스템의 실시예를 참조하여 아래에 설명되지만, 그 원리 및 개념은 다른 전력 관리 시스템의 실시예들에도 적용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 먼저 도 12를 참조하면, 제1 실시예에 따른 전력 관리 프로세스(1200)가 도시되어 있다. 도 12에 도시된 프로세스(1200)에서는, 중앙 스테이션(102)이 결정을 위해 사용되는 기준에 기초하여, 여러 로컬 사이트(109)의 전력 소모를 조절하기 위하여(어떤 경우에는 소정의 다른 목적으로) 이들 로컬 사이트에 메시지를 무선 전송하는 것으로 이미 결정한것으로 가정한다. 따라서, 제1 단계 1201에서 중앙 스테이션(102)은 무선 통신 유닛(103)을 통해 여러 로컬 사이트(109)의 무선 통신 유닛(115)으로 메시지(또는 메시지 열)를 전송한다.
중앙 스테이션(102)으로부터의 무선 전송은 다양한 형태 중 어느 한 형태를 취할 수 있다. 예컨대, 무선 전송은 로컬 사이트들(109) 모두에서 수신되도록 의도되는 방송 전송을 포함할 수 있다. 대안으로, 무선 전송은 특정 로컬 사이트들(109)에서만 수신되도록 의도되는 방송 전송을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 로컬 사이트들(109)은 원할 경우 지리적 영역, 거주용/상업용(가능한 경우 거주용 및/또는 상업용의 여러 서브 카테고리와 함께), 평균 사용량 등 또는 이들의 조합과 같은 임의의 논리적 기준에 따라 여러 그룹으로 조직될 수 있다. 특정 그룹의 로컬 사이트들(109)은 특히 그 그룹을 목표로 하는 방송 메시지를 통해 중앙 스테이션(102)에 의해 지시를 받을 수 있다. 각 로컬 사이트들(109)의 그룹은 예컨대 고유 그룹 어드레스 또는 그룹 명령 코드를 할당 받을 수 있으며, 그렇게 되면 각 로컬 사이트(109)는 자신의 고유 그룹 어드레스 또는 그룹 명령 코드에만 응답하게 된다. 대안으로 또는 추가적으로, 각 로컬 사이트들(109)의 그룹은 고유 주파수 대역 또는 부대역 또는 고유 인코딩 방식을 할당 받을 수 있으며, 그렇게 되면 각 로컬 사이트(109)는 자신의 무선 통신 유닛(115)을 자신의 고유 주파수 대역 또는 부대역으로 동조시키거나 자신의 고유 인코딩 방식에 따라 메시지를 수신하여 디코딩하도록 구성하게 된다. 이러한 방식으로 중앙 스테이션(102)은 향상된 전력 관리 유연성을 제공받아 중앙 스테이션(102)이 전력 소모를 줄이도록 모든 또는 임의의 로컬 사이트 그룹에 지시하는 것을 가능하게 한다. 이러한 구성의 한 이점으로서, 중앙 스테이션(102)은 전력 요구 상황에 응답하여 단지 소수의 로컬 사이트들(109)의 그룹에만 전력을 줄이도록 명령할 수 있으며, 감소된 전력량이 불충분한 경우에만 원하는 전력 감소량에 도달할 때까지 점진적으로 전력 감소 요구의 범위를 다른 그룹으로 확대해 나갈 수 있다.
로컬 사이트들(109)의 그룹들에 대한 그룹 어드레스 또는 코드 외에, 각 로컬 사이트(109)는 또한 자신의 그룹 내에서 개별 어드레스 또는 코드를 할당 받을 수 있으며, 이에 따라 각 로컬 사이트(109)는 원할 경우 개별적으로 명령을 받을 수 있게 된다. 또한, 그룹 어드레스들 또는 코드들(또는 주파수 대역 또는 부대역 또는 인코딩 방식) 중 하나는 시스템 와이드 방송 어드레스 또는 코드일 수 있으며, 이는 중앙 스테이션(102)이 시스템 와이드 방송 어드레스 또는 코드로 지정되는 단일 명령 또는 명령 열을 통해 로컬 사이트들(109) 모두에 도달하는 것을 가능하게 한다.
도 12를 다시 참조하면, 다음 단계 1205에서, 여러 로컬 사이트(109)의 무선 통신 유닛들(115)은 중앙 스테이션(102)으로부터 전송된 메시지를 수신한다. 다음 단계 1208에서, 각 로컬 사이트(109)는 수신된 메시지 내의 정보를 디코딩하거나 아니면 복원하거나 재구성하며, 메시지가 특정 로컬 사이트(109)로 의도된 경우에는 수신 메시지를 임의의 구성 성분들로 분해한다. 예컨대 그룹 어드레싱 또는 코딩이 사용되는 경우, 특정 로컬 사이트(109)의 전력 제어 회로(112)는 수신 메시지로부터(예컨대 특정 필드에서) 그룹 어드레스 또는 코드 정보를 얻을 수 있으며,이에 따라 수신 메시지 내의 그룹 어드레스 또는 코드를 로컬 사이트 자신의 그룹 어드레스 또는 코드와 비교함으로써 수신 메시지가 특정 로컬 사이트(109)로 의도된 것인 지의 여부를 결정할 수 있다. 로컬 사이트(109)는 또한 그룹 어드레스 또는 코드와 시스템 와이드 방송 어드레스 또는 코드를 비교함으로써 수신 메시지가 전력 관리 시스템(100) 내의 로컬 사이트들(109) 모두에게로 의도된 시스템 와이드 방송 메시지인지의 여부를 결정할 수 있다.
메시지가 그것으로 의도된다고 가정하면, 로컬 사이트(109)는 중앙 스테이션(102)으로부터 수신된 통신의 성질을 결정하기 위하여 메시지를 파스한다. 수신될 수 있는 메시지의 예로서, 로컬 사이트(109)는, 전력 경보의 다음의 최상위 단계를 입력하거나, 전력 경보의 다음의 최하위 단계를 입력하거나, 매개변수를 조정하거나, 임의의 다른 실행(예를 들어, 전력 경보 단계 경고 메시지)을 행하는 것을 지시하는 메시지를 수신할 수 있다. 다양한 기타 메시지 유형도 사용될 수 있다. 수신된 메시지가 로컬 사이트(109)에서의 전력 제어 회로(112)가 전력 경보의 다음의 최상위 단계에 진입할 것을 지시하면, 단계(1236)에서 전력 제어 회로(112)는 어느 전력 제어 스위치 또는 스위치들{도 2의 스위치들(262)와 같은}이 개방되어 어느 로컬 전기적 부하(120)가 쉐드(shed)해야 하는지를 결정한다. 이 결정이 이루어질 수 있는 방법의 예는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명되고 그밖의 것은 여기서 설명된다. 단계(1238)에서, 요구된 전력 제어 스위치 또는 스위치들이 개방되고, 단계(1250)에서, 다양한 상태 지시자(예를 들어, LED)가 갱신된다. 예를 들어, LED는 접속 해재된 각각의 전력 제어 스위치 옆에서 켜질 수 있다. 기타 상태지시 수단도 사용될 수 있다. 예를 들어, 고객에게 하나 이상의 전기적 부하(120)가 일시적으로 쉐드되었음을 나타내기 위하여, 가청 음향이 전력 제어 회로(112)에 의해 발신될 수 있다.
한편, 수신된 메시지가 전력 제어 회로(112)에게 전력 경보의 다음의 최하위 단계에 진입할 것을 지시하면, 단계(2140)에서(전력 제어 회로(112)가 비경보 단계 내에 있지 않다는 가정 하에서), 전력 제어 회로(112)는 어느 전력 제어 스위치 또는 스위치들이 폐쇄되어 어느 로컬 전기적 부하(120)가 전력 라인(108)에 재접속되어야 하는지를 결정한다. 이 결정이 이루어질 수 있는 방법의 예는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명되고 그밖의 것은 여기서 설명된다. 단계(1243)에서, 요구된 전력 제어 스위치 또는 스위치들은 폐쇄되고, 다시 단계(1250)에서, 다양한 상태 지시자들(예를 들어, LED)이 갱신된다. 예를 들어, 재접속된 각각의 전력 제어 스위치 옆의 LED는 꺼질 수 있다.
수신된 메시지가 전력 경보의 다음의 최상위 단계로의 입력 및 전력 경보의 다음의 최하위 단계로의 진입을 지시하지 않는다면, 단계(1225)에서, 메시지는 전력 제어 회로(112)에 의해 해석되고 그에 따라 실행된다. 특정 실행은 수신된 메시지의 성질에 의존한다. 예를 들어, 메시지가 전력 경보가 예상된다는 경고인 경우, 전력 제어 회로(112)는 그렇게 지시된 메시지를 (요구된다면 예상되는 전력 경보까지의 시간만큼) 디스플레이하고/디스플레이하거나 중요한 메시지가 수신되었다는 것을 나타내는 가청 잡음을 만들 수 있다.
전력 제어 회로(112)가, 예를 들어 로컬 사이트(109)에서의 전력 소비를 (예를 들어, 로컬 미터를 통하여) 모니터링함으로써, 개방 및 폐쇄되는 전력 제어 스위치들을 능동적으로 조정하는 경우, 피드백 루프가 실시되도록 프로세스(1200)가 수정될 수 있고, 이 때 전력 제어 회로(112)는 연속적으로 전력 제어 스위치 설정을 결정하고, 전력 제어 스위치 설정을 조정하고, 상태 지시자를 갱신한다. 로컬 전력 소비에 대한 활발한 모니터링 및 조정이 발생하지만, 전력 제어 회로(112)는 전력 제어 스위치를 주어진 전력 경보 단계에서 상이한 횟수로 개방 및 폐쇄할 수 있다. 그러한 실시예에서, 로컬 소비자의 불편을 최소화하기 위하여, 전력 제어 회로(112)는 전력 제어 스위치를 개방 또는 폐쇄하는 횟수를 제한하도록 구성될 수 있다.
도 13은 도 12에서 도시된 프로세스(1200)와 유사하지만 일부 변경 사항을 갖는 전력 관리에 대한 다른 프로세스(1300)를 도시한다. 도 13에서, 단계(1301, 1305, 및 1308)는 일반적으로 도 12의 단계(1201, 1205 및 1208)와 유사하다. 마찬가지로, 단계(1336, 1338, 1340, 1343 및 1350)는 일반적으로 도 12에 도시된 대응하는 단계와 유사하다. 그러나, 도 13에서는, 도 12에서 도시된 프로세스(1200)에서 새로운 단계(1330, 1332 및 1335)가 추가된다. 도 13의 프로세스(1300)에 추가된 단계는 다음 최상위 전력 경보 단계로의 진입이 중앙 스테이션(102)에 의해 지정된 시간만큼 지연되는 상황을 알린다. 그러한 상황에서, 도 13에서 도시되는 실시예에 따라, 전력 제어 회로(112)가 수신된 메시지가 다음 최상위 전력 경보 단계로의 진입을 지시하는 것으로 결정할 때, 전력 제어 회로(112)는 다음의 최상위 전력 경보 단계가 즉각적인 것이지 또는 지연된 것인지에 대한 지시도 수신된 메시지로부터 파생시키며, 지연된 것이라면 전력 경보 단계가 입력될 때까지의 시간만큼 지연된다. 다음 최상위 전력 경보 단계로의 진입이 즉각적인 경우, 프로세스(1300)는 바로 단계(1336)으로 이동한다. 다음 최상위 전력 경보 단계로의 진입이 지연된 경우, 단계(1332)에서, 전력 제어 회로(112)는 예를 들어 경고등을 조명하거나 가청 음향 또는 음향 패턴을 발행하는 등의 형식을 취할 수 있는 경고를 발행한다. 전력 제어 회로(112)는 단계(1335)에 의해 나타나는 바와 같이, 지연 기간이 끝난 후의 단계(1336)으로 이동하기 전에 지연 기간의 시간 경과를 기다린다. 전력 제어 회로(112)는 전술한 수행을 실시하기 위하여 지연 기간을 측정하는 내부적인 타이머 또는 클럭을 사용할 수 있다.
도 10은 여기에 나타난 한 실시예에 따라 적어도 부분적으로 제어가능한 스위치(1062)의 작동을 판정하기 위한 로컬 미터(1092)로부터의 피드백의 잠재적인 사용을 도시하고 또다른 것과의 관계 내에 있는 로컬 에너지 제어 시스템(1012)의 다양한 구성 요소들을 도시하는 도면이다. 도 10에 도시된 것처럼, 스위치 제어(1037)의 세트는, 도 2 및 3에 관련하여 기재된 제어가능한 스위치와 유사하고 로컬 전기적 부하의 선택적인 연결 및 연결 해제를 허용하는 다수의 제어가능한 스위치(1062)의 설정을 제어하기 위해 사용된다. 로컬 전력 미터(1092)는 입력 전력 라인(1008)(또는, 출력 전력 라인(1063)) 상의 전력의 꺼짐을 주시하고, 측량계(evaluator; 1030)에게 제공되는 전력 사용 측정 신호를 출력(저장된 프로그램 명령 및 다양한 입력에 따라 작동하는 프로세서로 구현될 수 있음)한다. 측량계(1030)는 추가적인 제어가능한 스위치(1062)가 개방되야 하는지 또는 폐쇄되어야하는지를 판정하기 위해 전력 사용 측정을 전력 사용 타겟(1094)과 비교한다. 전력 사용 타겟(1094)은 로컬 에너지 제어 시스템(1012)의 전력 경보 스테이지 레벨(1093)에 기초하여 설정되는 것이 바람직하다. 만약 측량계(1030)가 전력 사용 측정에 기초하여 로컬 전력 소비가 전력 사용 타겟(1094)을 초과했다고 판정하면, 그후 측량계(1030)는 어떤 제어가능한 스위치(1062)들이 인터페이스(1029)를 통해 수동적으로 설정되거나 프로그램될 수 있는 상술된 우선 순위 설정(1038)에 기초하여 개방되거나 닫히는지를 판정한다. 전력 커맨드(1017)가 중심국으로부터 수신되면, 측량계(1030)는 전력 경보 스테이지 레벨(1093) 및 전력 사용 타겟(1094)을 요구된대로 갱신한다. 로컬 에너지 제어 시스템(1012)은 로컬 사이트에서 전력 소비의 로버스트한 제어의 레벨을 제공함으로써, 전력 설비에 의해 요구될 때 전체 전력 사용 감소를 달성하기 위해 도 1에 나타난 것처럼 전력 관리 시스템에서 유익하게 사용될 수 있다.
도 9는 예를 들어, 여기에 나타낸 것과 같은 다양한 전력 관리 시스템들과의 연결 내에서 사용될 수 있는 원리를 도시하고, 기타 것들 사이에서 로컬 에너지 제어 시스템(9020)에 전력을 제공하기 위한 메커니즘을 도시하는 로컬 에너지 관리 시스템(900)의 실시예에 대한 블럭도이다. 도 9에 나타난 것처럼, 로컬 에너지 제어 시스템(900)은, 다양한 제어가능한 스위치(962)를 사용하여 입력 전력 라인(들)(908)로부터 도 9에 유도성 요소(919)로 나타난 다양한 로컬 부하로의 전력을 선택적으로 연결 해제할 수 있는 에너지 제어기(910)를 포함한다. 예를 들어 도 2 및 3에 관련되 상술된 것처럼, 제어가능한 스위치(962)는 회로 차단기(951)(또는 유사한 전기 장치) 및 다양한 로컬 부하와 연속적으로 연결(예를 들어, 양자 사이에 삽입)될 수 있다. 입력 전력 라인(들)(908)에서 에너지 제어기(910)로 전력이 공급되도록 허용하기 위해, 분리기(decoupler: 911)가 사용되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서는 분리기(911)가 캐패시터(가능하다면 다른 회로 소자들과 조합하여)를 포함하지만, 대안적인 실시예에서는 분리기(911)가 변압기 및 회로 지원 소자들을 포함할 수 있다.
대안적인 실시예에서, 전력은 회로 차단기(951)들 중 하나(제어가능한 스위치(962)를 갖지 않아서 연결 해제될 수 없는 것이 바람직함)의 출력으로부터와 같이 에너지 제어기(910)에 의해 간접적으로 공급될 수 있다.
입력 전력 라인(들)(908)(또는 보다 일반적으로, 도 1 내의 전력 라인(108)) 상의 전력 신호의 성질은 적어도 사용의 유형에 의존한다. 큰 산업적인 소비자(예를 들어, 철도 회사)들은 23~138kV의 전압 레벨의 전력을 직접적으로 받아들일 수 있고 전형적으로 전압을 더 낮출 수 있다. 작은 산업적인 또는 상업적인 사용자들은 전형적으로 4.16~34.5kV의 전압 레벨의 전력을 받아들인다. 가정 사용자 또는 사용량이 적은 상업적인 사용자들은 보통 아주 적은 120 및/또는 240 볼트의 전압 레벨의 전력을 로컬 분산 송신자로부터 수신한다. 가정 소비자 또는 사용량이 적은 상업용 사용자들에 의해 수신된 전력은 성격상 전형적으로 약 60 헤르츠의 낮은 주파수의 단일 위상 교류이다. 상술된 도시적인 값들은 전형적으로 미국에서 사용되고 있는 값들이지만, 세계 다른 곳에서는 그 값이 다양할 것이다.
특정한 바람직한 제어 가능 전기 스위치들은 상술된 것처럼 다양한 전력 관리 시스템에 연결되어 로컬 사이트에서 사용될 수 있고 후술된 것처럼 특히 다양한 로컬 에너지 제어 유닛에서 사용될 수 있다. 그러나, 우선, 종래의 전기적 구성요소를 갖는 바람직한 제어가능한 전기 스위치와, 특히 회로 차단기에 기초한 바이메탈 간의 비교가 제공된다.
도 4는 본 기술 분야에 알려진 바이메탈 기반 회로 차단기(400)의 개념도이다. 도 4에 도시된 것처럼, 회로 차단기(400)는 두 금속층(402, 403) 형태의 바이메탈 암(401)을 포함한다. 바이메탈 암(401)은 한쪽 끝(406)에서 고정되어, 출력 전력 신호 라인(415)에 연결된다. 다른쪽 끝(407)에서, 바이메탈 암(401)은 전기적 도전체(420)와 전기적으로 연결된다. 전기적 도전체(420)는 부하(도시 안됨)로 연결될 수 있고, 정상 동작에서 (즉, 정상 전류 흐름), 전력 신호 라인(415)은 바이메탈 암(401) 및 전기적 도전체(420)를 통해 부하에 도전된다.
바이메탈 암(401)의 다른 금속층들(402, 403)의 금속 재료는 그들이 다른 비율로 가열되도록 상이한 열 특성들을 갖도록 선택된다. 특히, 하위 금속층(402)의 금속 재료는 상위 금속층(403)의 금속 재료보다 빨리 가열한다. 바이메탈 암(401)을 통해 이동하는 전류의 양이 "정상" 한계 이내에 있을 때, 바이메탈 암(401)(자연 저항률을 가짐)을 통해 통과하는 전류에 의한 열의 양은 작고 바이메탈 암(401)은 찌그러지지 않는다. 그러나, 바이메탈 암(401)을 통해 흐르는 전류의 양이 과전류 한계(금속층들(402 및 403)에서 사용되는 금속 재료들의 관련 열 특성들에 의해 주로 결정됨)를 초과하면, 하위 금속층(402)이 상위 금속층(403)보다 더 빨리 가열되어 바이메탈 암(401)이 구부러지고, 그래서 입력 전력 신호 라인(415)과 전기적 도전체(420) 간의 전기 회로 경로를 차단하는 원인이 된다.
이 동작은 도 5-1 및 5-2의 도면에 의해 설명될 수 있다. 도 5-1은 도4의 회로 차단기(400)가 닫혔을 때(정상 동작), 전기 흐름의 예를 설명하는 도면이고, 도 5-2는 과전류 상황이 발생할 때 어떻게 회로 차단기(400)의 바이메탈 암(401)이 회로 연결을 차단하는지의 예를 설명하는 도면이다. 도 5-1에서 도시된 것처럼, 전력 신호는 입력 전력 라인(415)("IN"이라고 표시됨)을 통해 바이메탈 암(401) 및 컨택트들(412)을 통해서 전기적 도전체(420)("OUT"이라고 표시됨)로 흐른다. 전력 신호의 전류 양이 과전류의 한계 이하인 동안, 바이메탈 암(401)을 통해 흐르는 전류에 의한 열의 양은 작고, 바이메탈 암(401)은 변형되지 않는다. 그러나, 도 5-2에서 이제 도시된 것처럼, 바이메탈 암(401)을 통해 흐르는 전류의 양이 과전류 한계를 초과했을 때, 전류는 바이메탈 암(401)을 가열하고, 그러나 하위 금속층(402)은 상위 금속층(403)보다 더 빨리 가열해서 바이메탈 암(401)이 구부러지는 원인이 되게 한다. 결과적으로, 컨택트들(412)은 점차 분리하고, 입력 전력 신호 라인(415) 및 전기적 도전체(420) 간의 전기 회로 경로를 차단한다. 회로 차단기(400)가 "트립(trip)"하게 하는 필요한 전류 양은 바이메탈 암(401)의 두 개의 금속층들(402, 403)의 관련 열 특성들에 의존한다.
트립핑된 후에, 회로 차단기(400)의 바이메탈 암(401)은 결국 바이메탈 암(401)이 더 이상 변형되지 않을 때까지 점차 식어간다. 이것이 발생하면서, 컨택트들(412)은 다시 한 번 전기적 연결을 형성하고, 입력 전력 라인(415)으로부터 전기적 도전체(420)로 전력 신호를 보내기를 허용한다.
도 6은, 본 명세서에서 설명된 바대로, 예를 들어 전력 분배 및 관리 시스템 들 및 방법들, 및 근거리 에너지 제어 장치들의 특정 실시예들에서 사용될 수 있는 것과 같은 제어가능한 전자 스위치(600)의 도면이다. 도 6에서 도시된 것처럼, 제어가능한 전자 스위치(600)는, 일반 형태의 암(arm)으로 (도 4에서 도시된 것과 유사함) 형성될 수 있고 서로 다른 열 특성들을 가진 두 개의 층들(602, 603)을 포함할 수 있는 변형가능한 부재(601)를 포함한다. 가열되었을 때 구부러지는 항구성 재료가 사용될 수 있지만, 두 개의 층들(602, 603)은 자연적으로 금속인 것이 바람직하다. 도 6에서 더 도시된 바와 같이, 변형가능한 부재(601)는 비전도 표면(615)으로 한 끝(606)에 고정되는 것이 선호된다. 그것의 다른 끝에서, 변형가능한 부재(601)은 컨택트들(612)을 통해 전기적 도전체(620)와 접촉해서 위치되는 것이 선호된다. 입력 전력 라인(625)는, 변형가능한 부재(601)를 통해 흐르는 전류에 의한 임의의 전력 손실을 최소화하기 위해서, 그리고 또한 전류의 흐름에 상관 없이 임의의 현저한 정도로 변형가능한 부재(601)를 가열하는 것을 피하기 위해서, 전기적 도전체(620)와의 접촉 점 가까이에서 변형가능한 부재(601)로 연결되는 것이 선호된다. 전기적 도전체(620)는 부하(도시 안됨)에 연결될 수 있고, 정상 동작에서(즉, 아래 설명한 대로, 스위치 제어 신호의 표명이 없는 경우), 전력 신호 라인(625)으로부터 전력은 부하로 변형가능한 부재(601) 및 전기적 도전체(620)를 통해 도전된다.
변형가능한 부재(601)의 다른 금속층들(602, 603)의 금속 재료들은, 그들이 다른 비율들로 가열하도록 다른 열 특성들을 갖기 위해 선택되는 것이 선호된다.특히, 하위 금속층(602)의 금속 재료는 상위 금속층(603)의 금속 재료보다 빨리 가열하는 것이 선호된다. 열이 변형가능한 부재(601)로 가해질 때, 상위 금속층(603)에 비교해서 하위 금속층(602)의 빠른 가열은, 회로 차단기(400)와 유사하게, 변형가능한 부재(601)가 구부러지게 하고, 그래서 입력 전력 신호 라인(625) 및 전기적 도전체(620) 간의 전기 회로 경로를 차단하게 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, (저항 코일과 같은) 가열 소자(645)가 변형가능 부재(601)에 결합된다(예를 들어, 저항 코일의 경우, 둘러싸여 있다). 가열 소자(645)는 바람직하게 한쌍의 신호 라인(641, 642)에 의해 접속된 스위치 제어 회로(640)에 의해 제어된다. 스위치 제어 회로(640)로부터 출력된 스위치 제어 신호가 표명되지 않으면, 가열 소자(645)는 효과적으로 단로되고(따라서 비활성화되고), 전력은 변형가능 부재(601)의 단부(607)를 걸친 입력 전력 배선(625)를 통해 컨택트(612)을 경유하여 부하에 또한 분배될 수 있는 전기 도체(620)로 전달된다. 이 동작은 도 7-1에 도시되어 있다. 그러나, 스위치 제어 회로(640)로부터 스위치 제어 신호가 표명되면, 가열 소자(645)는 가열 소자(645)를 통해 흐르는 전력의 영향에 의해 가열한다. 하부 금속층(602)가 상부 금속층(603)보다 더 급속하게 가열하므로, 변형가능 부재(601)는 구부러지기 시작한다. 궁극적으로, 그 구부러짐의 결과로서, 도 7-2에 도시된 바와 같이, 컨택트(612)는 점차 분리되고 입력 전력 신호 라인(625)과 전기 도체(620) 사이의 전기 회로 경로가 차단된다.
스위치 제어 회로(640)로부터의 스위치 제어 신호가 표명되는 한, 가열 소자(645)는 변형가능 부재(601)를 구부러진 채로 유지하고 입력 전력 배선(625)과전기 도체(620) 사이의 전기 경로가 단로된 채로 유지한다. 일단 스위치 제어 회로(640)로부터의 스위치 제어 신호가 비표명되면, 변형가능 부재(6010)가 더이상 변형되지 않을 때까지 변형가능 부재(601)는 점차 냉각된다. 이것에 의해, 컨택트(612)은 전기 접속을 다시 형성하고, 전력 신호를 입력 전력 배선(625)으로부터 전기 도체(620)로 전달하여 부하에 전달되도록 한다.
일 형태에서, 도 6에 도시된 제어가능한 전자 스위치(600)는 소스로부터 부하로의 전력 분배를 제어하기 위한 편리하고 저렴한 메카니즘을 제공할 수 있다. 또한, 제어가능한 전자 스위치(600)는 변형가능 부재(601)가 폐쇄 위치에 있을 때 임의의 전력을 소비할 필요가 없고 변형가능 부재(601)를 개방으로 하기 위해서 최소한의 전력만을 필요로 한다.
입력 전력 배선(625)은 다양한 방법 중의 임의의 방법으로 변형가능 부재(601)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 입력 전력 배선(625)은 변형가능 부재(601)의 이동 단부(607)에 용접, 접합 또는 납땜될 수 있다. 변형가능 부재(601)가 스위치 폐쇄 위치에 있을 때 입력 전력 배선(625)과 전기 도체(620) 사이에 전기가 통하는 한, 변형가능 부재(601)에 입력 전력 배선(625)을 부착하는 어떠한 형태도 가능하다.
도 8은 제어가능한 전자 스위치(800)의 더 일반적인 실시예를 나타내는 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제어가능한 전자 스위치(800)는 입력 전력 배선(825)을 전기 도체(820)에 제어가능하게 접속하는 변형가능 부재(801)를 포함한다. 가열 소자(845)는 변형가능 부재(801)에 결합되고, 스위치 제어 회로(840)에의해 제어된다. 예를 들어, 바이메탈 부재 또는 암의 형태를 취할 수 있는 변형가능 부재(801)는 바람직하게 변형가능 부재(801)가 가열 소자(845)에 의해 가열되지 않을 때 입력 전력 배선(825)이 전기 도체(820)로 전력 신호를 도통하도록 하지만, 바람직하게 변형가능 부재(801)가 가열 소자(845)에 의해 가열될 때 입력 전력 배선(825)과 전기 도체(820) 사이의 접속이 물리적으로 분리되도록 한다. 가열 소자(845)는 예를 들어 저항 코일 또는 다른 저항기를 포함할 수 있고, 저항 코일인 경우, 바이메탈 부재 또는 암으로서 구현된 변형가능 부재(801)를 둘러쌀 수 있다.
도 6 및 도 8에 도시된 실시예들 중 하나에서, 변형가능 부재(601 또는 801)는 균일하게 직선일 필요는 없고, 가열될 때 입력 전력 배선(625 또는 825)과 전기 도체(620 또는 820) 사이의 전기 접속이 차단되도록 예측가능한 방법으로 구부러지는 한 어떠한 형태여도 좋다. 또한, 바람직한 실시예에서 변형가능 부재(601 또는 801)2개의 금속층을 갖는 바이메탈 암으로서 기재되었지만, 다른 방법으로 예측가능한 방법으로 구부러지는 임의의 다른 재료(금속 또는 그외)로 제조될 수 있다. (회로 차단기와 달리) 변형가능 부재(601 또는 801)의 일단으로부터 타단으로 전류가 흐를 필요가 없기 때문에, 변형가능 부재(601 또는 801)는 원한다면 변형가능 부재(601 또는 801)의 많은 영역을 서로로부터 분리하는 비도전성 및 절연성 부분을 가질 수 있다. 예를 들어, 비도전성 부분(예를 들어, 플라스틱)은 가열 소자(645 또는 845)에 결합된 변형가능 부재(601 또는 801)의 영역과 변형가능 부재(601 또는 801)의 단부(예를 들어, 도 6의 예에서 변형가능 부재(601)의단부(606 및/또는 607)) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 전력이 도통되는 변형가능 부재(601)의 단부(예를 들어, 도 6의 단부(607))가 바이메탈일 필요가 없고, 균일한 도전성 재료(예를 들어, 단일 금속)일 수 있다. 대안적으로, 변형가능한 부재(601 또는 801)는 추가의(즉, 2보다 많은) 층을 가질 수 있다. 변형가능한 부재(601 또는 801)의 주된 특징은, 가열시에 {예를 들어, 도 6의 예에서의 컨택트(612)를 분리시킴으로써} 전력 신호의 경로의 전기적 접속을 파괴할 정도로 구부러지거나 충분히 변형된다는 것이다.
스위치 제어 회로(640 또는 840)로부터 가열 소자(645 또는 845)로 출력된 스위치 제어 신호는 직류(DC) 신호인 것이 바람직하지만, 교류(AC) 신호 또는 하이브리드 신호일 수도 있다. 스위치 제어 신호가 표명되지 않는 경우, 스위치 제어 회로(640)는 {예를 들어, 도 6의 예의 배선(641, 642)을 단락시킴으로써} 가열 소자(645 또는 845)를 단락시키거나, 버퍼 또는 다른 아이솔레이션 회로를 통해 가열 소자(645 또는 845)를 분리시킬 수 있다.
바람직한 실시예에서는 도 6 및 8의 가열 소자(645 및 845)가 저항성 코일로서 설명되었지만, 가열 소자(645 및 845)는 다른 형태 또는 구성을 취할 수 있다. 예를 들어, 저항성 코일로서 구현된 경우, 가열 소자(645 또는 845)는 변형가능한 부재(601 또는 801)에 감겨질 필요가 없다. 가열 소자(645 또는 845)는 저항성 코일 이외의 다른 종류의 저항일 수 있다. 그러나, 저항성 코일은 주어진 면적에 대하여 비교적 균일한 가열을 제공하고, 비교적 간단하게 구현되며, 비교적 저가이기 때문에, 저항성 코일이 가열 소자(645 또는 845)로서 바람직하다.
스위치 제어 회로(640 또는 840)에 대한 변형가능한 부재(601 또는 801)의 응답 속도는 응용분야에 따라 임계적일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 응답 속도가 매우 임계적이지 않은 경우, 스위치 제어 신호는 매우 낮은 전력 신호일 수 있다. 보다 더 빠른 응답 시간이 요구되는 경우, 스위치 제어 신호의 전력을 증가시켜, 가열 소자(645 또는 845)의 보다 신속한 가열을 유발할 수 있다. 스위치 제어 회로(640 또는 840)는 자기 자신의 전력(예를 들어, 배터리)을 가질 수도 있고, 또는 도입되는 전력 배선(625 또는 825) 또는 소정의 다른 이용가능한 소스로부터 전력을 얻을 수도 있다. 스위치 제어 회로(640 또는 840)는 스위치 제어 신호의 표명 및 그에 따른 제어가능한 전자 스위치(600 또는 800)의 개방을 유발하는 수동 스위치(도시되지 않음)에 의해 활성화될 수도 있고, 원격 전자 신호에 의해 활성화될 수도 있다.
도 14는 웨지를 사용하여 회로 경로 내의 전기적 컨택트를 물리적으로 파괴하는 제어가능한 전자 스위치(1400)의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 제어가능한 전자 스위치(1400)는, 본질적으로는 도 6과 관련하여 전술한 변형가능한 부재(601)와 마찬가지로 2개의 층(1402, 1403)으로 형성된, 일반적으로 연장 변형가능한 부재(1401)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 변형가능한 부재(1401)는 바이메탈 암을 포함하며, 2개의 층(1402, 1403)는 본질적으로 금속이지만, 여기에 개시되는 기능을 수행할 수 있는 충분히 상이한 열적 성질을 갖는 임의의 적합한 재료로 이루어질 수 있다. 변형가능한 부재(1401)는 한쪽 끝(1406)에서 비도전성 표면(1405)에 고정되는 것이 바람직하다. 변형가능한부재(1401)는 다른쪽 끝에 웨지형 부재(1451)를 갖는다.
도 14에 더 도시된 바와 같이, 웨지형 부재(1451)의 좁은 끝은 전기적 컨택트(1452)의 쌍에 매우 근접하여 위치한다. 전기적 컨택트(1452)의 쌍은 전기적 도전체 쌍에 접촉하여 위치하며, 제1 전기적 도전체(1425)는 도입 전력 배선의 역할을 하고, 제2 전기적 도전체(1420)는 부하(도시되지 않음)로의 전력 전달 수단의 역할을 한다. 정상 동작에서, 제1 전기적 도전체(1425)로부터의 전력은 전기적 컨택트(1452)를 통하여 제2 전기적 도전체(1420)에 전도되어, 부하에까지 전도된다. 전기적 컨택트(1452)는 안정적인 표면(1460)에 고정된 비도전체 암(1457)의 쌍에 부착된다. 스프링(1455)의 쌍 또는 그와 유사한 수단이 비도전체 암(1457)에 힘을 제공하여, 정상 동작시에 전기적 컨택트(1452)들이 접촉을 유지하게 한다.
전기적 접촉부(1452)들을 가로질러 형성된 전기 경로는 변형가능한 부재(1401)에 제어 신호를 적용함으로써 파손될 수도 있다. 이러한 목적을 위해, 가열 소자(1445)(예를 들면, 저항성 코일)가 변형가능한 부재(1401)에 연결된다(예를 들면, 변형가능한 부재(1401) 주위를 저항성 코일처럼 둘러쌈). 가열 소자(1445)는, 바람직하게는 한 쌍의 신호 라인(1441,1442)들로 가열 소자에 연결된 스위치 제어 회로(1440)에 의해 제어된다. 스위치 제어 회로(1440)로부터 스위치 제어 신호 출력이 발생하지 않을 때, 가열 소자(1445)는 사실상 끊어지며(따라서 비활성적), 전력은 옥내 전력 선(1425)을 통해 전기적 접촉부(1452)들을 가로질러 전기 전도체(1420)로 전달되며, 전기 전도체로부터 부하에 분배될 수 있다. 그러나, 스위치 제어 회로(1440)로부터 스위치 제어 신호가 발생할 때, 가열소자(1445)는 가열 소자(1445)를 통해 흐르는 전류 효과에 의해 열을 발생한다. 도 6을 참조하여 바람직하게 설명된 변형가능한 부재(601)와 유사하게, 제어가능한 전자 스위치(1400)의 변형가능한 부재(1401)는 구부러지기 시작한다. 결국, 이러한 구부러짐으로 인하여, 전기적 접촉부(1452)들 사이를 개방하는 웨지(1451)는, 도 15에 도시한 것처럼 접점(1452)들을 점차적으로 분리시키고(스프링(1455)들을 점진적으로 압축시킴), 옥내 전력 신호 라인(1425)과 전기 전도체(1420) 사이의 전기 회로 경로를 파손시킨다.
스위치 제어 회로(1440)로부터 스위치 제어 신호가 계속해서 발생할 때, 가열 소자(1445)는 변형가능한 부재(1401)를 계속해서 구부리며, 옥내 전력 선(1425)과 전기 전도체(1420) 사이의 전기 경로를 끊는다. 스위치 제어 회로(1440)로부터 스위치 제어 신호가 발생하지 않으면, 변형가능한 부재(1401)는 점차적으로 냉각되어 결국에는 더 이상 변형되지 않는다. 이러한 현상이 발생할 때, 웨지(1451)는 점차적으로 줄어들어 전기적 접촉부(1452)들을 다시 접촉시켜 전기적 연결을 형성하며, 이는 전력 신호를 옥내 전력 선(1425)부터 전기 전도체(1420) 및 부하까지 통과시키도록 한다.
하나의 특징에 있어서, 도 14에 도시한 제어가능한 전자 스위치(1400)는, 도 6의 제어가능한 전자 스위치(600)와 같이 소스(source)부터 부하까지 전력 분배를 제어하기 위한 편리하면서도 비용이 저렴한 메커니즘을 제공할 수 있다. 더욱이, 제어가능한 전자 스위치(1400)는, 전기적 접촉부(1452)들이 폐쇄된 위치에 있을 때 어떠한 전력도 소비할 필요가 없으며, 변형가능한 부재(1401)를 구부리고, 전기적접촉부(1452)들을 서로 떨어뜨리며, 전력 신호 회로 경로를 개방하기 위한 최소한의 전력만을 요구한다.
도 16은 웨지형 부재를 이용하여 회로 경로내 전기적 접촉부들을 파손시키는 제어가능한 전자 스위치(1600)의 또다른 실시예의 다이어그램이다. 도 16에 도시한 구성 요소들의 많은 부분들은 도 14에 도시한 부분들과 사실상 유사하다. 따라서, 예를 들어 도 16의 제어가능한 전자 스위치(1600)는 도 6 및 14를 각각 참조하여 이전에 설명된 변형가능한 부재(601,1401)들과 유사하며, 두 개의 층(1602,1603)으로 형성된 일반적으로 가늘고 긴 변형가능한 부재(1601)를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 변형가능한 부재(1601)는 바이메탈 암을 포함하고, 좀더 일반적으로 두 개의 층(1602,1603)은 본 명세서에서 설명되는 기능들을 수행하기 위해 서로 다른 온도 특성들을 갖는 임의의 적절한 매질들로 구성될 수도 있지만, 두 개의 층(1602,1603)은 사실상 금속이다. 변형가능한 부재(1601)는 바람직하게는 비전도성 표면(1605)의 일단(1606)에 고정된다. 그 타단에서, 변형가능한 부재(1601)는 이하에서 상세하게 설명될 기계적인 캠으로서 동작하는 웨지형 부재(1651)를 갖는다.
도 16에서 설명하는 것처럼, 웨지형 부재(1651)의 일단은 한 쌍의 전기적 접촉부(1652)들에 매우 근접하게 위치한다. 한 쌍의 전기적 접촉부(1652)들은 한 쌍의 전기 전도체(1620,1625)들에 접촉하며, 제1 전기 전도체(1625)는 옥내 전력 선의 역활을 하며, 제2 전기 전도체(1620)는 부하(도시하지 않음)에 전력을 전달하는 수단의 역활을 한다. 일반적인 동작에 있어서, 제1 전기 전도체(1625)로부터의 전력은 전기적 접촉부(1652)들을 통해 제2 전기 전도체(1620) 및 부하에 전도된다. 전기적 접촉부(1652)들은 안정 표면(1660)에 고정되는 한 쌍의 비전도성 암(1657)들에 부착된다. 한 쌍의 스프링(1655) 또는 다른 그러한 수단은 힘을 비전도성 암(1657)들에 가하고, 일반적인 동작시 전기적 접촉부(1652)들의 접촉을 유지시킨다.
도 14의 실시예와 유사하게, 전기적 접촉부(1652)들을 가로질러 형성된 전기 경로는 제어 신호를 변형가능한 부재(1601)에 적용시킴으로써 파손될 수도 있다. 이러한 목적을 위해, 가열 소자(1645)(예를 들면, 저항성 코일)가 변형가능한 부재(1401)에 연결된다(예를 들면, 변형가능한 부재(1601) 주위를 저항성 코일처럼 둘러쌈). 가열 소자(1645)는, 바람직하게는 한 쌍의 신호 라인(1641,1642)들로 가열 소자에 연결된 스위치 제어 회로(1640)에 의해 제어된다. 스위치 제어 회로(1640)로부터 스위치 제어 신호 출력이 발생하지 않을 때, 가열 소자(1645)는 사실상 끊어지며(따라서 비활성적), 전력은 옥내 전력 선(1625)을 통해 전기적 접촉부(1652)들을 가로질러 전기 전도체(1620)로 전달되며, 전기 전도체로부터 부하에 분배될 수 있다. 그러나, 스위치 제어 회로(1640)로부터 스위치 제어 신호가 발생할 때, 가열 소자(1645)는 가열 소자(1645)를 통해 흐르는 전류 효과에 의해 열을 발생하고, 그 결과 변형가능한 부재(1601)는 구부러지기 시작한다. 결국, 이러한 구부러짐으로 인하여, 전기적 접촉부(1652)들 사이를 개방하는 웨지(1651)는, 도 15에 도시한 것과 유사하게 접점(1652)들을 점차적으로 분리시키고(스프링(1655)들을 점차적으로 압축시킴), 옥내 전력 신호 라인(1625)과전기 전도체(1620) 사이의 전기 회로 경로를 파손시킨다.
도 14의 실시예와는 다르게, 도 16의 제어가능한 전자 스위치(1600)의 웨지형 부재(1651)는 다중 래칭 위치들을 갖는 기계적인 캠으로서 동작하고, 따라서 회로를 개방하기 위해 제어 신호를 유지할 필요성이 증가한다. 웨지형 부재(1651)가 제1 위치에 래칭될 때, 부재는 폐쇄된 상태를 유지하는 전기적 접촉부(1652)들로부터 떨어지며, 전력 신호 회로 경로는 차단되지 않는다. 반면, 웨지형 부재(1651)가 제2 위치에 래칭될 때, 부재는 전기적 접촉부(1652)들을 서로 떨어뜨리며, 따라서 전력 신호 회로 경로를 차단시킨다. 래칭된 위치 어느 쪽에서도, 전류 상태(개방 또는 폐쇄)에서의 제어가능한 전자 스위치(1600)를 유지하기 위해 전력을 요구하지 않는다. 다양한 위치로의 웨지형 부재(1651)의 래칭은, 이 예에서는 끝단이 웨지형 부재(1651)에 얹혀 있는 볼(1681)로 된 암(1682)을 포함하는 래칭 부재(1680)에 의해서 수행된다. 이 예에 있어서, 래칭 부재(1680)의 암(1682)은 표면(1660)에 고정되지만, 래칭 부재(1680)는 다른 이용가능한 표면에 고정될 수도 있다. 따라서, 이 예에서 래칭 부재(1680)는 전기적 접촉부(1652)들을 지지하는 암(1657)들에 인접한다.
도 17-1, 17-2 및 17-3은 도 16에 도시한 제어가능한 전자 스위치(1600)의 웨지형 부재(1651)의 예를 나타내는 다양한 다이어그램들이며, 특히 도 17-2 및 17-3은 제1 위치에 래칭된 도 17-1의 웨지형 부재(1651)를 나타낸다. 이 예에서의 웨지형 부재(1651)는 전방 웨지 부분(1705)(일반적으로 넓은 표면 및 슬로핑일 수도 있음), 중심 소켓(1701), 및 얕은 휴방 소켓(1708)을 정의하는 후방 웨지부분(1706)(테이퍼 및 슬로핑일 수도 있음)을 포함한다. 도 17-2 및 17-3에서 가장 잘 나타낸 것처럼, 래칭 부재(1680)의 볼(1681)은, 웨지형 부재(1651)가 제1 위치에 래칭될 때 전방 웨지 부분(1705)에 놓여진다(다른 특징들을 명확하게 하기 위하여 암(1682)은 도 17-2 및 17-3에서 생략됨). 비록 어떤 실시예에서는 볼이 웨지형 부재(1651)와 접촉할 필요가 없을 수도 있고, 일반적으로는 근접하게 위치하지만, 볼(1681)은 제1 위치에 래칭될 때 웨지형 부재(1651)를 적소에서 효과적으로 유지할 수도 있다.
도 18-1 내지 18-8은 웨지형 부재(1651)가 서로 다른 래칭 위치들 사이에서 어떻게 변하는지를 설명하는 다이어그램이다. 도 18-1 및 18-2는 각각 도 17-2 및 17-3과 비슷하고, 제1 래칭 위치에 놓여있는 웨지형 부재(1651)를 나타낸다. 도 18-3은, 변형가능한 부재(1601)가 가열 소자(1645)(도 16 참조)에 적용되는 제어 신호에 응답하여 가열될 때 발생하는 현상을 설명한다. 이러한 상황에서, 변형가능한 부재(1601)는 구부러지기 시작하고, 웨지형 부재(1651)를 앞쪽으로 떠민다. 그런 현상이 발생할 때, 볼(1681)은 전방 웨지 부분(1705)의 슬로핑 표면 위를 미끄러져서 웨지형 부재(1651)의 중심 소켓(1701)에 놓여지며, 웨지형 부재가 제2 래칭 위치에 고정되도록 한다. 다른 경우와 비교하기 위하여, 실질적으로 이동한 디멘젼은 다소 과장될 수도 있지만, 제1 래칭 위치는 웨지형 부재의 점선(1651')으로 표현된다. 실제로, 수백 인치만큼의 웨지형 부재의 이동은 래칭 위치들을 변화시키기에 충분할 수도 있다. 제어 신호가 발생하지 않으면, 볼(1681)은 중심 소켓(1701)에 확고하게 놓여있기 때문에 웨지형 부재(1651)를 제2 래칭 위치에 존속시킨다. 웨지형 부재(1651)는 접점(1652)들을 분리시키는 동안, 제2 래칭 위치에 놓여진다.
연속되는 제어 신호가 적용되어 웨지형 부재(1651)는 제1 래칭 위치로 되돌아간다. 연속되는 제어 신호가 적용될 때, 변형가능한 부재(1601)는 다시 가열되어 구부러지며, 웨지형 부재(1651)는 앞쪽으로 내려앉게 된다. 볼(1681)은 도 18-5에 도시한 것처럼 중심 소켓(1701)을 벗어나서 제2 웨지 부분(1706)에 놓여진다. 볼(1681)은 도 18-6에 도시한 것처럼 제2 웨지 부분(1706)의 테이퍼 표면을 미끄러져 움직이고, 제2 웨지 부분(1706)(바람직하게는 비대칭적인 테이퍼)의 매우 좁은 후미 때문에 볼(1681)은 제2 웨지 부분(1706)의 급격한 테이퍼 면을 따라 미끄러지며, 얕은 후방 소켓(1708)의 위쪽 가장자리에 의해 포착된다. 얕은 후방 소켓(1708)의 위쪽 가장자리는 도 18-7의 측면도 및 도 18-8의 상면도에 도시한 것처럼 웨지형 부재(1651)의 외부 측면(1710)을 따라 볼(1681)을 안내하며, 그 시간 동안에 래칭 부재(1680)의 암(1682)은 웨지형 부재(1651)의 측면에 약간 밀어넣어질 수도 있다(또는 반대). 변형가능한 부재(1601)가 냉각될 때, 볼(1681)은 웨지형 부재(1651)의 외부 측면(1710)을 따라 미끄러져서 결국에는 전방 웨지 부분(1705)의 좁은 단부 영역에 도달하고, 래칭 부재(1680)의 암(1682)은 볼(1681)을 똑바로 세워 전방 웨지 부분(1705)의 표면상에 밀어 올리며, 도 18-1 및 18-2에 도시한 것처럼 웨지형 부재(1651)를 제1 래칭 위치로 되돌린다.
상술한 프로세스는 제어가능한 전자 스위치(1600)가 웨지형 부재(1651)를 제1 및 제2 래칭 위치 사이에서 이동시킴으로써 전기적 접촉부(1652)들을 개방 및폐쇄하도록 반복될 수도 있다. 웨지형 부재(1651)를 이동시키기 위해 적용된 제어 신호는, 예를 들어 임펄스 신호의 형태를 가질 수도 있다.
도 19는 웨지형 부재를 이용하여 회로 경로내 전기적 접촉부들을 파손시키며, 다중 래칭 위치들을 갖는 기계적인 캠의 원리를 다시 채용하는 제어가능한 전자 스위치(1900)의 또다른 실시예의 다이어그램이다. 도 19에 있어서, 제어가능한 전자 스위치(1900)는 도 6 및 14를 각각 참조하여 이전에 설명된 변형가능한 부재(601,1401)들과 사실상 유사하며, 두 개의 층(1902,1903)으로 형성된 일반적으로 가늘고 긴 변형가능한 부재(1901)를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 변형가능한 부재(1901)는 바이메탈 암을 포함하고, 좀더 일반적으로 두 개의 층(1902,1903)은 본 명세서에서 설명되는 기능들을 수행하기 위해 서로 다른 온도 특성들을 갖는 임의의 적절한 매질들로 구성될 수도 있지만, 두 개의 층(1902,1903)은 사실상 금속이다. 변형가능한 부재(1901)는 바람직하게는 비전도성 표면(1905)의 일단(1906)에 고정된다. 그 타단에서, 변형가능한 부재(1901)는 이하에서 상세하게 설명될 기계적인 캠으로서 동작하는 웨지형 부재(1951)를 갖는다.
도 19에 도시한 것처럼, 피봇팅 암(1980)은 제1 웨지형 부재(1951)와 한 쌍의 전기적 접촉부(1952)들 사이에 위치한다. 한 쌍의 전기적 접촉부(1952)들은 한 쌍의 전기 전도체(1920,1925)와 접촉하고, 제1 전기 전도체(1925)는 옥내 전력 선의 역할을 하며, 제2 전기 전도체(1920)는 부하(도시하지 않음)에 전력을 전달하는 수단의 역할을 한다. 일반적인 동작에 있어서, 제1 전기 전도체(1925)로부터의 전력은 전기적 접촉부(1952)들을 통해 제2 전기 전도체(1920) 및 부하에 전도된다. 전기적 접촉부(1952)는 한 쌍의 비전도성 암(1957)에 부착되며, 이것은 안정된 표면(도시하지 않음)에 고착된다. 한 쌍의 스프링(도시하지 않지만, 도 16의 스프링(1665)과 유사함) 또는 다른 유사 수단은 비전도성 암(1957)에 힘을 가하고 이에 따라 전기적 접촉부(1952)가 정상 동작시에 접촉 상태로 있도록 유지한다.
도 19에 도시한 바와 같이, 피봇팅 암(1980)은 일단에 볼(1981) 및 타단에 웨지형 부재(1961)를 구비한다. 피봇팅 암(1980)은 고정된 구조(1985), 예를 들어, 중앙에 위치한 피봇점(1984)에 고정될 수 있다.
전기적 접촉부(1952)에 걸쳐 형성된 전기적 경로는 변형가능 부재(1901)로의 제어 신호의 인가에 의해 연결해제될 수 있다. 이를 위해, (저항성 코일과 같은) 가열 소자(1945)가 변형가능 부재(190)에 연결된다. 가열 소자(1945)는, 한 쌍의 신호 라인(1941, 1942)에 의해 연결된 스위치 제어 회로(1940)에 의해 바람직하게 제어된다. 스위치 제어 회로(1940)로로부터 출력되는 스위치 제어 신호가 표명되지 않을 때, 가열 소자(1945)는 효율적으로 연결해제되고(이에 따라 인액티브로 되며). 전력은 입력 전력 와이어(19225)로부터 전기적 접촉부(1952)를 걸쳐 전기 컨덕터(1920)에 전달되며, 여기로부터 부하에 더 분배될 수 있다. 그러나, 스위치 제어 회로(1940)로부터의 스위치 제어 신호가 표명되면, 가열 소자(1945)는 자신의 내부에 흐르는 전류의 영향으로 인해 가열되고, 그 결과 변형가능 부재(1901)가 휘어지기 시작한다. 결국, 이러한 휘어짐으로 인해, 웨지형 부재(1951)는, 피봇티 암(1980)이 시계 방향으로 천천히 회전되도록 배치되는 방식으로 피봇팅 암(1980)의 볼(1981)을 가압하게 된다. 이러한 이동은 피봇팅 암(1980)의 타단을 힘을 가하여 시계 방향으로 움직이게 하며, 이에 따라 피봇팅 암이 전기적 접촉부(1952) 간의 제2 웨지형 부재(1961)를 가압하게 된다. 이러한 동작에 의해, 도 20에 도시한 바아 같이, 전기적 접촉부(1952)는 점진적으로 입력 전력 신호 라인(1925)과 전기 컨덕터(1920) 간의 전기 회로 경로로부터 분리되어 연결해제된다.
도 16의 실시예와 유사하게, 도 19의 제어가능 전기 스위치(1900)의 웨지형 부재(1951)는 다중 래칭 위치를 갖는 기계적 캠으로서 동작하고, 따라서 회로를 개방 상태로 하기 위한 제어 신호를 유지할 필요가 없게 된다. 제1 웨지형 부재(1951)가 제1 위치로 래치되면, 이것은 제2 웨지형 부재(1961)가 전기적 접촉부(1952)로부터 제거되도록 하며, 이것은 클로즈 상태를 유지하고 있으며, 전력 신호 회로 경로는 인터럽트되지 않는다. 반면에, 제1 웨지형 부재(1951)가 제2 위치로 래치되면, 이것은 제2 웨지형 부재(1961)가 전기적 접촉부(1952)로부터 떨어지도록 가압하고, 이에 따라 전력 신호 회로 경로를 인터럽트하게 된다. 어느 래치 위치에서든, 제어가능 전기 스위치(1900)를 현재 상태(개방 또는 클로즈)로 유지하기 위한 전력이 필요하지 않다. 본 예에서는, 피봇팅 암(1980)에 의해 다양한 위치에서 웨지형 부재(1951)를 래치하며, 래치 부재(1680)와 유사하게, 이 암은 웨지형 부재(1951)에 대하여 저항성 존재하는 볼(1981)에서 종단된다.
제1 웨지형 부재(1951)에 대한 볼(1981)의 이동은, 도 16, 도 17-1 내지 17-3, 도 18-1 내지 18-8의 제어가능 전기 스위치(1600)에 대하여 설명한 바와 유사하다. 그러나, 제1 웨지형 부재(1951)는, 접촉부(1952) 간에 삽입되어 이들을 개방하기 보다는, 피봇팅 암(1980)이 앞뒤로 흔들리게 하며, 이에 따라 제2 웨지형 부재(1961)가 앞뒤로 이동하고 전기적 접촉부(1952)를 개폐할 수 있다.
도 16 및 도 19, 및 다른 곳에서 도시한 실시예는 단지 예일 뿐이며 본 발명의 개념 및 원리를 제한하는 것이 아님을 주목하길 바란다. 일부 캠 메카니즘을 설명 및 도시하였지마, 캠 또는 다른 유사한 메카니즘을 이용하여 유사 기능을 수행해도 된다. 다른 실시예는, 예를 들어, 전기적 접촉부 (또는 다른 종류의 회로 접속부)를 분리하는데 사용되며, 적어도 하나의 안정된 위치 및 하나 이상의 불안정한 위치를 갖고, 제어 신호의 인가에 의해 안정 위치와 불안정 위치 간을 천이하는 임의의 부재를 포함할 수 있다. 도면에 도시하고 설명한 웨지형 부재 대신에 다양하고 상이한 메카니즘 구조를 이용할 수 있다.
도 21 내지 도 23은, 본 명세서에서 다양한 제어가능 전자 스위치와 함께 사용될 수 있는 제어회로 또는 그 일부의 예의 간략한 도면이다. 도 21에서, 제어 신호 발생기(2100)는 제1 스위치를 통해 커패시터(2174)에 연결된 전원(2170) (예를 들어, 배터리 또는 다른 DC 전원) 을 포함한다. 커패시터(2174)는, 제2 스위치(2172)를 통해, 변경 부재(2101)와 유사한 저항성 코일과 같은 가열 소자(2145)에 연결된다. 가열 소자(2145) 및 변형 부재(2101)는, 도 16 또는 도 19에 도시된 유사한 구성 요소, 또는 본 명세서에서 설명한 다른 제어가능 전자 스위치 실시예중 임의의 것을 나타낼 수 있다.
동작시에, 전원(2170)은, 스위치(2171)가 클로즈되고 스위치(2172)가 개방되어 있을 때 커패시터(2174)를 충전 상태로 유지한다. 스위치((2172)는 개방 상태로 있기 때문에, 가열 소자(2145)는 연결해제되고, 변경가능 부재(2101)는 자연스러운 미가열 상태로 존재한다. 제어 신호를 가열 소자(2145)에 인가하면, 제어 회로(도시하지 않음)는 도 22에 도시한 바와 같이 스위치(2171)를 개방하고 스위치(2172)를 클로즈한다. 그 결과, 전원(2170)은 커패시터(2174)로부터 연결해제되고, 커패시터(2174)는 가열 소자(2145)내로 방전된다. 커패시터(2174)는 적절한 크기 및 정격으로 선택되어 적절한 양의 전하를 유지하여 가열 소자(2145)가 충분히 가열되게 하고 이에 따라 특히 (예를 들어, 도 16 및 도 19에서와 같이) 래칭 캠 메카니즘으로서 구현된다면 변형가능 부재(2101)가 그 다음 래칭 상태로 되게 할 수 있다. 일단 커패시터(2174)가 상당히 방전되면, 스위치(2171)는 클로즈되고 스위치(2172)를 개방되어 커패시터(2174)를 충전할 수 있다. 이후, 스위치(2171, 2172)는 다시 토글되어 커패시터(2174)를 두번째로 방전할 수 있으며 래칭 캠 메카니즘으로서 구현된 변형가능 부재(2101)를 또다른 래칭 상태로 되게 할 수 있다 (또는 자신의 원래 래칭 상태로 복귀되도록 할 수 있다).
도 23은 도 21 및 도 22의 동일한 원리를 제어가능 전자 스위치의 시스템에 적용한 것이다. 도 23의 제어 회로 시스템(2300)은, 도 21 및 도 22의 대응부에 유사한 전원(2370) 및 커패시터(2374)를 포함한다. 제1 스위치(2371)는 도 21 및 도 22의 스위치(2171)와 유사하고, 일반적으로 커패시터(2374)를 충전할 때 클로즈된다. 제어가능 전자 스위치를 활성화하는 것이 바람직한 경우, 제어 회로(2376)는, 스위치(2371)를 개방하고, 활성화되는 제어가능 전자 스위치와 관련된 스위치(2372a, 2372b, 2372c...)를 클로즈한다. 제어 회로(2376)의 프로그래밍에따라 스위치(2372a, 2372b, 2372c...)중 단지 선택된 몇 개만이 활성화될 필요가 있다. 클로즈되는 스위치(2372a, 2372b, 2372c...)를 위해, 각 가열 소자(예를 들어 저항성 코일; 2345a, 2345b, 2345c,...)가 가열되어, 상기한 원리에 따라 유사한 변형가능 부재의 변형을 야기하게 되고 제어가능 전자 스위치의 활성화를 야기하게 된다.
도 24는, 본 명세서에서 설명 및 도시한 다양한 제어가능 전자 스위치의 실시예, 예를 들어, 도 6, 8, 14 또는 다른 도에 도시한 제어가능 전자 스위치와 함께 사용될 수 있는 스위치 제어 회로(2401)의 실시예의 도면이다. 도 24에 도시한 바와 같이, 스위치 제어 회로(2401)는 커패시터(2408)에 연결되는 입력 AC 전력 신호(2405)를 포함하며, 이것은 다시 전자 또는 전자-기계적 스위치(2423)를 통해 가열 소자(도시하지 않음)에 연결된다. 수동 토글 스위치 또는 버튼(2420)을 이용하여 전자 또는 전자-기계적 스위치(2423)를 활성하고, 이 스위치는 입력 전력 신호(2405)를 가열 소자(2425)에 선택적으로 통과하게 한다. 입력 AC 전력 신호(2405)는, 예를 들어 전력 라인으로부터 취출된 단상 전기 전력일 수 있으며, 도 24에 도시한 설계는 이에 따라 저 비용, 및 제어가능 전자 스위치를 활성화하기 위한 (최소 전류 드레인을 갖는) 고효율 메카니즘을 제공한다.
도 25는, 본 명세서에서 설명 및 도시한 다양한 제어가능 전자 스위치의 실시예, 예를 들어, 도 6, 8, 14 또는 다른 도에 도시한 제어가능 전자 스위치와 함께 사용될 수 있는 스위치 제어 회로(2501)의 또다른 실시예의 도면이다. 도 25에 도시한 바와 같이, 스위치 제어 회로(2501)는 커패시터(2508)에 연결되는 입력 AC전력 신호(2505)를 포함하며, 이것은 다시 전자 스위치(2523)를 통해 가열 소자(도시하지 않음)에 연결된다. 수신기(2520)는 안테나(2518)를 통해 원격 커맨드 신호를 수신하고, 이에 응답하여, 스위치(2523)를 개폐하며, 이 스위치는 입력 전력 신호(2405)를 가열 소자(2525)에 선택적으로 통과하도록 허용한다. 수신기(2520)는 임의의 무선 기술을 이용하여 구성될 수 있으며, 예를 들어, 주파수 편이 키잉(FSK) 또는 FM 측대역 송신을 이용하여 송신되는 신호를 수신하도록 구성되는 것이 이점을 갖는다. 보다 복잡한 커맨드는 수신기(2520)를 통해 전달될 수 있으며, 이에 따라 다양한 상태 제어가능 전자 스위치를 제어하고 보다 복잡한 프로세스 및 결정을 수행할 수 있게 하는 회로 제어 시스템의 일부로서 스위치 제어 회로(2501)가 이용될 수 있다. 입력 AC 전력 신호(2505)는, 예를 들어 전력 라인으로부터 취출된 단상 전기 전력일 수 있으며, 도 25에 도시한 설계는 이에 따라 저 비용, 유동적, 및 제어가능 전자 스위치를 활성화하기 위한 (최소 전류 드레인을 갖는) 고효율 메카니즘을 제공한다.
상기한 전자 스위치의 다양한 실시예는, 간단하고, 효율적이며, 제어가능하고, 안정적이며, 비교적 저 비용이라는 이점을 갖고, 전원으로부터 부하로의 입력 전력 신호(저 전압 및/또는 전류 또는 고 전압 및/또는 전류)의 분배를 제어하기 위해 일반적으로 전력 분배 또는 관리 시스템의 컨텍스트를 지원할 수 있다. 다양한 실시예에서, 제어가능 전자 스위치의 전력 효율은 매우 높으며, 예를 들어, 스위치가 클로즈 상태일 때 어떠한 전력도 소모하지 않으며, 단지 스위치를 개방하고 유지하는데 필요한 최소한의 전력만을 요구할 수 있다. 상기한 다양한 제어가능전자 스위치는, 원격 중앙 스테이션을 통해 송신되는 전력 제어 커맨드와 같이 원격으로 동작할 수 있고, 이에 따라 전력 분배를 제어하기 위한 유동적이며 편리한 메카니즘을 제공하게 된다.
일부 실시예에서, 중앙 스테이션(102)이 다양한 로컬 사이트(109)에서의 전력 제어 회로(112)와 양방향으로 통신하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 중앙 스테이션(102)은 전기적 부하(120)를 셰딩(shedding)함으로써 얼마나 많은 그리고/또는 어느 전력 제어 회로(112)가 전력 경고 스테이지에 응답하였는지에 대한 비교적 빠른 피드백을 얻길 원할 수 있다. 이러한 실시예에서, 다양한 로컬 사이트에서의 무선 통신 유닛(115)는, 수신기를 포함하는 것과 더불어, 송신기도 포함하며, 중앙 스테이션(102)의 무선 통신 유닛(103)은, 반대로 송신기를 포함하는 것에 더하여 수신기를 포함한다. 다양한 로컬 사이트(109)로부터 송신되는 메시지는 본 명세서에 기재된 임의의 기술 또는 종래의 기술에 의해 구별될 수 있다. 예를 들어, 그러한 전송은 상이한 어드레스, 주파수, 코드 등의 임의의 조합에 의해 구별될 수 있다.
일부 실시예에서, 전력 제어 회로(112)는, 비용청구나 다른 목적을 위해, 중앙 스테이션(102)을 통해 알려지는 다양한 전력 경고 스테이지 레벨에 대한 자신의 응답에 관한 히스토리 정보를 저장할 수 있다. 도 2에 도시한 실시예에서, 예를 들어, 무선 에너지 제어 유닛(214)은 그러한 히스토리 정보를 메모리(239)의 비휘발성 부분에 저장할 수 있다. 히스토리 정보는,
특정 전력 경고 스테이지 레벨의 발생에 응답하여 제어가능 스위치(262)가연결해제되는 정보, 및/또는 연결해제된 제어가능 스위치에 연결된 전기적 부하를 셰딩한 결과 바로 전과 후에서 에너지 소모가 얼마만큼 감소되었는지와 같은 정보를 포함할 수 있다. 이러한 종류의 정보는, 본 명세서에서 설명한 바와 같은 무선 에너지 제어 유닛을 이용하여 전력 소모를 줄이는 것에 대하여 고객 인센티브를 제공하는 것과 함께 전력 유틸리티에 의해 이용될 수 있다. 히스토리 정보는, 양방향 통신 기능이 전력 관리 시스템(100)에 존재하는 경우, 로컬 전력 제어 회로(112)로부터의 요청시에 중앙 스테이션 또는 전력 유틸리티(105)에 송신될 수 있다. 다른 방법으로, 히스토리 정보는, 직접 접속을 통해, 또는 전력 라인으로 정보를 송신함으로써, 또는 다른 대체 기술에 의해 판독될 수 있다.
본 명세서에서 일부 실시예를 설명 및/또는 도시하였지만, 본 발명의 다양한 실시예의 원리 및 개념을 이용함으로써 다양한 변경, 수정, 추가, 또는 대체를 행할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일부 예를 들었지만, 도면에 도시하고 본 명세서에서 설명한 실시예는 특정한 무선 기술이나 프로토콜, 또는 특정 형태의 메시지나 전력 커맨드 포맷 또는 시퀀스, 또는 특정 회로 구성에 한정되지 않는다. 이러한 모든 것들이 로컬 에너지 제어 회로에 의해 영향을 받을 필요는 없으며, 본 발명의 다양한 실시예와 함께 또는 조합하여 사용될 수 있는 추가 전기적 구성 요소(회로 브레이커, 퓨즈, 트랜스포머, 인덕터, 커패시터, 필터 등)의 종류에도 제한은 없다. 또한, 전기적 부하를 연결해제 및 재연결하는 제어가능 스위치를 이용하는 대신, 다양한 실시예는 다양한 체제로 전력 흐름을 조절할 수 있는 전기적 소자를 이용할 수 있지만, 이러한 전기적 소자는, 일반적으로 본 명세서에 기재한 바람직한 제어가능 스위치보다 비싸고 전력을 더 소모할 것으로 예상되며, 이러한 기능이 당업자의 역량 내에 있는 것으로 고려되지만 더 복잡한 제어를 필요로 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 많은 변형이 가능하다. 이러한 변형은 본 명세서의 검토 후 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 제한되지 않으며 청구범위에 의해서만 그 사상 및 범위가 제한된다.

Claims (176)

  1. 전력 관리 시스템에 있어서,
    각각이 하나 이상의 전기적 부하를 선택적으로 단절시키도록 구성되는 복수의 전력 스위치 제어 회로들;
    각각이 상기 전력 스위치 제어 회로들에 연결되는 복수의 무선 수신기들;
    적어도 하나의 무선 송신기; 및
    상기 적어도 하나의 무선 송신기에 의해 메시지가 상기 전력 스위치 제어 회로들에 송신되게 하는 중앙 스테이션을 포함하고,
    상기 전력 스위치 제어 회로들은 국부적으로 구성가능한 설정에 따라 전기적 부하들을 단절시킴에 의해 응답하는 전력 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력 스위치 제어 회로들은 원격의 지리적으로 다른 위치들에 위치하는 전력 관리 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전력 스위치 제어 회로들중 하나 이상은 전원선과 상기 복수의 전기적 부하들 사이에 개재된 제어가능한 스위치들의 세트를 포함하는 전력 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로들의 제어가능한스위치들의 세트는, 하나가 상기 전기적 부하들 각각에 제공되는 복수의 회로 차단기들과 직렬로 연결되는 전력 관리 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 전력 스위치 제어 회로들 각각은 그 각각의 무선 수신기를 통해 상기 메시지를 수신하기 위한 프로세서와, 상기 프로세서가 상기 제어가능한 스위치들을 제어하는 상기 프로세서용 프로그램 지시들을 저장하기 위한 메모리를 포함하는 전력 관리 시스템.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들은 국부적으로 구성가능한 우선순위에 따라 단절되는 전력 관리 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 국부적으로 구성가능한 우선순위는 수동 스위치 설정에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 전력 관리 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 국부적으로 구성가능한 우선순위는 로컬 사용자 인터페이스를 통해 상기 전력 스위치 제어 회로들 각각에 저장되는 프로그램가능한 파리미터들에 의해 결정되는 전력 관리 시스템.
  9. 제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들은 바이메탈 부재를 포함하며, 상기 바이메탈 부재는 그 가열에 의해 상기 제어가능한 스위치의 온/오프 상태를 변경하는 제어 신호에 의해 변형되는 전력 관리 시스템.
  10. 제3항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로들에서의 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들은,
    제1 및 제2 단을 구비하며, 상기 제1 단에 고정되고, 상기 제2 단에서 전기 도체와 접촉하여 존재하는 변형가능한 부재;
    상기 변형가능한 부재에 근접한 가열 소자; 및
    상기 가열 소자에 연결되고, 상기 전력 스위치 제어 회로로부터 나오는 스위치 제어 신호를 포함하며,
    상기 전원선으로부터의 인입 와이어 유도 전력은 상기 전기 도체 근처의 상기 제2 단에서 상기 변형가능한 부재에 물리적으로 연결되고, 상기 인입 전력 와이어는 상기 변형가능한 부재가 상기 전기 도체와 접촉하여 존재할 때 상기 전기 도체에 전기적으로 연결되는 전력 관리 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호의 표명(assertion)으로 상기 가열 소자를 통한 전류가 상기 가열 소자를 가열하여, 상기 변형가능한 부재의 제2 단과 상기 전기 도체 사이의 콘텍트를 브레이크하도록 상기 변형가능한 부재를 휘게하며,
    상기 스위치 제어 신호의 비표명(non-assertion)으로 상기 가열 소자가 비가열된채 유지되어, 상기 변형가능한 부재로 하여금 휘지 않고 상기 전기 도체와 접촉한채 유지되게 하는 전력 관리 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 가열 소자는 저항 코일을 포함하는 전력 관리 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호는 상기 중앙 스테이션으로부터 수신된 메시지에 응답하여 활성화되는 전력 관리 시스템.
  14. 제10항에 있어서, 상기 인입 전력 와이어는 상기 변형가능한 부재의 제2 단에 용접되는 전력 관리 시스템.
  15. 제10항에 있어서, 상기 변형가능한 부재는 바이메탈 부재를 포함하는 전력 관리 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 바이메탈 부재의 제2 단은 제1 금속 물질로 이루어지는 상측과 제2 금속 물질로 이루어지는 저측을 구비하며,
    상기 인입 전력 와이어는 상기 바이메탈 부재의 제2 단의 상측에 용접되고,
    상기 바이메탈 부재의 제2 단의 저측은 상기 스위치 제어 신호가 표명되지 않을 때 상기 전기 도체와 접촉한채 존재하는 전력 관리 시스템.
  17. 제1항에 있어서, 상기 중앙 스테이션은 상기 전력 스위치 제어 회로가 그 전기적 부하를 선택적으로 단절하게 하는 상기 메시지 이전에, 상기 무선 송신기에 의해 초기 경고 메시지가 송신되게 하는 전력 관리 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로들은 상기 초기 경고 메시지가 수신되는 것을 나타내는 디스플레이를 포함하는 전력 관리 시스템.
  19. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로는 그 각각의 전기적 부하들중 임의의 하나가 단절되는지 여부를 나타내는 디스플레이를 포함하는 전력 관리 시스템.
  20. 제1항에 있어서, 상기 중앙 스테이션에 의해 송신되는 메시지들중 적어도 하나는 상기 전력 스위치 제어 회로가 복수의 경고 스테이지 레벨들중으로부터 지정된 경고 스테이지 레벨에 들어가게 하는 전력 관리 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 경고 스테이지 레벨은 최하위 경고 스테이지 레벨로부터 최상위 경고 스테이지 레벨로 순서가 매겨지며,
    상기 전력 스위치 제어 회로는 하위 경고 스테이지 레벨 보다 상위 경고 스테이지 레벨에서 전기적 부하를 더 잘 단절시키기 위해 상기 국부적으로 구성가능한 설정을 통해 구성될 수 있는 전력 관리 시스템.
  22. 제1항에 있어서, 상기 중앙 스테이션은 상기 메시지들중 적어도 하나와 연결되서 지연 주기 커맨드를 송신하며,
    상기 전력 스위치 제어 회로는 상기 전기적 부하를 단절하기 이전에 상기 지연 주기 커맨드가 나타내는 지연 주기를 대기하는 전력 관리 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 상기 전력 스위치 제어 회로는 전력 설비로부터의 전력선과 상기 전기적 부하 사이에 개재되며,
    상기 전력 스위치 제어 회로는 상기 전력선으로부터 디커플링(decoupling) 소자를 통해 동작 전력을 유도하는 전력 관리 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 디커플링 소자는 캐패시터를 포함하는 전력 관리 시스템.
  25. 제23항에 있어서, 상기 디커플링 소자는 트랜스포머를 포함하는 전력 관리 시스템.
  26. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로는 로컬 무선 송신기를 포함하며,
    상기 중앙 스테이션은 상기 중앙 스테이션과 상기 하나 이상의 전력 스위치제어 회로간의 양방향 무선 통신을 가능하게 하기 위하여 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로로부터의 송신을 수신하기 위한 무선 수신기를 포함하는 전력 관리 시스템.
  27. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로는 상기 중앙 스테이션으로부터의 상기 메시지에 대한 상기 전력 스위치 제어 회로의 응답에 관한 이력 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함하는 전력 관리 시스템.
  28. 제1항에 있어서, 상기 메시지는 상기 전력 스위치 제어 회로의 특정 그룹에 타겟팅될 수 있는 전력 관리 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 메시지는 다른 그룹 어드레스들, 주파수들, 코드들, 엔코딩 스킴들, 또는 이들의 조합의 사용에 의해 상기 전력 스위치 제어 회로의 특정 그룹에 타겟팅되는 전력 관리 시스템.
  30. 전력 관리 방법에 있어서,
    각각이 전원선과 복수의 로컬 전기적 부하들 사이에 개재된 복수의 전력 스위치 제어 회로들로 향하는 메시지를 무선 송신기를 통해 중앙 스테이션으로부터 송신하는 단계;
    상기 전력 스위치 제어 회로들에서 상기 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로에서 상기 메시지에 응답하여, 국부적으로 구성가능한 설정에 따라서 상기 로컬 전기적 부하들을 단절하는 단계
    를 포함하는 전력 관리 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 전력 스위치 제어 회로는 원격의 지리적으로 다른 위치들에 위치하는 전력 관리 방법.
  32. 제30항에 있어서, 상기 전력 스위치 제어 회로들 각각은 상기 전원선과 상기 로컬 전기적 부하 사이에 개재된 제어가능한 스위치들의 세트를 포함하는 전력 관리 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전력 스위치 제어 회로에 대한 상기 제어가능한 스위치들의 세트는 각각이 전기적 부하들 각각에 제공되는 복수의 회로 차단기와 직렬로 연결되는 전력 관리 방법.
  34. 제32항에 있어서, 상기 전력 스위치 제어 회로들 각각은 상기 중앙 스테이션으로부터 상기 메시지를 수신하기 위한 무선 수신기, 상기 메시지를 해석하고 이에 응답하는 프로세서, 및 상기 프로세서가 상기 제어가능한 스위치들을 제어하는 상기 프로세서에 대한 프로그램 지시들을 저장하기 위한 메모리를 포함하는 전력 관리 방법.
  35. 제32항에 있어서, 상기 국부적으로 구성가능한 설정들에 따라 상기 로컬 전기적 부하를 단절하는 단계는 국부적으로 구성가능한 우선순위에 따라 상기 제어가능한 스위치들을 단절하는 단계를 포함하는 전력 관리 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 국부적으로 구성가능한 우선순위는 수동 스위치 설정에 의해 적어도 부분적으로 결정되는 전력 관리 방법.
  37. 제35항에 있어서, 상기 국부적으로 구성가능한 우선순위는 상기 전력 스위치 제어 회로들 각각에서 로컬 사용자 인터페이스를 통해 저장되는 프로그램가능한 파라미터들에 의해 결정되는 전력 관리 방법.
  38. 제32항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들은 바이메탈 부재를 포함하며, 이는 그 가열을 야기하는 제어 신호에 의해 변형되어 상기 제어가능한 스위치의 온/오프 상태를 변경시키게 되는 전력 관리 방법.
  39. 제32항에 있어서, 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로들에서 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들은,
    제1 및 제2 단들을 구비하며, 상기 제1 단에서 고정되고, 상기 제2 단에서 전기 도체와 접촉하여 존재하는 변형가능한 부재;
    상기 변형가능한 부재와 근접한 가열 소자; 및
    상기 가열 소자에 연결되며 상기 전력 스위치 제어 회로로부터 나오는 스위치 제어 신호를 포함하며,
    상기 전원선은 인입 전력 와이어를 통해 상기 전기 도체 근처의 상기 제2 단에서 상기 변형가능한 부재에 전기적으로 연결되며, 상기 인입 전력 와이어는 상기 변형가능한 부재가 상기 전기 도체와 접촉하여 존재할 때 상기 전기 도체에 전기적으로 연결되는 전력 관리 방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호의 표명으로 상기 가열소자를 통한 전류가 상기 가열 소자를 가열하게 하여, 상기 변형가능한 부재의 제2 단과 상기 전기 도체사이의 접촉을 브레이크하도록 상기 변형가능한 부재를 휘며,
    상기 스위치 제어 회로의 비표명으로 상기 가열 소자가 가열되지 않은채 유지되게 하여, 상기 변형가능한 부재로 하여금 휘어지지 않게 상기 전기 도체와 접촉하게 하는 전력 관리 방법.
  41. 제39항에 있어서, 상기 가열 소자는 저항 코일을 포함하는 전력 관리 방법.
  42. 제39항에 있어서, 상기 중앙 스테이션으로부터 상기 메시지들중 하나에 응답하여 상기 스위치 제어 신호를 활성화하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 방법.
  43. 제39항에 있어서, 상기 인입 전력 와이어는 상기 변형가능한 부재의 제2 단에서 용접되는 전력 관리 방법.
  44. 제39항에 있어서, 상기 변형가능한 부재는 바이메탈 부재를 포함하는 전력 관리 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 바이메털 부재의 제2 단은 제1 금속 물질로 이루어지는 상측 및 제2 금속 물질로 이루어지는 저측을 구비하며,
    상기 인입 전력 와이어는 상기 바이메탈 부재의 제2 단의 상측에 용접되고,
    상기 바이메탈 부재의 제2 단의 저측은 상기 스위치 제어 신호가 표명되지 않을 때 상기 전기 도체와 접촉한채 유지되는 전력 관리 방법.
  46. 제30항에 있어서, 상기 전력 스위치 제어 회로가 그 전기적 부하들을 선택적으로 단절하게 하는 상기 메시지 이전의 초기 경고 메시지를 상기 적어도 하나의 무선 송신기를 통해 상기 중앙 스테이션으로부터 송신하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 초기 경고 메시지가 수신되었는지의 표시를 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로들에 표시하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 방법.
  48. 제30항에 있어서, 상기 전기적 부하가 단절되었는지의 표시를 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로에 표시하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 방법.
  49. 제30항에 있어서, 상기 중앙 스테이션에 의해 송신된 메시지들중 적어도 하나에 응답하여, 상기 전력 스위치 제어 회로를 복수의 경고 스테이지 레벨들중으로부터 지정된 경고 스테이지 레벨에 배치하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 방법.
  50. 제30항에 있어서, 상기 경고 스테이지 레벨은 최하위 경고 스테이지 레벨로부터 최상위 경고 스테이지 레벨로 순서화되며,
    상기 방법은 상기 국부적으로 구성가능한 설정들을 통해 하위 경고 스테이지 레벨 보다는 상위 경고 스테이지 레벨에서 전기적 부하를 더 잘 단절시키도록 상기 전력 스위치 제어 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 방법.
  51. 제30항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 무선 송신기를 통해 상기 중앙 스테이션으로부터, 상기 메시지들중 적어도 하나와 연결된 지연 주기 커맨드를 송신하는 단계와,
    상기 전력 스위치 제어 회로에서, 상기 전기적 부하를 단절하기 이전에 상기 지연 주기 커맨드가 가리키는 지연 주기를 대기하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 방법.
  52. 제30항에 있어서, 상기 전력 스위치 제어 회로는 전력 설비로부터의 전력 선과 상기 전기적 부하 사이에 개재되며, 상기 전력 스위치 제어 회로는 디커플링 소자를 통해 상기 전력 선으로부터 동작 전력을 유도하는 전력 관리 방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 디커플링 소자는 캐패시터를 포함하는 전력 관리 방법.
  54. 제52항에 있어서, 상기 디커플링 소자는 트랜스포머를 포함하는 전력 관리 방법.
  55. 제30항에 있어서, 상기 중앙 스테이션과 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로 사이에 양방향 통신을 행하는 단계를 더 포함하며,
    상기 중앙 스테이션은 무선 수신기를 포함하고, 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로는 로컬 무선 송신기를 포함하는 전력 관리 방법.
  56. 제30항에 있어서, 데이터 저장용 메모리를 구비한 상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로에서, 상기 중앙 스테이션으로부터의 상기 메시지에 대한 상기 전력 스위치 제어 회로의 응답에 관한 이력 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 방법.
  57. 제30항에 있어서, 상기 전력 스위치 제어 회로의 특정 그룹으로 상기 메시지를 타겟팅하는 단계를 더 포함하는 전력 관리 방법.
  58. 제57항에 있어서, 상기 메시지는 다른 그룹 어드레스들, 주파수들, 코드들, 인코딩 스킴들 또는 이들의 임의의 조합들의 사용에 의해 상기 전력 스위치 제어 회로들의 특정 그룹들에 타겟킹되는 전력 관리 방법.
  59. 전력 분배 시스템에서 전력 소비를 감소시키는 시스템에 있어서,
    각각이 무선 수신기를 포함하며 인입 전력 와이어들에서 하나 이상의 로컬 전기적 부하들로의 전력 흐름을 제어하는 복수의 무선 에너지 제어 유닛;
    적어도 하나의 무선 송신기들; 및
    상기 적어도 하나의 무선 송신기를 통해 상기 무선 에너지 제어 유닛에 메시지를 송신하는 중앙 스테이션을 포함하며,
    상기 메시지는 상기 무선 에너지 제어 유닛이 비경고 스테이지 레벨 및 하나 이상의 경고 스테이지 레벨들중에서 스위칭되도록 지시하고,
    상기 무선 에너지 제어 유닛은 상기 중앙 스테이션에 의해 지시된 상기 경고 스테이지 레벨에 따라 그 각각의 로컬 전기적 부하에 대한 상기 전력 흐름을 선택적으로 수정함에 의해 응답하는 시스템.
  60. 제59항에 있어서, 상기 각각의 에너지 제어 유닛은 상기 인입 전원 와이어들과 상기 복수의 로컬 전기적 부하들 사이에 개재된 복수의 제어가능한 스위치들을 포함하며,
    상기 제어가능한 스위치들은 상기 인입 전원 와이어들이 상기 복수의 로컬 전기 로들들로부터 개별적으로 연결 또는 단절되게 할 수 있는 시스템.
  61. 제60항에 있어서, 상기 하나 이상의 무선 에너지 제어 유닛들의 제어가능한 스위치들은 각각이 상기 로컬 전기적 부하를에 제공되는 복수의 회로 차단기들과 직렬로 연결되는 시스템.
  62. 제60항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들은 국부적으로 구성가능한 우선순위에 따라 단절되는 시스템.
  63. 제60항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들은 바이메탈 부재를 포함하며, 이는 그 가열로 인해 상기 제어가능한 스위치의 온/오프 상태를 변경하게 하는 제어 신호에 의해 변형되는 시스템.
  64. 제63항에 있어서, 상기 바이메탈 부재의 가열은 저항 코일을 가열함에 의해 야기되는 시스템.
  65. 제59항에 있어서, 상기 중앙 스테이션은 상기 무선 에너지 제어 유닛이 상기 비경고 스테이지 레벨 및 상기 하나 이상의 경고 스테이지 레벨들중에서 스위칭되게 지시하는 상기 메시지 이전에 초기 경고 메시지를 상기 적어도 하나의 무선 송신기를 통해 송신하는 시스템.
  66. 제59항에 있어서, 싱기 경고 스테이지 레벨들은 최하위 경고 스테이지 레벨로부터 최상위 경고 스테이지 레벨로 순서화되며,
    상기 무선 에너지 제어 유닛은 상기 국부적으로 구성가능한 설정들을 통해 하위 경고 스테이지 레벨 보다는 상위 경고 스테이지 레벨에서 전기적 부하를 더 잘 단절시키도록 구성될 수 있는 시스템.
  67. 전력 분배 시스템내에서 전력 수요를 감소시키는 방법에 있어서,
    무선 송신기를 통해 중앙 스테이션으로부터, 각각이 인입 전원 와이어들에서 하나 이상의 로컬 전기적 부하들로의 전력 흐름을 제어하는 복수의 무선 에너지 제어 유닛들로 향하는 메시지를 송신하는 단계;
    상기 무선 에너지 제어 유닛이 다른 경고 스테이지 레벨들중에서 스위칭되도록 지시하는 상기 메시지를 상기 무선 에너지 제어 유닛에서 수신하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 전력 스위치 제어 회로들에서, 상기 메시지에 응답하여, 상기 중앙 스테이션에 의해 지시된 상기 경고 레벨에 기초하여 상기 각각의 로컬 전기적 부하로의 상기 전력 흐름을 선택적으로 수정하는 단계를 포함하는 방법.
  68. 제67항에 있어서, 상기 무선 에너지 제어 유닛들 각각은 상기 인입 전원 와이어들과 상기 복수의 로컬 전기적 부하들간에 개재된 복수의 제어가능한 스위치들을 포함하며,
    상기 제어가능한 스위치들은 상기 인입 전원 와이어들이 상기 복수의 로컬 전기적 부하들로부터 연결 또는 단절되게 할 수 있는 방법.
  69. 제68항에 있어서, 상기 하나 이상의 무선 에너지 제어 유닛들의 제어가능한 스위치들은 각각이 상기 로컬 전기적 부하에 제공되는 복수의 회로 차단기와 직렬로 연결되는 방법.
  70. 제68항에 있어서, 상기 중앙 스테이션에 의해 지시된 상기 경고 스테이지 레벨에 기초한 상기 각각의 로컬 전기적 부하에 대한 상기 전력 흐름을 선택적으로 수정하는 단계는 국부적으로 구성가능한 우선순위에 따라 상기 제어가능한 스위치들을 단절하는 단계를 포함하는 방법.
  71. 무선 에너지 제어 유닛에 있어서,
    전원이 전기적 부하에 전자적으로 연결된 제1 위치 및 상기 전원이 상기 전기적 부하로부터 단절되는 제2 위치를 각각 구비한 복수의 제어가능한 스위치들;
    무선 수신기; 및
    상기 무선 수신기에 연결되어, 상기 무선 수신기를 통해 그리고 이에 응답하여 메시지를 수신하며, 사전에 구축된 우선순위에 따라 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들을 선택적으로 스위칭하는 제어기를 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  72. 제71항에 있어서, 상기 제어기는,
    프로세서와,
    상기 프로세서용의 프로그램 지시들을 저장하는 비휘발성 메모리를 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  73. 제72항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 상기 제어가능한 스위치들 각각의 위치를 결정하는 개별 제어 비트를 저장하기 위한 제어 레지스터를 더 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  74. 제72항에 있어서, 상기 제어기는 여러 시간 포인트들에서 상기 제어가능한 스위치들의 상태에 관한 이력 데이터를 저정하기 위한 변경가능한 메모리부를 더 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  75. 제72항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들중 하나의 상태를 나타내는 복수의 광 표시자를 더 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  76. 제72항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들중 하나와 각각이 직렬로 연결된 복수의 회로 차단기들을 더 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  77. 제76항에 있어서, 상기 전력 소스는 전력 설비로부터 나오는 무선 에너지 제어 유닛.
  78. 제76항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들, 상기 무선 수신기 및 상기 제어기를 수납하는 하우징을 더 포함하며,
    상기 하우징은 상기 회로 차단기들을 수납하는 회로 박스에 배치되도록 적응되고, 상기 회로 박스는 상기 회로 차단기를 재설정하기 위한 복수의 수동 스위치들을 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  79. 제72항에 있어서, 상기 사전에 구축된 우선순위는 국부적으로 구성가능한 무선 에너지 제어 유닛.
  80. 제79항에 있어서, 상기 국부적으로 구성가능한 우선순위를 결정하기 위한 복수의 수동 스위치 설정을 더 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  81. 제79항에 있어서, 상기 국부적으로 구성가능한 우선순위를 결정하는 파라미터들의 저장을 허용하는 프로그램가능한 인터페이스를 더 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  82. 제79항에 있어서, 상기 제어기는 상기 국부적으로 구성가능한 우선순위에 따라 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 하나 이상의 제어가능한 스위치들의 제1 세트를 스위칭함에 의해 상기 메시지들중 제1 메시지에 응답하고, 상기 국부적으로 구성가능한 우선순위에 따라 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 하나 이상의 제어가능한 스위치들의 제2 세트를 스위칭함에 의해 상기 메시지들중 제2 메시지에 응답하도록 구성되는 무선 에너지 제어 유닛.
  83. 제82항에 있어서, 상기 제어기는 상기 국부적으로 구성가능한 우선순위에 따라 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 하나 이상의 제어가능한 스위치들의 제3 세트를 스위칭함에 의해 상기 메시지들중 제3 메시지에 응답하도록 구성되는 무선 에너지 제어 유닛.
  84. 제71항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들은 바이메탈 부재를 포함하며, 이는 그 가열로 인해 상기 제어가능한 스위치의 온/오프 상태를 변경하게 하는 제어 신호에 의해 변형되는 무선 에너지 제어 유닛.
  85. 제71항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들은,
    제1 및 제2 단들을 구비하며, 상기 제1 단에서 고정되고, 상기 제2 단에서 전기 도체와 접촉하여 존재하는 변형가능한 부재; 및
    상기 변형가능한 부재와 근접하여 상기 제어기로부터의 스위치 제어 신호에 응답하는 가열 소자를 포함하며,
    상기 전원으로부터의 인입 와이어 유도 전력은 상기 전기 도체 근처의 상기 제2 단에서 상기 변형가능한 부재에 전기적으로 연결되며, 상기 인입 와이어는 상기 변형가능한 부재가 상기 전기 도체와 접촉하여 존재할 때 상기 전기 도체에 전기적으로 연결되는 무선 에너지 제어 유닛.
  86. 제85항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호의 표명으로 상기 가열소자를 통한 전류가 상기 가열 소자를 가열하게 하여, 상기 변형가능한 부재의 제2 단과 상기 전기 도체사이의 접촉을 브레이크하도록 상기 변형가능한 부재를 휘며,
    상기 스위치 제어 신호의 비표명으로 상기 가열 소자가 가열되지 않은채 유지되게 하여, 상기 변형가능한 부재로 하여금 휘어지지 않게 상기 전기 도체와 접촉하게 하는 무선 에너지 제어 유닛.
  87. 제85항에 있어서, 상기 가열 소자는 저항 코일을 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  88. 제85항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호는 원격 소스(remote source)로부터수신된 메시지에 응답하여 활성화되는 무선 에너지 제어 유닛.
  89. 제85항에 있어서, 상기 인입 전력선(incoming power wire)은 상기 변형 가능 부재(deformable member)의 제2 단에 용접되는 무선 에너지 제어 유닛.
  90. 제85항에 있어서, 상기 변형 가능 부재는 바이메탈 부재(bimetal member)를 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  91. 제90항에 있어서, 상기 바이메탈 부재의 제2 단은 제1 금속 물질(metallic substance)로 이루어진 상부면(top side)과 제2 금속 물질로 이루어진 하부면(bottom side)을 가지며, 상기 인입 전력선은 상기 바이메탈 부재의 제2 단의 상부면에 용접되고, 상기 바이메탈 부재의 제2 단의 하부면은 스위치 제어 신호가 인가되지 않은 경우에는 전기 전도체(electrical conductor)와 접촉 상태에 있는 무선 에너지 제어 유닛.
  92. 제71항에 있어서, 상기 콘트롤러는 상기 무선 수신기를 통해 초기 경보 메시지(early warning message)를 수신하고, 상기 초기 경보 메시지가 수신되었다는 표시(indication)를 디스플레이하도록 구성되는 무선 에너지 제어 유닛.
  93. 제71항에 있어서, 하나 이상의 메시지는 지연 주기값(delay period value)을포함하고 있으며, 상기 콘트롤러는 상기 전기적 부하(electrical loads)를 풀기(disengaging)에 앞서 상기 지연 주기값으로 표시되는 지연 주기 동안 대기하도록 구성되는 무선 에너지 제어 유닛.
  94. 제71항에 있어서, 상기 전력 소스(power source)와 상기 콘트롤러 사이에 개재되어 상기 콘트롤러가 동작 전원을 유발시킬 수 있도록 하는 디커플링 소자(decoupling element)를 더 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  95. 제94항에 있어서, 상기 디커플링 소자는 캐패시터를 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  96. 제94항에 있어서, 상기 디커플링 소자는 변압기(transformer)를 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  97. 제71항에 있어서, 상기 무선 수신기를 이용하여, 원격 스테이션(remote station)에 양방향 통신을 공동으로(collectively) 제공하는 무선 송신기를 더 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  98. 제71항에 있어서, 상기 제1 위치(position)는 개방 스위치 위치(Open switch position)에 해당하고, 상기 제2 위치는 폐쇄 스위치 위치(closed switchposition)에 해당하는 무선 에너지 제어 유닛.
  99. 제71항에 있어서, 상기 메시지는 FM 측파대(sideband)를 통해 수신되는 무선 에너지 제어 유닛.
  100. 제71항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들은 제1 위치에 있을 경우 본질적으로는 아무런 전력 소모가 없는 무선 에너지 제어 유닛.
  101. 제7항에 있어서, 상기 전력 소스은 단상 교류 전원(single-phase alternating current power source)을 포함하는 무선 에너지 제어 유닛.
  102. 제101항에 있어서, 상기 단상 교류 전력 소스는 통산 전원 송신선(power utility transmission line)에서부터 강압되며, 110 내지 130 볼트의 공칭 전압 레벨과 60 헤르즈의 공칭 주파수를 갖는 무선 에너지 제어 유닛.
  103. 제71항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들 각각은 동일 구조인 무선 에너지 제어 유닛.
  104. 전력 소스로부터 복수의 전기적 부하로의 전력 분배를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    무선 수신기를 통해 메시지를 수신하는 단계;
    상기 하나 이상의 메시지에 응답하여, 미리 설정되어 있는 우선순위(pre-established priority)에 따라 하나 이상의 복수의 제어가능한 스위치를 선택적으로 스위칭하는 단계를 포함하되, 상기 제어가능한 스위치 각각은 전력 소스와 전기적 부하 사이에 전기적으로 접속되어, 상기 하나 이상의 전기적 부하와 상기 전력 소스간을 선택적으로 접속 및 접속해제하는 전력 분배 제어 방법.
  105. 제104항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치 각각은 상기 전력 소스가 스위치의 전기적 부하에 전기적으로 접속되는 제1 위치와, 상기 전력 소스가 스위치의 전기적 부하로부터 접속 해제되는 제2 위치를 갖는 전력 분배 제어 방법.
  106. 제104항에 있어서, 상기 콘트롤러는
    프로세서와;
    상기 프로세서의 프로그램 명령을 저장하기 위한 비휘발성 메모리를 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  107. 제106항에 있어서, 상기 콘트롤러는 제어 레지스터를 더 구비하고, 상기 방법은, 상기 제어가능한 스위치들 각각의 온/오프 상태를 제어하기 위한 상기 제어 레지스터에 개별 제어 비트들을 저장하는 단계를 더 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  108. 제106항에 있어서, 상기 콘트롤러는 변경 가능 메모리부를 더 구비하고, 상기 방법은 상기 변경 가능 메모리부에, 서로 다른 지점(various points)에서의 상기 제어가능한 스위치들의 상태에 관한 이력 데이터(historical data)를 늦지 않게 저장하는 단계를 더 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  109. 제106항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들 각각의 온/오프 상태를 반영하는 복수의 라이트 표시기(light indicator)를 활성화 및 비활성화시키는 단계를 더 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  110. 제106항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들을 복수의 회로 차단기와 직렬로 배치하는 단계를 더 포함하되, 하나의 회로 차단기가 각각의 전기적 부하 각각에 대해 제공되는 전력 분배 제어 방법.
  111. 제110항에 있어서, 상기 전력 소스는 전력 설비(power utility)로부터 나오는 전력 분배 제어 방법.
  112. 제110항에 있어서, 상기 무선 수신기, 상기 제어가능한 스위치들, 상기 프로세서, 및 상기 비휘발성 메모리는 무선 에너지 제어 유닛의 적어도 일부를 공동으로 구비하고, 상기 방법은 상기 회로 차단기들을 내장하고 있는 회로 박스내의 공동 배치에 적합화 된 하우징에 상기 무선 에너지 제어 유닛를 배치하는 단계를 더 포함하되, 상기 회로 박스는 상기 회로 차단기들을 리셋팅하기 위한 복수의 수동 스위치를 구비하는 전력 분배 제어 방법.
  113. 제106항에 있어서, 상기 미리 설정된 우선 순위는 위치에 따라 배열가능(locally configurable)한 전력 분배 제어 방법.
  114. 제113항에 있어서, 상기 미리 설정된 우선 순위를 복수의 수동 스위치 설정을 이용하여 구성하는 단계를 더 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  115. 제113항에 있어서, 상기 미리 설정된 우선 순위를 사용자 인터페이스를 통해 프로그램가능 파라미터들을 조정하여 구성하는 단계를 더 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  116. 제113항에 있어서, 상기 콘트롤러는 하나 이상의 제어가능한 스위치로 된 제1 세트를 상기 미리 설정된 우선 순위에 따라 스위칭함으로써 상기 메시지들의 제1 메시지에 응답하고, 하나 이상의 제어가능한 스위치로 된 제2 세트를 상기 미리 설정된 우선 순위에 따라 스위칭함으로써 상기 메시지들의 제2 메시지에 응답하도록 구성되는 전력 분배 제어 방법.
  117. 제116항에 있어서, 상기 콘트롤러는 하나 이상의 제어가능한 스위치로 된 제3 세트를 상기 위치에 따른 구성 우선 순위(locally configurable priority)에 따라 스위칭함으로써 상기 메시지들의 제3 메시지에 응답하도록 구성되는 전력 분배 제어 방법.
  118. 제104항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들은 바이메탈 부재를 포함하며, 상기 바이메탈 부재는 이 바이메탈 부재의 가열을 초래함으로써 상기 제어가능한 스위치의 온/오프 상태를 변화시키게 되는 제어 신호에 응답하여 변형되는 전력 분배 제어 방법.
  119. 제104항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들은,
    제1 단 및 제2 단을 갖는 변형 가능 부재 - 상기 변형 가능 부재는 상기 제1 단에 고정되며 상기 제2 단에서 전기 전도체와 접촉 상태가 됨 - 와;
    상기 변형 가능 부재에 근접 상태에 있는 가열 부재 - 상기 가열 부재는 스위치 제어 신호에 반응함 -를 구비하되,
    상기 전력 소스로부터 전력을 뽑아내는 인입선은 상기 전기 전도체 부근의 상기 제2 단에서 변형가능 부재에 접속되고, 상기 인입선은 상기 변형 가능 부재가 상기 전기 전도체와 접촉 상태에 있는 경우 상기 전기 전도체에 전기적으로 접속되는 전력 분배 제어 방법.
  120. 제119항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호의 인가에 따라 상기 가열 소자를 통해 전류가 흐르게 됨으로써 상기 가열 소자의 가열을 초래하고, 상기 변형 가능 부재가 만곡되어(bending) 상기 변형 가능 부재와 상기 전기 전도체 간의 접촉이 차단되며, 상기 스위치 제어 신호의 비인가에 따라 상기 가열 소자가 비가열 상태가 됨으로써 상기 가열 소자의 비만곡 상태(unbent) 및 상기 전기 전도체와의 접촉이 유지되는 전력 분배 제어 방법.
  121. 제119항에 있어서, 상기 가열 소자는 저항성 코일을 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  122. 제119항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호는 원격 소스로부터 수신되는, 상기 하나 이상의 메시지에 응답하여 활성화되는 전력 분배 제어 방법.
  123. 제119항에 있어서, 상기 인입 전력선은 상기 변형 가능 부재의 제2 단에 용접되는 전력 분배 제어 방법.
  124. 제119항에 있어서, 상기 변형 가능 부재는 바이메탈 부재를 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  125. 제124항에 있어서, 상기 바이메탈 부재의 제2 단은 제1 금속 물질(metallicsubstance)로 이루어진 상부면(top side)과 제2 금속 물질로 이루어진 하부면(bottom side)을 가지며, 상기 인입 전력선은 상기 바이메탈 부재의 제2 단의 상부면에 용접되고, 상기 바이메탈 부재의 제2 단의 하부면은 스위치 제어 신호가 인가되지 않은 경우에는 전기 전도체와 접촉 상태에 있는 전력 분배 제어 방법.
  126. 제104항에 있어서, 무선 수신기를 통해 메시지를 수신하는 단계는 초기 경보 메시지(early warning message)를 상기 무선 수신기를 통해 수신하는 단계를 포함하며, 상기 방법은, 상기 초기 경보 메시지가 수신되었다는 표시(indication)를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  127. 제104항에 있어서, 하나 이상의 상기 메시지는 지연 주기값(delay period value)을 포함하고 있으며, 상기 방법은 하나 이상의 상기 제어가능한 스위치를 선택적으로 스위칭하는 단계에 앞서 상기 지연 주기값으로 표시되는 지연 주기 동안 대기하는 단계를 더 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  128. 제104항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들을 구비하는 무선 에너지 제어 유닛에, 상기 전력 소스(power source)와 상기 무선 에너지 제어 유닛 사이에 개재된 디커플링 소자를 통해 동작 전력을 공급하는 단계를 더 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  129. 제128항에 있어서, 상기 디커플링 소자는 캐패시터를 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  130. 제128항에 있어서, 상기 디커플링 소자는 변압기(transformer)를 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  131. 제104항에 있어서, 상기 메시지들은 상기 무선 수신기를 통해 원격 스테이션(remote station)으로부터 수신되고, 상기 방법은 무선 송신기를 통해 상기 원격 스테이션에 정보를 전송하여 상기 원격 스테이션과의 양방향 통신을 달성하는 전력 분배 제어 방법.
  132. 제104항에 있어서, 상기 무선 수신기를 통해 메시지를 수신하는 단계는 FM 측파대를 통해 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  133. 제104항에 있어서, 상기 전력 소스는 단상 교류 전원(single-phase alternating current power source)을 포함하는 전력 분배 제어 방법.
  134. 무선 에너지 제어 유닛에 있어서,
    전력 소스와 복수의 전기적 부하 중 하나의 부하 사이에 각각 개재되는 복수의 동일한 제어가능한 스위치 - 상기 각각의 제어 가능 스위치는 전력 소스와 스위치의 각각의 전기적 부하와의 접속 또는 접속 해제가 가능함 - 와;
    원격 소스로부터 수신된 메시지에 응답하여 상기 제어가능한 스위치들이 각각의 전기적 부하로부터 접속 해제 됨에 따른 우선 순위를 선택하는 사용자 인터페이스 수단과;
    무선 수신기; 및
    상기 무선 수신기에 접속되는 콘트롤러를 포함하되, 상기 콘트롤러는 상기 무선 수신기를 통해 메시지를 수신하고, 이에 응답하여, 상기 제어가능한 스위치들 중 선택된 스위치로 하여금 이 선택된 스위치의 개별 전기적 부하와 전력 소스가 접속해제 또는 접속되도록 하는 무선 에너지 제어 유닛.
  135. 제134항에 있어서, 상기 제어가능한 스위치들은 복수의 회로 차단기와 직렬로 접속되는 무선 에너지 제어 유닛.
  136. 제134항에 있어서, 상기 하나 이상의 제어가능한 스위치들은 바이메탈 부재를 포함하며, 상기 바이메탈 부재는 이 바이메탈 부재의 가열을 초래함으로써 상기 제어가능한 스위치의 온/오프 상태를 변화시키게 되는 제어 신호에 의해 변형되는 무선 에너지 제어 유닛.
  137. 제어가능한 전자식 스위치에 있어서,
    인입 전력선을 전기 전도체에 제어 가능하게 접속하기 위한 변형가능 부재수단 - 상기 인입 전력선은 상기 변형 가능 부재 수단이 상기 전기 전도체와 접촉 상태에 있을 경우 상기 전기 전도체에 전기적으로 접속됨 - 와;
    상기 변형 가능 부재 수단이 상기 전기 전도체와의 접촉을 해제할 때까지 변형되도록 상기 변형 가능 부재 수단을 가열하는 수단; 및
    상기 인입 전력선과 구별되며, 상기 가열 수단을 활성화 및 비활성화하는 신호 수단을 구비하는 제어가능한 전자식 스위치.
  138. 제어가능한 전자식 스위치에 있어서,
    제1 단 및 제2 단을 갖는 바이메탈 부재 - 상기 바이메탈 부재는 상기 제1 단에 고정되며 상기 제2 단에서 전기 전도체와 접촉 상태가 됨 - 와;
    상기 전기 전도체 부근의 상기 제2 단에서 바이메탈 부재에 접속되는 인입 전력선 - 상기 인입 전력선은 상기 바이메탈 부재가 상기 전기 전도체와 접촉 상태에 있을 경우 상기 전기 전도체에 전기적으로 접속됨 - 과;
    상기 바이메탈 부재에 접속되는 가열 소자; 및
    상기 가열 소자에 접속되는 스위치 제어 회로를 구비하고, 상기 스위치 제어 회로가 스위치 제어 신호를 인가할 경우 상기 가열 소자는 상기 바이메탈 부재를 만곡시키기에 충분한 지점까지 가열되게 되며, 상기 바이메탈 부재의 제2 단과 상기 전기 전도체간의 접촉을 차단하는 제어가능한 전자식 스위치.
  139. 제138항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호가 인가되지 않은 경우 상기 바이메탈 부재의 제2 단은 전기 전도체와 접촉 상태를 유지하는 제어가능한 전자식 스위치.
  140. 제139항에 있어서, 상기 바이메탈 부재의 제2 단이 전기 전도체와 접촉 상태에 있을 경우 전기 전도체를 통해 상기 인입 전력선으로부터 원격지 부하로 전력이 이송되며, 상기 바이메탈 부재의 제2 단이 상기 전기 전도체와 접촉 해제되었을 경우에는 상기 원격지 부하에 전력이 이송되지 않는 제어가능한 전자식 스위치.
  141. 제138항에 있어서, 상기 가열 소자는 저항성 코일을 포함하는 제어가능한 전자식 스위치.
  142. 제138항에 있어서, 상기 스위치 제어 회로의 수동 활성화로 인해 상기 스위치 제어 신호가 활성화되는 제어가능한 전자식 스위치.
  143. 제138항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호는 원격 소스로부터 수신되는 전자식 명령 신호(electronic command signal)에 응답하여 상기 스위치 제어 회로에 의해 활성화되는 제어가능한 전자식 스위치.
  144. 제138항에 있어서, 상기 인입 전력선은 상기 바이메탈 부재의 상기 제2 단에 용접되는 제어가능한 전자식 스위치.
  145. 제144항에 있어서, 상기 바이메탈 부재의 제2 단은 제1 금속 물질(metallic substance)로 이루어진 상부면(top side)과 제2 금속 물질로 이루어진 하부면(bottom side)을 가지며, 상기 인입 전력선은 상기 바이메탈 부재의 제2 단의 상부면에 용접되고, 상기 바이메탈 부재의 제2 단의 하부면은 스위치 제어 신호가 인가되지 않은 경우에는 전기 전도체와 접촉 상태에 있는 제어가능한 전자식 스위치.
  146. 제어가능한 전자식 스위치에 있어서,
    제1 암 및 제2 암을 갖는 바이메탈 암 - 상기 바이메탈 암은 제1 단에서 고정되며 상기 바아메탈 암이 외기 상태(ambient state)에 있을 경우 상기 제2 단에서 전기 전도체와 접촉 상태에 있게 됨 - ;
    상기 전기 전도체 부근의 제2 단에서 혹은 제2 단 부근에서 상기 바이메탈 암에 접속되는 인입 전력선 - 상기 인입 전력선을 통한 전력 신호는 상기 바이메탈 암이 상기 전기 전도체와 접촉 상태에 있을 경우 상기 전기 전도체를 지나 원격지 부하까지의 전기적 경로를 갖게 됨 - ;
    바이메탈 암에 연결되는 가열 소자; 및
    상기 가열 소자에 접속되어 상기 바이메탈 암의 개방(opening)을 제어하는 스위치 제어 회로를 구비하되, 상기 스위치 제어 회로가 스위치 제어 신호를 인가할 경우 상기 바이메탈 부재의 제2 단과 상기 전기 전도체 간의 접촉을 해제할 정도로 상기 바이메탈 암을 만곡시키기에 충분한 위치까지 상기 가열 소자가 가열되는 제어가능한 전자식 스위치.
  147. 제146항에 있어서, 상기 바이메탈 암의 제2 단은 상기 스위치 제어 신호가 인가되지 않은 경우 상기 전기 전도체와 접촉 상태에 있게 되는 제어가능한 전자식 스위치.
  148. 제146항에 있어서, 상기 가열 소자는 저항성 코일을 포함하는 제어가능한 전자식 스위치.
  149. 제148항에 있어서, 상기 저항성 코일은 상기 바이메탈 암 주변에 감겨지는 제어가능한 전자식 스위치.
  150. 제146항에 있어서, 상기 스위치 제어 회로의 수동 활성화로 인해 상기 스위치 제어 신호가 인가되는 제어가능한 전자식 스위치.
  151. 제146항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호는 원격 소스로부터 수신되는 전자 명령 신호에 응답하여 상기 스위치 제어 회로에 의해 활성화되는 제어가능한 전자식 스위치.
  152. 제146항에 있어서, 상기 인입 전력선은 상기 바이메탈 암의 상기 제2 단에 감겨지는 제어가능한 전자식 스위치.
  153. 제152항에 있어서, 상기 바이메탈 암의 상기 제2 단은 제1 금속 물질로 이루어진 상부면과, 제2 금속 물질로 이루어진 하부면을 가지며, 상기 인입 전력선은 상기 바이메탈 암의 제2 단의 상부면에 용접되고, 상기 바이메탈 암의 제2 단의 하부면은 스위치 제어 신호가 인가되지 않은 경우에는 전기 전도체와 접촉 상태에 있는 제어가능한 전자식 스위치.
  154. 전력 전달을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    바이메탈 암의 제1 단을 고정시키는 단계;
    바이메탈 암이 외기 상태(ambient state)에 있을 경우에는 그 제2 단이 전기 전도체와 접촉 상태에 있게 되고, 상기 바이메탈 암이 가열될 경우에는 상기 전기 전도체로부터 만곡되도록 바이메탈 암을 배치하는 단계;
    상기 전기 전도체 부근의 그 제2 단에서 상기 바이메탈 암에 인입 전력선을 접속하는 단계 - 상기 인입 전력선을 통한 전력 신호는 상기 바이메탈 암이 상기 전기 전도체와 접촉 상태에 있을 경우 전기 전도체를 지나 원격지 부하까지의 전기적 경로를 갖게 됨 - ;
    상기 바이메탈 암에 가열 소자를 연결하는 단계;
    상기 가열 소자에 스위치 제어 신호를 접속하는 단계; 및
    상기 가열 소자의 가열을 제어하도록 상기 스위치 제어 신호를 선택적으로 인가 및 제거하여 상기 바이메탈 암을 열고 닫는 전력 전달 제어 방법.
  155. 제154항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호를 인가하는 단계는 상기 가열 소자 및 그에 따른 바이메탈 암(arm)의 가열을 통해 상기 바이메탈 암이 상기 전기 전도체로부터 만곡되도록 하며, 상기 스위치 제어 신호를 제거하는 단계는 상기 가열 소자가 냉각하고, 그에 따라 상기 전기 전도체와의 접촉을 개시하도록 상기 바이메탈 암의 냉각을 초래하는 전력 전달 제어 방법.
  156. 제154항에 있어서, 상기 바이메탈 암에 가열 소자를 결합하는 단계는 상기 바이메탈 암 주변에 저항성 코일을 감는 단계를 포함하는 전력 전달 제어 방법.
  157. 제154항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호를 선택적으로 인가 및 제거하여 상기 가열 소자의 가열을 제어하는 단계는 스위치 제어 회로를 수동으로 활성 또는 비활성화시켜서 그에 따라 상기 스위치 제어 신호를 인가 또는 제거하는 단계를 포함하는 전력 전달 제어 방법.
  158. 제154항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호를 선택적으로 인가 및 제거하여 상기 가열 소자의 가열을 제어하는 단계는 원격 소스로부터 전자 명령 신호를 수신하고 그에 응답하여 상기 스위치 제어 신호를 인가 및 제거하는 단계를 포함하는전력 전달 제어 방법.
  159. 제154항에 있어서, 인입 전력선을 상기 전기 전도체 부근의 제2 단에서 상기 바이메탈 암에 접속하는 단계는 상기 인입 전력선을 상기 바이메탈 암의 상기 제2 단에 용접하는 단계를 포함하는 전력 전달 제어 방법.
  160. 제159항에 있어서, 상기 바이메탈 암의 상기 제2 단은 제1 금속 물질로 이루어진 상부면과 제2 금속 물질로 이루어진 하부면을 구비하고, 상기 인입 전력선을 상기 바이메탈 암의 제2 단에 용접하는 단계는 상기 인입 전력선을 상기 바이메탈 암의 상기 제2 단의 상부면에 용접하고, 상기 바이메탈 부재의 제2 단의 하부면은 상기 스위치 제어 신호가 인가되지 않는 경우에는 상기 전기 전도체와 접속하는 전력 전달 제어 방법.
  161. 제어가능한 전자 스위치에 있어서,
    제1 단 및 제2 단을 구비하는 변형가능 부재 - 상기 변형 가능 부재는 상기 제1 단에 고정되고 상기 제2 단에서 전기 전도체와 접촉함 - ;
    상기 전기 전도체 부근의 상기 제2 단에서 상기 변형가능 부재에 접속되는 인입 전력선 - 상기 인입 전력선은 상기 변경가능 부재가 상기 전기 전도체와 접속하여 배치되는 경우 상기 전기 전도체에 전기적으로 접속됨 - ;
    상기 변형가능 부재에 근접한 가열 소자; 및
    상기 가열 소자에 접속된 스위치 제어 회로를 포함하는 제어가능한 전자 스위치.
  162. 제161항에 있어서, 상기 스위치 제어 회로는 스위치 제어 신호를 출력하고, 상기 스위치 제어 회로에 의한 상기 스위치 제어 신호의 인가(assertion)는 상기 가열 소자를 통해 전류를 흐르게 하여 상기 가열 소자를 가열시킴으로써 상기 변형가능 부제의 제2 단과 상기 전기 전도체 간의 접촉을 차단하도록 상기 변형가능 부재를 만곡시키고, 상기 스위치 제어 회로에 의한 상기 스위치 제어 신호의 비인가(non-assertion)는 상기 가열 소자가 가열되지 않는 상태로 남게 함으로써 상기 변형가능 부재의 비만곡 상태 및 상기 전기 전도체와의 접촉을 유지할 수 있도록 하는 제어가능한 전자 스위치.
  163. 제161항에 있어서, 상기 가열 소자는 저항성 코일을 포함하는 제어가능한 전자 스위치.
  164. 제161항에 있어서, 상기 스위치 제어 회로는 수동으로 활성화되는 제어가능한 전자 스위치.
  165. 제161항에 있어서, 상기 스위치 제어 회로는 원격 소스로부터 수신되는 전자 신호에 의해 활성화되는 제어가능한 전자 스위치.
  166. 제161항에 있어서, 상기 인입 전력선은 상기 변형가능 부재의 상기 제2 단에 용접되는 제어가능한 전자 스위치.
  167. 제161항에 있어서, 상기 변형가능 부재는 바이메탈 부재를 포함하는 제어가능한 전자 스위치.
  168. 제167항에 있어서, 상기 바이메탈 부재의 상기 제2 단은 제1 금속 물질로 이루어진 상부면 및 제2 금속물질로 이루어진 하부면을 구비하고, 상기 인입 전력선은 상기 바이메탈 부재의 상기 제2 단의 상부면에 용접되고, 상기 바이메탈 부재의 상기 제2 단의 하부면은 상기 스위치 제어 회로가 활성화되지 않은 경우에는 상기 전기 전도체와 접촉하는 제어가능한 전자 스위치.
  169. 제어가능한 전자 스위치에 있어서,
    제1 단 및 제2 단을 구비하는 변형가능 부재 - 상기 변형 가능 부재는 제1 단에 고정되고 상기 제2 단에서 전기 전도체와 접촉함 - ;
    상기 전기 전도체 부근의 상기 제2 단에서 상기 변형가능 부재에 접속되는 인입 전력선 - 상기 인입 전력선은 상기 변경가능 부재가 상기 전기 전도체와 접속하여 배치되는 경우 상기 전기 전도체에 전기적으로 접속됨 - ;
    상기 변형가능 부재에 근접한 가열 소자; 및
    상기 가열 소자에 접속되고 상기 가열 소자에 스위치 제어 신호를 전달하는 신호선을 포함하는 제어가능한 전자 스위치.
  170. 제169항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호의 인가는 상기 가열 소자를 통해 전류를 흐르게 하여 가열 소자가 가열되게 함으로써 상기 변형가능 부재의 제2 단과 상기 전기 전도체 간의 접촉이 차단되도록 상기 변형가능 부재를 구부리게 되고, 상기 스위치 제어 신호의 비인가는 상기 가열 소자가 비가열 상태를 유지하도록 함으로써 상기 변형 가능 부재의 만곡 및 상기 전기 전도체와의 접촉을 유지할 수 있게 하는 제어가능한 전자 스위치.
  171. 제169항에 있어서, 상기 가열 소자는 저항성 코일을 포함하는 제어가능한 전자 스위치.
  172. 제169항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호를 출력하는 스위치 제어 회로를 더 포함하되, 상기 스위치 제어 신호는 상기 스위치 제어 회로의 수동 활성화에 의해 인가되는 제어가능한 전자 스위치.
  173. 제169항에 있어서, 상기 스위치 제어 신호를 출력하는 스위치 제어 회로를 더 포함하되, 상기 스위치 제어 신호는 원격 소스로부터 수신된 전자 명령 신호에 응답하여 인가되는 제어가능한 전자 스위치.
  174. 제169항에 있어서, 상기 인입 전력선은 상기 변형가능 부재의 상기 제2 단에 용접되는 제어가능한 전자 스위치.
  175. 제169항에 있어서, 상기 변형가능 부재는 바이메탈 부재를 포함하는 제어가능한 전자 스위치.
  176. 제175항에 있어서, 상기 바이메탈 부재의 상기 제2 단은 제1 금속 물질로 이루어진 상부면 및 제2 금속 물질로 이루어진 하부면을 구비하고, 상기 인입 전력선은 상기 바이메탈 부재의 상기 제2 단의 상부면에 용접되고, 상기 바이메탈 부재의 상기 제2 단의 하부면은 상기 스위치 제어 신호가 인가되지 않은 경우에는 상기 전기 전도체와 접촉 상태가 되는 제어가능한 전자 스위치.
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