具有切換開關的電錶的製作方法
2023-05-23 12:24:26 2
專利名稱：具有切換開關的電錶的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有切換開關的電錶。
背景技術：
如今，越來越多的居住和商用場所使用某種類型的副電源或後備電源來免受市電 斷電的影響。當安裝副電源時，還安裝切換開關，用來提供市電與負載之間或副電源與負載 之間的可切換連接。切換開關的安裝典型地涉及在市電錶——市電通過其進入建築物—— 附近安裝分立的面板。
發明內容
提供了 一種電力控制設備，該設備包含儀表機殼，其限定隔室；顯示器開口，其 被配置為和與電錶關聯的顯示器相配合。機殼進一步限定第一入口，其被配置為允許承載 來自主電源的電力的主導體經過；第二入口，其被配置為允許承載來自副電源電力的副導 體經過；出口，其被配置為允許承載到負載的電力的負載導體經過。自動切換開關安裝在儀 表機殼內，其電氣連接到主導體、副導體和負載導體，以便有選擇地在主導體和負載之間或 副導體與負載之間提供電力流路。自動切換開關包含斷續器組以及切換邏輯線路，斷續器組有選擇地將負載導體電 氣連接到主導體或副導體，切換邏輯線路檢測主導體上的電力並基於在主導體或副導體上 檢測到的電力來控制斷續器組，以便將負載導體電氣連接到主導體或副導體。電錶被布置在主電源和負載之間，並被安裝在機殼內。電錶包含配合在顯示器開 口內的顯示器。電錶用於測量在主導體上向負載提供的電力的累積量，並在顯示器上顯示 電力累積量。主電力斷路機構和/或副電力斷路機構可在儀表機殼內安裝。可以在儀表機殼的 外表面布置狀態指示器，以傳達電力控制設備的當前運行狀態。例如，狀態指示器可傳達是 主導體或副導體中的哪一個經由自動切換開關被連接到負載導體。切換開關的切換邏輯線路可包含計算機可讀介質，其存儲計算機可執行的切換 致動指令；微處理器，其被配置為讀取和執行指令。切換邏輯線路可被配置為，當在主導體 上檢測到的電力落入可接受電力品質範圍之外時，將主導體從負載導體斷開，並將副導體 連接到負載導體。切換邏輯線路可被配置為，當在主導體上檢測到的電力落入可接受電力 品質範圍之外時，向副電源發送啟動信號。切換邏輯線路可被配置為，當在主導體上檢測到 的電力落入可接受電力品質範圍之內時，將副導體從負載導體斷開，並將主導體連接到負 載導體。
附圖併入此處並構成說明書的一部分，其示出了本發明多種方面的多種示例性系 統、方法和其他示例性實施方式。將會明了，圖中所示的元件邊界(例如，框、框組或其他形狀)表示邊界的一個實例。本領域技術人員將會明了，在一些實例中，可將一個元件設計成 多個元件，或者，可將多個元件設計成一個元件，在一些實例中，被示為另一元件的內部部 件的元件可被實現為外部部件，反之亦然。此外，元件可能不是按比例繪製的。圖1是現有技術的電力控制系統的示意圖；圖2是電力控制設備的示例性實施方式的示意圖；圖3是電力控制設備的示例性實施方式的示意圖。
具體實施例方式參考圖1，示出了現有技術的電力控制系統10。電力控制系統控制電力從設置在 主導體15上的市電源(未示出)或設置在副導體45上的副電源50向負載導體55上的負 載60的流動。電力控制系統10包含測量已經由市電在主導體15上提供的電力量的電錶 20、用於將主電力從負載60斷開的主斷開器30以及切換開關機構40。電錶20、主斷開器 30以及切換開關40彼此分立並需要分立的安裝。雖然已經通過描述實例的方式示出了示例性系統、方法等等，並且，雖然相當詳細 地描述了這些實例，申請人並非旨在將所附權利要求的範圍約束或以任何方式限制與這些 細節。當然，不可能為了達到描述在此描述的系統、方法等等的目的而描述部件或方法的所 有可想到的組合。因此，本發明不限於所示出和描述的具體細節、代表性的設備和說明性的 實例。因而，本申請旨在包括落入所附權利要求的範圍之內的改變、修改和變型。在詳細說明或權利要求書中使用了用語「包含」或「包括」，以與在權利要求中用作 過渡詞時解釋的用語「含有」類似的方式，其是包括性的。參考圖2，示出了電力控制系統70。電力控制系統70控制電力從例如市電等的主 電源到負載60的流動。負載60可以是例如用於住宅或建築物的主斷路器面板。電力從主 電源通過電力控制設備70流向主導體15上的負載60。電力控制設備70包含全部安裝在 同一機殼80內並在同一機殼80內彼此電氣連接的電錶74、主斷路器76以及自動切換開 關78。機殼80限定內腔體，其中安裝有部件；開口，用於電錶顯示器以及主導體、副導體 和負載導體15、45、55。電錶74測量、累積並顯示被提供給主導體15上的負載的電力量。來自電錶74的 電力流向主斷路器76。主斷路器76用於手動地斷開從主電源到負載60的路徑。在主導體 15上發生電力過載時，還可自動地斷開主斷路器76。在機殼80內，主斷路器76電氣連接自動切換開關機構78。自動切換開關包含將 主電源或副電源50有選擇地連接到負載60的電氣斷續器79。切換開關包含控制機構(在 圖3中示出)，例如基於微處理器的控制器，以監視主電力的品質。當主電力的品質不令人 滿意時，控制機構致動電斷續器79，以便將負載從主電源斷開。負載導體55將電力從切換 開關傳送到負載60。副電源50還藉助副導體45電氣連接到自動切換開關78。自動切換開關用於，當 主導體已經從負載導體斷開時，將副導體45連接到負載導體55。因此，自動切換開關78將 主電源或是副電源——而不是二者同時——連接到負載60。在此使用的「計算機可讀介質」指的是存儲信號、指令和/或數據的介質。計算機 可讀介質可以採用包括但不限於非易失性介質和易失性介質的形式。非易失性介質可包括例如光碟、磁碟等。易失性介質可以包括例如半導體存儲器、動態存儲器等。計算機可讀介 質的通用形式可包括但不限於軟磁碟、軟磁片、硬碟、磁帶、其他磁性介質、ASIC、CD、其他光 學介質、RAM、ROM、存儲器晶片或卡、存儲棒以及計算機、處理器或其他電子裝置可以讀取的 其他介質。在此使用的「邏輯線路」包括但不限於在機器上執行的軟體、固件、硬體和/或其 組合，其執行功能或動作和/或從其他邏輯線路、方法和/或系統引起功能或動作。邏輯線 路可包括由軟體控制的微控制器、離散邏輯線路(例如，ASIC)、模擬電路、數字電路、編程 邏輯裝置、包含指令的存儲器裝置等等。邏輯線路可包括一個或多於一個的門、門的組合或 其他的電路部件。在描述多種邏輯學的邏輯線路時，可將所述多種邏輯學的邏輯線路併入 一個物理邏輯線路中。類似地，在描述一個邏輯學的邏輯線路時，可將所述一個邏輯學的邏 輯線路分布到多個物理邏輯線路間。在此使用的「軟體」包括但不限於使得計算機、處理器或其他電子裝置以希望的方 式執行功能、行動和/或行為的一個或多於一個的可執行指令。「軟體」並不意味著被聲稱為 所存儲的指令本身(例如，程序清單)的所存儲的指令。指令可以用多種形式來實現，包括 例程、算法、模塊、方法、線程和/或包括分立的應用程式或來自動態連結庫的代碼的程序。圖3是電力控制設備90的更詳細的示意圖，電力控制設備90以與圖2的電力控 制設備79類似的方式運行。電力控制設備90包含機殼80，機殼80容納構成該設備的組成 部分的電氣部件。機殼在前端面上限定了被配置為與市電錶上的顯示器相匹配的顯示器開 口 82。機殼80限定了允許主導體93經過的第一入口 84。在一些實施方式中，除了允許主 導體93』經過以外，還提供了替代性的主電力導體入口 84』。兩個入口 84、84』均可被提供 為脫離(knock out)部分，以便於機殼可適應於容納來自兩個不同方向的主電力導體。機 殼80還限定了允許副導體100經過的副入口 86和允許負載導體97經過的負載出口 88。 在所示的實施方式中，機殼包含兩個內壁、限定能夠容納主導體93的溝槽(gutter)的第一 壁85、限定用於電錶91和主導體93或93』的隔室的第二壁87。在所示的實施方式中，在機殼中提供了中性連接模塊95，以提供用於分別與主導 體93、副導體100和負載導體97的每一個相關聯的中性導體95a、95b、95c的連接點。電錶 91電氣連接在主電源和將要在下面更詳細地描述的自動切換開關120之間。電錶91包含 配合在顯示器開口 82內的顯示器(未示出)。自動切換開關120包含開關邏輯線路124和斷續器122。斷續器122被配置為將 主導體93或副導體100——而不是將二者同時——連接到負載導體97。斷續器122可以 是例如繼電器或固態裝置或任何其他適當的機構。切換邏輯線路包含被編程為根據控制算 法來控制斷續器122的微處理器。因此，切換邏輯線路可被實現為包含電力和輸入調節部 件以及處理器和存儲器(或ASIC)的電路板。切換邏輯線路124如112所示地監視主電源的狀態，以及如114所示地監視副電 源的狀態。切換邏輯線路124基於這兩個輸入的狀態來控制斷續器122。例如，當主電源的 品質(例如電平)落入預先確定的範圍之外時，切換邏輯線路致動斷續器122，以便將負載 導體97從主導體93斷開，並將負載導體97連接到副導體100。在一些實施方式中，當切換 邏輯線路124切換到副電源時，切換邏輯線路124還如117所示地向副電源提供啟動信號。 例如，此啟動信號117可使得被用作副電源的發電機啟動並開始供電。
當主電源以預先確定的品質範圍內的水平提供電力時，切換邏輯線路可以持續監 視主電源並致動斷續器122，以便將主導體93連接到負載。如果檢測到副電源正在提供預 先確定的範圍之外的電力時，切換邏輯線路還可以將副導體從負載斷開。切換邏輯線路124 還可以控制狀態指示器126，例如一個或多於一個的LED，其傳達主電源或副電源中的哪一 個當前連接到負載。在一些實施方式中，電力控制設備包含能夠被手動操作以便分別斷開主導體93 和副導體100的主斷路器94以及副斷路器102。可以通過簡單地將機殼80安裝到建築物 並將主導體93、副導體100和負載導體97連接到電力控制設備90的方式來安裝電力控制 設備90。儘管已經通過描述實例的方式示出了示例性的系統、方法等等，並且，雖然已經相 當詳細地描述了這些實例，申請人並非旨在將所附權利要求的範圍約束或以任何方式限制 於這些細節。當然，不可能為了達到描述在此描述的系統、方法等等的目的來描述部件或方 法的每一種可想到的組合。因此，本發明不限於在此示出和描述的具體細節、示例性設備和 說明性實例。因而，本申請包括落入所附權利要求範圍內的改變、修改和變型。
權利要求
1.一種電力控制設備，包含限定隔室的儀表機殼，儀表機殼進一步限定了顯示器開口，顯示器開口被配置為與和 電錶關聯的顯示器相配合，機殼進一步限定了 第一入口，其被配置為允許配置為承載來自 主電源的電力的主導體經過；第二入口，其被配置為允許配置為承載來自副電源的電力的 副導體經過；出口，其被配置為允許配置為承載到負載的電力的負載導體經過；在儀表機殼內安裝的自動切換開關，自動切換開關電氣連接到主導體、副導體和負載 導體，以便有選擇地在主導體和負載之間或副導體與負載之間提供電力流路，自動切換開 關包含斷續器，其有選擇地將負載導體電氣連接到主導體或副導體；以及切換邏輯線路，其檢測主導體上的電力，基於在主導體上檢測到的電力來控制斷續器， 以便將負載導體電氣連接到主導體或副導體；以及電錶，其被布置在主電源和負載之間並被安裝在機殼內，電錶包含配合在顯示器開口 內的顯示器，電錶可操作地測量已經在主導體上提供給負載的電力的累積量，並在顯示器 上顯示電力累積量。
2.如權利要求1所述的電力控制設備，包含安裝在儀表機殼內的主電力斷開機構，主 電源斷路機構在受到致動時可操作地將主電力導體從負載導體斷開，以防止從主電源到負 載導體的電力流動。
3.如權利要求1所述的電力控制設備，包含安裝在儀表機殼內的副電力斷開機構，副 電力斷開機構在受到致動時可操作地將副電力導體從負載導體斷開，以防止從副電源到負 載導體的電力流動。
4.如權利要求1所述的電力控制設備，包含布置在儀表機殼的外表面上的狀態指示 器，狀態指示器包含一個或多於一個被配置為傳達電力控制設備的當前運行狀態的狀態指 示機構。
5.如權利要求4所述的電力控制設備，其中，至少一個所述狀態指示機構被配置為傳 達是主導體或副導體的哪一個經由自動切換開關被連接到負載導體。
6.如權利要求1所述的電力控制設備，其中，切換邏輯線路包含計算機可讀介質，其 存儲計算機可執行的切換致動指令；微處理器，其被配置為讀取和執行指令。
7.如權利要求1所述的電力控制設備，其中，切換邏輯線路被配置為，當在主導體上檢 測到的電力落入可接受的電力品質範圍之外時，將主導體從負載導體斷開，並將副導體連 接到負載導體。
8.如權利要求1所述的電力控制設備，其中，切換邏輯線路被配置為，當在主導體上檢 測到的電力落入可接受的電力品質範圍之外時，向副電源發送啟動信號。
9.如權利要求1所述的電力控制設備，其中，切換邏輯線路被配置為，當在主導體上檢 測到的電力落入可接受的電力品質範圍之內時，將副導體從負載導體斷開，並將主導體連 接到負載導體。
10.一種電力控制設備，包含限定隔室的儀表機殼，儀表機殼進一步限定了顯示器開口，顯示器開口被配置為與和 電錶關聯的顯示器相配合，機殼進一步限定第一入口，其被配置為允許配置為承載來自主 電源的電力的主導體經過；第二入口，其被配置為允許配置為承載來自副電源的電力的副導體經過；出口，其被配置為允許配置為承載到負載的電力的負載導體經過；安裝在儀表機殼內的自動切換開關，自動切換開關電氣連接到主導體、副導體和負載 導體，以便有選擇地在主導體和負載之間或副導體與負載之間提供電力流路，自動切換開 關包含斷續器，其有選擇地將負載導體電氣連接到主導體或副導體；以及 切換邏輯線路，包含計算機可讀介質，其存儲計算機可執行的切換致動指令；微處理 器，其被配置為讀取和執行指令，指令包含檢測主導體上的電力，基於在主導體上檢測到 的電力來控制斷續器組，以便將負載導體電氣連接到主導體或副導體；主電力斷開機構，其被安裝在儀表機殼內，當受到致動時，可操作地將主電力導體從負 載導體斷開，以防止電力從主電源到負載導體的流動；狀態指示器，其被布置在儀表機殼的外表面上，狀態指示器包含一個或多於一個被配 置為傳達電力控制設備的當前運行狀態的狀態指示機構；以及安裝在機殼內的電錶，電錶包含配合在顯示器開口內的顯示器，電錶進一步被配置為 測量已經在主導體上提供的電力的累積量，並在顯示器上顯示電力累積量。
11.如權利要求10所述的電力控制設備，包含安裝在儀表機殼內的副電力斷開機構， 副電力斷開機構在受到致動時可操作地將副電力導體從負載導體斷開，以防止電力從副電 源到負載導體的流動。
12.如權利要求10所述的電力控制設備，其中，至少一個所述狀態指示機構被配置為 傳達是主導體或副導體的哪一個經由自動切換開關被連接到負載導體。
13.如權利要求10所述的電力控制設備，其中，切換致動指令包含，當在主導體上檢測 到的電力落入可接受電力品質範圍之外時，將主導體從負載斷開，將副導體連接到負載導 體。
14.如權利要求10所述的電力控制設備，其中，切換致動指令包含，當在主導體上檢測 到的電力落入可接受電力品質範圍之外時，向副電源發送啟動信號。
15.如權利要求10所述的電力控制設備，其中，切換致動指令包含，當在主導體上檢測 到的電力落入可接受的電力品質範圍之內時，將副導體從負載導體斷開，將主導體連接到 負載導體。
16.一種電力控制系統，包含用於監視正在由主電源提供的主電力的品質的裝置；用於基於所監視的主電力品質，將電氣負載自動電氣連接到主電源或副電源的裝置； 用於測量和顯示已經由主電源供到電氣負載的電力量的裝置； 用於手動地將主電源從電氣負載斷開的裝置；且其中，用於測量的裝置、用於自動連接的裝置、用於測量和顯示的裝置以及用於手動地 斷開的裝置被容納在同一機殼內。
全文摘要
本發明涉及具有切換開關的電錶，具體涉及用於在同一儀表機殼內提供執行主電源和副電源之間的自動切換以及主電源計量的能力的設備和方法。
文檔編號H02J9/06GK102104275SQ20101052033
公開日2011年6月22日 申請日期2010年9月8日 優先權日2009年9月8日
發明者D·R·威爾士, S·E·費洛, T·M·萊思羅普 申請人:伊頓公司