專利名稱：斷路器面板的制作方法
斷路器面板相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求名稱為“斷路器控制箱”、申請(qǐng)?zhí)枮?1/298，018的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)以及名稱為“具有通信網(wǎng)關(guān)的斷路器控制箱”、申請(qǐng)?zhí)枮?1/298，104的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。上述優(yōu)先權(quán)文件通過引用合并于此。
背景技術(shù)：
斷路器提供一種響應(yīng)于故障條件(例如，過載或者短路)的自動(dòng)切換機(jī)構(gòu)，通過中斷電路的連續(xù)性而停止電流流動(dòng)。電弧故障斷路器(AFCI)和接地故障斷路器(GFCI)是較新的斷路器技術(shù)，其分別檢測(cè)電弧故障和接地故障的故障條件。通常，斷路器面板包括多個(gè)斷路器，其每一個(gè)用于保護(hù)不同的支電路。對(duì)于斷路器面板的不同斷路器用于不同的故障 檢測(cè)這一實(shí)施是一個(gè)重要的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
在至少一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括多個(gè)斷路器和跳閘控制邏輯電路，所述跳閘控制邏輯電路在斷路器外部并與之聯(lián)接。跳閘控制邏輯電路使得對(duì)于每個(gè)斷路器能夠選擇多個(gè)不同跳閘選項(xiàng)。在至少一些實(shí)施例中，所述斷路器面板包括故障檢測(cè)邏輯電路，其位于多個(gè)斷路器的每一個(gè)中并與斷路器面板相關(guān)。所述斷路器面板還包括跳閘控制邏輯電路，其聯(lián)接到每個(gè)故障檢測(cè)邏輯電路上并位于多個(gè)斷路器之外。所述跳閘控制邏輯電路使得對(duì)于每個(gè)斷路器選擇多個(gè)不同的跳閘選項(xiàng)。


為了詳細(xì)地描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，現(xiàn)在將參考附圖，其中圖I示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的系統(tǒng)；圖3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的斷路器的方框圖；以及圖4示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的方法。術(shù)語和符號(hào)在以下的說明書和權(quán)利要求書中通篇使用某些術(shù)語以描述特定的系統(tǒng)部件。如本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可理解的是，不同公司使用不同的名稱指代同一元件。本文件并不意圖區(qū)分名字不同但功能相同的部件。在以下的討論和權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“包含”是以開放的形式使用的，因此應(yīng)該解釋為“包括，但不限于”。另外，術(shù)語“聯(lián)接(couple)”或者“聯(lián)接(couples)”意圖表示直接或者間接的電連接。因此，如果第一裝置聯(lián)接到第二裝置上，所述連接可以是通過直接電連接，或者可以是經(jīng)由其它裝置和連接件的間接連接。
具體實(shí)施方式
以下討論可用于本發(fā)明的多種實(shí)施例。雖然這些實(shí)施例中的一個(gè)或者多個(gè)可以是優(yōu)選的，但是所公開的實(shí)施例不應(yīng)被解釋為或者用作對(duì)本公開(包括權(quán)利要求)的范圍的限制。此外，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員可以理解以下描述將具有廣泛的申請(qǐng)，并且對(duì)于任意實(shí)施例的討論僅意味著對(duì)所述實(shí)施例的實(shí)例，而并不意圖表明本公開(包括權(quán)利要求)的范圍受限于所述實(shí)施例。這里所公開的是為多個(gè)斷路器提供動(dòng)態(tài)控制跳閘操作的方法和系統(tǒng)。另外，此處還公開了一種斷路器結(jié)構(gòu)，其便于用戶和斷路器面板之間和/或電力設(shè)施提供商和斷路器面板之間的交互作用。此外，此處還公開了一種斷路器結(jié)構(gòu)，其使得可以經(jīng)由斷路器面板接收多媒體/因特網(wǎng)傳輸。另外，所公開的斷路器面板結(jié)構(gòu)的至少一些實(shí)施例提供了用于在用戶和經(jīng)由斷路器面板供電的電力設(shè)施之間通信的接口。在至少一些實(shí)施例中，斷路器面板為八個(gè)支路保護(hù)產(chǎn)品提供過載保護(hù)。斷路器可以是具有20安培斷路器的60安培接線盒。以下項(xiàng)目組成所公開的斷路器面板的基本基座I)電控制盒，其提供60安培、單相服務(wù)、120VAC/240VAC 50/60Hz ；2)支路過電流保護(hù)裝置 (斷路器)，其具有遠(yuǎn)程跳閘能力；3)斷路器，其基于雙金屬跳閘啟動(dòng)提供獨(dú)立的電路保護(hù)；4)傳感器，其集成到斷路器中用于接地故障事件檢測(cè)和/或電弧故障事件檢測(cè)；5)斷路器，其為單極裝置，120VAC/240VAC, 50/60Hz, 20Amp ；6)斷路器，其安裝在被用于容納八個(gè)斷路器的塑料外殼(此處被稱為“斷路器套”)中；7)電力母線和分流測(cè)量傳感器，其集成于這里所描述的測(cè)量和控制板中，所述板可以位于斷路器套中；8)斷路器，其連接到線路側(cè)電力母線上，而不暴露給用戶；以及9)斷路器，其與位于測(cè)量和控制板上的遠(yuǎn)程感應(yīng)和控制連接器相配合?？梢詫⒁陨狭谐龅捻?xiàng)目作為單獨(dú)的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，以提供基本的支路過載保護(hù)。除了組成母線系統(tǒng)和主電連接件的那些元件外，上述結(jié)構(gòu)并不依賴于使用此處描述的測(cè)量和控制板。可以對(duì)斷路器面板的支路過飽和結(jié)構(gòu)增加各種輔助元件。這些輔助元件包括la)斷路器套被改進(jìn)以包括兩個(gè)完全占滿的電路板(測(cè)量和控制板，以及系統(tǒng)控制器板)，其用于控制、測(cè)量、感應(yīng)以及用戶接口選項(xiàng)；lb)利用智能斷路器功能來實(shí)現(xiàn)接地故障短路中斷(GFCI)和電弧故障電路中斷(AFCI)能力；2)測(cè)量和控制板以及系統(tǒng)控制器板被密封在斷路器套中，從而變得抗損壞；3)所述測(cè)量和控制板為全部電力提供高質(zhì)量的電力設(shè)施度量功能以及還使得支路測(cè)量/控制變得實(shí)用；4)所述系統(tǒng)控制器板利用顯示器(例如，TFT觸摸屏)提供人機(jī)接口(HMI) ;5)顯示器具有集成的觸摸屏，利用所述觸摸屏來建立和觀察專用于每個(gè)支路的輔助元件；6)所述顯示器提供狀態(tài)、時(shí)間、功率測(cè)量信息，加上用于測(cè)試輔助功能的器件；7)所述顯示器顯示電路事件、故障檢測(cè)，以及故障特征(例如，過電流、接地故障、電弧故障、線路尖峰(spike)、停電(brownout)、電力質(zhì)量);8)使用用于通過安裝人員建立的HMI來添加功能，例如支路特征(姓名、使用等)、支路優(yōu)先選擇，以及支路激活特征(GFCI、AFCI 等)。在至少一些實(shí)施例中，所公開的斷路器面板(例如，利用系統(tǒng)控制器板)提供從通信供應(yīng)商到家庭的網(wǎng)關(guān)。這可以利用硬銅線連接、光纖、基站(cell tower)、或者專有WAN。無論連接器件如何，協(xié)議處理遠(yuǎn)程登錄并利用通信連通性進(jìn)行控制。對(duì)于通信網(wǎng)管的一種實(shí)施是通過使用通信提供商所供應(yīng)的通信模塊。該通信模塊例如通過USB 2. O連接來連接到系統(tǒng)控制器板。在至少一些實(shí)施例中，通信模塊是通過提供商建立的，以便完成與基站(cell tower)協(xié)議兼容的射頻(RF)接口。該設(shè)備至少提供3G服務(wù)，并且如果可能則有可能提供4G服務(wù)。該通信模塊安裝在房屋的外部并經(jīng)由USB 2.0電纜穿過房屋的墻壁而連接到系統(tǒng)控制器板上。所公開的斷路器面板支持的一些通信元件如下1)提供高速流服務(wù)(WAN) ；2)將通信經(jīng)由系統(tǒng)控制器板路由到家庭局域網(wǎng)(HAN)中的終端點(diǎn)設(shè)備；3)提供用于VoIP、流視頻、流音頻和/或互聯(lián)網(wǎng)連接性的功能；4)提供來自電力設(shè)施提供商或到電力設(shè)施提供商的連接性；5)添加用于以下的設(shè)施提供商功能遠(yuǎn)程計(jì)量讀數(shù)、控制到居住處的電力(接通或者關(guān)斷)、要求次級(jí)(side)電力控制(基于優(yōu)先和使用進(jìn)行支路控制)、提供使用時(shí)間度量信息、支持VPN和SCADA協(xié)議以保護(hù)連接和通信平臺(tái)以及電力設(shè)施提供商使用的格式、支持監(jiān)督協(xié)議由此可以任意方向地發(fā)送信息、支持使用用于多種目的的監(jiān)督信息，其中所述目的不會(huì)相互排斥(例如，用于登錄、計(jì)量和/或控制)；6)使用用于通過通信提供商和/或電力設(shè)施提供商建立的HMI ；7)使用用于通信建立(例如，路由、IP地址、GPS坐標(biāo)、SIM建立、證書、VPN以及家庭局域網(wǎng)(HAN))的HMI ;8)使用用于電力設(shè)施建立(例如，用戶賬號(hào)、證書、VPN, SCADA建立)的HMI ;以及9)到房屋內(nèi)的設(shè)備的終端點(diǎn)無線連接是通過附著到系統(tǒng)控制器板上的子板(WiFi和/或ZigBee通信子板)實(shí)現(xiàn)的。子板提供多個(gè)以下特征1)包含 于斷路器套中的系統(tǒng)控制器板結(jié)構(gòu)有適當(dāng)?shù)淖影?，以激活房屋?nèi)的額外終端點(diǎn)無線通信；以及2)多種終端點(diǎn)通信受以下所支持=VoIP (電話)、流音頻(音樂)、流視頻(TV)、互聯(lián)網(wǎng)連接(筆記本電腦)，以及智能箱(smart-box)連接(筆記本電腦)。圖I示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的系統(tǒng)100。如圖所示，系統(tǒng)100包括多個(gè)斷路器106A-106H，其聯(lián)接到母線子系統(tǒng)104上。對(duì)于每個(gè)斷路器110A-110H，還設(shè)置了電流傳感器邏輯電路(logic) 112A-112H。每個(gè)斷路器110A-110H為從電源102接收電力的相應(yīng)的支路108A-108H提供故障保護(hù)。在圖I中，每個(gè)斷路器110A-110H聯(lián)接到跳閘控制邏輯電路(logic) 124。在至少一些實(shí)施例中，跳閘控制邏輯電路124安置在測(cè)量和控制板120。測(cè)量和控制板120例如包括測(cè)量和故障檢測(cè)接口 122，通過該接口 122可以接收來自斷路器110A-110H電力感應(yīng)信號(hào)
和故障感應(yīng)信號(hào)。跳閘控制邏輯電路124運(yùn)行以提供用于每個(gè)斷路器110A-110H的故障(例如，過載)跳閘選項(xiàng)、電弧故障電路中斷(AFCI)跳閘選項(xiàng)、接地電路中斷(GFCI)跳閘選項(xiàng)，以及AFCI/GFCI跳閘選項(xiàng)。在至少一些實(shí)施例中，用于每個(gè)斷路器110A-110H的跳閘選項(xiàng)是用戶經(jīng)由用戶接口(例如，觸摸屏132)與跳閘控制邏輯電路124通信而選擇的。用于每個(gè)斷路器110A-110H的跳閘選擇(tripping option)還可以經(jīng)由配置為與跳閘控制邏輯電路124通信的本地或遠(yuǎn)程計(jì)算裝置進(jìn)行選擇。如圖所示，測(cè)量和控制板120還包括設(shè)施等級(jí)計(jì)量邏輯電路126，該邏輯電路126判定用于系統(tǒng)100的電力消耗信息并且組織、格式化以及選擇性傳送電力消耗信息到設(shè)施計(jì)量收集場(chǎng)所(未示出)。測(cè)量和控制板120還包括電力供應(yīng)接口 128，該接口 128輸出用于系統(tǒng)100的不同部件的不同電壓水平。例如，可以利用不同的電壓水平運(yùn)行跳閘控制邏輯電路124和設(shè)施等級(jí)計(jì)量邏輯電路126。電力供應(yīng)接口 128還可以與測(cè)量和控制板通信而將電力提供到系統(tǒng)控制器板140的部件。在至少一些實(shí)施例中，測(cè)量和控制板120與系統(tǒng)控制器板140經(jīng)由RS-232接口進(jìn)行通信。此外，多個(gè)測(cè)量和控制板120按照需要可以是菊花鏈(daisy-chained) 130 (例如，經(jīng)由RS-485接口)，以支持額外的斷路器。在這種方式中，通過復(fù)制用于額外斷路器的測(cè)量和控制板120運(yùn)行(跳閘控制循環(huán)功能)，系統(tǒng)100中的斷路器的總數(shù)目可以按照需要延展。即使測(cè)量和控制板120的數(shù)目增加，僅需要使用一個(gè)系統(tǒng)控制器板140用于系統(tǒng)100。如圖所示，系統(tǒng)控制器板140包括觸摸屏142 (例如，TFT觸摸屏或者其它觸摸屏技術(shù))。觸摸屏142為用戶顯示信息，并使得用戶能夠與系統(tǒng)100的控制元件相互作用，和/或能夠請(qǐng)求關(guān)于系統(tǒng)100的信息。如前所述，用戶/管理員應(yīng)該能夠設(shè)置(和動(dòng)態(tài)更新)用于系統(tǒng)100的每個(gè)斷路器的故障跳閘選項(xiàng)、電弧故障電路中斷(AFCI)跳閘選項(xiàng)、接地故障電路中斷(GFCI)跳閘選項(xiàng)，以及AFCI/GFCI跳閘選項(xiàng)。系統(tǒng)控制器板140還包括脈沖寬度調(diào)制(PWM)背部照明顯示電路158，其能夠調(diào)整用于照亮觸摸屏142的背部照明強(qiáng)度。系統(tǒng)控制器板140還包括多個(gè)通信接口，包括RS_232接口 144，以支持與測(cè)量和控制板120的通信；10/1OOE-MAC端口 146，其具有介質(zhì)獨(dú)立接口(MII)或減少的介質(zhì)獨(dú)立接口(RMII);USB2. O主端口 148，與記憶棒兼容；USB 2. O主端口 150，用于選擇性與WiFi子 板通信；安全數(shù)字(SD)卡多媒體卡(MMC)接口 152 ；USB 2. O主端口 160，用于廣域網(wǎng)(WAN)聯(lián)接；USB 2. O裝置端口 162，用于設(shè)置和安裝系統(tǒng)100的控制軟件/固件；通用異步接收器/傳送器(USART)端口 164，其與RS-232兼容用于調(diào)試系統(tǒng)100的控制軟件/固件；以及J-TAG端口 166，用于測(cè)試和調(diào)試操作。系統(tǒng)控制器板140還包括電力供應(yīng)接口 156，以調(diào)整用于系統(tǒng)控制器板140的不同部件的電力供應(yīng)電壓水平。此外，系統(tǒng)控制器板140包括后備電池實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC) 154，以對(duì)系統(tǒng)控制器板140的各種硬件部件計(jì)時(shí)。測(cè)量和控制120板以及系統(tǒng)控制器板140僅是實(shí)例，并不意圖限制本公開的實(shí)施例為特定通信接口或控制方案。通常，每個(gè)測(cè)量和控制板120為到達(dá)預(yù)定數(shù)目的斷路器(例如，8個(gè)斷路器)提供跳閘控制循環(huán)。跳閘控制循環(huán)由斷路器實(shí)施，所述斷路器能感應(yīng)被用于觸發(fā)斷路器跳閘的所有故障條件。為了定制用于能檢測(cè)多種故障條件的斷路器的跳閘條件，將由斷路器檢測(cè)到的故障感應(yīng)信號(hào)和電力感應(yīng)信號(hào)傳遞到跳閘控制循環(huán)，其分別管理用于每個(gè)斷路器的特定跳閘條件。以這樣的方式，能夠按照需要定制和更新用于多個(gè)斷路器(例如，110A-110H)的每一個(gè)的跳閘條件，其能提供用于不同支路(例如，支路108A-108H)的故障檢測(cè)。同時(shí)，系統(tǒng)控制器板140提供用戶接口選項(xiàng)和通信元件，其增強(qiáng)了斷路器系統(tǒng)或面板的功用。例如，系統(tǒng)控制器板140的用戶接口特征被用于提供電力消耗信息、應(yīng)用管理，以及對(duì)系統(tǒng)100的用戶/管理員的斷路器管理。同時(shí)，系統(tǒng)控制器板140的通信元件激活用于家庭局域網(wǎng)(HAN)的測(cè)試、調(diào)試、與應(yīng)用的終端點(diǎn)通信、與電插座和/或多服務(wù)(例如，因特網(wǎng)、VoIP、電視、流視頻/音頻等)的接收進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，測(cè)量和控制板120的跳閘控制循環(huán)部件可以與用戶接口元件和/或系統(tǒng)控制器板140的通信元件在單獨(dú)的控制板上接合。通常，這里所描述的跳閘控制循環(huán)部件、用戶接口元件和通信元件可以多種方式分散在多個(gè)控制板中，而無需改變系統(tǒng)100的操作。此外，這里所描述的用戶接口元件和系統(tǒng)控制器板140并不排除利用單獨(dú)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理系統(tǒng)100的元件或者配置為與系統(tǒng)100的控制邏輯電路通信的便攜式控制裝置。換句話說，系統(tǒng)100的用戶/管理員能利用預(yù)集成的用戶接口(例如，觸摸屏142)、單獨(dú)的用戶接口(例如，運(yùn)行適當(dāng)軟件的計(jì)算裝置)或者兩者管理系統(tǒng)100的元件。
在至少一些實(shí)施例中，對(duì)系統(tǒng)100的元件的管理可以劃分為用戶管理元件和管理員管理元件。換句話說，可能存在僅終端用戶(例如，家庭擁有者)能訪問的系統(tǒng)100的元件。例如，用戶可以選擇用于HMI的顏色和風(fēng)格選擇、激活/禁止用于非臨界事件(廣告)的音頻通知、設(shè)定用于支路和整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)于電力消耗的反饋標(biāo)準(zhǔn)。此外，還可能存在僅系統(tǒng)安裝者(例如，電力承包商)能夠訪問的系統(tǒng)100的其它元件。例如，系統(tǒng)安裝者能夠命名支路、設(shè)定用于支路的優(yōu)先順序和/或設(shè)定用于每條支路的跳閘選項(xiàng)。此外，可以存在僅通信提供商能夠訪問的系統(tǒng)100的其它元件。例如，通信提供商設(shè)定時(shí)區(qū)信息、GPS坐標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議、VPN選項(xiàng)、用于通信提供商的認(rèn)證證書、激活/禁止系統(tǒng)的元件(火/警/急救響應(yīng)選項(xiàng))。此外，可能存在僅電力設(shè)施提供商能夠訪問的系統(tǒng)100的元件。例如，電力設(shè)施提供商可以設(shè)定賬戶、SCADA訪問信息、用于較后防問的證書(用戶名/密碼)、用于通信(例如，VPN選項(xiàng))的路由信息。在至少一些實(shí)施例中，電力設(shè)施提供商能夠遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)100，以收集電力消耗信息和/或選擇性地使得系統(tǒng)100的斷路器跳閘。在至少一些實(shí)施例中，如果電力設(shè)施提供商 使得斷路器跳閘，則跳閘控制邏輯電路124使得斷路器繼續(xù)跳閘(手動(dòng)重設(shè)斷路器開關(guān)是無效的)直到電力設(shè)施提供商信號(hào)通知跳閘控制邏輯電路使用已跳閘的斷路器是允許的。以這種方式，電力設(shè)施提供商能夠防止誤使用系統(tǒng)100，或者甚至誤使用單個(gè)斷路器及其對(duì)應(yīng)的支路。圖2示出了根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的系統(tǒng)200。圖2的系統(tǒng)200類似于圖I的系統(tǒng)100，但是示出了額外的通信特征。在圖2中，系統(tǒng)200包括WAN通信模塊204，天線206聯(lián)接到用于廣域網(wǎng)(WAN)連接的USB 2. O主端口 160。以這種方式，WAN通信模塊204和天線206使得能夠與WAN提供商208通信。系統(tǒng)200還示出添加到系統(tǒng)控制器板140上的具有天線160的WiFi無線子板158。WiFi無線子板158激活用于家庭局域網(wǎng)(HAN)服務(wù)的通信。系統(tǒng)200還示出添加的具有天線164的ZigBee無線子板162，以激活與可兼容的電力應(yīng)用和插座的通信。圖3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的斷路器302的方框圖。斷路器302包括選擇性地?cái)嚅_支路306的連續(xù)性的機(jī)械部件304。在至少一些實(shí)施例中，機(jī)械部件304無需電線而聯(lián)接到線路母線和中性母線上(即，可以對(duì)應(yīng)于至少一些機(jī)械部件306并具有線路母線和中性母線而直接在導(dǎo)體之間接觸)。機(jī)械部件304由能夠利用電控制信號(hào)觸發(fā)的螺線管314激活。一旦由于對(duì)螺線管314供給能量而使得機(jī)械部件304 “跳閘”(斷開支路306的連續(xù)性)，機(jī)械部件304不得不被手動(dòng)重設(shè)以恢復(fù)支路306的連續(xù)性。在至少一些實(shí)施例中，斷路器302包括GFCI/AFCI傳感器322和與支路306串聯(lián)的電力傳感器324。GFCI/AFCI傳感器322配置為經(jīng)由高信噪比(SNR)低阻抗電路318向GFCI/電力邏輯電路320提供故障感應(yīng)信號(hào)。高SNR低阻抗電路318提高了用于斷路器302的故障檢測(cè)的性能。同時(shí)，電力傳感器324直接向GFCI/電力邏輯電路320提供電力感應(yīng)信號(hào)。利用來自電力傳感器324的電力感應(yīng)信號(hào)和來自GFCI/AFCI傳感器322的故障感應(yīng)信號(hào)，GFCI/電力邏輯電路320能夠識(shí)別包括過載故障、AFCI故障和GFCI故障的故障。如果GFCI/電力邏輯電路320識(shí)別出故障，則由GFCI/電力邏輯電路320輸出對(duì)應(yīng)的故障信號(hào)。取代基于GFCI/電力邏輯電路320輸出的故障信號(hào)直接對(duì)螺線管供應(yīng)能量，斷路器302使得由GFCI/電力邏輯電路320輸出的任何故障信號(hào)被輸送到控制感應(yīng)接口 316，其將GFCI/電力邏輯電路320輸出的故障信號(hào)攜帶至跳閘控制循環(huán)(例如，在測(cè)量和控制板120上的跳閘控制邏輯電路124)。在斷路器302外部的跳閘控制邏輯電路124判定是否取決于用于斷路器302而選擇的跳閘選項(xiàng)(例如，故障(如，過載)跳閘選項(xiàng)、AFCI跳閘選項(xiàng)、GFCI跳閘選項(xiàng)，以及GFCI/GFCI跳閘選項(xiàng))而使得斷路器302跳閘。用于斷路器302的跳閘選項(xiàng)可以按照需要(在斷路器302的故障檢測(cè)能力之外并與之分離)通過配置跳閘控制邏輯電路124而進(jìn)行調(diào)整。換句話說，斷路器302能夠檢測(cè)用于可獲得的所有跳閘選項(xiàng)的故障條件，但是跳閘控制循環(huán)(在斷路器302之外)判定是否忽視檢測(cè)到的故障或者相應(yīng)于檢測(cè)到的故障使得機(jī)械部件304跳閘。例如，跳閘控制邏輯電路124 (在斷路器302之外)可以設(shè)定為使得斷路器302利用故障跳閘選項(xiàng)運(yùn)行。利用故障跳閘選項(xiàng)，由GFCI邏輯電路320檢測(cè)到的所有故障條件(過載、AFCI、GFCI)都將被輸送到跳閘控制邏輯電路124。作為響應(yīng)，跳閘控制邏輯電路124將對(duì)螺線管312供應(yīng)能量用于過載檢測(cè)，但是不用于AFCI檢測(cè)和GFCI檢測(cè)。利用AFCI跳閘選項(xiàng)，由GFCI邏輯電路320檢測(cè)到的所有故障條件將被輸送到跳閘控制邏輯電路124。作 但是不用于GFCI檢測(cè)。利用GFCI跳閘選項(xiàng)，由GFCI邏輯電路320檢測(cè)到的所有故障條件將被輸送到跳閘控制邏輯電路124。作為響應(yīng)，跳閘控制邏輯電路124將對(duì)螺線管312供應(yīng)能量用于過載檢測(cè)或用于GFCI檢測(cè)，但是不用于AFCI檢測(cè)。利用AFCI/GFCI跳閘選項(xiàng)，由GFCI邏輯電路320檢測(cè)到的所有故障條件將被輸送到跳閘控制邏輯電路124。作為響應(yīng)，跳閘控制邏輯電路124將對(duì)螺線管312供應(yīng)能量用于過載檢測(cè)、AFCI檢測(cè)或者GFCI檢測(cè)。如圖所示，斷路器302還包括聯(lián)接到控制感應(yīng)接口 316上的自測(cè)電路312。自測(cè)電路312使得測(cè)試信號(hào)被經(jīng)由控制感應(yīng)接口發(fā)送到跳閘控制邏輯電路124，以測(cè)試斷路器302和跳閘控制邏輯電路124的整體功能。通過按壓按鈕或者其它斷路器302的外表面上的可獲得接觸件來操作自測(cè)電路312。斷路器302的外表面還包括用于線路母線和中性母線的觸點(diǎn)(例如，滑動(dòng)連接器和/或螺釘連接器)?？傊?，系統(tǒng)100描述了一種用于斷路器面板的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)被劃分使得故障檢測(cè)邏輯電路設(shè)置在每個(gè)斷路器中，并且跳閘控制邏輯電路設(shè)置在每個(gè)斷路器外部。在至少一些實(shí)施例中，在每個(gè)斷路器內(nèi)的故障檢測(cè)邏輯電路能夠檢測(cè)過載條件、AFCI條件以及GFCI條件。同時(shí)，在每個(gè)斷路器外部的跳閘控制邏輯電路能夠響應(yīng)檢測(cè)到的故障提供故障跳閘選項(xiàng)(僅過載)、AFCI跳閘選項(xiàng)(僅過載和AFCI )、GFCI跳閘選項(xiàng)(僅過載和GFCI)以及AFCI/GFCI跳閘選項(xiàng)(過載、AFCI以及GFCI )。用于斷路器面板的控制系統(tǒng)還可以包括與跳閘控制邏輯電路進(jìn)行通信的用戶接口。用戶接口使得用戶能夠?yàn)g覽用于斷路器面板的電力消耗信息，和/或調(diào)整多個(gè)斷路器中的每個(gè)以利用故障跳閘選項(xiàng)、AFCI跳閘選項(xiàng)、GFCI跳閘選項(xiàng)以及AFCI/GFCI選項(xiàng)調(diào)整選項(xiàng)中的一個(gè)進(jìn)行運(yùn)行。用于斷路器面板的控制系統(tǒng)還可以包括設(shè)施計(jì)量邏輯電路選擇性地將用于斷路器面板的電力消耗信息傳送到設(shè)施公司，并且可以使得設(shè)施公司選擇性地禁止每個(gè)斷路器。用于斷路器面板的控制系統(tǒng)還可以包括網(wǎng)絡(luò)接口，其提供用于家庭局域網(wǎng)(HAN)的多媒體元件和/或使得能夠進(jìn)行應(yīng)用/插座和斷路器面板之間的通信的終端點(diǎn)應(yīng)用。在斷路器控制箱內(nèi)的斷路器的數(shù)目可以根據(jù)安裝有斷路器控制箱的家庭/商業(yè)的尺寸和/或政府標(biāo)準(zhǔn)而變化。根據(jù)至少一些實(shí)施例，斷路器面板模塊可以具有4、6、8、12、
16、20、40或者更多的斷路器。隨著斷路器的數(shù)目增加，則跳閘控制循環(huán)電路的數(shù)量也增加。換句話說，這里所描述的跳閘控制循環(huán)電路可以實(shí)施與預(yù)定數(shù)目(例如，8個(gè))的斷路器兼容的控制芯片。如果斷路器的數(shù)目大于預(yù)定數(shù)目，則控制芯片的數(shù)目將增加。按照需要，多個(gè)控制芯片關(guān)于斷路器控制箱接收到的通信或者從斷路器控制箱傳送出的通信是菊花鏈的。斷路器控制箱的實(shí)施例可以相對(duì)于以下而變化斷路器的數(shù)目、斷路器的位置(例如，垂直或水平)、顯示器和/或LED的使用、顯示器的尺寸和位置、軟件配置、橫桿(crossbar)位置/形狀、計(jì)量器的使用、計(jì)量器的位置、用于無線通信的天線的使用、無線頻率和協(xié)議，以及與用于測(cè)量、登錄和遠(yuǎn)程控制斷路器的設(shè)施公司裝置通信的能力。在一些實(shí)施例中，斷路器控制箱的各種元件對(duì)于顧客選擇是可用的，但是不是 必需的。此外，AFCI和/或GFCI的選項(xiàng)對(duì)于每個(gè)斷路器是可以選擇的。在一些實(shí)施例中，斷路器控制箱的控制電路能夠支持這里描述的所有元件。但是，不是所有的原件都需要被每個(gè)顧客所選擇，因此對(duì)斷路器控制箱的實(shí)施會(huì)變化。此外，顧客稍后會(huì)決定更新電路控制箱(例如，添加顯示器、更新軟件、添加無線通信等)，而不會(huì)替換整個(gè)斷路器控制箱。在一些實(shí)施例中，TV、以太網(wǎng)和/或電纜將能夠連接到斷路器控制箱上，而不管設(shè)施公司。例如，將結(jié)合斷路器控制箱實(shí)施插頭/端口和相關(guān)協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)該添加的功能。此夕卜，可以經(jīng)由電力線路或無線硬件/協(xié)議實(shí)現(xiàn)用于TV、以太網(wǎng)和/或電纜的通信。在家庭/商業(yè)中，可以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)倪m配器/調(diào)制解調(diào)器以按照需要轉(zhuǎn)換信號(hào)。根據(jù)至少一些實(shí)施例，斷路器控制箱實(shí)施例被配置為提供一個(gè)或者多個(gè)1)使得斷路器無需電線插入到熱(線)母線或者中性母線內(nèi)的設(shè)計(jì)；2)觸摸屏；3)可編程性，從而可以將電壓和安全要求(例如，GFCI/AFCI)從斷路器控制箱內(nèi)的用戶接口編程到每個(gè)斷路器中；4)從火線遷移震動(dòng)；5)使得用戶能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控每個(gè)應(yīng)用的電力消耗；6)對(duì)有線路徑的GFCI和AFCI編程的能力；7)對(duì)斷路器控制箱處或者遠(yuǎn)程的應(yīng)用消耗編程；8)消除重啟過程中電力尖峰的自動(dòng)軟件啟動(dòng)元件。依照至少一些實(shí)施例，每個(gè)斷路器被配置為提供一個(gè)或多個(gè)1)消除單獨(dú)的計(jì)量和相關(guān)維護(hù)成本；2)遠(yuǎn)程監(jiān)控/讀取電力消耗；3)遠(yuǎn)程關(guān)閉或者啟動(dòng)；4)對(duì)設(shè)施公司警報(bào)關(guān)于家庭級(jí)別的偷電和/或響應(yīng)于偷竊事件而自動(dòng)關(guān)閉；5)使得設(shè)施公司控制家庭級(jí)別每個(gè)斷路器水平的消耗；6)電力線路(BPL)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)或者其他有線或無線網(wǎng)絡(luò)上的任何寬帶的功能；7)如果設(shè)施公司按照多于一個(gè)通信接口或計(jì)量器(取決于設(shè)施公司是否升級(jí))，則消除不同計(jì)量器的需要；8)在已經(jīng)安裝了 BPL網(wǎng)絡(luò)之后用作為設(shè)施公司提供額外的收入源的家庭或辦公室的開源網(wǎng)關(guān)；9)消除了勞動(dòng)密集的手動(dòng)計(jì)量器讀取和相關(guān)成本。依照至少一些實(shí)施例，用作斷路器/計(jì)量器網(wǎng)關(guān)利潤(rùn)中心的斷路器控制箱被配置為提供一個(gè)或者多個(gè)1)家庭或者辦公室內(nèi)部和外部的開源網(wǎng)關(guān)；2)適用于任何通信軟件的開放式體系結(jié)構(gòu)；3)軟件，其允許通信顧客(例如因特網(wǎng)提供商或者電話提供商)直接連接到斷路器控制箱，或者使得電力設(shè)施公司為終端用戶提供服務(wù)；4) 一旦連接了控制箱，就消除家庭或辦公室內(nèi)的布線或電纜；5)使得終端用戶將TV或者計(jì)算機(jī)插入到標(biāo)準(zhǔn)的家庭或者辦公室插座中，并接受提供商所輸送的通信；6)通過使用BPL能力以及斷路器控制箱到第三方商業(yè)公司的連接元件，使得設(shè)施公司收益；7)允許第三方訪問家庭，而無需家庭或者辦公室內(nèi)的布線(系統(tǒng)允許來自家庭或者辦公室內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電布線的通信輸送);以及8)支持來自第三方的遠(yuǎn)程更新，同時(shí)基于信道保護(hù)而完全安全，所述信道保護(hù)提供設(shè)施公司和家庭或者辦公室級(jí)別的第三方應(yīng)用之間的墻屏蔽。圖4示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的方法400。方法400包括配置用于多個(gè)斷路器的控制循環(huán)，其中空置循環(huán)使得能夠選擇故障保護(hù)選項(xiàng)、AFCI保護(hù)選項(xiàng)、GFCI保護(hù)選項(xiàng)以及AFCI/GFCI保護(hù)選項(xiàng)(方框402)。方法400還包括利用根據(jù)先前配置的控制循環(huán)來控制多個(gè)斷路器(方框404)。在至少一些實(shí)施例中，方法400另外還包括接收用戶輸入以設(shè)定多個(gè)斷路器中的每一個(gè)，從而利用故障跳閘選項(xiàng)、AFCI跳閘選項(xiàng)、GFCI跳閘選項(xiàng)以及AFCI/GFCI跳閘選項(xiàng)中的一個(gè)而運(yùn)行。另外地或者可選地，方法400可以包括接收來自設(shè)施提供商的通信以遠(yuǎn)程監(jiān)控或者控制多個(gè)斷路器。另外地或者可選地，方法400可以包括經(jīng)由斷路器面板管理家
庭局域網(wǎng)(HAN)通信元件。另外地或者可選地，方法400可以包括經(jīng)由斷路器面板管理用戶和電力應(yīng)用之間的通信。另外地或者可選地，方法400可以包括經(jīng)由斷路器面板接收多媒體傳輸。上述討論意在闡述本發(fā)明的原則和各種實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，一旦完全理解上述公開則各種變化和修改是顯而易見的。下面的權(quán)利要求意在解釋為包括所有的這種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括 多個(gè)斷路器； 跳閘控制邏輯電路，在所述斷路器的外部并與所述斷路器聯(lián)接，其中所述跳閘控制邏輯電路使得每個(gè)所述斷路器能夠選擇多個(gè)不同的跳閘選項(xiàng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)不同的跳閘選項(xiàng)包括故障過載跳閘選項(xiàng)、電弧故障電路中斷跳閘選項(xiàng)、接地故障電路中斷跳閘選項(xiàng)，以及電弧故障電路中斷/接地故障電路中斷跳閘選項(xiàng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 聯(lián)接到所述跳閘控制邏輯電路和每個(gè)所述斷路器上的接口，其中，所述接口在所述斷路器和跳閘控制邏輯電路之間傳送電力感應(yīng)信號(hào)和故障感應(yīng)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 聯(lián)接到所述多個(gè)斷路器上的設(shè)施計(jì)量邏輯電路，其中，所述設(shè)施計(jì)量邏輯電路判定用于所述系統(tǒng)的電力消耗信息，并對(duì)傳輸?shù)皆O(shè)施計(jì)量收集場(chǎng)所的信息格式化。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 與所述跳閘控制邏輯電路通信的用戶接口，其中，所述用戶接口使得用戶能夠設(shè)定所述多個(gè)斷路器中的每一個(gè)以利用所述多個(gè)不同跳閘選項(xiàng)中的一個(gè)運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述用戶接口包括觸摸屏。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 聯(lián)接到所述用戶接口的終端點(diǎn)通信接口，其中，所述終端點(diǎn)通信接口使得用戶能夠經(jīng)由所述用戶接口與電力設(shè)備或者電力插座進(jìn)行通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 聯(lián)接到跳閘控制邏輯電路的通信接口，其中，所述通信接口使得電力設(shè)施提供商能夠遠(yuǎn)程使得所述多個(gè)斷路器中的每個(gè)分別跳閘。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括 通信接口，所述通信接口能夠使得多媒體傳輸被經(jīng)由用于所述系統(tǒng)的斷路器面板接收。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述斷路器無需用于連接的電線而直接連接到線路側(cè)母線和中性側(cè)母線上。
11.一種斷路器面板，包括 故障檢測(cè)邏輯電路，位于多個(gè)斷路器的每一個(gè)中并與所述斷路器面板相關(guān)聯(lián)；以及 跳閘控制邏輯電路，聯(lián)接到每個(gè)所述故障檢測(cè)邏輯電路上并位于所述多個(gè)斷路器之夕卜，其中，所述跳閘控制邏輯電路使得每個(gè)所述斷路器能夠選擇多個(gè)不同的跳閘選項(xiàng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的斷路器面板，進(jìn)一步包括 線路側(cè)母線和中性側(cè)母線，其中，所述多個(gè)斷路器無需使用電線而直接連接到所述線路側(cè)母線和中性側(cè)母線上。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的斷路器面板，進(jìn)一步包括 聯(lián)接到跳閘控制邏輯電路的用戶接口，其中，所述用戶接口使得用戶能夠觀察用于所述斷路器面板的電力消耗信息，并調(diào)整所述多個(gè)斷路器的每個(gè)以利用所述多個(gè)不同的跳閘選項(xiàng)中的一個(gè)來運(yùn)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的斷路器面板，其中，所述多個(gè)不同的跳閘選項(xiàng)包括故障過載跳閘選項(xiàng)、電弧故障電路中斷跳閘選項(xiàng)、接地故障電路中斷跳閘選項(xiàng)，以及電弧故障電路中斷/接地故障電路中斷跳閘選項(xiàng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的斷路器面板，進(jìn)一步包括 網(wǎng)絡(luò)接口，提供用戶家庭局域網(wǎng)絡(luò)的多媒體元件；以及 能夠在應(yīng)用和用戶之間進(jìn)行通信的終端點(diǎn)通信接口。
全文摘要
在至少一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括多個(gè)斷路器和跳閘控制邏輯電路，所述跳閘控制邏輯電路在斷路器外部并與之聯(lián)接。跳閘控制邏輯電路使得對(duì)于每個(gè)斷路器能夠選擇多個(gè)不同跳閘選項(xiàng)。
文檔編號(hào)H01H33/59GK102870303SQ201180007089
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者杰弗里·L·弗蘭克斯, 雷·科爾, 斯蒂芬·E·威廉姆斯 申請(qǐng)人:愛迪生環(huán)球電路公司