[发明专利]集成配电系统中的遥控装置的选择线和串行控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2005年9月12日提交的、序列号为60/716,220的、标题为“Integrated Lighting Control(集成照明控制)”的美国临时申请的权益，该美国临时申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明通常涉及住宅和商用的电气配电面板和部件，并且更具体地，涉及用于给由这样的面板和部件服务的电路选择性地供电的设备和方法。

背景技术

断路器面板用于保护电路免受由于过电流状况引起的损害，诸如过载、相对高电平的短路或接地故障状况。为了执行该功能，断路器面板包括多个断路器，这些断路器通常包含开关单元和脱扣器(tripunit)。该开关单元与所述电路(即线路和负载)耦合，使得该开关单元能够断开或接通该电路的电路径。该开关单元包括每相一对可分离的接触、每相的绕轴旋转的接触臂、操作机制和操作手柄。

在过电流状况下，所有可分离的接触对脱离或脱扣，从而断开该电路。当过电流状况不再存在时，该断路器可以被复位，使得所有可分离的接触对啮合，从而接通该电路。

除了通过操作手柄进行手动过电流保护以外，还通过脱扣器提供自动的过电流保护。与开关单元耦合的脱扣器感测电路的过电流状况并且自动使断路器脱扣。当感测到过电流状况时，脱扣器中所包括的脱扣机制激励所述操作机制，从而使得每个相位的第一接触与第二接触相脱离。通常，所述操作手柄与操作机制耦合，使得当脱扣机制激励操作机制分离接触时，操作手柄也移动到所脱扣的位置。

开关装置和配电盘是用于指包括容纳开关和中断装置的金属外壳以及相关联的控制、仪表和计量装置的电气设备的通用术语，所述开关和中断装置诸如熔断器、断路器和继电器。所述外壳还通常包括诸如母线、内部连接和支撑结构(这里通常称为“面板”)的、用于分配电源的装置。这样的电设备可在诸如工厂或商业机构的建筑物中被维护，或者可在这样的设施之外被维护并且暴露于周围的天气条件下。通常，在接电装置或配电盘部分的前面设置有带铰链的门或盖，用于接入被包含在其中的装置。

除了配电和保护电路免受过电流状况影响之外，还在面板上添加了用于控制与断路器连接的负载的电力的部件。例如，已经使用部件来控制用于照明的电力。

用于控制给负载的电力的一个系统利用遥控断路器系统。在这样的系统中，断路器的开关单元不仅响应于过电流状况工作，还响应于从与断路器分离的控制单元接收到的信号而工作。该断路器特别被构造用作遥控断路器，并且包含用于激励开关单元的电动机。

在示范性遥控断路器系统中，在面板上安装有控制单元，并且通过控制总线将该控制单元硬连线到该遥控断路器。当断路器的开关单元被接通或断开的时候，工作电流直接通过控制面板被施加到断路器电动机上或者从该电动机被移除。另外，在总线中设置分离的导体，用于为该面板中的每个断路器位置反馈诸如接触确认等的信息。控制单元包含用于向安装在面板中的特定断路器位置的断路器分离地施加和移除工作电流的电子装置。该面板控制单元还具有用于检查断路器的状态、诊断等的电子装置。该系统的一个优点是能够依照它们在面板中的位置来寻址各个断路器。

这样的系统的缺点是，面板控制单元包含针对面板上的每个断路器位置的复杂的电子装置。通常存在42个这样的位置。不管是否在所有位置实际安装了断路器，在开关装置中都构建针对所有42个位置的电子装置。例如，用户可以购买42个断路器位置中只有6个被占用的面板。那个用户会被要求购买针对所有42个位置的电子装置，因为该电子装置已经被包含在单个控制单元中。

会是有利的是，将断路器控制电子装置放置在断路器本身中并且通过编址到各个断路器的总线简单发送消息。但是，这样的分散式控制解决方案要求可靠的寻址技术，其中可以识别和命令被定位在面板上的特定位置的各个断路器。寻址系统必须足够稳健，以便经受得住该电气配电面板的电噪声环境。

那个分散式情形会要求每个单独断路器对于控制单元被确定为在面板中的某个位置。在一个可能的解决方案中，控制单元接口提示用户利用面板位置识别断路器，例如，通过在提示位置时按压断路器上的按钮。当断路器被安装或被替换时，该技术会给用户带来很大负担，并且该技术依赖于断路器中的内部存储器来维持可靠性。