配电盘的制作方法

专利名称：配电盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有电流传感器的配电盘(distributionboard)。
背景技术：
在现有技术中，公知的配电盘包括主电路断路器(main circuit breaker)、 分支电路断路器(branch circuit breaker)、以及电流传感器，其中所述电流 传感器检测流过分支电路断路器的电流。在这种配电盘中，将电流互感器 (current transformers, CTs)的电流传感器分别提供给多个分支电路断路器， 其中从各电流传感器所引出的每根输出线与电源指示器模块(power indicator block)连接。所述电源指示器模块具有发光二极管，其中所述发光二极管根 据每个电流传感器的输出电流而点亮，以便指示流过分支电路断路器中的电 流状态(例如，参见，日本特开专利公开号平6-165320)。
然而，由于要为每个分支电路断路器提供电流传感器，因此当在配电盘 中安装电流传感器时，必须将电流传感器的数量设置得与分支电路断路器数 量相等。因此，由于增加了分支电路断路器的数量，则设置电流传感器和形 成配电盘所需的时间和精力也会随之增加。此外，因为设置电流传感器并不 容易，所以电流传感器可能会设置的不够稳定，从而不能实现精确测量。

发明内容
本发明致力于解决上文所描述的现有技术中的问题。本发明的目的之一 是提供一种配电盘，其能够以高精确度检测电流，且容易设置电流传感器及 形成配电盘。
为了实现上述目的，本发明提供一种配电盘，包括位于主电路上的主电
5路断路器和位于从所述主电路分支出来的多个分支电路上的分支电路断路 器，所述配电盘包括主杆和分支杆，其中所述主杆为所述主电路断路器和 所述分支电路断路器之间提供电连接，以及所述分支杆从所述主杆分支出 来；分支电流传感器单元，由多个电流传感器结合而成，所述分支电流传感 器单元分别检测流经包括所述分支杆的每个所述分支电路的分支电流；测量 控制单元，根据由所述分支电流传感器单元所检测到的电流，确定所述分支 电流和流经所述主电路的主电流的水平，并且输出信号；通知单元，响应来 自所述测量控制单元的所述输出信号，以通知用户所述分支电流和所述主电 流的电流状态；以及传输线，在所述分支电流传感器单元、所述测量控制单 元和所述通知单元之间提供电连接，以传输所述信号。
根据本发明，能够使用集成的分支电流传感器单元以高精确度检测分支 电路中的所有电流。因此，能够通知电流使用的具体状态。此外，由于用于 电流检测或测量控制的每部分已被规格化(unitized)，因此能够容易且一致 地设置配电盘。
优选地，所述主电路断路器具有主电流传感器单元，其中当所述主电路 断路器是单相-三线类型或三相类型时，所述主电流传感器单元检测所述主电 路的至少两个电极中的电流，以及当所述主电路断路器是单相-两线类型时， 所述主电流传感器单元检测所述主电路的一个电极中的电流，并且所述配电 盘包括传输线，其在所述主电流传感器单元和所述测量控制单元之间提供电 连接，以传输由所述主电流传感器单元所检测到的信号；以及电源单元，其 为所述分支电流传感器单元、所述主电流传感器单元、所述测量控制单元和 所述通知单元提供直流(DC)电源。因此，能够精确测量主电路中的电流值。
优选地，所述分支电流传感器单元和所述主电流传感器单元包括印刷电 路板；并且所述印刷电路板包括所述电流传感器，所述电流传感器是具有插 入孔(insertion hole)、金属箔图案(metallic foil pattern)和通孔(through hole) 的空芯线圈，其中所述分支电流或所述主电流通过所述插入孔，所述金属箔 图案置于所述印刷电路板的前侧和后侧的所述插入孔周围，以及所述通孔穿 过所述印刷电路板而用于与所述金属箔图案连接；信号处理电路，根据所述 空芯线圈的输出来处理信号；以及连接导体，将所述信号处理电路的输出连 接至所述传输线。与使用CT的传统电流检测方式相比，上述方式能够防止
6在线圈输出处发生开路故障时产生过电压，从而保证安全。此外，由于使用 了位于印刷电路板上的空芯线圈，因此能够使电流传感器变薄且降低成本。 此外，所以电流传感器甚至能测量更大的电流，而不会造成电流检测特性的
饱禾口 (saturation)。
优选地，所述空芯线圈是空芯罗戈夫斯基(Rogowski)线圈，其中所述 空芯罗戈夫斯基线圈具有围绕所述插入孔的环形线圈(toroidal core)和反绕 线圈(back-wound core)。因此，能够减小外磁场的影响，从而能够防止测 量精确度的下降。
优选地，所述环形线圈的图案和所述反绕线圈的图案实质上相同。因此， 穿过(crossing)由各线圈形成的环的内部的外磁场的磁通量(the amounts of magnetic flux)可以相等，从而使得在环形线圈和反绕线圈中由外磁场感应 的电流可以相等。环形线圈中的感应电流和反绕线圈中的感应电流相互抵 消。这样能够进一步减小外磁场的影响，从而能够以高精确度检测电流。
优选地，所述印刷电路板具有数据传输线，将所述信号处理电路的输 出信号传输至所述测量控制单元；以及电源线，为所述信号处理电路提供直 流电源。因此，能够可靠地传输输出信号，并且能够减小配电盘。
优选地，所述测量控制单元具有电路条件设置装置(circuit condition setting means),用于根据用户操作而为所述分支电路和所述主电路设置电 路条件，并且所述测量控制单元根据经所述电路条件设置装置所设置的电路 条件和由所述分支电流传感器单元和/或所述主电流传感器单元所检测到的 电流而进行计算，并且将所述计算的结果传输至所述通知单元。由于根据电 路条件和所检测的电流而进行计算，因此能够集中且容易地进行综合数据处 理(complex data processing )。
优选地，用户能根据由所述通知单元输出的指示或声音来通过所述电路 条件设置装置而设置电路条件。从而，无需特定显示装置就能够设置多个电 路条件。因此，能够降低成本。
优选地，所述测量控制单元将每个所述分支电路中在给定时间段内的电 流值或整体电流值与其它分支电路中在给定时间段内的电流值或整体电流 值的比较结果传输至所述通知单元。从而，能够指示出使用大功率的分支电 路，所以能够容易识别有效节省电力的分支电路。因此，能够容易地节省电力。
优选地，所述电路条件设置装置包括用于为每个所述分支电路设置额定 电压的装置，并且所述测量控制单元根据每个所述分支电路的电流值和所述 额定电压来至少计算每个所述分支电路的电力消耗和整个配电盘的电力消 耗，并且将所述计算的结果传输至所述通知单元。从而，可以通知每个分支 电路的电力消耗和整个配电盘的电力消耗。因此，能够容易地节省电力。
优选地，所述电路条件设置装置包括用于为每个所述分支电路设置关联
相位(connected phase)或额定电压的装置，并且所述测量控制单元根据每 个所述分支电路的电流值并根据每个所述分支电路的所述连接相位或所述 额定电压二者之一来计算在所述主电路断路器的每个相位中的电流值，并且 将所述计算的结果传输至所述通知单元。因此，即使没有用于主电路的电流 传感器，也能够以低成本方式通知整个配电盘的电流状态。
优选地，所述电路条件设置装置包括用于为所述分支电路和/或所述主电 路设置额定电流的装置，并且所述测量控制单元将所述分支电路和/或所述主 电路中的电流值与所述额定电流进行比较，并将过电流警报信号输出至所述 通知单元。从而，根据额定电流的设置，在电力故障发生之前就发出警报。 因此，能够防止电力故障。
优选地，所述通知单元使用不同的声音或不同的声音产生间隔来通知所 述分支电路中的过电流和所述主电路中的过电流。从而，使用常规的通知装 置，就能够将分支电路中的过电流通知和主电路中的过电流通知区分开。因 此，能够降低成本。
优选地，所述通知单元包括印刷电路板，并且所述印刷电路板具有指示 装置和传输线，其中每个所述指示装置置于与每个所述分支电路对应的位 置，所述传输线至少连接至所述测量控制单元。从而，在与每个分支电路对 应的位置发出用于通知的指示，使得能够轻易察知每个分支电路的电流状 态。而且，能够容易地设置指示装置且具有低成本。
优选地，所述通知单元具有用于指示所述主电路断路器的电流状态的指 示装置，所述指示装置位于与所述主电路断路器对应的位置。因此，在与所 述主电路对应的位置发出用于通知的指示，使得能够轻易察知主电路的电流 状态。
8优选地，所述指示装置根据电流值发射不同颜色的光。由于发射颜色随 电流值改变，因此可以轻易察知电流值。
优选地，所述通知单元具有第一可发声警报装置和第二可发声警报装 置，所述第一可发声警报装置位于所述配电盘中用于过电流的通知，以及所 述第二可发声警报装置位于所述配电盘外部。由于还可以在远离配电盘的位 置发出通知，因此可以轻易察知电流状态。
优选地，所述配电盘包括电源操作装置，用于开启和关闭供至所述配电
盘的电源；并且所述测量控制单元或所述通知单元具有一种电路，所述电路 响应在操作所述电源操作装置时所产生的信号、或来自人体检测传感器的信 号，以开启和关闭每个所述单元的计算或通知的功能，其中所述人体检测传 感器在所述配电盘前检测人体。从而，例如，当用户离开时，能够停止配电 盘上的指示等。因此，能够防止不必要的指示，从而能够节省电能。


图1是根据本发明第一实施例的配电盘的配置图。
图2是上述配电盘的透视图。
图3是上述配电盘的分解透视图。
图4是在上述配电盘中的主电路断路器的平面图。
图5A和图5B是上述配电盘的基板在部分截除之后的透视图和截面图。
图6A是在上述配电盘中的分支电流传感器单元的正面透视图；图6B 是在上述配电盘中的所述分支电流传感器单元的背面透视图；以及图6C是 在上述配电盘中的所述分支电流传感器单元的主视图(frontview)。
图7A是在上述配电盘中的电流传感器的主视图；图7B是在上述配电盘 中的电流传感器的透视图；以及图7C是示出设置在上述配电盘中的分支电 流传感器单元的透视图。
图8是在上述配电盘中的作为电流传感器的部分空芯线圈(air core coil) 的主视图。
图9是在上述配电盘中的测量控制单元的透视图。
图IOA是在上述配电盘中的通知单元(notification unit)的平面图；图 10B是在上述配电盘中的通知单元的透视图；以及图10C是在上述配电盘中的通知单元的分解透视图。
图11是在上述配电k中的电流传感器部分的电路图。
图12A是根据本发明第二实施例的在配电盘中的主电路断路器的配置 图；以及图12B是在上述配电盘中的主电流传感器单元的透视图。 图13是根据本发明第三实施例的配电盘的透视图。
具体实施例方式
(第一实施例)
参见附图，描述根据本发明第一实施例的配电盘。图l示出了配电盘的
配置。配电盘l接收来自外部电源的电力，并且包括主电路断路器2，位 于主电路上；分支电路断路器3，位于分支于所述主电路的多个分支电路上; 分支电流传感器单元4，检测流经分支电路的分支电流；测量控制单元5， 根据由分支电流传感器单元4检测的数据而输出信号；以及通知单元6，响 应来自测量控制单元5的输出信号而通知用户。
配电盘1是单相-三线类配电盘，并且在主电路断路器2处接收来自外部 电源的三根电源线N、 L1禾[]L2。电源线N是中性的(neutral)。来自主电 路断路器2的电源线连接至分支电路断路器3以形成分支电路。使用200V 时，将它们连接至电源线L1和L2。使用100V时，将它们连接至电源线N 和L1、或N和L2。分支电流传感器单元4设置在位于电源线和分支电路断 路器3之间的分支电路中，以通过电流传感器40检测流经两个分支电路中 的一个电路的电流。分支电路断路器3的第二侧(side)连接至负载。
图2和图3示出配电盘的外部视图(external view)和分解透视图。将 主电路断路器2连接至基板7。基板7具有主杆71、 72和73，其中主杆71、 72和73分别为电源线N、 Ll和L2。分支电路断路器3位于基板7的两侧 上。分支电流传感器单元4位于基板7和分支电路断路器3之间。测量控制 单元5位于基板7的一侧上。通知单元6位于基板7上。分支电流传感器单 元4和测量控制单元5，以及测量控制单元5和通知单元6通过传输线9连 接。
图4示出了主电路断路器2的平面图。主电路断路器2包括三个电源 侧端子(power side terminals) 21禾口三个负载侧端子(load side terminals) 22;开关装置(switching mechanism)(未示出)，位于主电路断路器2的壳体 (housing)中，并且允许和阻止在电源侧端子和负载侧端子之间的电流；以 及手柄(handle) 23，位于壳体的前侧以开启和关闭开关装置。此外，主电 路断路器2具有电路断路机构(未示出)，当电源侧端子和负载侧端子之间 具有过电流时，主电路断路器2将手柄23设置在关闭位置，以阻断电源侧 端子和负载侧端子之间的电路。还可以配置主电路断路器，使得当电源侧端 子21和负载侧端子22之间具有短路电流和过电流时，阻断电源侧端子21 和负载侧端子22之间的电路。
接下来，描述基板7。图5A和图5B示出了基板7的部分剖视图和截面 图。基板7支撑分支电路断路器3、与主电路断路器2中的负载侧端子22电 连接的三个主杆71、 72和73等。通过螺丝钉74将主杆71、 72和73连接 至主电路断路器2中的负载侧端子22,其中主杆71、 72和73分别连接至电 源线N、 Ll和L2。主杆71被固定到位于基板7两纵向端(longitudinal ends) 处的支撑件(supports) 75。主杆72和73位于基板7沿宽度方向(width direction)上的两侧。主杆72包括基板7的平面部分(flatportion) 72a以及 多个分支杆72b和72c，其中所述多个分支杆72b和72c是通过将从平面部 分72a整体延伸部分进行垂直弯曲而形成的，并且进一步将它们弯曲成U形 或曲柄形(crank-shaped)。分支杆72b和72c的高度不同，且在排列方向上 交替形成。
与主杆72类似，主杆73包括平面部分73a以及整体形成的分支杆73b 和73c。
分支电路断路器3呈矩形，并且具有三个端子(terminals) 31a、 31b和 31c，其中端子31a、 31b和31c位于分支电路断路器3的壳体一侧的侧壁处。 所述端子支撑位于它们之间的主杆71以及分支杆72b和73c、或分支杆73b 和72c ，以用于电连接。分支电路断路器3具有转换机构(changeover mechanism)，使电流流经端子31b和31c以作200V之用，以及使电流流经 端子31a和31b以作IOOV之用。
在壳体的另一侧，分支电路断路器3具有一对第二端子32，用于连接负 载的电源线。在壳体中，分支电路断路器3具有开关装置(未示出)，允 许和阻止在端子31a、 31b和31c与第二端子32之间流过的电流；以及手柄33，用于开启和关闭开关装置。此外，分支电路断路器具有电路断路机构(未 示出)，当端子31a、 31b和31c和第二端子32之间具有过电流时，分支电 路断路器阻断端子31a、 31b和31c和第二端子32之间的电路，并将手柄33 设置在关闭位置。
接下来，描述分支电流传感器单元4。图6A示出了分支电流传感器单 元4前侧(front side)的外观；图6B示出了分支电流传感器单元4背侧(back side)的外观；以及图6C示出了分支电流传感器单元4的主视图。图7A示 出了电流传感器40的主视图；图7B示出了电流传感器40的透视图；以及 图7C示出了电流传感器单元4的设置。分支电流传感器单元4包括印刷电 路板41。印刷电路板41具有一排圆形的第一插入孔42a和一排第二插入孔 42b，其中第一插入孔42a位于宽度方向的一端且有分支杆72b和73b穿过， 而第二插入孔42b接近位于宽度方向的中间且有分支杆72c和73c穿过。在 本说明书中，所述的"印刷电路板"是指这样一种板，其上通过设置和形成 电子部件(parts)和迹线(traces)而形成电子电路。
电流传感器40是一种空芯罗戈夫斯基线圈45，其中这种空芯罗戈夫斯 基线圈45形成在第一插入孔42a附近，以使其围绕插入孔42a，并且所述空 芯罗戈夫斯基线圈45具有环形线圈(toroidal coil)和反绕线圈(back-wound coil)，其中环形线圈在一个方向上连续缠绕，而反绕线圈在相反方向上反 向缠绕；并且所述空芯罗戈夫斯基线圈45包括金属箔图案43，置于印刷 电路板41的前侧和后侧；通孔44，穿过印刷电路板41，用于与金属箔图案 43连接；以及其它等。上述方式能够防止在线圈输出处发生开路故障时产生 过电压，从而与传统使用CT的电流检测方式相比，这种方式更加安全。此 外，由于使用了位于印刷电路板上的空芯线圈45，因此能够使电流传感器变 薄且降低成本。由于不使用铁芯，电流传感器甚至能够测量更大的电流而不 会造成电流检测特性饱和，且能够更轻更小。由于电流传感器40是几乎不 受外部磁场和热量影响的空芯罗戈夫斯基线圈45，，因此电流传感器40能 够位于主杆附近，从而能够将其置于基板71和分支电路断路器3之间。因 此，能够縮小配电盘。此外，由于空芯线圈45是罗戈夫斯基线圈，所以空 芯线圈45仅受到外部磁场的轻微影响，从而能够防止测量精确度的下降。
在印刷电路板41的宽度方向的另一端上，为每两个电流传感器40设置
12一个信号处理电路46和一个传输电路47。信号处理电路46通过时间共享 (time sharing)对由两个电流传感器40检测的电流进行交替抽样，并且进 行诸如放大等处理。传输电路47将信号处理电路46的输出信号转换成数字 信号。印刷电路板41具有数据传输线48，传输信号处理电路46和传输电 路47的输入和输出信号；以及电源线49，提供DC电源。数据传输线48和 电源线49连接至设置在印刷电路板41 一端的连接器95。连接器95连接至 传输线9，从而能够将输出信号传输至测量控制单元5。分支杆72b或73b 穿过第一插入孔42a，并且分支杆72c或73c穿过第二插入孔42b，以使分支 电流传感器单元4贴合(attach)至基板7。由于使用形成为一个单元的分支 电流传感器单元4，因此能够以更高的精确度检测在支电路中的所有电流， 用于通知电流使用的具体状态。此外，由于电流传感器40、信号处理电路 46和数据传输线48设置在印刷电路板41上，因此能够可靠地传输所检测的 信号，并且能够使配电盘l更小。
参见图8而描述空芯线圈45，其中上文中描述的环形线圈和反绕线圈的 图案实质上相同。图8示出了在圆周方向上的部分空芯线圈45。环形线圈 81具有前侧线43a (实线)和后侧线43b (虚线)，在印刷电路板的前侧 和后侧围绕插入孔42a而呈放射状排列；以及通孔44，穿过印刷电路板以用 于电线的连接。箭头A指示环形线圈81的缠绕方向。
与环形线圈81类似，反绕线圈82具有前侧线43c (细实线)和后侧 线43d (细虚线)，在印刷电路板的前侧和后侧围绕插入孔42a而呈放射状 排列；以及通孔44，穿过印刷电路板以用于电线的连接。箭头B指示反绕 线圈82的缠绕方向。
通过使磁通量在每个环形线圈81和反绕线圈82所形成的环中穿过，在 每个线圈中感应出电流。由于环形线圈的图案和反绕线圈的图案实质上相 同，因此在环形线圈81和反绕线圈82中由外磁场感应的电流相等。由于环 形线圈81和反绕线圈82的缠绕方向相反，因此各感应电流相互抵消。因此， 能够减小外磁场对电流测量的影响，从而能够以较高的精确度检测电流。
接下来描述测量控制单元5。图9示出了测量控制单元5的外部视图。 测量控制单元5包括电路条件设置部件51，由该电路条件设置部件51为 主电路和分支电路设置额定电流值，以用于作为通知所述通知单元6的参考。使用主电路额定电流设置按钮51a，设置用于主电路的额定电流值。使用分 支电路额定电流设置按钮51b，选择要设置的分支电路，并且为该分支电路 设置额定电流值。主电路警报选择器开关51c用于进行如下选择当主电路 中的电流值超过额定电流值时发出警报；或者，当所述电流值仍小于设定为 极限的额定电流值时发出警报。类似地，分支电路警报选择器开关51d用于 进行如下选择当分支电路中的电流值超过额定电流值时发出警报；或者， 当所述电流值仍小于设定为极限的额定电流值时发出警报。蜂鸣器音量开关 51e用于调整通知单元6中的蜂鸣器音量。
测量控制单元5中具有控制电路，并且根据由分支电流传感器单元4所 检测到的数据和由电路条件设置部件51所设置的条件而由通知单元6发出 警报。此外，测量控制单元5中包括电源单元，并且从外部接收电力，且将 DC电源提供给控制电路、分支电流传感器单元4和通知单元6。
接下来，描述通知单元6。图10A示出了通知单元6的平面图。图10B 示出了通知单元6的外部视图。图10C示出了通知单元6的配置。通知单元 6包括印刷电路板63，其上设置有LEDs61、蜂鸣器62和人体检测传感器 66;模制件(moldedmember) 64，覆盖有印刷电路板63;透明外膜65，其 保护通知单元6的指示面(indication face);以及其它等。LEDs 61能够发 射多种颜色的光。
用于主电路断路器2的三个LEDs 61a位于主电路断路器2附近的印刷 电路板63的一端。根据主电流与额定电流值的比较，点亮不同的LEDs61a。 用于分支电路断路器3的多个LEDs61b位于印刷电路板63上，以便邻近它 们所对应的分支电路断路器3，并且根据对应分支电路断路器3的分支电流 与额定电流值的比较，点亮多个LEDs 61b并使其闪烁(blink) 。 LEDs 61 根据上述电流值发射不同颜色的光，而不用考虑额定电流如何。因此，能够 轻易察知(perceive)电流值。
由于点亮的是位于与主电路和分支电路对应的位置的LEDs 61，所以能 够轻易察知电路的电流状态。此外，由于将LEDs 61设置在印刷电路板63 上，所以能够很容易地装配通知单元6且具有低成本。当通过电路条件设置 部件51设置电路条件时，通知单元6中与分支电路对应的LED 61根据所设 定的值而闪烁(blink)不同的颜色，其中所述设置针对所述分支电路而进行。
14因此，能够根据LEDs 61的指示而作出设置(setting)。因此，无需特定显 示装置就能够设置多个电路条件。从而，能够降低成本。
蜂鸣器62位于远离主电路断路器2的印刷电路板63的一端，并且根据 主电路电流和分支电路电流的水平而发出警报。主电路电流的警报声与分支 电路电流的警报声不同。例如，声音产生的间隔不同。这样使得使用单个蜂 鸣器62就能够区分用于分支电路的通知和用于主电路的通知。从而，能够 降低成本。当通过电路条件设置部件51设置电路条件时，还能够对应于分 支电路而发出蜂鸣声，并使蜂鸣声与所设定的值相对应，其中所述设置针对 所述分支电路而进行。由于能够根据蜂鸣器的声音来设置电路条件，从而不 使用特定显示装置就能够设置多个电路条件，因此能够降低成本。除了通知 单元6中的蜂鸣器62之外，还可将另一个蜂鸣器置于配电盘1外部。由于 能够在远离配电盘的地方发出通知，因此能够轻易察知电流状态。人体检测 传感器66检测靠近配电盘1的人体，并且将所检测的数据传输至控制电路 52。
如上所述，在配电盘1中，将用于电流检测或测量控制的每个组件 (component)形成为一个单元。因此，能够容易且一致地装配配电盘。
接下来描述配电盘1中的电流数据的处理。图11示出了配电盘中的电 流传感器40部分的电路。将电流传感器40连接至分支电流传感器单元4中 信号处理电路46和传输电路47。经由数据传输线48和电源线49而将信号 处理电路46和传输电路47连接至分支电流传感器单元4的连接器95。经由 传输线9而将分支电流传感器单元4的连接器95连接至测量控制单元5。将 来自分支电流传感器单元4的输出信号传输至位于测量控制单元5中的控制 电路52。将位于测量控制单元5中的电路条件设置部件51连接至控制电路 52，从而将设置条件传输至控制电路52。经由传输线9而将控制电路52连 接至通知单元6中的LEDs 61和蜂鸣器62。此夕卜，将控制电路52连接至人 体检测传感器66，并且控制电路52具有这样一种电路，该电路用于根据由 人体检测传感器66所检测到的信号而停止每个单元的计算和通知的功能。 测量控制单元5具有电源单元92。电源单元92接收来自外部电源的电力， 并且经由传输线9而将DC电源提供给分支电流传感器单元4和通知单元6。 电源单元92包括用于开启和关闭电源的开关96。
15接下来描述根据如上述配置的实施例的配电盘1的运行。当电流流经延
伸穿过插入孔42a的分支杆72b或73b时，电流传感器40输出所检测的信 号。在印刷电路板41上，为每两个电流传感器40设置一个信号处理电路46 和一个传输电路47。信号处理电路46通过时间共享而对由两个电流传感器 40检测的电流进行交替抽样，并且进行诸如放大等处理。传输电路47将信 号处理电路46的输出信号转换成数字信号。经由传输线9而将数字输出信 号传输至位于测量控制单元5中的控制电路52。在位于测量控制单元5中的 电路条件设置部件51中，用于主电路和分支电路的额定电流值被设定为用 于开启通知单元6中的LEDs 61和蜂鸣器62的条件。所设定的条件被传输 至控制电路52。
例如，控制电路52将从分支电流传感器单元4传输的分支电路中的电 流值与通过电路条件设置部件51设定的额定电流值进行比较。如果分支电 路中的电流值大于所设定的额定电流值，控制电路52输出光信号至通知单 元6中的LED61，并且输出声音信号至蜂鸣器62。可选择地，即便所述电 流值不大于所述额定电流值，也能够根据比较结果将光信号和声音信号输出 至通知单元6中的LED 61和蜂鸣器62。通过光信号和声音信号来通知用户 分支电路中的电流值大于额定电流值。因此，用户能够在发生电力故障时迅 速采取行动。此外，当额定电流值被设定为低值时，所述通知会在发生电力 故障之前作出。因此，能够防止电力故障。
电路条件设置部件51还可以用于从电源线N、 Ll和L2中选择连接到 每个分支电路的电源线是哪两条，或为每个分支电路设置的额定电压是100V 或200V中的哪个。如上所述，当分支电路连接至电源线L1和L2时，额定 电压是200V，而当分支电路连接至电源线N和L1、或N和L2时，额定电 压是IOOV。从而，控制电路52从电路条件设置部件51获得信息来确定将 哪些电源线连接至每个分支电路，根据连接信息和每个分支电路中的电流值 来计算主电路的每个相位中的电流值，将所述电流值与由电路条件设置部件 51为主电路设置的额定电流值进行比较，并将光信号和声音信号输出至通知 单元6中的LED 61和蜂鸣器62。通过这种方式，无须用于主电路的电流传 感器，就能够以低成本方式通知在整个配电盘中的电流状态。
通过控制电路52，还能够将每个分支电路中在给定时间段内的电流值或整体电流值(integrated current value)与其它分支电路中在给定时间段内的 电流值或整体电流值进行比较，并且由通知单元6将具有较大值的分支电路 通知用户。由于消耗大量电力的分支电路得以通知，因此能够识别可以有效 节省电力的分支电路。从而，能够很容易地进行省电方面的测量。
还能够由电路条件设置部件51来设置额定电压，并且根据各分支电路 和额定电压中的电流值，经由通知单元6来通知各分支电路和整个配电盘的 电力消耗、整体电力消耗、等效电力成本(electricity costs)、由电力消耗所 引起的等效C02排放。此外，还能够进行以下分支电路的通知，即，在各分 支电路中，该分支电路的诸如电力消耗之类的计算值为较大值。从而能够识 别出可以有效节省电力的分支电路，以易于进行省电力方面的测量。由于各 分支电路的电路条件和所检测的电流值被集中在测量控制单元5中以用于计 算，因此能够集中且容易地进行综合数据处理。
当用户离开时，通过由关闭电源单元92的电源开关停止驱动分支电流 传感器单元4、通知单元6和控制电路52，就能够节省电能。此外，当控制 电路52通过人体检测传感器66确定配电盘1附近没有人时，控制电路52 就停止每个单元的计算和通知的功能。这样，就可以节省能量。 (第二实施例)
下面描述根据本发明第二实施例的配电盘l。图12A示出了根据此实施 例的主电路断路器2的内部。图12B示出了主电流传感器单元的外观。除了 如第一实施例的配电盘1的配置之外，根据本施例的配电盘1还包括主电路 断路器2中的主电流传感器单元24。主电流传感器单元24包括印刷电路板 25，并且具有类似分支电流传感器单元4的电流传感器40、以及信号处理电 路26、传输电路27和连接器95。电流传感器40是一种空芯罗戈夫斯基线 圈。设置两个电流传感器40以检测两根电源线中的电流。在通过信号处理 电路26和传输电路27完成诸如放大和数据转换等处理之后，由电流传感器 40所检测的检测电流经由传输线9传输至位于测量控制单元5中的控制电路 52。由于主电路中的电流值不是从各分支电路中的电流值计算得出，而是由 主电流传感器单元24测量得出，因此测量可以很精确。 (第三实施例)
下面描述根据本发明第三实施例的配电盘1。图13示出了根据此实施例
17的配电盘1的外观。根据此实施例的配电盘1具有设置在分支电流传感器4 上的CTs94。分支电流传感器4不是贴合至分支杆8，而是贴合至分支电路 断路器3的第二端子32。分支电流传感器4易于制造，并且容易贴合和移开。 此外，甚至能够配置厚的CT94。还能够使用位于CT94中的电流传感器40。 本发明并不以上述实施例为限，在不脱离本发明精神的条件下可以进行 各种改变。例如，还可以使用单相-两线类或三相类配电盘l。还能够将电流 传感器40装配为印刷电路板41上的部件。还可以使用CTs以代替电流传感 器40。例如，还可以使用液晶以代替LEDs61。此夕卜，还可以发出语音以代 替蜂鸣声。
权利要求
1.一种配电盘，其包括位于主电路上的主电路断路器和位于从所述主电路分支出来的多个分支电路上的分支电路断路器，所述配电盘包括主杆和分支杆，其中所述主杆为所述主电路断路器和所述分支电路断路器之间提供电连接，以及所述分支杆是从所述主杆分支出来；分支电流传感器单元，由多个电流传感器结合而成，所述分支电流传感器单元分别检测流经包括所述分支杆的每个所述分支电路的分支电流；测量控制单元，根据由所述分支电流传感器单元所检测到的电流来确定所述分支电流和流经所述主电路的主电流的水平，并且输出信号；通知单元，响应来自所述测量控制单元的所述输出信号，以通知用户所述分支电流和所述主电流的电流状态；以及传输线，在所述分支电流传感器单元、所述测量控制单元和所述通知单元之间提供电连接，以传输所述信号。
2. 根据权利要求1所述的配电盘，包括所述主电路断路器，其具有主电流传感器单元，其中当所述主电路断路 器是单相-三线类型或三相类型时,所述主电流传感器单元检测所述主电路的 至少两个电极中的电流，以及当所述主电路断路器是单相-两线类型时，所述 主电流传感器单元检测所述主电路的一个电极中的电流；传输线，其在所述主电流传感器单元和所述测量控制单元之间提供电连 接，以传输由所述主电流传感器单元所检测到的信号；以及电源单元，其为所述分支电流传感器单元、所述主电流传感器单元、所 述测量控制单元和所述通知单元提供DC电源。
3. 根据权利要求1或2所述的配电盘，其中所述分支电流传感器单元和所述主电流传感器单元包括印刷电路 板；以及其中所述印刷电路板包括所述电流传感器，其为具有插入孔、金属箔图案和通孔的空芯线圈， 其中所述分支电流或所述主电流通过所述插入孔，所述金属箔图案置于所述 印刷电路板的前侧和后侧的所述插入孔周围，以及所述通孔穿过所述印刷电 路板并用于与所述金属箔图案连接；信号处理电路，根据所述空芯线圈的输出来处理信号；以及 连接导体，将所述信号处理电路的输出连接至所述传输线。
4. 根据权利要求3所述的配电盘，其中所述空芯线圈是空芯罗戈夫斯基 线圈，其中所述空芯罗戈夫斯基线圈具有围绕所述插入孔的环形线圈和反绕 线圈。
5. 根据权利要求4所述的配电盘，其中所述环形线圈的图案和所述反绕 线圈的图案实质上相同。
6. 根据权利要求3至5中任一项所述的配电盘，其中所述印刷电路板具 有数据传输线，将所述信号处理电路的输出信号传输至所述测量控制单元; 以及电源线，为所述信号处理电路提供DC电源。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的配电盘，其中所述测量控制单元 具有电路条件设置装置，用于根据用户操作来为所述分支电路和所述主电路 设置电路条件，并且所述测量控制单元根据经所述电路条件设置装置所设置 的电路条件和由所述分支电流传感器单元和/或所述主电流传感器单元所检 测到的电流来进行计算，并且将所述计算的结果传输至所述通知单元。
8. 根据权利要求7所述的配电盘，其中用户能根据由所述通知单元输出 的指示或声音而通过所述电路条件设置装置来设置电路条件。
9. 根据权利要求1至8中任一项所述的配电盘，其中所述测量控制单元 将每个所述分支电路中在给定时间段内的电流值或整体电流值与其它分支 电路中在给定时间段内的电流值或整体电流值的比较结果传输至所述通知 单元。
10. 根据权利要求7至9中任一项所述的配电盘，其中所述电路条件设置装置包括用于为每个所述分支电路设置额定电 压的装置，以及其中所述测量控制单元根据每个所述分支电路的电流值和所述额定电 压来至少计算每个所述分支电路的电力消耗和整个配电盘的电力消耗，并且 将所述计算的结果传输至所述通知单元。
11. 根据权利要求7至10中任一项所述的配电盘，其中所述电路条件设置装置包括用于为每个所述分支电路设置关联相 位或额定电压的装置，以及其中所述测量控制单元根据每个所述分支电路的电流值和每个所述分 支电路的所述关联相位或所述额定电压来计算在所述主电路断路器的每个 相位的电流值，并将所述计算的结果传输至所述通知单元。
12. 根据权利要求7至11中任一项所述的配电盘，其中所述电路条件设置装置包括用于为所述分支电路和/或所述主电路 设置额定电流的装置，以及其中所述测量控制单元将所述分支电路和/或所述主电路中的电流值与 所述额定电流进行比较，并将过电流警报信号输出至所述通知单元。
13. 根据权利要求12所述的配电盘，其中所述通知单元使用不同的声音 或不同的声音产生间隔来通知所述分支电路中的过电流和所述主电路中的 过电流。
14. 根据权利要求1至13中任一项所述的配电盘， 其中所述通知单元包括印刷电路板，以及其中所述印刷电路板具有指示装置和传输线，每个所述指示装置置于与 每个所述分支电路对应的位置，以及所述传输线至少连接至所述测量控制单元。
15. 根据权利要求14所述的配电盘，其中所述通知单元具有用于指示所 述主电路断路器的电流状态的指示装置，所述指示装置位于与所述主电路断 路器对应的位置。
16. 根据权利要求14或15所述的配电盘，其中所述指示装置根据电流值 发射不同颜色的光。
17. 根据权利要求1至16中任一项所述的配电盘，其中所述通知单元具 有第一可发声警报装置和第二可发声警报装置，所述第一可发声警报装置位 于所述配电盘中并用于进行过电流的通知，以及所述第二可发声警报装置位 于所述配电盘外部。
18. 根据权利要求1至17中任一项所述的配电盘，包括电源操作装置， 用于开启和关闭供至所述配电盘的电源，其中所述测量控制单元或所述通知单元具有一种电路，所述电路响应在 操作所述电源操作装置时所产生的信号或来自人体检测传感器的信号，以开 启和关闭每个所述单元的计算或通知的功能，其中所述人体检测传感器在所 述配电盘前检测人体。
全文摘要
一种配电盘(1)，包括位于主电路上的主电路断路器(2)和位于从所述主电路分支出来的多个分支电路上的分支电路断路器(3)；分支电流传感器单元(4)，通过将多个电流传感器(40)结合成一个单元而形成，其中每个所述电流传感器(40)检测流经所述分支电路的分支电流；测量控制单元(5)，确定分支电流的水平并且输出信号；以及通知单元(6)，通知用户所述分支电流的电流状态。由于多个电流传感器(40)结合成一个单元并且各个组件形成一个单元，因此能够容易且一致地装配配电盘(1)。此外，通过使用形成为一个单元的分支电流传感器单元(4)，能够精确地检测分支电路中的所有电流，并且通知用户电流使用的具体状态。
文档编号H02B1/40GK101496245SQ20078002807
公开日2009年7月29日 申请日期2007年11月15日 优先权日2006年11月27日
发明者岩见英司, 市村安男, 泽田知行, 盐川明实 申请人:松下电工株式会社