用于衰减磁场的电力分配单元的设计和结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请总体上涉及电力分配单元，如可墙壁安装的以及便携式延长插座单元（电 源插排/板）。
【背景技术】
[0002] 电力分配单元提供电插座的结构，其允许从单个电插座向多个用电装置供电。这 些电力分配单元通常采用墙壁安装单元和便携式延长电源插排的形式来提供。如图1A和 图1B举例说明的，单相电力分配单元10通常具有电源馈送线11、电连接至电源馈送线11 的母线排系统14,以及电连接至母线排系统14的多个电插座15。该母线排系统14和电插 座15通常被设置成向电连接至电力分配单元10的用电设备（未示出）提供并联电连接。 母线排系统14通常包括三个母线排，包括与该系统的电相相关联的母线排元件14p、与该 系统的电接地相关联的母线排元件14g以及与该系统的电中性相关联的母线排元件14η。 该母线排元件14p、14g以及14η电连接至馈送线11的相应电相线lip、地线llg以及中性 线lln。在该示例中，电力分配单元10经由连接至馈送线11的电气插头11c可连接至电 网。
[0003] 通常，电力分配单元10被封入电绝缘外壳（未示出）内部，以防止用户意外接触 该单元的电承载母线排和插座元件。
[0004] 电力分配单元的设计通常主要涉及选择导电体的合适材料和足够截面积，使得电 力分配单元能够供应希望的电力而不会损坏（例如，由于过热）。然而，该设计考虑通常不 涉及在电力分配单元可操作使用期间从它们发出的磁场，该磁场可以是用电设备（例如， 有线/无线数据通信、音频线缆、医疗装置等）的操作中的干扰源，而且在这些单元使用期 间，对停留于它们附近的人还可能存在健康危害。
[0005] 图1B示出了母线排系统14的母线排元件14p、14g以及14η的侧视图。如所看到 的，母线排14p、14g以及14η典型地按任意次序大致在同一平面中对齐。通常，在采用这种 结构的母线排的使用期间，从它们发出的磁场彼此相长干涉，其强化了从电力分配单元10 发出的总磁场大小。
[0006] 已经进行了一些尝试来衰减由电承载元件产生的磁场和/或电磁干扰（ΕΜΙ)。例 如，美国专利No. 5, 986, 355提出了减少包括具有至少两个元件的至少一个电气系统的交 通工具中的交变磁场，其中，至少一个元件包括生成和/或消耗电力的一个或更多个组件， 并且其经由至少一条连接线缆来连接，在该连接线缆中流动具有交变电流分量的电流，其 产生低频磁场。该公开还描述了使用被设置成检测该交变电流分量的至少一个检测元件， 和用于随着其使用而产生补偿电流的装置。该补偿电流与该连接电缆相邻流动使得低频磁 场被缩减或消除。
[0007] 在美国专利No. 7310242中描述的另一示例中，用于封入电气布线系统中的电连 接的分配箱被设置成包括：阻止电磁场穿透的壳体和形成电连接的多个电导体。在该壳体 内设置有镜像板，并且产生镜像电流来抑制由流经所述多个导电体的电流产生的电磁场。
【发明内容】
[0008] 本领域需要能够抑制从电力分配单元的母线排系统发出的磁场的电力分配单元。 该电力分配单元被设计成通过它们的母线排系统的母线排元件向供应电负载（电器）的插 座输送显著量的电力。电力分配单元内部的母线排元件的结构和连接性通常造成从母线排 元件发出的磁场的相长干扰，致使当该单元在使用期间被电加载负载时，从母线排元件发 出的磁场会被显著强化。这种不希望的高磁场可以导致各种电气装置（例如，起搏器、无线 装置、通信装置等）中的干扰，而且累积暴露至其存在健康危害（例如，白血病）。
[0009] 本发明的发明人已经发现，通过以下方式可以显著抑制/衰减从电力分配单元的 母线排系统发出的磁场，即，经由彼此平行设置并且按紧凑插入方式均匀分布在限定体积 (或平面）中的多个子母线排元件均匀划分经由母线排系统输送的电流，使得每个子母线 排元件与和具有不同的相或电流方向的电流相关联的至少一个其它子母线排元件相邻定 位。
[0010] 该术语插入方式/结构在此被用于指电承载元件（例如，母线排或子母线排元件） 的结构，其中，每个元件与和具有不同的相或电流方向的电流相关联的至少另一个元件相 邻定位。例如并且非限制地，在一些实施方式中，将至少一个电承载元件定位在与具有不同 的相或电流方向的电流相关联的两个其它元件之间，或者被与具有不同的相或电流方向的 电流相关联的一定数量的元件包围。
[0011] 通过恰当选择子母线排元件的截面积，由该母线排系统输送的电流在该限定体积 (或平面）上均匀分布通过该子母线排元件。所述子母线排元件中的每个都承载与该子母 线排元件所关联的特定电相或电流方向的电流的预定部分。因此，与该子母线排元件所关 联的特定电相或电流方向的总电流相比，每个子母线排元件承载显著小量的电流（50 %或 以下），使得子母线排元件可以在该限定体积中彼此更接近地设置。
[0012] 由于每个子母线排元件承载相对较小量的电流，因而，在被电加载负载时，从其发 出的磁场的强度也相对较小，使得子母线排元件的插入结构彼此紧密靠近，以致每个子母 线排元件与和具有另一相或另一电流方向的电流相关联的至少一个其它子母线排元件相 邻定位，从而使从该子母线排元件发出的磁场相消干涉，极大衰减从该电力分配单元的母 线排系统发出的总磁场强度（即，通过对所有磁矩求和而获取）。
[0013] 为此，本发明在其一些实施方式中，提供了用于基本上抑制从电力分配单元发出 的磁场的结构和设计。这通过用彼此电连接的至少两个子母线排部来件实现每个电承载母 线排（例如，相和中性母线排，和/或电正/负母线排），并且设置该母线排系统使得每个子 母线排和母线排元件和关联不同的相或电流方向（例如，相反方向）的电流相关联的至少 一个其它子母线排或母线排元件相邻定位来实现。如在下文将举例说明的，子母线排和母 线排元件可以按插入方式对齐地彼此平行设置在限定平面中，或者按插入方式均分分布在 限定体积中。
[0014] 例如并且非限制地，在一些实施方式中，通过将至少两个子母线排添加至原始母 线排系统（例如，在原始系统的母线排的同一平面中（或平行平面中）平行对齐）来修改 标准电力分配单元的常规母线排系统。所添加的子母线排元件之一电连接至承载该系统的 电相的母线排元件，而另一子母线排元件电连接至承载该系统的电中性的母线排元件，并 且该子母线排元件平行于母线排系统的原始母线排元件来定位使得该母线排系统的每个 母线排和子母线排元件相邻于与具有不同的相或电流方向的电流相关联的至少另一个子 母线排或母线排元件定位。
[0015] 在另一非限制例中，该母线排系统被设置成，使得承载电相的每个母线排和/或 子母线排元件相邻于承载电中性的至少一个元件定位，并且承载电中性的每个母线排和/ 或子母线排元件相邻于承载电相的至少一个元件定位。这样，从该母线排元件以及从该子 母线排元件发出的磁场彼此相消干涉，使得极大抑制/衰减并且最小化在电力分配单元操 作期间从其发出的总磁场量。
[0016] 该修改母线排系统可以被设计成，通过确保对于所有磁矩％和偶极子足下列 条件来保证对从其各个元件发出的磁场的最大衰减：
[0018] 其中，N是指示磁发出元件（例如，母线排或子母线排元件）的总数的正整数，并 且i是指示特定母线排或子母线排元件的具体偶极/力矩的整数编号。因此，可以修改该 电力分配单元的每个电承载元件的位置、截面积、几何结构以及/或连接性以满足算式（1) 中设置的条件。
[0019] 在一个宽泛方面，本发明提供了一种电力分配单元，该电力分配单元包