專利名稱：單位住戶常用/應急電源配電盤及其電源自動轉換裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種單位住戶常用/應急電源配電盤及其單位住戶常用/應急電源供給回路，特別是涉及向家用自動設備、煤氣警報器、應急照明燈、電子式滅火器、冷暖房用設備等重要設備，在正常狀態供給常用電源以及在應急時期供給應急電源的單位住戶常用/應急電源配電盤及其自動轉換裝置。
背景技術：
一般單位住戶的配電盤在公寓、別墅、單獨住宅、公共建筑物、寫字樓等的建筑物中是按單位住戶設置，并起著把從外部供給的常用電源再分配給各個電負載，防止漏電或在超負荷時切斷電源以防止火災的發生或電負載受損的作用。
這種配電盤為了通過主輸入端子把從外部輸入的常用電源供給各個電負載，由連接在主輸入端子的主斷路器和把經過了上述主斷路器的電源分別與各個電負載連接的斷路器構成。
如今在公寓或寫字樓等建筑物，常用電源被切斷時，向各個住戶供給應急電源，點亮應急照明燈，起到照明作用。尤其是在寫字樓電源被切斷時，要求必須供給應急電源以點亮應急照明燈。
在這里，常用電源是指從送電線路輸入到建筑內供給各個住戶的電源。應急電源是指常用電源因停電或送電線路斷路而被切斷時供給的電源，通常用自家發電或蓄電池設備或應急蓄電電源設備來供給的。
圖1是現有的單位住戶電源配電盤和應急電源配線結構圖。
常用電源是由電源配電盤(10)來供給，應急電源是由自家發電或蓄電池設備或應急蓄電電源設備來發電的，其由另于常用電源的電線來進行配線，只在常用電源被切斷時供電。
電源配電盤(10)由以下幾部分組成固定用于引進通過單位住戶計量器引入的常用電源的線路的主輸入端子(11)；與上述主輸入端子相連接，并檢測常用電源的電流狀態，當過電流流過時切斷常用電源供給的主斷路器(12)；通過電線與上述主斷路器(12)輸出端相連，分別從所述電線分支向各個電負載供給電流，當在上述電負載內流過過電流時分別切斷各個電源供給的多個輔斷路器(14，16，18)。
上述主斷路器(12)或多個輔斷路器(14，16，18)采用檢測超負荷、切斷電源的MCCB或檢測漏電狀態、切斷電源的ELCB。上述主斷路器(12)是MCCB時多個輔斷路器(14，16，18)采用ELCB；上述主斷路器(12)是ELCB時多個輔斷路器(14，16，18)采用MCCB或ELCB或者混用MCCB和ELCB。上述多個輔斷路器(14，16，18)分別與電燈和多個電熱器具等相連。例如輔斷路器(14)與單位住戶內的客廳的各種燈和設置在墻上的插口連接；輔斷路器(16)與里屋的各種燈和設置在墻上的插口連接；輔斷路器(18)與小屋及陽臺的各種燈和設置在墻上的插口連接。例如由與輔斷路器(18)連接的插口向家用自動設備、冷暖房用設備、電子式滅火器、煤氣警報器等供給電源時，從此插口供給常用電源使之工作。家用自動設備包括各種門鎖裝置(基于指紋或紅外線識別的門鎖裝置、利用密碼的門鎖裝置、基于卡片的門鎖裝置等)和視頻對講機、電話機、煤氣、防盜、防災、利用遙控使家電工作的機器。
應急電源另于常用電源，由垂直布管，與公共住宅的各住戶并聯連接，常用電源被切斷時向設置在各住戶的應急照明燈供給電源將其點亮。
上述的單位住戶的常用電源及應急電源供給布線具有分開布置常用電源及應急電源的構造，在常用電源因電源供給的中斷或送電線路的切斷而停電時，除了應急照明燈(20)之外無法使用應急電源。
并且為了在停電時供給應急電源，在單位住戶的上下層之間垂直布管，因此通過布管傳送的層間噪音，會導致影響個人的生活或因噪音引起的生活不便等諸多問題。
在使用家用自動設備的情況下，準備后備電池以便于在停電時也可以工作，但是在沒有家用自動設備的后備電池或者是因長期沒有使用后備電池而電池液體外漏使得無法使用后備電池的情況下，就無法啟動家用自動設備，由此存在不能進出的不便之處。另外，在使用家用自動設備時，若長時間停電，則因電池壽命有限，所以存在電池壽命結束時無法使家用自動設備工作，外出回來時無法使門鎖工作而不能進入屋內的問題，而且根本無法實現遠距離搖控。
另外，在停電時因無法向電子式滅火器供給電源而無法使用電子式滅火器，單位住戶的居住者在停電時發生火災的情況下，因電子式滅火器無法工作而面臨遭受巨大損失的問題。
另外，在溫度低的寒冷天氣停電時，因暖器無法啟動，所以面臨發生凍裂或遭受寒冷等諸多不便。
另外在家用自動設備的情況下，因另要準備后備電池，家用自動設備的裝入殼的體積會增大，在構筑用于設置裝入殼的墻壁的水泥時，因不能填入相當于裝入殼大小的水泥，所以有發生裂紋的可能性。
發明內容
因此本發明的目的在于提供一種常用/應急電源配電盤及單位住戶常用/應急電源自動轉換裝置，其特征在于單位住戶在停電時用應急電源使電子式滅火器、煤氣警報器、冷暖房用設備、應急照明燈等進行工作，以防止發生凍裂和因火災引起的損失。
本發明的另外一個目的在于提供一種單位住戶常用/應急電源配電盤及單位住戶常用/應急電源自動轉換裝置，其特征在于單位住戶可用一個燈具做為常用燈和應急燈兩用。
本發明的又一個目的在于提供一種單位住戶常用/應急電源配電盤及單位住戶常用/應急電源自動轉換裝置，其特征在于單位住戶在停電時可用應急電源使家用自動設備等進行工作，從而可節省后備電池這項費用，同時可縮小家用自動設備裝入殼的體積，減少裂紋發生的根源。
本發明的又一個目的在于提供一種單位住戶常用/應急電源配電盤及單位住戶常用/應急電源自動轉換裝置，其特征在于防止由為了點亮另設的應急燈而在單位住戶上下層之間垂直設置的排管所引起的噪音。
本發明的又一個目的在于提供一種單位住戶常用/應急電源自動轉換裝置，其特征在于停電時應急電源按住戶分別設置，因此即使在某個住戶發生電源短路，也不會切斷其它住戶的應急電源。
本發明的又一個目的在于提供一種單位住戶常用/應急電源自動轉換裝置，其特征在于在停電時供給應急電源的情況下，防止應急電源的超負載或因過電流引起的火災。
圖1是現有的單位住戶電源配電盤和應急電源布線構造2是根據本發明實施例的單位住戶常用電源/應急電源電源配電盤結構3是根據本發明實施例的常用/應急電源自動轉換部(220)的詳細電路4是現有的單位住戶常時燈電源回路和應急燈電源回路結構5是根據本發明實施例的單位住戶常時燈電源回路和應急燈電源回路結構6是根據本發明實施例為了啟動常用負載而設置常用電源/應急電源配電盤的電源供給回路的適用演示中，100常用電源輸入端 102主斷路器200電源配電盤 202應急電源輸入端204，206，208多個輔斷路器220常用/應急電源自動轉換部300常用電源供給檢測部 302應急電源供給檢測部304定時器 306電源開關部具體實施方式
下面參照附圖詳細說明本發明的優選實施例。另外，在說明本發明的過程中，認為對相關事項、功能或結構的某些具體說明對本發明的要點無關緊要時則省略對其的詳細說明。
圖2為根據本發明一個實施例的單位住戶常用電源/應急電源電源配電盤的結構圖。
由以下幾部分組成常用電源輸入端子(100)，固定用于引入通過單位住戶計量器引進的常用電源的電線；應急電源輸入端子(202)，用于固定用于引入應急電源的電線；主斷路器(102)，其與上述常用電源輸入端子(100)連接，檢測被引入的常用電源的電流狀態，若流過過電流則切斷常用電源供給；多個輔斷電流器(204，206，208)，通過電線與上述主斷路器的輸出端子連接，并由此電線各自分支供給各個電負載，當有過電流流過上述各個電負載時，切斷各個電源供給；常用/應急電源自動轉換部(220)，利用分別從上述常用電源輸入端子(100)和應急電源輸入端子(202)引入的常用電源和應急電源，在沒有常用電源供給時供給應急電源，且恢復供給常用電源時切斷應急電源并供給常用電源。
上述主斷路器(102)或多個輔斷路器(204，206，208)采用檢測過負荷或漏電、切斷電源的MCCB或檢測漏電狀態、切斷電源的ELCB。上述主斷路器(102)是MCCB時多個輔斷路器(204，206，208)采用ELCB，上述主斷路器(102)是ELCB時多個輔斷路器(204，206，208)采用MCCB或ELCB或者混用MCCB和ELCB。
上述多個輔斷路器(204，206，208)各自與電燈和多個電熱器具等連接。例如輔斷路器(204)與單位住戶內的客廳的各種燈和設置在墻上的插口相連接；輔斷路器(206)與里屋的各種燈和設置在墻上的插口相連接；輔斷路器(208)與小屋及陽臺的各種燈和設置在墻上的插口相連接。
在上述構成中，雖然沒有在常用電源輸入端子(100)及應急電源輸入端子(202)和常用/應急電源自動轉換部(220)之間分別表示出斷路器，但也可設置由ELCB或MCCB組成的斷路器，檢測超負載及過電流和漏電電流等，并切斷。
圖3為根據本發明實施例的常用/應急電源自動轉換部(220)的詳細電路圖。
由以下幾部分組成檢測通過上述常用電源輸入端子(100)引進來的常用電源的供給，并對常用電源進行整流和濾平，以發生直流電源的常用電源供給檢測部(300)；檢測通過應急電源輸入端子(202)引進來的應急電源的供給，并對應急電源進行整流及濾平，以發生直流電源的應急電源供給檢測部(302)；使用從上述常用電源供給檢測部(300)或上述應急電源供給檢測部(302)中提供的直流電源進行工作，根據從上述常用電源供給檢測部(300)的常用電源的供給與否，經過設定時間時發出常用電源供給用或切斷用開關控制信號的定時器(304)；在上述常用電源供給檢測部(300)無法檢測常用電源時，根據上述應急電源供給檢測部(302)所輸出的電源，切斷應急用負載(308)與常用電源供給線路的連接后向應急用負載(308)供給應急電源，而在上述常用電源供給檢測部(300)能夠檢測常用電源時，切斷應急電源的同時根據上述定時器(304)輸出的開關控制信號向應急用負載(308)供給常用電源的電源開關部(306)。
上述常用電源供給檢測部(300)中，常用電源通過橋式二極管(BD1)及電阻(R1)，與電容器(C1)及光電耦合器(PC)的發光元件連接。
在應急電源供給檢測部(302)，應急電源與橋式二極管(BD1)和并聯的電阻(R2)級電容器(C2)連接，橋式二極管(BD2)的輸出端子與接地電容器(C3)連接的同時通過電阻(R3)與穩壓二極管(ZD)及接地電容器(C4)連接。
在上述定時器(304)，上述常用電源供給檢測部(300)的光電耦合器(PC)的受光晶體管的集電極，通過電阻(R4)與晶體管(Q1)的基極連接，晶體管(Q1)的集電極與接地電容器(C5)及振蕩用集成元件(31)的觸發器端子連接。另外上述工作電源供給/應急電源供給檢測部(302)的電阻(R3)、穩壓二極管(ZD)及接地電容器(C4)的連接點與振蕩用集成元件(310)連接，同時此連接點通過電阻(R5)、電阻(R6)及二極管(D1)與振蕩用集成元件(31)的觸發器端子連接，電阻(R6)及二極管(D1)的連接點通過電阻(R7)，與接地電容器(C7)及振蕩用集成元件(310)連接。同時，上述振蕩用集成元件(310)的輸出端子(OUT)通過電阻(R8)，與晶體管(Q2)的基極連接，晶體管(Q2)的集電極與上述應急電源供給檢測部(302)的橋式二極管(BD2)的輸出端子及接地電容器(C3)的連接點連接，同時此連接點與晶體管(Q3)的基極連接。
在上述電源開關部(306)由以下兩部分組成第一開關部(312)，在上述常用電源供給檢測部(300)不能檢測常用電源時，利用上述應急電源供給檢測部(302)輸出的電源進行工作，接通應急電源，供給于應急用負載(308)，而在上述常用電源供給檢測部(300)能夠檢測常用電源時切斷應急電源；第二開關部(314)，在上述定時器(304)輸出常用電源切斷用開關控制信號時，切斷常用電源使之無法供給于應急用負載(308)，在定時器(304)輸出常用電源切斷用開關控制信號時，供給于應急用負載(308)常用電源。
在上述第一開關部(312)，上述工作電源供給/應急電源供給檢測部(302)的橋式二極管(BD2)的輸出端子及接地電容器(C3)的聯結點依次通過并聯連接的反方向二極管(D2)及電阻(R10)、接地電容器(C8)、電阻(R11)與晶體管(Q4)的基極連接，晶體管(Q4)的集電極與消除電涌用的反方向二極管(D3)及繼電器(RY1)連接，繼電器(RY1)的開關(RYS1)與繼電器(RY2)和應急電源串聯連接，繼電器(RY2)的開關(RYS21)(RYS22)連接在應急電源和應急用負載(308)之間。
在常用電源的第二開關部(314)，應急工作電源供給/應急電源供給檢測部(302)的橋式二極管(BD2)的輸出端子及接地電容器(C3)的聯結點通過電阻(R12)與上述定時器(304)的晶體管(Q3)的集電極連接，同時此聯結點通過電阻(R13)，與晶體管(Q5)的基極連接，晶體管(Q5)的集電極與消除電涌用反方向二極管(D4)及繼電器(RY3)連接，繼電器(RY3)的開關(RYS3)與繼電器(RY4)和應急電源串聯連接，繼電器(RY4)的開關(RYS41)(RYS42)連接在應急電源和應急用負載(308)之間。
在上述繼電器(RY1)(RY2)(RY3)啟動時開關(RYS1)(RYS21，RYS22)(RYS3)連接，在上述繼電器(RY4)啟動時開關(RYS41，RYS42)連接。
在上述結構中，雖然未在電源開關部(306)和應急用負載(308)之間圖示出斷路器，但是可以設置由ELCB和MCCB組成的斷路器，檢測過負載及過電流和漏電電流等。
圖4為現有的單位住戶平時燈電源回路和應急燈電源回路結構圖，圖5為本發明實施例的單位住戶平時燈電源回路和應急燈電源回路結構圖。
參照上述的圖3～圖5，詳細說明本發明實施例的常用/應急電源配電盤的工作。
本發明的單位住戶常用/應急電源配電盤，在常用電源通過單位住戶計量器并通過常用電源輸入端(100)被引入時，主斷路器(102)可檢測被引入的常用電源的電流狀態，并在過電流或者漏電電流流過時切斷常用電源的供給。另外，多個輔斷路器(204，206，208)通過電線與上述主斷路器(102)的輸出端并聯連接，從此電線各自分支，分別向各個電負載供給，在過電流或漏電電流流過上述各個電負載時分別切斷電源的供給。上述多個輔斷路器(204，206，208)分別與電燈和多個電熱器具等連接。例如輔斷路器(204)與單位住戶內的客廳的各種燈和設置在墻上的插口連接；輔斷路器(206)與里屋的各種燈和設置在墻上的插口連接；輔斷路器(208)與小屋及陽臺的各種燈和設置在墻上的插口連接。因此供給常用電源時，通過多個輔斷路器(204)，向單位住戶的里屋、小屋及陽臺等的各種電燈及電熱器具及插口正常供給電源。
另外，通過常用電源輸入端子引入的常用電源，通過未圖示的斷路器，被引入到電源自動轉換部(220)，這時若詳細說明常用/應急電源自動轉換部(220)的工作，則常用電源被常用電源供給檢測部(300)的橋式二極管(BD1)整流后通過電阻(R1)被引入到光電耦合器(PC)的發光部。
因此，在通過常用電源輸入端子(100)引入常用電源時，光電耦合器(PC)的發光部進行工作、發光，光電耦合器(PC)的受光晶體管接收發出的光而導通。
在這里，正常供給常用電源，使光耦合器(PC)的受光晶體管導通，則從上述應急電源供給檢測部(302)輸出并通過電源開關部(306)的第一開關部(312)之電阻(R10)的電源通過光耦合器(PC)的受光晶體管流向接地，向第一開關部(314)的晶體管(Q4)的基極施加低電位，由此晶體管(Q4)斷開。
由此，因繼電器(RY1)不被驅動，繼電器(RY1)的開關(RYS1)斷開，從而繼電器(RY2)不被驅動，并且繼電器(RY2)的開關(RYS21)(RYS22)斷開，不能向應急用負載(308)供給應急電源。
另外，隨著上述光電耦合器(PC)的受光晶體管導通，定時器(304)的晶體管(Q1)斷開，常用電源供給檢測部(300)輸出的電壓通過電阻(R6)(R7)及二極管(D1)給電容器(C5)(C7)充電，使振蕩用集成元件(310)的觸發器端子一直保持高電位，振蕩用集成元件(310)由輸出端子(OUT)輸出常用電源供給用開關控制信號即低信號。
上述振蕩用集成元件(310)輸出的低信號施加到晶體管(Q2)的基極，使晶體管(Q2)斷開，并且晶體管(Q3)導通，使電源開關部(306)的第二開關部(314)的晶體管(Q5)斷開。
因此，繼電器(RY3)不被驅動，繼電器(RY3)的開關(RYS3)斷開，繼電器(RY4)無法被驅動，繼電器(RY4)的開關(RYS41)(RYS42)繼續閉合，常用電源通過繼電器(RY4)的開關(RYS41)(RYS42)供給于應急用負載(308)。上述應急用負載(308)為家用自動設備、冷暖房用設備、電子式滅火器、應急燈、煤氣警報器等。
但是，因停電和送電線路的切斷而沒有常用電源輸入時，光電耦合器(PC)的發光部停止工作，因光電耦合器(PC)的受光晶體管沒有接受光而斷開。
另外，通過應急電源輸入端子(202)輸入的應急電源通過未圖示的斷路器輸入到常用/應急電源自動轉換部(220)時，應急電源通過應急電源供給檢測部(302)的電阻(R2)及電容器(C2)，并由橋式二極管進行橋式整流，通過電容器(C3)的濾平被轉換變為直流電源后，作為工作電源供給電源開關部(306)，同時通過電阻(R3)，由穩壓二極管(ZD)及電容器(C4)轉換為恒定電壓后，供給定時器(304)的振蕩用集成元件(310)用作工作電源。
在這樣的狀態下，上述應急電源供給檢測部(302)輸出的電源通過第一開關部(312)的電阻(R10)給電容器(C8)充電，同時又通過定時器(304)的電阻(R4)外加到晶體管(Q1)的基極，使晶體管(Q1)導通，而低電位施加在振蕩用集成元件(310)的觸發器端子，從輸出端子(OUT)輸出常用電源切斷用開關控制信號即高信號。
上述振蕩用集成元件(310)輸出的高信號施加在晶體管(Q2)的基極使之導通，因而晶體管(Q3)斷開。
隨之，由應急電源供給檢測部(302)輸出的電源通過第二開關部(42)的電阻(R12)(R13)施加在晶體管(Q5)的基極，使之導通；繼電器(RY3)被驅動，使開關(RYS3)閉合，因而繼電器(RY4)被驅動，開關(RYS41)(RYS42)斷開，使常用電源的供給線路與應急用負載(308)分離。
另外，由上述應急電源供給檢測部(302)輸出的電源通過第一開關部(312)的電阻(R10)給電容器(C8)充電，同時又通過電阻(R11)施加到晶體管(Q4)的基極，因而晶體管(Q4)導通，集電器(RY1)被驅動，開關(RYS1)閉合，隨著開關(RYS1)閉合，集電器(RY2)被驅動，開關(RYS21)(RYS22)閉合，因而應急電源通過開關(RYS21)(RYS22)，再通過檢測過電流或漏電電流的切斷器(未圖示)供給應急用負載(308)。
在這里，常用電源被切斷后立刻供給應急電源時，如果常用電源和應急電源的相位一致，就能夠毫不影響應急用負載(308)地供給電源。
但是，當常用電源和應急用電源的相位不一致時，在轉換電源的瞬間，向負載供給過電壓，此供給的過電壓在常用電源和應急用電源的相位差為180度時發生率最高，當發生這種情況時開關電源的繼電器(RY2)(RY4)的開關(RYS21，RYS22)(RYS41，RYS42)的接觸點受損、而且負載(50)因過電壓而受損傷。
因此，本發明在第二開關部(314)具備由電阻(R10)及電容器(C8)組成的時間常數電路，在沒有常用電源的供給時第二開關部(314)立刻進行工作，切斷常用電源的供給線路，第一開關部(312)在經過由電阻(R10)及電容器(C8)構成的時間常數電路的時間常數時間后供給應急電源，從而使得即使常用電源和應急電源的相位不一致，也不會向應急用負載(308)供給超電壓。
如上所述，因停電的緣故向應急用負載(308)提供應急用電源的狀態下再次供給常用電源時，如上所述常用電源供給檢測部(300)的光電耦合器(PC)進行工作而導通受光晶體管，貯存在第一開關部(312)的電容器(C8)的電源將通過光電耦合器(PC)的受光晶體管立刻放電。
這時，晶體管(Q4)的基極被施加低電位而斷開，繼電器(RY1)不被驅動使開關(RYS1)斷開，因而繼電器(RY2)無法工作，開關(RYS21)(RYS22)斷開，因而在應急用負載(308)上沒有應急電源的供給。
另外，隨著上述電容器(C8)的電源全部放電，定時器(304)的晶體管(Q1)的基極被施加低電位而斷開，因而電容器(C5)重新被充電，并外加到振蕩用集成元件(310)的觸發器端子，振蕩用集成元件(310)觸發，在經過一定時間后，振蕩用集成元件(310)在輸出端子(OUT)輸出常用電源供給用開關控制信號即低信號。
則晶體管(Q2)斷開、晶體管(Q3)導通，所以第二開關部(42)的晶體管(Q5)斷開，繼電器(RY3)不被驅動，開關(RYS3)斷開，隨著開關(RYS3)的斷開，繼電器(RY4)不工作，開關(RYS41)(RYS42)閉合，常用電源供給應急用負載(308)。
因此有常用電源的供給時，通過多個斷路器(204)，電源正常供給到單位住戶內的里屋、小屋及陽臺等的各種電燈和電熱器具及插口，同時通過常用/應急用電源轉換部(220)，向應急用負載(308)供給常用電源。
但是，因停電或送電線路的切斷而常用電源不再供給的情況下，使通過應急電源輸入端(202)而輸入的應急電源，通過常用/應急用電源轉換部(220)，供給應急用負載(308)。
但是在過去如圖4所示，與電源配電盤(10)無關地，另外設置應急用電源線路(406)，在停電時只點亮應急燈(404)，而在通過電源配電盤(10)供給常用電源時，經常使用另設有的常用(firm)燈(400)。
相對于此，在本發明中，如圖5所示，在通過設置在電源配電盤(200)的常用/應急電源轉換部(220)供給常用電源時或應急電源時，都能夠點亮應急燈(404)，使此應急燈(404)兼用作常時燈，從而能夠減少費用。如上圖4所示的開關(402)是用于點亮和熄滅常用(firm)燈(400)的開關，如圖5所示的開關(402)是點亮和熄滅兼用作應急燈和常時燈的應急燈(404)的開關。
另外，在停電時向單位住戶內設置的家用自動設備供給應急電源，所以不必另配備備用電池，從而減少費用。
另外，因不必再對家用自動設備另預備備用電池，所以可以減少用于裝入家用自動設備的外殼箱的體積，從而解決裂紋的發生問題。
圖6為本發明另一實施例的設置常用電源/應急電源配電盤、使各種應急用負載進行工作的電源電路的適用例示圖。
由以下幾部分組成常用電源輸入端子(502)，固定用于引入通過單位住戶計量器引進的常用電源的電線；應急電源輸入端子(504)，用于固定用于引入應急電源的電線；主斷路器(506)，其與上述常用電源輸入端子(502)連接，檢測被引入的常用電源的電流狀態，若有過電流或漏電電流流過則切斷常用電源的供給；多個輔斷電流器(508，510，512)，通過電線與上述主斷路器(506)的輸出端子連接，并由此電線各自分支供給各個電負載，當有過電流流過上述各個電負載時，切斷各個電源供給；常用/應急電源自動轉換部(514)，由分別從上述常用電源輸入端子(502)和應急電源輸入端子(504)引入的常用電源和應急電源，在沒有常用電源的供給時供給應急電源，且恢復供給常用電源時切斷應急電源并供給常用電源；應急用布線(600)，連接在上述常用/應急電源自動轉換部(514)的輸出端，在單位住戶內布線；冷暖房用設備(602)、應急燈(604)、家用自動設備(606)、電子式滅火器(608)、煤氣警報器(810)，分別并聯連接在上述應急用布線(600)上；開關(610)，用于有常用電源的供給時點亮或熄滅上述應急燈(604)；繼電器(612)，連接在上述應急電源輸入端子(504)的一個端子，有應急電源的供給時與開關(610)的ON/OFF無關、點亮上述應急燈(604)。
在上述結構中，在常用電源輸入端子(502)與常用/應急電源自動轉換部(514)之間可以設置斷路器；在上述應急電源輸入端子(504)與常用/應急電源自動轉換部(514)之間可以設置斷路器。
另外，可以不在常用電源輸入端子(502)及應急電源輸入端子(504)與常用/應急電源自動轉換部(514)之間設置斷路器，而在連接在常用/應急電源自動轉換部(514)的輸出端的應急用布線(600)上設置斷路器。
本發明的單位住戶常用/應急電源配電盤(500)，在常用電源通過單位住戶計量器，并通過常用電源輸入端子(502)被引入時，通過主斷路器(506)和多個輔斷路器(508，510，512)向一般負載供給常用電源。主斷路器(506)檢測被引入的常用電源的電流狀態，有過電流流過時切斷常用電源的供給。另外，多個輔斷路器(508，510，512)由電線(516)并聯連接在主斷路器(506)的輸出端，分別從該電線各自分支向各一般負載供給，當從上述各一般負載流過過電流時，分別切斷電源的供給。上述多個輔斷路器(508，510，512)分別與電燈和多個電熱器具等連接。比如，輔斷路器(508)連接在單位住戶內的客廳的各種燈和設置在墻上的插口；輔斷路器(510)連接在里屋的各種燈和設置在墻上的插口；輔斷路器(512)連接在小屋及陽臺的各種燈和設置在墻上的插口。上述常用/應急電源自動轉換部(514)具有與圖3相同的結構，與之具有相同的常用電源和應急用電源的轉換工作，因此省略說明。上述一般負載是指在單位住戶內除作為應急負載的冷暖房用設備(602)、應急燈(604)、家用自動設備(606)、電子式滅火器(608)、煤氣警報器(610)之外的所有電負載。
首先，在供給常用電源時，電源通過多個輔斷路器(508，510，512)正常供給到單位住戶內的里屋、小居及陽臺等的各種電燈和電熱器具及插口。并且供給常用電源時，不會向應急電源輸入端子(504)供給應急用電源，因此常用/應急電源自動轉換部(514)會選擇常用電源，通過應急用布線(600)供給冷暖房用設備(602)、應急燈(604)、家用自動設備(606)、電子式滅火器(608)、煤氣警報器(610)。因此冷暖房用設備(602)、應急燈(604)、家用自動設備(606)、電子式滅火器(608)、煤氣警報器(610)由常用電源進行工作。這時連接在應急電源輸入端子(504)的一個端子的繼電器(612)，因線圈(L1)無電流流過，開關(SW1)為斷開狀態，因此根據開關(610)的導通和斷開，點亮或熄滅應急燈(604)。
但是因停電或送電線路的切斷，不再供給常用電源的情況下，通過應急電源輸入端(504)供給應急電源，常用/應急電源自動轉換部(220)選擇通過應急電源輸入端子(504)引入的應急電源，通過應急用布線(600)向冷暖房用設備(602)、應急燈(604)、家用自動設備(606)、電子式滅火器(608)、煤氣警報器(610)供給。因此，冷暖房用設備(602)、應急燈(604)、家用自動設備(606)、電子式滅火器(608)、煤氣警報器(610)利用應急電源進行工作。這時連接在應急電源輸入端子(504)的一端的繼電器(612)，因電流流過線圈(L1)，開關(SW1)為導通狀態，因此與開關(610)的導通/斷開無關地點亮應急燈(604)。
在本發明的具體實施例中，雖然在電源配電盤設置了常用/應急電源自動轉換部以自動轉換常用電源和應急電源，并向應急用負載供給，但是，與電源配電盤無關地接受常用電源和應急電源，在常用/急用電源自動轉換部轉換常用電源或應急電源后供給應急用負載，也不超出本發明的范圍得以實現。此時，可在常用電源和應急電源輸入線上設置斷路器；也可以不在上述常用電源輸入線和應急電源輸入線上設置斷路器，而在上述常用/應急電源自動轉換部的輸出端設置斷路器。
圖7為本發明的一個具體實施例的電源自動轉換裝置的結構圖。
由以下幾部分組成應急電源輸入端子(10)，固定用于引入從發電機向單位住戶供給的應急電源的電線；雙金屬片(bimetal)(14)，根據連接在上述應急電源輸入端(10)的電線的溫度，自動開閉電接點；漏感應線圈知器(20)，由零相位電流互感器(ZCT)(16)和運算裝置(18)構成，用于感知漏電狀態；漏電切斷器(22)，由上述漏感應線圈知器(20)感知漏電，在流過過電流時，切斷應急電源的供給；測試開關(24)，設置在上述零相位電流互感器(ZCT)(16)和運算裝置(18)之間，測試漏電切斷器(22)的正常工作狀態；常用電源輸入端子(12)，固定用于引入通過單位住戶計量器引入的常用電源的電線；應急電源輸入端子(504)，用于固定用于引入應急電源的電線；轉換部(26)，按照以下方式進行自動轉換，即由分別從上述常用電源輸入端子(12)和應急電源輸入端子(10)引入的常用電源和應急電源，在沒有常用電源的供給時供給應急電源，且恢復供給常用電源時切斷應急電源并供給常用電源；常用/應急燈(36)，其連接在上述轉換部(26)的第一輸出端(30)與第二輸出端(32)之間，第二輸出端(32)與第三輸出端(34)共同接續連接；應急用負載(38)，連接在上述第一輸出端(30)與上述第三輸出端(34)之間。上述繼電器部(26)具有4線輸入和3線輸入。上述漏電切斷器(22)比如可以使用ELCB。
上述應急用負載(38)包括各種門鎖裝置(基于指紋或紅外線識別的門鎖裝置、利用密碼的門鎖裝置、卡片門鎖裝置等)和視頻對講機、電話機、煤氣、防盜、防災、可進行冷暖房工作的機器。
圖8為本發明實施例的圖1的轉換部(26)的詳細電路圖。
由以下幾部分組成極保險絲(POLE-FUSE)(F1)，連接在常用電源輸入端(10)的一端；電壓調節部(40)，由電阻(R1，R2)及電容器(C1)組成，并連接在上述常用電源輸入端(10)的另一端、調節電壓；整流部(42)，由橋式二極管(D1～D4)及電容器(C2)組成，對通過上述極保險絲(POLE-FUSE)(F1)和電壓調節部(40)引入的交流電源(比如220V)進行全波整流及濾平，輸出直流電壓；齊納二極管(ZD1)，使從上述整流部(42)輸出的直流電壓以穩定電壓輸出；第一繼電器(RY1)，由與上述齊納二極管(ZD1)并聯連接的感應線圈(L1)和兩個開關(SW1～SW2)組成，在外加上述直流電壓時按供給常用電源的方式電接點連接，在沒有外加的直流電壓時按照切斷常用電源、供給應急電源的方式電接點連接；第二繼電器(RY2)，由與上述感應線圈(L1)并聯連接、并與電阻(R3)串聯連接、在供給常用電源時點亮的第一發光二極管(LED1)和連接在上述整流部(42)的輸出端的感應線圈(L2)以及一個開關(SW3)組成，在上述直流電壓沒有附加時，無條件點亮連接在上述應急電源線上的應急燈；延遲電路(44)，由電阻(R4～R7)及電容器(Q1)、齊納二極管(ZD2)、二極管(D5)組成，在常用電源被切斷時上述第二繼電器(RY2)的電接點推遲一定時間后連接到應急電源，在供給應急電源的狀態下有常用電源的供給時，上述第二繼電器(RY2)的電接點推遲一定時間后連接到常用電源，使得常用電源和應急電源不發生短路；保險絲(F2)，連接在上述第一輸出端(30)。
參照上述的圖7及圖8，詳細說明本發明實施例的對常用電源及應急電源自動轉換的工作。
通過未圖示的單位住戶計量器及斷路器，從常用電源輸入端子(12)輸入常用電源時，此輸入的常用電源外加到轉換部(26)。此時，在常用電源過高時，極保險絲(POLE-FUSE)(F1)將切斷常用電源的供給。另外，常用電源，由電阻(R1，R2)及電容器(C1)調節電壓后外加到由橋式二極管(D1～D4)及電容器(C2)構成的整流部(42)。整流部(42)對常用電源進行全波整流和濾平，輸出直流電壓。齊納二極管(ZD1)控制過電壓，使得從上述整流部(42)輸出一定的整流電壓。由上述整流部(42)輸出的直流電壓，施加到第一繼電器(RY1)的感應線圈(L1)，在上述感應線圈(L1)有電流流過時第一繼電器(RY1)的開關(SW1～SW2)交替工作，共用端子(c)連接至接點(a)，向第一及第二輸出端(30，32)供給常用電源。另外，由整流部(42)輸出的電壓通過電阻(R4)及二極管(D5)施加至偏壓電阻(R6，R7)，由上述偏壓電阻(R6，R7)分壓外加至晶體管(Q1)的基極，晶體管(Q1)接通。這時，齊納二極管(ZD2)控制通過上述電阻(R4)及二極管(D5)外加的電壓的過電壓。上述晶體管(Q1)一接通，則第二繼電器(RY2)的感應線圈(L2)有電流通過，第二繼電器(RY2)的開關(SW3)進行工作，共用端子(c)連接至接點(b)，從而切斷應急電源使得供給到應急電源輸入端(10)的應急電源不外加到常用/應急燈(36)或應急用負載(38)。這樣，在沒有停電的正常狀態下，轉換部(26)使通過常用電源輸入端子(12)引入的常用電源供給到常用/應急燈(36)。如果向常用/應急燈(36)供給常用電源，則使用者可以操作開關(40)，點亮或熄滅常用/應急燈(36)，當作常用燈使用。另外，在有常用電源的供給時，通過電阻(R3)例如使第一發光二極管(LED1)點亮為綠色，讓使用者能夠確認常用電源供給的狀態。
但是，因停電或送電線路的切斷無法供給常用電源時，由應急電源輸入端(10)供給應急電源。這時如果沒有常用電源的供給，整流部(42)就沒有電壓輸出，第一繼電器(RY1)的感應線圈(L1)沒有電流通過。若在感應線圈(L1)沒有電流的通過，則第一繼電器(RY1)的開關(SW1～SW2)交替工作，共用端子(c)連接至接點(b)，切斷常用電源向第一及第二輸出端(30，32)的供給，并轉換應急電源，使得輸入到應急電源輸入端(10)的應急電源供給到第一及第二輸出端(30，32)。另外，因整流部(42)沒有電壓輸出，所以沒有向晶體管(Q1)的基極外加的偏電壓，晶體管(Q1)斷開。上述晶體管(Q1)一斷開，則在第二繼電器(RY2)的感應線圈(L2)沒有電流，因而第二繼電器(RY2)的開關(SW3)進行工作，共用端子(c)連接至接點(a)，進行轉換使得向應急電源輸入端子(10)供給的應急電源供給到第三輸出端(34)。這樣，停電時，轉換部(26)轉換應急電源，使得通過應急電源輸入端子(10)引入的應急電源點亮輸入常用/應急燈(36)，同時供給到應急用負載(38)。這時，一旦向常用/應急燈(36)供給應急電源，則與開關(40)的操作無關，點亮常用/應急燈(36)當作常用燈使用。另外，當有應急電源的供給時，通過電阻(R8)比如使第二發光二極管(LED2)被點亮為紅色，讓使用者能夠確認應急電源供給的狀態。
再者，將通過常用電源輸入端子(12)引入的電源，由轉換部(26)，通過第一及第二輸出端(30，32)供給時，如果因停電常用電源被切斷，則延遲電路(44)的充電在電容器(C3，C4，C5)的電源放電一定時間。在上述充電在電容器(C3，C4，C5)的電源放電為止，晶體管(Q1)繼續維持導通狀態，第二繼電器(RY2)的感應線圈(L1)有電流通過，第三開關(SW3)使共用端子(c)連接至接點(a)。之后，一定時間的放電結束后，晶體管(Q1)斷開，第二繼電器(RY2)的感應線圈(L1)沒有電流流過。若在上述第二繼電器(RY2)的感應線圈(L1)上沒有電流的流過，則第二繼電器(RY2)使第三開關(SW3)連接共用端子(c)和接點(b)，轉換應急電源，使得通過應急電源輸入端(10)引入的電源供給到常用/應急燈(40)和應急用負載(38)。因此，因停電常用電源被切斷一段時間后，供給應急電源，防止常用電源和應急電源的短路發生。
與此相反，將通過應急用電源輸入端子(10)引入的應急電源，由轉換部(26)，通過第一～第三輸出端(30，32，34)供給時，若常用電源再次被供給，則由整流部(42)輸出的電壓向延遲電路(44)的電容器(C3，C4，C5)充電一定時間。向上述電容器(C3，C4，C5)充電結束為止，晶體管(Q1)繼續維持斷開狀態，第二繼電器(RY2)的感應線圈(L1)因沒有電流流過，第三開關(SW3)使共用端子(c)連接至接點(b)。之后，一定時間的放電結束后，晶體管(Q1)導通，第二繼電器(RY2)的感應線圈(L1)有電流流過。一旦上述第二繼電器(RY2)的感應線圈(L2)有電流流過，則第二繼電器(RY2)的第三開關(SW3)工作，使共用端子(c)連接至接點(a)，使常用電源通過常用電源輸入端(12)供給到常用/應急燈(40)。因此，因停電而供給應急電源之后再次有常用電源的供給時，經過一定時間之后供給常用電源，從而防止發生常用電源和應急電源發生短路，同時防止常用電源逆流至應急電源輸入端子(10)。
在這里未說明的保險絲(F2)的功能是，連接在第一輸出端(30)，若在應急電源或常用電源的供給時檢測到過電壓，則自動切斷電源，防止因漏電引起的火災等。
如上所述，根據本發明，能夠穩定地向公共住宅及寫字樓等建筑物供給電源；能夠減少原材料原價；在負載側布線電路的電源供給上，采用常用/應急開關(SWITTCHING)兼用三電路方式和常用應急的共同二電路而代替了已有的各個常用二電路、應急二電路的四電路，從而可以減少布線來減少原材料價格。使用本發明的器械，在單位住戶及線路一側和負載一側發生電事故時，可及時切斷常用電源和應急電源，防止侵入到其他住戶的電器事故發生，并且容易用工作開關來維持。
在已有的單向情況下，MCCB(MOLDED CASE CIRCUIT BRAKER)和ELCB(EARTH LEAKAGE CIRCUIT BERAKER，ELCB)，不能使用二線式電源輸入和二線式電源輸出來實現電源的常用和應急四輸入。但本發明能夠用常用二輸入、應急二輸入自動控制電源而實現三線式輸入，常用時能夠用第一及第二輸出端(30，32)輸出，并在應急電源的供給時能夠用第一及～第三輸出端(30，32，34)供給應急電源，停電時可以向應急用負載(38)和常用/應急燈(36)供給應急電源。這時第二輸出端(34)和常用/應急燈(36)之間的開關(40)導通，所以即使應急電源從常用/應急燈(36)或應急用負載(38)輸進，因轉換部(26)的第一至第三開關(SW1～SW3)導通，所以無法逆流至常用電源側，防止電源逆流至其他住戶。
另外，在把所述本發明的電源自動轉換裝置設置在單位住戶配電盤時，即使在應急時特別是在火災事故或停電時住戶內發生負載側的電源事故、線路短路等時，也可保護各個住戶的線路，從而電源供給到應急用負載，能夠穩定地按住戶提供電源。
另外，在公共住宅及寫字樓等的建筑物地單位住戶內設置本發明的裝置時，由常用應急電源提供穩定的電源，并且把常用燈當作應急、常用兼用電燈來替換使用，可在經濟上節約成本；可把供給到常用應急燈的三線式輸出電源，供給應急用負載。
如上所述，本發明在單位住戶配電盤具備自動轉換常用電源和應急電源的常用/應急電源轉換部，使得在正常狀態下供給常用電源、在應急時供給應急電源，并且把應急燈兼用作常時燈、應急燈，因此不用另具備應急燈，減少了費用。
再者，不用為了在停電時點亮應急燈而在住戶之間設置垂直并列方式的布管，預防了層間噪音，消除了私生活受侵害及因噪音引起的諸多生活不便。
另外，家用自動設備的情況有以下幾種優點提供應急用電源，不用準備備用電池，縮小了用于裝入家用自動設備的外殼箱體積，減少了裂紋發生的根源；不需要備用電池的充電裝置及備用電池，所以減少了費用。
另外，還有以下優點停電時發生火災時可提供應急電源于自動滅火器，可早期鎮壓火災，防范由火災帶來的莫大損傷的發生，并且在停電時供給應急電源于煤氣警報器，事先預防因煤氣外漏引起的火災事故。
權利要求
1.一種單位住戶常用/應急電源配電盤，其特征在于由以下幾部分構成主斷路器，檢測通過單位住戶計量器被引入的常用電源的電流狀態，若流過過電流或漏電電流，則切斷常用電源的供給；多個輔斷路器，通過電線與上述主斷路器的輸出端子連接，并由此電線各自分支向各個一般用電負載供給上述常用電源，當從上述各個電負載有過電流或漏電電流流動時，切斷各個電源供給；應急電源斷路器，在應急電源線上有過電流或漏電電流流過時切斷應急電源的供給；常用/應急電源自動轉換部，由通過上述單位住戶計量器引入的常用電源和通過另外的引線引入的應急電源，在沒有常用電源的供給時由應急用布線供給應急電源，在恢復供給常用電源時切斷上述應急電源，由上述應急用布線供給常用電源。
2.根據權利要求1所述的單位住戶常用/應急電源配電盤，其特征在于由以下幾部分構成常用電源供給檢測部，檢測常用電源的供給，并對常用電源進行整流和濾平，發生直流電源；應急電源供給檢測部，檢測應急電源的供給，并對應急電源進行整流及濾平，發生直流電源；定時器，使用從上述常用電源供給檢測部或上述應急電源供給檢測部中提供的直流電源進行工作，根據從上述常用電源供給檢測部的常用電源的供給與否，經過事先設定時間時發生常用電源供給用或切斷用開關控制信號；第一開關部，根據上述定時器的常用電源供給用或切斷用開關的控制信號，對應急用配線供給或切斷常用電源；第二開關部，利用由上述應急電源供給檢測部檢測出的電源進行工作，由上述應急用配線供給或切斷應急電源。
3.根據權利要求1或2所述的單位住戶常用/應急電源配電盤，其特征在于還包括設置在上述應急電源引入線上的斷路器。
4.根據權利要求1或2所述的單位住戶常用/應急電源配電盤，其特征在于還包括設置在上述常用/應急電源自動轉換部的輸出端上的斷路器。
5.根據權利要求1或2所述的單位住戶常用/應急電源配電盤，其特征在于還包括連接在上述應急電源輸入線上、在有上述應急電源的供給時，無條件點亮連接在上述應急用分配回路上的應急燈的繼電器。
6.一種單位住戶常用/應急電源轉換裝置，其特征在于由以下幾部分構成常用電源供給檢測部，連接在常用電源線上，檢測常用電源的供給狀態并對常用電源進行整流及濾平，發生直流電源；應急電源供給檢測部，連接在應急用電源線上，檢測應急電源的供給狀態并對應急電源進行整流及濾平，發生直流電源；定時器，利用由上述常用電源供給檢測部或上述應急電源供給檢測部提供的直流電源進行工作，根據由上述常用電源供給檢測部的常用電源的供給與否，經過事先設定時間時發生常用電源供給用或切斷用開關控制信號；第一開關部，上述常用電源供給檢測部沒有檢測到常用電源時，由上述應急電源供給檢測部輸出的電源來進行工作，控制應急電源，向應急負載供給，上述常用電源供給檢測部檢測到常用電源時切斷應急電源；第二開關部，上述定時器輸出常用電源切斷用開關控制信號時，切斷常用電源使之不供給到應急用負載，上述定時器輸出常用電源供給用開關控制信號時，使常用電源供給到應急用負載。
7.根據權利要求6所述的常用/應急電源供給回路，其中上述應急用負載還包括冷暖房用設備、家用自動設備、煤氣警報器、應急燈、電子式滅火器。
8.一種電源自動轉換裝置，其特征在于包括整流部，對通過常用電源輸入端子引入的交流電源進行全波整流及濾平，輸出直流電壓；第一繼電器，連接在上述整流部的輸出端，由感應線圈(L1)和兩個開關(SW1～SW2)構成，在外加上述直流電壓時按照供給常用電源的方式連接接點，在沒有外加上述直流電壓時，按照切斷常用電源、使通過應急電源輸入端子輸入的應急電源連接的方式連接接點；第二繼電器(RY2)，由連接在上述整流部的輸出端的感應線圈(L2)和一個開關(SW3)構成，在沒有直流電壓的施加時供給上述應急電源時，無條件點亮連接在上述應急電源線上的應急燈；延遲電路(44)，一端連接在上述第二繼電器，接收由上述整流部輸出的電壓，在常用電源被切斷時，延遲一定時間后上述第二繼電器的接點連接到應急電源，在供給應急電源的狀態下再次恢復供給常用電源時，經過一段時間的延遲后上述第二繼電器的接點連接到常用電源，以防止常用電源和應急電源發生短路。
9.根據權利要求8所述的電源自動轉換裝置，其特征在于還包括與上述感應線圈(L1)并聯連接，表示常用電源供給狀態的第一發光二極管；連接在上述應急電源輸入端子之間，表示應急電源供給狀態的第二發光二極管。
全文摘要
一種單位住戶常用/應急電源配電盤及其電源自動轉換裝置，本發明就單位住戶內的應急燈(包括停電燈)另以應急電源回路構成、只能在停電時(包括應急用)使用而不得用于住戶常時燈的問題，利用單位住戶常用/應急電源配電盤和單位住戶常用/應急回路，使得能夠向住戶內應急燈及應急用負載即暖房設備、應急燈、煤氣警報器、家用自動設備、電子式滅火器等提供電力。
文檔編號H02J9/06GK1551449SQ200410028748
公開日2004年12月1日 申請日期2004年3月15日 優先權日2003年3月24日
發明者崔赫奎, 鄭榮世, 李美賢 申請人:新昌機械設備株式會社