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CN101305506B - 用于内部建筑物空间的电力和信号分配系统 - Google Patents

用于内部建筑物空间的电力和信号分配系统 Download PDF

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CN101305506B CN2006800422859A CN200680042285A CN101305506B CN 101305506 B CN101305506 B CN 101305506B CN 2006800422859 A CN2006800422859 A CN 2006800422859A CN 200680042285 A CN200680042285 A CN 200680042285A CN 101305506 B CN101305506 B CN 101305506B
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Abstract

本发明公开了一种用于建筑物内部的电力和信号分配系统和用于操作建筑物内部的电力和信号分配系统的方法。所述系统包括与构成网格(500)的多个支撑件(203)的至少一个表面相邻的多个导体(201)。所述系统还包括与至少两个导体(201)通信的至少一个分路开关(301)，所述分路开关(301)可配置成有选择地在至少两个导体(201)之间传导电力或信号。

Description

用于内部建筑物空间的电力和信号分配系统
技术领域
本发明涉及一种自配置电力网，尤其涉及利用自配置电力网的概念在建筑物的内部分配电力和信号的网格系统。
背景技术
用于把美国的电厂、输电线和变电站连接到家庭、企业和工厂的电网几乎全部在高压交流电(AC)的范围内操作。然而那些建筑物中的越来越多的部分设备实际上在低压直流电(DC)上操作。这些设备包括但不限于：数字显示器、远程控制设备、触敏控制设备、发射器、接收器、定时器、发光二极管(LED)、音频放大器、微处理器以及实际上利用可再充电电池的所有产品。现代商务大楼中的一次配电基础设施的挑战是需要把电力从高压(一般110-230伏AC)转换成低压(一般是3-24伏DC)。
当前，从高压到低压的转换通过通常被称为AC/DC“变压器”或“电力适配器”的设备来实现。在目前主要包括固态电子器件工业中的元件的低压器件工业中，当前的实践是设计器件特定的(即专用的)AC/DC变压器，因为关于一个器件的许多细节是已知的。估计在美国使用的31亿以上的器件利用AC/DC变压器。图1示出了一种典型的AC/DC变压器。图1所示的AC/DC变压器包括AC输入端10、变压器15、整流器20、以及被设置用于提供DC输出30的线性调节器25。AC/DC变压器的操作在本领域中是熟知的。
众所周知，这种变压器/适配器的效率非常不同。平均地说，进入这些变压器的高压交流输入测的电力的大约50％到60％作为低压电力离开直流输出侧。其余部分作为废热被消耗。因此，改善常规的AC/DC变压器的原始耗电效率对于极大地减少能量成本具有潜力。
在任何给定时刻相对于任何其它时刻的负荷变化或者实际所需的电力量通常被认为是确定原始电力消耗效率时的最重要因素。不幸的是，常规的低成本AC/DC变压器被设计成对于特定的预期负荷或负荷范围最大化它们的效率，因而产生了在统计上高度变化的效率。
当在建筑物内部分配电力时要考虑的因素是对于低压直流(LVDC)电路的美国国家电气规程(NEC)类II和类III电力要求。在这方面，如其中所述，NEC对于连附于任何一个导电段的设备可得到的总电力施加了重大的限制。更具体地说，类II和类III要求把在一个电路中连接的负荷限制到最大100VA。例如，在被设计用于通常以24V直流电(VDC)操作的电路中，连接的电流将被限制为大约4A(即100VA除以24VDC＝4.167A)。换句话说，超过4A的负荷必须由至少两个电气隔离的电源供电，这两个电源单独都不超过4A。这种负荷管理(包括实时监控)不足以适应于当前的LVDC电力分配系统。
出于上述原因，需要有效地调整这种可能改变的负荷的“分组”以便平均电力负荷，使其相对于变化的需求在统计上可以较小地改变。此外，需要一种建筑物内部的电力管理系统，包括但不限于单独的天花板环境，其可以限制在网格网络的任何给定“分支”上分配的电力量，使得该网格网络符合NEC类II或类III的全部要求。
发明内容
本发明提供一种用于建筑物内部空间(例如天花板环境)内的电力和信号分配系统。本发明的系统和方法通过负荷分组以及有效的电力和信号传输路由来提供电力效率最佳化，所述负荷分组以及有效的电力和信号传输路由中的每一个都可以被实时地管理。
本发明的系统具有网状结构，其包括多个被机械连接的导电元件。该系统包括至少一个分路开关，被配置用于提供、拒绝或者修改两个机械连接的导电元件之间的电连接。分路开关对系统提供可配置的点，使得可以通过从一个或多个原点到一个或多个使用点的不同导电路径，来无源或有源地路由电力以及信号的任何叠加。
本发明的一个方面包括一种用于建筑物内部的电力和信号分配系统，包括与构成网格的多个支撑件的至少一个表面相邻的多个导体。此外，至少一个分路开关与至少两个导体互连，所述分路开关是可配置的，用于有选择地在至少两个导体之间传导电力或信号。
本发明的另一个方面包括一种用于配置电力和信号系统的方法。所述方法包括提供多个导电元件。所述多个导电元件被连接在一起，其中这些导电元件保持彼此电隔离。至少一个分路开关被连附在所述多个导电元件中的至少两个导电元件之间，从而形成用于电流的选择性导电路径。对构成导电路径的元件中的一个元件施加电流。通过所述导电路径来路由电流，以及所述分路开关被配置成提供系统的所需功能。
按照本发明实施例的系统具有重构自身的能力，从而利用一个使用点处的多个路径的负荷分配能力，以及在多个使用点利用一个路径，而不管各个使用点之间的距离。
此外，按照本发明实施例的系统能够减少总的电能消耗，并且同时保持系统的机械功能和一般的安装特性。
按照本发明实施例的系统还允许在使用本发明的建筑物的所有合理状态期间的有效电力网格功能的本地和/或中央控制。除了包括分路开关的网格的无源、预设或所谓的“缺省”能力之外，还包括包含可以通信的分路开关的配置，所述分路开关可以是有源的，即被询问、被监视、被寻址和/或被本地或者远程地手动或自动控制。
附图说明
图1表示常规的AC/DC变压器；
图2表示按照本发明实施例的具有电气化天花板系统的室内空间的正透视图；
图3表示按照本发明实施例的网格构架的截面的透视图；
图4表示按照本发明另一个实施例的网格构架的截面的透视图；
图5表示按照本发明实施例的电气化天花板系统的示意图；
图6-图18表示与按照本发明实施例的电气化天花板系统一起使用的替代分路开关布置；
图19表示按照本发明另一个实施例的电气化天花板系统的示意图；以及
图20示意地表示按照本发明实施例的选择性照明系统。
在可能的情况下，在全部附图中使用相同的标号表示相同或相似的部分。
具体实施方式
本发明包括用于在电气化天花板构架系统内分配电力和/或信号的系统。具体地说，本发明包括优选地安装在室内空间101的结构化头顶部分上的构架，其能够向低压电气设备107供电。图2表示具有由天花板网格构架105支撑的天花板103的室内空间101。构架105被设置成使得能够连接构架105内或构架105上的导电元件，从而提供选择性电力分配和/或选择性信号分配。例如，由置于天花板网格构架105的表面上的导电元件或导体201(见图3)来对电气设备107供电。天花板103包括装饰瓦片、声学瓦片、绝缘瓦片、灯具、暖通和空调(HVAC)出口、其它天花板元件或覆盖层或者它们的组合。电气设备107优选地是低压设备，包括但不限于装饰设备、照明设备(例如白炽灯、荧光灯、发光二极管(LED)灯、有机发光二极管(OLED)灯、聚合物发光二极管、电致发光灯)、声学设备(例如扬声器和其它发声、遮声或消声设备)、加热或制冷设备(例如电启动的机械设备(即可变空气速度混和器以及其它辐射或对流加热和/或制冷设备))、传感器和/或控制设备(例如烟雾或一氧化碳检测器、其它空气质量检测设备)、电子运动检测器、无线接入点或天线、通信设备、生命安全和保健设备、视听设备(例如照相机或摄像机)、电子显示器或图像产生设备、和/或其它电气或电子低压设备。这些电气设备107可被安装在天花板103的上方或下方或者安装在天花板内，并以提供所需电力和/或信号分配的方式与系统相连。
虽然图2表示用于天花板103的网格构架105，但本发明不限于此，可以包括支撑墙壁或其它类似建筑物内部结构或表面。在网格构架105是悬挂的天花板103的一部分的例子中，网格构架105处于基本上水平的平面内。这个基本水平的平面被限定为网格构架105的顶部和底部表面之间的体积。天花板103可以包括一般可得到的元件，例如可被直接置于导体201上的天花板瓦片。在优选实施例中，天花板103包括由不导电材料制成并可被直接置于导体201上的天花板瓦片。
图3和图4包括按照本发明另一个实施例的网格构架105系统的透视图。具体地说，图3表示从上方看的网格构架105的一部分的透视图，其中除去了天花板103的一部分。网格构架105包括截面基本上呈倒“T”形的交叉支撑件203，其中凸缘205从立股204向外延伸。立股204从灯泡(图2未示出)或其它支撑设备延伸到凸缘304。虽然图3所示为倒“T”形，但是可以使用能够支撑天花板103或者能够提供合适的天花板装饰的任何几何形状。支撑件203通过利用机械金属线、紧固件或通过立股204连接到建筑物结构上的其它合适支撑设备来安装到建筑物结构上。
本发明的系统包括被安装在凸缘304的凸缘表面205上的导体201。虽然导体201被表示为安装在凸缘表面205上，但是导体201可被安装在可电连接到电气设备107的任何表面上或者在网格构架105内形成的或者由网格构架105形成的任何空腔内，包括但不限于：立股204的垂直表面以及与凸缘表面205相对的凸缘304的下表面或凸缘304的端部。导体201包括导电材料，当接触时，其提供足以向低压电气设备107供电的电连接。合适的导电材料包括但不限于：铝及其合金、铜及其合金、黄铜、磷青铜、铍铜、不锈钢或其它导电材料或者它们的组合。此外，导电材料可以包括具有镀层的导电体材料，包括但不限于：铜、镍、锡、铅、铋、银和金镀层或其它导电材料镀层或者它们的组合。如图3所示，用于容纳导体201的合适表面包括支撑件203的两个凸缘表面205，其中凸缘表面205中的一个容纳具有正电荷的导体201，第二凸缘表面205容纳具有负电荷的导体201。
在本发明的另一个实施例中，可以提供单个具有正电荷的导体201，其中可以通过接地的设备或者其它合适的返回电路径来完成电路。此外，导体201被设计成只能从网格的上方、下方及其水平面内接近。可以在支撑件203的机械连接点提供电连接的间断，从而在安装期间提供网格的机械功能和电功能的分离。在网格构架105的机械安装之后，可以把电源连附到导体201，并可以提供天花板103系统上的电力分配。导体201可以是暴露的或者由绝缘或保护涂层部分或全部覆盖。可以通过任何合适的方法，包括但不限于：粘合剂、用板固定或机械连接方法，把导体201安装、形成在天花板网格构架105上，或者作为天花板网格构架105的一部分包括在天花板网格构架105内。此外，导体201可被安装在或直接形成在天花板网格构架105的表面上，或者可以在导体201和天花板网格构架105之间具有绝缘材料，例如MYLAR
Figure S2006800422859D00061
，MYLAR
Figure S2006800422859D00062
是E.I.Du Pont De Nemours以及Company Corporation Wilmington，DE联合登记的商标，具有本领域熟知的聚酯成分。位于间断点的支撑件203的交点上的分路开关301包括用于在相邻支撑件203的导体201之间提供选择性连接的连接器和/或设备。分路开关301可以包括微处理器、二极管、晶体管、整流器、电阻、热敏电阻、电容器、模拟和/或数字逻辑电路、感测电路、可寻址ID电路、跳接器、隔离器、固态或机电继电器、连接器和/或触点、和/或其它电气或电子电路及元件，只要其适合于实现分路开关301的预期功能。
在本发明的另一个实施例中，导体201可以至少部分地被涂覆能够阻止或减慢腐蚀和污物或灰尘的影响的材料。在本发明的另一个实施例中，导体201可被嵌入支撑件203内。为了便于电接触，本发明的本实施例的涂覆材料可以是导电的或者是可刺穿的，以便于与导体201的接触，或者是可以借助于另外的合适设备可刺穿或可被部分或全部除去的。
图4表示从上方看的天花板网格构架105的一部分的透视图，其中天花板103的一部分具有图3所示的结构。然而，图4的天花板网格构架105包括具有用于图3的凸缘304的替换几何形状的交叉支撑件203。在图4中，立股204从灯泡(图4未示出)或其它支撑件延伸到下方盒子303。下方盒子303的几何形状不限于图中所示的，可以是适用于支撑天花板103或提供合适的天花板装饰的任何形状，并用于提供其上或其内可以放置导体201的设备。下方盒子303包括多个导体201，它们被排列和布置在下方盒子303内的表面上。导体201不限于图4所示的配置，并且可位于支撑件203的任何表面上，或者位于由网格构架105形成的或在网格构架105内形成的任何空腔内。图4中的导体201的布置允许与天花板网格构架105下方的电气设备107(图1)连接。此外，在图4所示的实施例中，在下方盒子303内存在一个或多个分路开关301(图4中看不到)，位于支撑件203的交点处。
图5示意地表示具有电力和信号分配网的天花板平面图，其利用分路开关301物理地使导电元件彼此相连。分路开关301优选地被安装在设计者要在其中进行、阻止或者修改电连接的网格500的交叉点处。每个分路开关301与至少两个导体201物理地接触。分路开关301在网格500中提供设计可配置点。当分路开关301闭合时，电气链接导体201而形成导电路径。或者，可配置的分路开关301可以有选择地断开导体201或者永久地断开导体201。
这些分路开关301的安装可由电工或其它经过合适训练的人员和/或电器行业中熟练的人员完成。不过，电力和信号分配系统的机械部分预期不需要由电器行业的熟练人员来安装。
除了在网格500的交叉点提供电连接或者断开之外，分路开关301还可以包含电力检测电路。这种电路可以检测分路开关301连接的每一侧上的电压和/或电流(安培)状态。此外，分路开关301可以包括信号接收和/或发送电路和信号处理电路。这种电路可用于通过在网格本身形成的导电路径来发送和接收信号，或者使用电磁能，例如RF传输技术来无线地发送和接收信号。此外，分路开关301可以使用在其连接位置接收或检测的电信息以及预设或实时编程的逻辑指令集，来确定可寻址的分路开关应当被设置的“状态”，即“断开”或者“闭合”。
可寻址的分路开关301可以是可电配置的，从而具有一个默认状态，例如在一次电源故障的情况下，它们被自动地设置到该状态。不可寻址或无源的分路开关301被配置成保持在其原始安装状态，即断开或闭合，而不管网格500中的电力状态。
根据地方规范或条例、运行因素或成本因素，系统设计者可以选择分路开关301的类型及其在天花板平面图中的位置。表1列出了分路开关301的类型的代表性例子。
表1
  分路开关类型   基本能力   默认状态   操作功能
  固定的跳接器   无源的   闭合   无
  固定的隔离器   无源的   断开   无
  通用连接器   无源的   可预先设置   无
  无智能开关   有源的   可预先设置   S，C
  无智能报告器   有源的   可预先设置   S，C，Tx
  弱智能开关   有源的   可预先设置   S，C，Rx
  弱智能报告器   有源的   可预先设置   S，C，Rx/Tx
  智能开关   有源的   可预先设置   S，C，A，Tx/Rx
操作功能如下：
S＝电力检测(例如电流或电压)
C＝可配置的(例如断开或闭合)
Tx＝能够发送的
Rx＝能够接收的
A＝可寻址的(用于本地、中央或远程控制)
分路开关301还可以包括其它的功能或者在表1中未示出的功能的组合。
图6-18表示可以在如图5所示并在上面对照图5说明的网格500中使用的分路开关301的布置。虽然在支撑元件203上可以包括两个或更多个导体201，为了看起来简单，图6-18只示出了在交叉点601的一个导体201。第二导体201，例如具有负极性的导体虽然未示出，其可被用作对网格500提供所需功能的任何合适电路，并且可以包括但不限于：跨过分路开关301的固定跳接器、具有自接地元件的固定隔离器、或者包括图6-18的任何一个所示的那些元件的元件的任何其它组合。
图6表示按照本发明实施例的固定隔离器分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601连接到分路开关301。具有图6所示的固定隔离器功能的分路开关301不包括连接第一导体603和第二导体605的电路。在另一个实施例中，导体201可以具有被插在导体201之间的绝缘材料。
图7表示按照本发明实施例的固定跳接器分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。具有图7所示的固定跳接器功能的分路开关301包括连接607，例如导线或导电材料的其它配置，用于提供第一导体603和第二导体605之间的电通信。固定跳接器可以提供用于闭合第一导体603和第二导体605之间的电路的永久连接。
图8表示按照本发明实施例的双向通用连接器分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。具有如图8所示的连接器功能的分路开关301包括开关609。在本实施例中，开关609是手动多极单掷开关，其操作用于断开或闭合第一导体603和第二导体605之间的电路。可以利用任何手动开关机构进行开关609的操作。例如，可以提供用户操作的开关，用于断开或闭合开关609。此外，还可以包括附加的导线和/或电路，用于响应于用户的输入或者响应于检测的状态，统一跨过多个分路开关301的切换和/或所述切换的自动控制。虽然图8示出把第一导体603连接到第二导体605，但开关609可以用对网格500提供功能的任何结构来配置，其中所述结构可以包括在两个以上的导体201之间和/或当中进行切换。
图9表示按照本发明实施例的四向通用连接器分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。与图6-8不同，本发明的这个实施例包括4个交叉点601，使得能够在四个方向的任何一个方向上有选择地连接到导体201。具有图8所示的连接器功能的分路开关301包括多个开关609，被配置用于有选择地允许电力从第一导体603流向第二导体605、第三导体611和第四导体613中的一个或多个。如图所示，本实施例中的开关609是手动多极单掷开关，其可操作用于断开或闭合交叉点601的任意组合之间的电路。如在图8中，开关609的操作可以利用任何手动开关机构或任何附加电路来进行。
图10表示按照本发明实施例的“无智能”分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。具有如图所示的连接功能的分路开关301包括开关609、处理器615和继电器617。在本实施例中，开关609是多极单掷开关609，其操作用于断开或闭合第一导体603和第二导体605之间的电路。开关609的操作可以是手动的，或者由遥控设备操作，所述遥控设备是被自动控制的或是由用户输入控制的。继电器617和处理器615通信，处理器615检测第一导体603的状态，并向继电器617提供信号，有选择地操作继电器617断开或闭合在第一导体603和第二导体605之间的电路。继电器617和处理器615可以是单独的元件，或者是一个整体元件。虽然图10示出连接第一导体603到第二导体605，但开关609和继电器617可以用对网格500提供功能的任何结构配置，其中所述配置可以包括在两个以上的导体201之间和/或当中切换。在本发明的另一个实施例中，开关609可被省略，继电器617可以提供连接功能，其中继电器617和处理器615在第一导体603和第二导体605之间提供选择性电连接。
图11表示按照本发明实施例的无线信号“无智能”报告器分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。图11的分路开关301包括图10所示并参照图10说明的开关609、处理器615和继电器617的配置。此外，图11所示的实施例包括信号设备619，其能够发送信号621。产生的信号621最好是无线电磁信号，例如射频波(RF)。信号设备619可以是用于发送信号621的任何信号产生设备，例如RF发送器。信号设备619与继电器617通信，提供信号621，该信号对应于例如电压、电流、处理器输出信号、开关位置的状态或网格500的控制器所需的任何其它状态。信号621可以由控制器或其它设备(未示出)接收，这些设备能够分析包含在信号621中的信息。例如，控制器可以根据接收的信号621来确定提供输出或响应，使继电器617断开或闭合，从而使得在电路中包含附加电源、调节至网格500的电流或电压、或网格500的功能所需的任何其它输出或响应。
图12表示按照本发明实施例的“无智能”报告器分路开关的有线信号形式。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。图12的分路开关301包括图10所示并参照图10说明的开关609、处理器615和继电器617的结构。此外，图12所示的实施例包括第三导体611，其通过有线连接来发送信号621。信号621可以用与参照图11在上面说明的方式基本相同的方式被利用，其中信号621通过第三导体611通过有线连接被接收。例如，信号621可以对LED提供电压，点燃LED以表示继电器617是断开的还是闭合的。
图13表示按照本发明实施例的无线信号“弱智能”分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。图13的分路开关301包括如图10所示并参照图10说明的开关609、处理器615和继电器617的配置。此外，图13所示的实施例包括信号设备619，其接收信号623。接收的信号623优选地是无线电磁信号，例如RF波。信号设备619可以是提供信号621的任何信号接收设备，例如RF天线。信号设备619与处理器615通信，其接收网格500的控制器所需的对应于处理器的设置的信号。例如，由信号设备619接收的信号623优选地来自远程RF发送器或类似设备，它们根据网格500的检测状态或所需功能由用户操作或者被自动操作。信号623可以命令处理器615按照输入的电压或电流，断开或闭合继电器617。
图14表示按照本发明实施例的有线信号“弱智能”分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。图14的分路开关301包括如图10所示并参照图10说明的开关609、处理器615和继电器617的配置。此外，图14所示的实施例包括第三导体611，其通过有线连接向处理器615发送信号623。信号623可以用和上面参照图13所述的方式基本相同的方式被利用，其中信号623通过第三导体611由处理器615接收。例如通过第三导体611来自控制器的信号可以配置处理器615，以便响应于第一导体603上的预定电流，命令继电器617断开或闭合。
图15表示按照本发明实施例的无线“弱智能”报告器分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。图15的分路开关301包括如图10所示并参照图10说明的开关609、处理器615和继电器617的配置。此外，图15所示的实施例包括信号设备619，其接收信号623并发送信号621。信号621可以用和上面参照图11所述的方式基本相同的方式被利用，其中信号621由处理器615接收。信号623可以用和上面参照图13所述的方式基本相同的方式被利用，其中信号623由处理器615接收。利用发送信号621和接收信号623，例如可以允许控制器或其它设备通信，并远程控制分路开关301的功能。
图16表示按照本发明实施例的有线“弱智能”报告器分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。图16的分路开关301包括如图10所示并参照图10说明的开关609、处理器615和继电器617的配置。此外，图16所示的实施例包括第三导体611，其接收信号623并发送信号621。第三导体611和处理器615通信。信号621和623提供和图15所述的基本相同的功能，其中信号621和623通过第三导体611的有线连接被提供。
图17表示按照本发明实施例的无线“智能”报告器分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。图17的分路开关301包括如图15所示并参照图15说明的开关609、处理器615、继电器617以及信号设备619的配置。不过，本实施例中的信号设备619与逻辑电路625通信，逻辑电路625接收对应于网格500的控制器所需的处理器615的设置的信号623。逻辑电路625是一种电路，其优选地包括微处理器或类似电路，与处理器615通信，并向处理器615提供对应于预定输入值的选择性信号。例如，逻辑电路625可以包括对应于管理和/或允许特定用户从处理器615接收信号621和/或向处理器615发送信号623的设置。在另一个例子中，逻辑电路625可以包括对应于交叉点601的地址的设置，其中，中央控制器可以利用信号623来控制多个分路开关301。
图18表示按照本发明实施例的有线“智能”报告器分路开关301。如上面参照图5所述，构成网格500的导体201在交叉点601与分路开关301相连。图18的分路开关301包括如图16所示并参照图16说明的开关609、处理器615、继电器617以及第三导体611的配置。此外，图18所示的实施例包括逻辑电路625，其接收信号623并发送信号621。信号621和信号623提供和图17中所述的基本上相同的功能，其中，信号621和623借助于第三导体611的有线连接被提供给逻辑电路625。
用于本发明的分路开关301不限于图6-18所示的配置，并且可以包括硬件和提供导体之间的连接并使网格500具有所需功能的元件的任意组合，所述硬件包括但不限于：微处理器，二极管，晶体管，整流器，电阻，热敏电阻，电容器，模拟和/或数字逻辑电路，检测电路，可寻址ID电路，跳接器，绝缘器，固态继电器或机电继电器，连接器和/或触点，和/或任何其它电气或电子电路。此外，分路开关301不限于两个导体201之间的连接，并可以包括三个或更多个导体201之间的连接。例如，在支撑件203的两个垂直方向上具有功能性的网格500中，或者如果多个系统可被有选择地连接，则可能需要在三个或更多个导体201之间的连接。
图19表示按照本发明的网格500的可能配置的代表性例子。本发明不限于特定的物理或功能设备、材料或设计。图19仅仅说明了在建筑物内部应用中使用的可配置网的设计和操作的总体构思。其它可以同样共存但或多或少复杂的功能也是可能的，包括但不限于自动检测、测量、切换、调节、报告、计算以及机电和/或微电子/光子的定位或致动。
网格500包括第一电路结构1201，其具有配置在一组分路开关301的相对侧的多个电气设备107。第一电路结构1201包括继电器1202，其有选择地连接与电气设备107和电压源1200连接的任何一个或两个垂直导体201。继电器1202可以包括电压或电流检测元件，其根据预置的或编程的设置来断开或闭合电路，其中继电器的配置提供所需功能性。例如，分路开关301可被有选择地连接，以便提供根据预定电压或电流被启动的电气设备107的不同配置。
网格500还包括第二电路结构1203，其具有电压源1200和电气设备107，电气设备107进一步包括两个电气设备107，其中电气设备还可以包括无线发送器1207，其使得能够启动或停止电气设备107。例如，手动开关或类似设备可以向无线发送器1207发送信号，并命令电气设备107启动或停止。
网格500还包括第三电路结构1205，具有电压源1200和多个电气设备107。此外，第三电路结构1205包括导体201中的间断点1209。间断点1209可以是由下述但不限于下述原因造成的：不好的电连接、导体201的损坏、或者导体201的过量腐蚀。第三电路结构1205中的分路开关的配置允许电力在旁路该间断点的替换路径(例如在导体201和分路开关301的相邻组中示出的路径)中流动。这种配置使得网格500能够包括至电气设备107的多个路径，从而增加系统的可靠性。此外，分路开关301可被配置为“弱智能”或“智能”分路开关301，其中，电力的路径可以在网格500的操作期间响应于间断点1209而被调整。
图20表示按照本发明的系统，包括分路开关301的组合，其允许有选择地启动多个电气设备107(即L1、L2、L3、L4、L5和L6)。例如，图20所示的系统可以包括房间空间101(图2)的一部分的照明。如图20所示，分路开关J1、J2和J3在网格构架105的交叉点(图20未示出)被连接。分路开关301被配置成允许在U方向或L方向中的一个或两个方向上流动，如图20所示。在本实施例中，分路开关301被配置成提供：X伏输入下在U方向上的流动、Y伏输入下在L方向上的流动、以及Z伏输入下在U方向和L方向上的流动。电压源1200是可变的，以便根据所需的电气设备107的所需组合，至少提供电压X、Y和Z。电压的不同允许通过只改变电压来有选择地启动电气设备107或电气设备107的组。通过改变电流或远程传感器提供的信号可以实现相同的功能。
通过使用分路开关301来电连接导电元件，其上或其内设置有导体201的支撑件203可被进一步修改为预先安装或现场安装的“装配”处理的一部分。预期在这个过程中使用与当前用于非电网的相同或类似的简单工具。由于这个或其它原因，包括在网格系统的电力/信号功能范围内或范围外的那些，系统设计者将自由地混和不同长度的网格元件，而不管其是否含有导体201。
如上所述，分路开关301被置于网格500内提供所需功能的位置。所需功能可以包括但不限于：网格系统电力要求的控制、电气设备107的选择性启动、故障/紧急电力状态、或者一个或多个网格500内的上述状态的远程或中央控制。例如，在本发明的一个实施例中，所需功能可以包括负荷卸载能力，其中当电气设备107与提议的系统连接和/或断开时，系统维持系统的所需电负荷。在本实施例中，分路开关301被配置或者远程配置成监视一些状态，例如对其配置各个分路开关301的导体201的电压和电流。根据检测的状态，分路开关301和/或远程控制器提供继电器617的断开或闭合，使得系统被配置成针对电负荷的改变进行调节。这种调节可以包括以引入附加电源的方式闭合电路、以除去电源的方式断开电路，或者断开、闭合或隔离至负荷产生电气设备107的电路。这种能力将允许网格500临时或者永久地主动或反应性地修改连接的负荷。这种相互作用的能力使系统能够以最大效率适应负荷的改变，从而符合本地的规章或条例，或者正确地响应紧急电力状态，例如外部供应中断以及本地供电问题。
上面给出了用于理解本发明示例的实施例。应当理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对于本领域技术人员，不脱离本发明的构思，显然可以作出改型、重新布置和替代。

Claims (7)

1.一种用于建筑物内部的电力和信号分配系统，包括：
构成网格构架(500)的多个支撑件(203)，其中，
在两个或更多个支撑件(203)上设置有电导体(201)，
设置在两个或更多个支撑件(203)上的电导体(201)在交叉点(601)与分路开关(301)相连，以及
所述分路开关(301)在所述电导体(201)之间提供电通信，
其特征在于，
所述两个或更多个支撑件(203)彼此相对定位在多于一个的方向上并在交叉点(601)彼此接触，其中，通过电导体(201)之间的电通信而形成多向导电路径，以及
所述分路开关(301)被配置成沿所述多向导电路径来路由电流。
2.如权利要求1所述的系统，其中，至少一个分路开关(301)检测电导体的状态并响应于该检测的状态而提供信号。
3.如权利要求2所述的系统，还包括控制器，用于接收所述信号并响应于所述信号而提供输出。
4.如权利要求1所述的系统，其中，至少一个分路开关(301)是响应于接收的信号而配置的。
5.如权利要求4所述的系统，还包括与至少一个分路开关(301)通信的控制器，其中所述控制器提供所述信号。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述电导体被设置在所述支撑件(203)的表面上。
7.如权利要求1所述的系统，其中，至少一个分路开关(301)是可寻址的，并且响应于来自控制器的信号而被配置，其中，所述信号对应于系统的所需功能。
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