故障电弧探测器AFD模组LS-AFD-A53

 

 

            

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图1 模组实样图

 

本产品为符合GB14287.4 标准AFD故障电弧检测模组，通过和外部电路的配合，可以对线路中的串联故障电弧、并联故障电弧进行有效的检测，同时避免非故障电弧引起的误报警。

本产品使用3.3V电源供电，要求纹波<50mV。典型工作电流20mA，最大工作电流30mA。

本产品已通过EMC测试。

 

图2 模组封装尺寸及接口定义图（正视）

引脚编号	引脚名称	现标注名称	功能说明	备注
1	Assist-KEY2	KEY3	备用按键
2	Assist-KEY	KEY2 RESTART	辅助按键	用于模组功能检测，MCU复位
3	Main-KEY	KEY1 TEST/SET	主按键	用于报警输出测试，电流校准及现场自学习
4	Assist-LED	BUZZ	辅助指示灯
5	Main-LED	LED	主指示灯
6	Arcfault	ARC_FAULT	故障电弧输出信号
7	RESET#	NRST	硬件复位引脚
8	TXD	TXD	串口通讯引脚TX
9	RXD	RXD	串口通讯引脚RX
10	GND	GND	模组接地
11	TCK	TCK	SWD 时钟
12	TMS	TMS	SWD 数据
13	VCC	VCC	模组3.3V供电
14	LS_B	LS_B	低频互感器引脚2
15	LS_A	LS_A	低频互感器引脚1
16	HS_B	HS_B	高频互感器引脚2
17	HS_A	HS_A	高频互感器引脚1

 

图3 模组原理框图

互感器HS和互感器LS对负载线路中的信号进行采样。将采样信号进行特殊处理得到特征模拟信号，通过MCU的AD处理单元，特征模拟信号转化为特征数字信号。此数字信号经由MCU和电弧检测模组间的复杂算法，来判断负载电路中是否有故障电弧发生。当发生故障电弧时，输出相应的信号。

模组提供LED接口，用于输出表达；按键接口，用于输入操作控制。预留额外的电平接口，以利于扩展和特殊功能扩展。

同时此模组可提供UART等接口进行通信，与外部电路进行通讯或将报警信息上传给监控设备，从而有效预防故障电弧火灾的发生。

2.      模组测试板说明书

图4 模组测试板

模组引脚和模组测试板元件引脚主要对应关系

KEY1 TEST /SET----------S1_3测试

KEY2 RESTART-----------S1_2清除

KEY3-----------------------S1_1

LED-------------------------D1_1黄灯

ARC_FAULT---------------D1_2红灯

 

模组测试板说明 

1．       测试板可检测、校准一个模组。

2．       J4接入5v电源电压，给电路供电。

3．KS1，5V电源开关。 D0，电源工作指示灯。

4．也可以通过J5接3.3v电源供电，此时KS1不起作用。

5．U3为模组接口

6．互感器接口，HS接黄色接互感器H，LS接黑色互感器L

7．D1_1黄灯，标定指示灯。

8．D1_2红灯，故障电弧输出指示灯。

9．S1_3测试按键，S1_2清除按键。

10．DB为RS232接口，可进行串口通讯。

 

图5 简单串联电弧示意

 

串联电弧实验如图所示，检测线路穿过测试板的两个互感器，测试板供电。

负载端可接各种不同负载，例如电水壶，调光灯等。

通过控制拉弧装置的离合来产生电弧，通过此电弧来验证模组的电弧检测功能。

 

操作说明

 

1.       校准：产品回路中接上5A纯阻负载，先按下按键S1_3不放，再上电，这样就进入内部校准程序，内部进行互感器及电路的自动校准，校准完后先会点亮黄灯D1_1，然后红灯D1_2点亮，这样才校准结束，校准过程中不能松开测试按键。（未经过校准的产品不能工作，出厂时已经经过校准，用户可忽略此功能）。

2.       自测试：短按按键S1_3松开（短于1S），红灯D1_2会亮起。按S1_2清除键红灯D1_2灭。

3.       电弧检测：按照上图连接测试环境，检测到故障电弧，红灯D1_2会亮起。