650nm模擬光纖收發(fā)器，開關柜弧光檢測專家

　　開關柜作為一種電氣設備，作用是在電力系統(tǒng)進行發(fā)電、輸電、配電和電能轉換的過程中，起到對用電設備進行開合、控制和保護的作用。

　　電弧短路作為開關柜中的常見故障，一旦發(fā)生，便會輻射出巨大的聲、 光、 電、 熱等能量，如果斷開不及時，將會導致電力系統(tǒng)與用電設備毀壞，甚至人身傷亡。因此必須采取有效措施，迅速將電弧熄滅，以保證開關電器正常運行。電弧故障保 護的基本思想是實時檢測故障電弧的弧光或電流、電壓信號，當信號幅值超過預定的閾值時啟動控制系統(tǒng)，使斷路器工作。光檢測的方式相較于傳統(tǒng)的電流、電壓檢 測方式，不僅能夠產(chǎn)生極快的響應，同時具有超低的傳輸延時，可以大大降低檢測系統(tǒng)的響應時間，此外，光在探測器工作的復雜EMI環(huán)境中具有極強的穩(wěn)定性。 因此光檢測已經(jīng)成為目前弧光檢測最好的方式。

　　針對開關柜中電弧的光檢測，世強供應商Avago推出了一款 650nm 高可靠性模擬光纖收發(fā)器裝置(AFBR-S10TR001Z)，該設備可以在-40℃到﹢85℃環(huán)境工作。同時系統(tǒng)設計人員能夠采用該裝置，在 1 毫米塑料光纖 (POF) 上設計出弧光傳感器。其外形與內(nèi)部結構如圖1所示。

　　圖1：AFBR-S10TR001Z外形與內(nèi)部結構圖

　　AFBR-S10TR001Z主要有發(fā)射器和接收器兩部分構成。發(fā)射器包含一個LED，中心發(fā)射波長為650nm。接收器包含一個ASIC，它集成了一個光電管(PD)和一個跨阻放大器(TIA)。這個ASIC提供了模擬電壓輸出到拉弧監(jiān)控單元。

　　圖2：收發(fā)器中光電管的相對光譜靈敏度曲線

　　圖 2為收發(fā)器中光電管的相對光譜靈敏度曲線，黑線表明集成在收發(fā)器中的ASIC的光電管的相對光譜靈敏度是與輸入光的光波長相關的。藍線描繪的是典型的弧光 光譜。光電管的響應完全覆蓋了弧光的光譜范圍，保證了對弧光事件的完全檢測。AFBR-S10TR001Z的典型應用電路如圖3所示。

　　圖3：AFBR-S10TR001Z的典型應用電路