關鍵詞：AFBR-S10TR001Z 光纖收發器 弧光檢測 高可靠性收發器 弧光傳感器

開關柜作為一種電氣設備，作用是在電力系統進行發電、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，使斷路器工作。光檢測的方式相較于傳統的電流、電壓檢 測方式，不僅能夠產生極快的響應，同時具有超低的傳輸延時，可以大大降低檢測系統的響應時間，此外，光在探測器工作的復雜EMI環境中具有極強的穩定性。 因此光檢測已經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器裝置（AFBR-S10TR001Z），該設備可以在-40℃到﹢85℃環境工作。同時系統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。其外形與內部結構如圖1所示。

圖1 AFBR-S10TR001Z外形與內部結構圖

AFBR-S10TR001Z主要有發射器和接收器兩部分構成。發射器包含一個LED，中心發射波長為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控單元。

圖2 收發器中光電管的相對光譜靈敏度曲線

圖2為收發器中光電管的相對光譜靈敏度曲線，黑線表明集成在收發器中的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