(57)【要約】【課題】応答時間を向上させかつ警報誤りを最小限にした改良型のアークフラッシュ防止機構を提供すること。【解決手段】光と音響波を同時に検出するためのセンサを提示する。このセンサは、１本または複数本の光ファイバと、該１本または複数本の光ファイバの少なくとも１本の一方の端部の近くに配置させた隔壁と、を含む。この隔壁は、アークフラッシュから音響波の入射があると振動すると共に１本または複数本の光ファイバのうちの該少なくとも１本の中に光ビームを反射させるように構成されている。１本または複数本の光ファイバの周りに、１本または複数本の光ファイバのうちの少なくとも１本の中にアークフラッシュから発せられた光を拡散させるための半透明領域を配置させている。【選択図】図１
2011237422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光（２６）と音響波（２８）を同時に検出するためのセンサ（１０）であって、
１本または複数本の光ファイバ（１４、３８）と、
前記１本または複数本の光ファイバ（１４、３８）のうちの少なくとも１本の一方の端部の近くに配置された隔壁（１２）であって、アークフラッシュから音響波の入射があると振動しかつ該１本または複数本の光ファイバ（１４、３８）のうちの該少なくとも１本の中に光ビーム（３１）を反射するように構成された隔壁（１２）と、
前記１本または複数本の光ファイバのうちの少なくとも１本の中にアークフラッシュから発せられた光を拡散させるために該１本または複数本の光ファイバの周りに配置させた半透明領域と、
を備えるセンサ（１０）。
【請求項２】
前記１本または複数本の光ファイバ（１４、３８）は、光源（５６）からの光を隔壁（１２）に伝達するため並びに隔壁からの反射光ビーム（３１）及びアークフラッシュが生成した光（２６）を検出システムに向けて伝達するための少なくとも１本の光ファイバを含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記１本または複数本の光ファイバは、光源からの光（３０）を隔壁に伝達するため並びに隔壁からの反射光ビーム（３１）を検出システム（５０）に向けて伝達するために隔壁（１２）の近くに１つの端部を有する第１の光ファイバ（１４）と、アークフラッシュに由来する光（２６）を検出システム（５０）に向けて伝達するために半透明領域（２０）内部に配置させた端部を有する第２の光ファイバ（３８）と、を含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記１本または複数本の光ファイバは、光源（５６）からの光を隔壁（１２）に伝達するために隔壁（１２）の近くに１つの端部を有する第１の光ファイバ（１４）と、反射された光ビーム（３１）を検出システムに向けて伝達するために隔壁（１２）の近くに１つの端部を有する第２の光ファイバ（１５）と、アークフラッシュに由来する光を検出システム（５０）に向けて伝達するために半透明領域（２０）内部に配置させた端部を有する第３の光ファイバ（３８）と、を含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項５】
１本または複数本の光ファイバ（１４、３８）と、
前記１本または複数本の光ファイバ（１４、３８）のうちの１本に結合されると共にレーザビーム（３０）を発生させるように構成された光源（５２）と、
センサ（３４）であって、
１本または複数本の光ファイバの前記１本の一方の端部の近くに配置されていると共に、アークフラッシュから音響波の入射があると振動しかつ１本または複数本の光ファイバ（１４、３８）のうちの少なくとも１本の中にレーザビームを反射させるように構成された隔壁（１２）と、
１本または複数本の光ファイバのうちの少なくとも１本の中にアークフラッシュから発せられた光を拡散させるために該１本または複数本の光ファイバの周りに配置させた半透明領域（２０）と、
を備えているセンサ（３４）と、
センサ（３４）に結合されると共に、アークフラッシュからの音響波を示す反射レーザビーム（３１）及びアークフラッシュから発せられた光を受け取るように構成された１つまたは複数の光検出器（７０、７２）と、
１つまたは複数の光検出器に結合されると共にアークフラッシュの発生を検出するように構成されたプロセッサ（６２）と、
を備えるアークフラッシュ検出システム。
【請求項６】
前記プロセッサ（６２）は、アークフラッシュの発生を検出した際に保護デバイス（７４）にアーク短絡信号（７３）を提供するように構成されている、請求項５に記載のアークフラッシュ検出システム。
【請求項７】
光ファイバを介してセンサに光を伝達する工程と、
センサからアークフラッシュ発生を検出するようにろ過及び処理するための音響波と光を表す成分を含んだ光を伝達する工程と、
を含む方法。
【請求項８】
前記処理は、アークフラッシュを示す音響波の検出とアークフラッシュを示す光の検出との間の時間遅延を決定する工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
アークフラッシュの発生を検出した際に保護デバイスを起動させる工程をさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
アークフラッシュ検出システムであって、
光ビームを発生するように構成された光源（５６）と、
電気分配システムの周りに配置させた複数のセンサ（１１１〜１２０）であって、該センサの各々は、
１本または複数本の光ファイバと、
前記１本または複数本の光ファイバの少なくとも１本の一方の端部の近くに配置させた隔壁であって、アークフラッシュから音響波の入射があると振動し該１本または複数本の光ファイバのうちの少なくとも１本の中に光ビームを反射させるように構成された隔壁と、
前記１本または複数本の光ファイバのうちの少なくとも１本の中にアークフラッシュから発せられた光を拡散させるために該１本または複数本の光ファイバの周りに配置させた半透明領域と、
を備えている複数のセンサ（１１１〜１２０）と、
を備えたアークフラッシュ検出システムと、
センサに結合されると共にセンサからの反射光ビームを検出するように構成された少なくとも１つの光検出器（１２４）と、
前記少なくとも１つの光検出器に結合されると共にアークフラッシュを緩和しかつ電気分配システム内部のアークフラッシュの箇所を検出するように構成されたプロセッサ（６２）と、
を備える電気分配システム（１１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般的にはアークフラッシュ検出に関し、また具体的にはアークフラッシュセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力回路や開閉装置の実施形態は、絶縁体によって分離させた導体を有する。幾つかの分野では、空気間隙にこの絶縁体の一部または全部の役割をさせることが多い。導体が互いに接近し過ぎている場合や電圧がその絶縁レベルを超える場合には、導体間にアークを生じる可能性がある。導体間にある空気や任意の絶縁体（気体、固体または液体）は電離してその絶縁体が導電性になりこれによりアーク事象を生じさせる可能性がある。アーク事象があると、２０，０００℃程度に至り、導体や隣接する材料を蒸発させ、かつ周囲の回路を破壊するような爆発的エネルギーを放出する可能性がある温度を誘導することがある。
【０００３】
アークフラッシュ（ａｒｃ  ｆｌａｓｈ）は典型的には、２つの相の間あるいはある相と中性点または接地の間でのアーク短絡（ａｒｃ  ｆａｕｌｔ）に由来する急速なエネルギー放出の結果である。アークフラッシュは、爆発の場合と同様の高熱、強烈な光及び音響波を発生させる可能性がある。しかしアーク短絡電流は回路短絡電流と比較してその規模がかなり小さいのが一般的であり、また回路遮断器ではこうした小さい電流規模には必ずしも反応しない。典型的には、アークフラッシュ緩和技法は標準的なヒューズや回路遮断器を使用する。しかしこうした技法は、応答時間が遅くアークフラッシュを緩和するように十分に高速でない。
【０００４】
アーク短絡を緩和するための一技法は、アークセンサの応答時間を短縮させることである。例えば応答時間の短縮は、例えば光などアーク事象に特異的な特徴を検出することによって達成されることがある。光学センサが筐体内部の光を検出し、アークフラッシュ事象の発生を判定する。しかしこうした光検出方法では、散乱光や他の線源からの光が検出されると誤ったアーク検出に至ることがある。さらにこうした方法ではアーク事象の箇所に関する情報が提供されない。その他の技法には、アークフラッシュで誘導される圧力変化を検出するための圧力センサを筐体内部に実現させることを含む。しかしこうした方法では、圧力ビルドアップにかなりの時間がかかるため検出に遅延が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第２００７０２６３３２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
応答時間を向上させかつ警報誤りを最小限にするような改良型のアークフラッシュ防止機構が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
簡単に述べると、光と音響波を同時に検出するためのセンサを提示する。本センサは、１本または複数本の光ファイバと、該１本または複数本の光ファイバの少なくとも１本の一方の端部の近くに配置させた隔壁と、を含む。この隔壁は、アークフラッシュから音響波の入射があると振動すると共に１本または複数本の光ファイバのうちの該少なくとも１本の中に光ビームを反射させるように構成されている。１本または複数本の光ファイバの周りに、１本または複数本の光ファイバのうちの少なくとも１本の中にアークフラッシュから発せられた光を拡散させるための半透明領域を配置させている。
【０００８】
別の実施形態では、アークフラッシュ検出システムを提示する。本検出システムは、１本または複数本の光ファイバと、該１本または複数本の光ファイバのうちの１本に結合されると共にレーザビームを発生させるように構成された光源と、を含む。本システムはさらに、１本または複数本の光ファイバのうちの１本の一方の端部の近くに配置されていると共に、アークフラッシュから音響波の入射があると振動しかつ１本または複数本の光ファイバのうちの少なくとも１本の中にレーザビームを反射させるように構成された隔壁を備えたセンサを含む。このセンサはさらに、１本または複数本の光ファイバのうちの少なくとも１本の中にアークフラッシュから発せられた光を拡散させるために該１本または複数本の光ファイバの周りに配置させた半透明領域を含む。本システムは、センサに結合されると共にアークフラッシュからの音響波を示す反射レーザビーム及びアークフラッシュから発せられた光を受け取るように構成された１つまたは複数の光検出器と、該１つまたは複数の光検出器に結合されると共にアークフラッシュの発生を検出するように構成されたプロセッサと、を含む。
【０００９】
別の実施形態では、方法を提示する。本方法は、光ファイバを介してセンサに光を伝達する工程と、アークフラッシュの発生を検出するようにろ過及び処理するためにセンサからの音響波と光を表す成分を含む光を伝達する工程と、を含む。
【００１０】
さらに別の実施形態では、電気分配システムを提示する。本電気分配システムは、光ビームを発生するように構成された光源を有するアークフラッシュ検出システムを含む。電気分配システムの周りには複数のセンサが配置されており、これらのセンサの各々は、１本または複数本の光ファイバと、該１本または複数本の光ファイバの少なくとも１本の一方の端部の近くに配置させた隔壁であって、アークフラッシュから音響波の入射があると振動しかつ１本または複数本の光ファイバの少なくとも１本の中に光ビームを反射させるように構成された隔壁と、を有する。これらのセンサの各々はさらに、１本または複数本の光ファイバのうちの少なくとも１本の中にアークフラッシュから発せられた光を拡散させるために該１本または複数本の光ファイバの周りに配置させた半透明領域を含む。電気分配システムはさらに、センサに結合されると共にセンサから反射された光ビームを検出するように構成された少なくとも１つの光検出器と、該少なくとも１つの光検出器に結合されると共に電気分配システム内部においてアークフラッシュが検出されたときにアーク短絡信号を発生させるように構成されたプロセッサと、を含む。
【００１１】
本発明に関するこれらの特徴、態様及び利点、並びにその他の特徴、態様及び利点については、同じ参照符号が図面全体を通じて同じ部分を表している添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによってより理解が深まるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態によるアークフラッシュセンサを表した図である。
【図２】本発明の別の実施形態によるアークフラッシュセンサを表した図である。
【図３】本発明の別の実施形態によるアークフラッシュセンサを表した図である。
【図４】本発明の一実施形態によるアーク検出システムのブロック図である。
【図５】本発明の別の実施形態によるアーク検出システムのブロック図である。
【図６】別のアーク検出システムのブロック図である。
【図７】別のアーク検出システムのブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態によるアークフラッシュから検出された音響及び光信号を時間の経過に従って表したグラフである。
【図９】本発明の一実施形態によるアークセンサを実現している電気分配システムを表した図である。
【図１０】アークフラッシュセンサ内に実現させた隔壁に関する幾つかの実施形態を表した図である。
【図１１】図１０の隔壁の周波数応答を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態によるアークフラッシュセンサを表している。センサ１０は、ファイバコア１６及びファイバクラッド１８を有する光ファイバ１４の一方の端部１３の近くに配置された隔壁１２を含む。一実施形態ではその隔壁１２は、アークフラッシュからの音（音響波）が入射すると振動し、レーザビーム３０からの光をファイバコア１６内に反射させるように構成されている。本明細書で使用する場合に音響波とは、圧力波も同様に含むことがある。一実施形態ではその隔壁は、薄膜から製作され細長い位置に配置された不透明材料を備える。別の実施形態ではその隔壁は半透明材料を備える。この半透明材料は例えば、外気圧ダイナミックスに応答し約３０％〜約６０％の光の透過を可能にするように予ひずみを受けた薄膜を含むことがある。一実施形態では光検出器または検出器アレイの飽和を回避するために、その隔壁が金属化ポリマー材料を備える。隔壁の製作中に、所望の厚さが得られるようにポリマー薄膜上への金属化薄膜の被着を制御することがある。
【００１４】
音響波の検出を可能とさせながら動作時に隔壁の保護を提供するために隔壁１２は、外部環境からの音響波の隔壁への到達を許容する保護用スリーブ２２及び保護用スクリーン２４の内部に封入されることがある。光ファイバ１４の周りにはファイバホルダー２０が配置されている。一実施形態ではそのファイバホルダーは、アークフラッシュから発せられた光をファイバコア１６の中に拡散させるように構成された半透明領域を含む。アークフラッシュからの光検出を強化するために、直径が約０．５ｍｍ〜約２ｍｍの任意選択の１つまたは複数の穴２５を設けることがある。この実施形態ではアークフラッシュが出した光は、この任意選択の穴２５を通ってファイバ１４まで導かれる。保護用スクリーン２４及び隔壁１２がある程度の光の通過を許与するような実施形態では、アークフラッシュからの光はさらに、保護用スクリーン及び隔壁を通過してファイバ１４に向けて導かれることがある。
【００１５】
例示的な動作では、センサ１０はアークフラッシュからの音響波２８及び光２６を受け取るように構成されている。センサ１０は音響波と光を表す信号を同時に取得するように構成されている。音響波と光を同時に検知するこうした統合型の方式によれば、誤った警報が最小限になると共に早期のアークフラッシュ検出が可能となる。ファイバコア１６は、隔壁１２上のレーザビーム３０を導くように構成されている。隔壁１２はアークフラッシュからの音響波の強度及び周波数に基づいて振動するように構成されている。この振動に基づいて、一意のパターンの光が隔壁からビーム方向３１に反射される。同時に、アークフラッシュから発せられた光が半透明領域２０上に入射する。半透明領域２０は、ファイバコア１６に向けて光を拡散させるように構成されている。一実施形態ではその半透明領域２０は、紫外波長で光を拡散させるように構成されている。光ファイバの一方の端部１３と隔壁１２の間の距離は、隔壁１２からの反射ビームが大きな透過損失を伴うことなくファイバコア１６に至るように最適化させている。
【００１６】
図２は、本発明の別の実施形態によるアークフラッシュセンサを表している。センサ３４は、対応するファイバコア１６、３８を有する２本の光ファイバ１４、３６を備えたデュアルファイバコア設計を表している。第１の光ファイバ１４の一方の端部１３は隔壁１２の近くに配置させている。アークフラッシュが生じた場合、アークフラッシュから発せられた音響波が隔壁に振動を生じさせる。反射されたビーム３１は、後でアークフラッシュを検出するように処理を受けるような振動を取り込む。第２の光ファイバ３６の一方の端部４０は、光ファイバ３６がアークフラッシュに由来する拡散光を伝達するように構成されるようにして半透明領域２０の内部に配置させている。動作時には、第１の光ファイバ１４を音響波検出専用としまた第２の光ファイバ３６を光検出用とした２本の光ファイバ１４、３６を存在させている。図示した実施形態ではファイバコア１６は、隔壁１２上にレーザビーム３０を導くこと並びに後続の処理のために隔壁１２からの反射ビーム３１を戻すように伝達することの両方を行うように構成されている。一実施形態では、光結合効率を増大させるために光ファイバ３６の端部４０の周りのクラッド４１を除去している。
【００１７】
図３は、本発明の別の実施形態によるアークフラッシュセンサを表している。センサ４４は、第１の光ファイバ１４が隔壁１２上にレーザビーム３０を伝達するように構成されかつ第２の光ファイバ１５が隔壁１２から反射ビーム３１を受け取るように構成されるようにした方式で配列させた３本の光ファイバ１４、１５、３６を含む。アークフラッシュからの光を検出するように、図２で説明したような第３の光ファイバ３６を構成させている。
【００１８】
図４は、本発明の一実施形態によるアーク検出システムのブロック図である。検出システム５０は、光ファイバケーブル１４に結合されたセンサ５２を含む。光ファイバケーブル１４には分離器５８及びファイバ分割器６０を介して光源５６が結合されている。一実施形態ではその光源５６は発光ダイオードを含む。別の実施形態ではその光源５６は、概ね近赤外波長の光を放出するレーザダイオードを含む。プロセッサ６２は、センサからの反射光３１及び半透明領域を通った拡散した光６４を含むセンサ５２から戻される合成光を処理するように構成されている。一実施形態ではそのプロセッサ６２は、光学フィルタ６６、６８及び光検出器７０、７２を介してファイバ分割器６０に結合されると共に、さらにアーク短絡信号７３を発生させるように構成されている。この光学フィルタは、光のうちのある種の波長を通過させかつ残りを阻止するように構成されている。光検出器７０、７２は、入射光の強度及び波長に基づいて等価的な電圧を生成するように構成されている。こうした電圧は、プロセッサ６２を介した更なる処理にとって好都合である。アークフラッシュを緩和するためにプロセッサ６２に保護デバイス７４を結合させることがある。一実施形態ではその保護デバイスは、信号を受け取ったときにトリップするように構成された保護継電器を含む。
【００１９】
例示的な動作においてアーク検出システム５０は、アークフラッシュからの音響波及び光を検出するように構成されている。アークフラッシュ事象４８があった場合、アークフラッシュから音響波４９及び光６４（ただしこれらに限らない）が放出される。センサ５２は、光と音響波を同時に検出するように構成されている。センサ５２は、例えば図１〜３で説明した実施形態のうちのいずれを含むこともできる。一実施形態ではそのアーク検出システム５０は、図１で検討したような単一の光ファイバ１４を有するセンサ１０を実現するように適合させている。レーザダイオードなどの光源５６は、光ファイバを介してセンサに伝達されるレーザビームを発生させている。センサからの反射ビーム３１及びアークフラッシュからの光６４がレーザ光源５６に入るのを阻止するように光源５６の送出側端部上に分離器５８を配置させている。ファイバ分割器６０は、レーザビーム３０をある方向に伝達しかつ反射光３１を別の方向に伝達するように構成されている。一実施形態では、信号ビームはさらにファイバカプラ６１を通した後に光学フィルタ６６、６８を通過させる。この実施形態のさらに具体的な例では、光学フィルタ６６は反射ビームが光検出器７０に提示されると予測される波長の光を通過させるように構成した帯域通過フィルタ（約１５５０ｎｍのフィルタ）を含み、かつ光学フィルタ６８はアークフラッシュ光が光検出器７２に提示されると予測される波長の光を通過させるように構成した低域通過フィルタ（概ね＜７００ｎｍのフィルタ）を含む。プロセッサ６２は、２つの光検出器７０、７２からの信号を処理しアークフラッシュ事象４８が起きた場合にアーク短絡信号７３を発生させるように構成されている。保護デバイス７４は、アーク短絡信号７３に基づいて起動されると共に、アークフラッシュを緩和するためにパワーを切断するように構成されている。
【００２０】
図５は、本発明の別の実施形態によるアーク検出システム８０のブロック図を表している。光源５６と光検出器７０、７２を結合させるために、別々の２つのカプラ６０及び６２ではなく１×３のファイバ分割器８２を実現させている。さらに図５は、各実施形態において図４のフィルタが不要であることを例証するために用いている。図５の実施形態ではその光検出器は、波長のうちのあるレンジを検出するように構成されている。一例では、光検出器７０が約１５５０ナノメートル波長のレンジの光を検出するように構成されており、また光検出器７２は約２００ナノメートル〜約７００ナノメートルの波長レンジの光を検出するように構成されている。
【００２１】
図６は、図２に関連して記載したようなセンサ中に少なくとも２本の光ファイバを存在させているアーク検出システムのブロック図である。動作時には、光源から分離器５８及びカプラ９０を通ってファイバ１４へセンサ３４へと光が導かれる。光ファイバ１４は隔壁（図２では参照番号１２で示す）からの反射ビーム３１を伝達するように構成されており、また光ファイバ３６はアークフラッシュからの光６４を伝達するように構成されている。図６の実施形態では、ファイバカプラ９０は光源５６及び光検出器７０をセンサ３４と結合させるように実現させている。図７は、アーク検出システム９２において（図３に関連して検討したタイプのセンサ内部に）３本の光ファイバ１４、１５、３６を実現させ得るような代替的な一実施形態である。
【００２２】
図８は、本発明の一実施形態によるアークフラッシュから検出した音響及び光信号を表しているグラフである。例示的な一実施形態ではそのグラフ９６は、４８０Ｖ、１００ｋＡの設定としたシミュレーションのシステムにおいて音響及び光信号を計測することによって得られる。グラフ９６は、Ｘ軸９８上にミリ秒を単位とした時間かつＹ軸１００上に電圧を示している。図示した実施形態では、プロフィール１０２がアークフラッシュの光成分を表しており、またプロフィール１０４がアークフラッシュの音響成分を表している。検出されたアークフラッシュ誘導による光１０３と音響波１０６の間の相対時間遅延９９が一意のサイン（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）の役割をする。ある種の実施形態では、こうした相対時間遅延は概ね約０．５ｍｓ〜約１０ｍｓである。後で比較するために所与のシステムに関する一意のパターンを形成するプロフィール１０２、１０４のこうした組み合わせを保存しておくことがある。音響と光データの両方を用いると誤った警報の可能性が緩和され、アークフラッシュ事象の箇所を提供するようにその相対時間シーケンスが予測される。
【００２３】
図９は、本発明の一実施形態によるアークフラッシュセンサを実現している電気分配システムを表している。電気分配システム１１０は、システムの周りに配置させると共にアークフラッシュ事象を検出するように構成された複数のセンサ１１１〜１２０を含む。このセンサは、図１〜３で検討したような任意の設計を含むことがある。光ファイバケーブル１２２及び複数のセンサ１１１〜１２０に光源５６を結合させている。各センサはファイバカプラを介して光検出器アレイ１２４に結合させている。電気分配システムの内部でアーク短絡が検出された場合にアーク短絡信号を生成するようにプロセッサ６２を構成させている。一実施形態ではプロセッサ６２は、電気分配システムの周りに配置させた複数のセンサからの信号に基づいて電気分配システム内部におけるアークフラッシュの箇所を検出するように構成されている。
【００２４】
図１０は、本発明の一実施形態によるアークフラッシュセンサ内に実現させた隔壁に関する幾つかの実施形態を表している。例示的な一実施形態ではその隔壁１２（図１）は、参照番号１２６で示したような金属薄膜被着を備えたポリマー薄膜を含む。このポリマー薄膜１２８の一方の側に、薄い金属薄膜１３０（厚さが約５ｎｍ〜約３０ｎｍ）の単一層を被着させている。別の実施形態では参照番号１３２は、ポリマー薄膜１２８の各側に被着させた少なくとも２層の薄い金属薄膜１３０、１３４を表している。別の実施形態では参照番号１３６は、ポリマー薄膜１２８の一方または両方の側に被着させた複数層の薄い金属薄膜１３７、１３８の被着を表している。１層または複数層の薄い金属薄膜の厚さによって、光透過比及び音響波に対する隔壁の周波数応答が制御されている。
【００２５】
図１１は、図１０の隔壁に関する周波数応答を表している。グラフ１４２は、Ｙ軸１４６上にｋＨｚ単位で計測した周波数をまたＸ軸１４４上にマイクロメートル単位で計測した厚さを表している。プロフィール１４８〜１５２はシミュレーションから得ている。プロフィール１５２は、ポリマー薄膜だけからなるように構成した隔壁に関する例示的な周波数応答である。プロフィール１５０は、ポリマー薄膜（図１０の１３２）の両側に薄い金属薄膜を備えた隔壁に関する例示的な周波数応答を表している。プロフィール１４８は、ポリマー薄膜（図１０の１３６）の両側に多重層の金属薄膜を備えた隔壁に関する例示的な周波数応答を表している。
【００２６】
本発明の様々な実施形態において提唱したセンサは低コスト材料及び単純な製造技法を使用し得るので有利である。さらにこうしたセンサは速い応答及び高い感度を有する。一体型のセンサによって、光などの放射と動的な音響波信号とを同時に検出している。こうした一体型センサによればアークフラッシュ事象の迅速な検出が可能となる。アーク検出向けに実現させた光ファイバは、電磁干渉に対する不感受性、サイズ及び重量の削減、分配機能、追加的パワーが不要などの利点を有する。本明細書で使用する場合に、「ａ」や「ａｎ」という語は数量の限定を意味しておらず、むしろ言及した項目が少なくとも１つ存在することを示すためのものである。
【００２７】
本発明のある種の特徴についてのみ本明細書において図示し説明してきたが、当業者によって多くの修正や変更がなされるであろう。したがって添付の特許請求の範囲が、本発明の真の精神の範囲に属するこうした修正や変更のすべてを包含させるように意図したものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  センサ
１２  隔壁
１３  一方の端部
１４  光ファイバ
１５  光ファイバ
１６  ファイバコア
１８  ファイバクラッド
２０  半透明領域
２２  保護スリーブ
２４  保護スクリーン
２５  任意選択の穴
２６  光
２８  音響波
３０  レーザビーム
３１  反射レーザビーム
３４  センサ
３６  光ファイバ
３８  ファイバコア
４０  一方の端部
４２  ファイバクラッド
４４  センサ
４８  アークフラッシュ事象
４９  音／音響波
５０  アーク検出システム
５２  センサ
５６  レーザ光源
５８  分離器
６０  ファイバ分割器
６２  プロセッサ
６４  アークフラッシュ
６６  光学フィルタ
６８  光学フィルタ
７０  光検出器
７２  光検出器
７３  アーク短絡信号
７４  保護デバイス
８０  アークフラッシュ検出システム
８２  ファイバ分割器
８８  アーク検出システム
９０  ファイバカプラ
９２  アーク検出システム
９６  グラフ
９８  Ｘ軸
９９  相対時間遅延
１００  Ｙ軸
１０２  プロフィール
１０３  例示の光の検出
１０４  プロフィール
１０６  例示の音響波の検出
１１０  電気分配システム
１１１  センサ
１１２  センサ
１１３  センサ
１１４  センサ
１１５  センサ
１１６  センサ
１１７  センサ
１１８  センサ
１１９  センサ
１２０  センサ
１２２  光ファイバケーブル
１２４  光検出器アレイ
１２６  隔壁
１２８  ポリマー薄膜
１３０  薄い金属薄膜
１３２  隔壁
１３４  薄い金属薄膜
１３６  隔壁
１３７  複数の金属薄膜層
１３８  複数の金属薄膜層
１４２  グラフ
１４４  計測厚さ（Ｘ軸、マイクロメートル単位）
１４６  計測周波数（Ｙ軸、ｋＨｚ単位）
１４８  周波数応答プロフィール
１５０  周波数応答プロフィール
１５２  周波数応答プロフィール
【図１】
2011237422.tif 000003
【図２】
2011237422.tif 000004
【図３】
2011237422.tif 000005
【図４】
2011237422.tif 000006
【図５】
2011237422.tif 000007
【図６】
2011237422.tif 000008
【図７】
2011237422.tif 000009
【図８】
2011237422.tif 000010
【図９】
2011237422.tif 000011
【図１０】
2011237422.tif 000012
【図１１】
2011237422.tif 000013