低压供电系统普遍采用低压断路器、熔断器等保护装置,通过检测电流和剩余电流有效值,能够有效防范短路、过负荷和对地漏电等故障。但对于接触不良、绝缘失效等原因引起的电弧故障则无法有效检测和可靠切除。目前,国外市场的故障电弧检测产品不适用于我国的供电系统,而且其检测准确性和可靠性也有待于进一步提高。本文对低压供电系统串联电弧故障的检测方法开展研究,基于仿真模型和模拟实验采集了多种负荷不同条件下的电流波形,优选了用于表征故障特征的频带和相应的小波基函数,以小波高频分量为基础建立了故障判据,并对故障检测装置进行了初步设计。主要研究工作和成果如下:1.基于Cassie电弧模型仿真了交流供电系统的串联电弧故障,研究了电弧电压参数对电弧电流、电压波形的影响。对故障电流波形进行快速傅里叶变换,计算故障及正常工况下各频带能量及能量比,得到表征电弧故障的特征频带。2.根据相关国家标准搭建故障电弧模拟实验平台,采集不同负荷在正常及多种故障条件下的电流波形,并对各负荷的电流波形特点进行对比。研究了阻性负载下,负荷电流、电弧燃烧剧烈程度对串联电弧故障电流波形的影响。采用多种小波基函数对故障电流波形进行分析,通过对比高频分量能量比,优化选取小波基函数和分解层数,作为电流小波高频分量的提取方法。3.对阻性负载电流的小波高频分量的统计分析,表明高频分量波动率能够准确表征串联电弧故障。在此基础上提出的小波高频分量周期方差值指标,能够较好的区分非线性负荷的正常电流与故障电流。对多种相似负荷的计算结果证明了该方法的有效性。4.在检测方法研究的基础上,对低压电弧故障检测装置进行了初步设计。硬件电路由STM32微控制器、电源及外围电路、电流互感器、电流调理电路、数据采集芯片、报警和脱扣等部分组成。软件设计包括检测装置主程序和中断服务程序设计。