真空开关以真空作为绝缘介质,具有触头开距小、动作快、燃弧时间短等特点。真空灭弧室作为真空开关的关键组成部分,其设计会影响真空电弧的形态演变。对电弧形态进行诊断,可将电弧形态与真空开关性能建立联系,因此电弧形态研究在真空开关大容量发展过程中起关键性作用。在对真空电弧进行的研究中,起弧阶段时间短、变化快,不易观察研究。弧前近极区涉及电极放电、电磁场、温度场等多重过程,且起弧阶段电弧形态变化直接决定着熄弧阶段以及弧后介质恢复阶段的开断性能。因此成为诸多学者的研究焦点,本文也围绕起弧阶段展开研究。本文主要工作有:(1)利用真空电弧采集系统对起弧阶段电弧图像进行采集。(2)使用小波变换的方法对电弧图像进行分解重构、降噪及多尺度细化处理,进而完成对图像边缘的提取。(3)对起弧阶段电弧图像进行特性分析:电弧面积随电压、触头开距的变化,不同条件下阴极斑点的提取,电弧密度随触头开距的变化,熵值变化,多尺度下观测到的电弧等离子体扩散规律。通过实验可知:(1)多尺度小波变换方法检测到的电弧图像边缘与传统算子检测的结果相比,更加清晰、准确。(2)保证其他条件不变,电弧随触头开距变大或电压升高而加快扩散,电弧的面积变大,不同开距下电弧密度可以反应电弧图像的亮度。(3)熵值在整个电弧形成过程中先升高达到峰值后下降,等离子体扩散是由中心向四周进行,并变得越来越稀薄。本文使用小波变换方法对起弧阶段的图像进行处理,提取的边缘信息更加准确,有助于对起弧阶段图像宏观及微观特性的研究,能加深对起弧阶段的理解。同时也有利于完善电器电弧理论,有利于未来真空开关的发展。