电气火灾给人们的生命和财产安全构成了巨大威胁,一直以来都是我国火灾预防工作的重要内容。电弧故障是引发电气火灾的重要原因,特别是由于线路绝缘老化破损或触头连接松动等原因引起的串联电弧故障,由于其具有隐蔽性、复杂性等特点,给电弧故障的可靠检测带来很大的难度,而且断路器等保护设备无法提供有效保护。因此研究串联型电弧故障的特性并对其进行正确识别,进而开发出电弧故障检测保护样机,对用电安全具有重要的理论研究意义及工程应用价值。针对目前串联电弧故障主线路电流检测方法易受非线性负载的影响,容易出现误判与漏判的问题,本文以电弧熄灭重燃时的高频电流磁耦合信号作为检测对象进行串联电弧故障检测,主要研究内容如下:1、基于电弧高频电流产生及电磁耦合的理论分析,利用所设计的串联电弧故障实验平台,考虑空间电磁辐射及互感器的摆放位置等因素,对耦合信号采集方法加以验证。在此基础上,采集多种典型负载不同工况下的主线路电流数据及耦合信号数据,通过详细的比较分析,得出本文耦合信号采集方法不受非线性负载额定电流信号奇异性的影响,且可有效检测小功率支路的电弧故障信号,具有可行性和优越性。2、提出基于高阶统计量的电弧故障辨识方法。考虑到实际运行时线路负载的复杂性,对单一负载及其综合负载等多种情况加以研究,统计不同状态下耦合信号的峭度值,从中提取出适当的阈值进行电弧故障识别。对于某些负载启动或切换过程对检测信号造成的影响,提出对耦合信号加以多个周期的检测判断,从而有效排除干扰。3、以dsPIC微处理器为硬件核心,以高阶统计量算法为软件基础,采用模块化的思路对电弧故障检测样机进行设计。硬件部分主要包括电源模块、信号采集与调理模块以及输出模块;软件部分主要包括AD采样中断程序、高阶累积量峭度计算程序以及电弧故障诊断处理程序等。采用双数组交替采样和简式替换的方式,保证信号采样和算法处理两过程的相互独立,同时提高了检测的实时性。4、结合国家标准对检测样机进行电弧故障检测性能测试,测试结果表明本文所提出的耦合信号采集方法及高阶统计量检测算法能够有效识别电弧故障,既不会漏报,也不会误报,设计的检测样机达到了预期的电弧故障检测效果。