低压电器及其线路在长时间过载的情况下,可能出现绝缘老化、破损等现象,从而进一步导致电弧故障的发生,引发电气火灾。故障电弧发生时,除了工频及其谐波的电流电压波形会产生具有明显特征的变化之外,也会产生许多高频电流,可以弥补传统方法在直流系统、预警方面的缺失。据此,本文通过理论、仿真和实验相结合的方法研究了低压电弧的机理及信号特征,并提出了利用高频电流的故障电弧检测方案。本文首先从微观角度研究了低压电弧的放电机理,并基于粒子网格-蒙特卡罗算法进行了仿真,获得了气体放电的脉冲电流波形。然后通过电磁暂态仿真软件仿真了故障电弧发生时线路中的电流波形,结合了经验模态分解和Wigner-Ville分布进行了时频联合分析,验证了故障电弧发生时高频电流的存在并据此选择了合适的测量频段。之后使用高频电流传感器对标准电弧发生器产生的故障电弧进行了测量,对实测信号使用改进的小波阈值降噪处理后进行了时频分析和相关性分析。最后从理论上推导了高频电流的衰减与距离和频率的定量关系并进行了仿真验证,以此为基础提出了基于广义相关时延法的多结点故障电弧定位方案和基于小波分解的单端故障电弧定位方案。