随着对电气安全重视的提高,低压交流串联电弧故障检测方法得到了更多学者的关注。由于负载种类繁多,燃弧过程随机性高,目前大多数检测方法仅能针对一类或几类简单负载进行有效检测,且有些检测方法运算量较大难以在低功耗的微处理器上实现,本文以某型号断路器为研究对象,研究适用于多种负载且易集成到断路器中的电弧故障检测方法。设计出能装配到断路器内的控制模块,为断路器的智能化设计提供有效参考。首先,根据断路器的结构特点,因其不配有辅助电源接口,同时空间结构有限,确定了控制模块的供电方式为取电CT即电流互感器感应取电。研究影响取电CT输出功率的关键参数并定量的分析了各参数与其输出功率的对应关系,推导出能使取电CT工作于最大取电功率状态下的匹配参数;对推拉式电磁铁仿真分析,研究线圈电流与电磁铁动铁芯受力的关系,进而确定取电CT的输出电压;测量控制模块的整机功耗,确定取电CT的输出功率;通过对取电CT仿真计算,参数扫描,找到满足控制模块整机功耗同时体积最小的取电CT设计参数。其次,对阻性、感性、非线性、屏蔽性负载进行实验,采集不同负载下的电弧故障电流波形,分析电弧故障电流与正常运行电流的区别,确定电弧故障电流中的关键特征;根据这一特征,采用一款小体积、非易饱和的高频电流传感器对电弧故障电流进行采集,分析了其在不同频率下的传输特性,在不同负载下进行实验,并与实际的电弧故障电流波形进行对比,确定其可行性;然后针对高频电流传感器设计了一种低压交流串联电弧故障检测方法,该方法在被测负载中能够保证高检测率低误判率。最后,设计断路器的控制模块。首先根据断路器的指标要求,确定控制模块的整体设计方案;其次根据控制模块设计参数设计储能电路及信号采集模块;然后,根据断路器的脱扣保护动作时间求解反时限方程,设计软件实现断路器的长延时、短延时、瞬时三段式保护以及电弧故障检测和三相不平衡保护;最后,将控制模块与断路器本体装配、实验测试。