引起電氣火災的原因：
- 電流。如短路、過載等原因引起的電氣火災
- 故障電弧。如電氣部件接觸不良、接地故障等原因產生電弧或電火花引起的電氣火災。
【故障電弧不易被檢測，而電弧現象在供電線路中卻常常出現，且電弧溫度比較高】
電弧產生機理
電弧是指兩極之間的空氣隙由絕緣體變爲介質，從而形成連續的放電現象，伴隨有強烈的發熱、發光等現象。電弧殘生的溫度極高，其中心溫度通常達到5000~15 000℃，電弧產生的電離氣壓也很高，並伴有高熱氣體的釋放以及電極材料的揮發。
故障電弧產生原因分類
接觸不良、絕緣老化、絕緣破損等
- 線路接觸不良。線路接觸不良通常在線路連接處發生，如果在連接處接頭接得不好，就會阻礙電流在導線中的流動，容易引起線路發熱和故障電弧。當熱量足以熔化電線的絕緣層時，絕緣層就會起火，而引燃附近的可燃物。
- 線路絕緣老化。當線路絕緣水平下降時，供電線容易發生絕緣擊穿而導致電弧性短路。
- 線路絕緣破損。電纜芯與電纜芯或電纜芯與鉛皮之間的絕緣體被擊穿而產生電弧，致使電纜的絕緣材料黃麻保護層發生燃燒。
故障電弧的分類
- 串行電弧。當串聯負載電路被無意中斷開時，會發生串行電弧故障。
條件：連接器或接線的接觸不良、線纜彎曲過度而導致的導線磨損和電纜外被夾傷致使導線斷裂。
- 並行電弧。當相線、PE線間形成導電通路時，出現並行電弧故障。
條件：源故障電流和故障阻抗。接地電弧故障是並行電弧故障的另一種形式，當相線與金屬外殼接觸時，會產生接地電弧故障。
電弧故障現象
產生故障電弧時，電網電壓會突然下降，電流上升，並伴隨有弧光、弧聲、放熱和電磁輻射等現象。
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基於電流、電壓的檢測方法
【原理】
- 電流在10kHz~100kHz的頻率範圍內諧波含量明顯增多
- 將採集到的電流和電壓信號進行傅里葉分解後綜合判斷電弧故障
- 爲防止電源質量、負載性質引入干擾因素而造成的誤判，將傅里葉分解後的結果引入到神經網絡中進行訓練
- 故障電弧信號的非線性和隨機性不能滿足FFT(快速傅氏變換)所要求的系統線性及信號穩定
- 韓國學者：db4小波研究了154KV高壓電力系統中的高阻電弧故障
- 孫鵬提出利用小波變換來分析故障電弧電流特徵頻段能量變比的診斷方法，利用db5小波對電弧電流信號進行小波分解，以提取故障電弧的特徵頻帶，從而進行故障電弧的診斷
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基於弧聲、弧光的檢測方法
- 楊建紅等研究了關聯維數在故障電弧早期探測和保護中的應用，利用分型理論中的關聯維數，有效提取了淹沒在複雜背景噪聲下的電弧弧聲信號，從而實現故障電弧的檢測以及對開關櫃的保護
- 田廣青利用弧光信號作爲故障電弧的特徵信號來檢測故障電弧
- 基於故障電弧時發出的弧光及過流雙判斷，提供快速而安全的母線保護，爲限制故障電弧損壞提供了一種有效的解決方法
- 侷限性：其傳感器有特定的安裝位置，適用於開關櫃內部等的電弧檢測，而不適用線路稍長的電氣設備中。
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基於電弧壓力效應的檢測方法
【原理】開關櫃內部產生電弧，電能轉化爲熱能，引起周圍空氣溫度升高，壓力增大，空氣介質的不斷膨脹進一步對櫃體產生力的衝擊。
軟件編程原理
電弧特性分析是通過對電壓和電流的模擬同步檢測實現的。當電壓過零時，其極性將發生變化，同時，其採樣值呈週期變化，電流的特性也是如此，而根據傅里葉變換的基本原理，一個周期函數可以展開成無數個正弦或餘弦的函數之和，函數的週期越短其(級數)收斂越快，週期越長收斂就越慢。具體的實現方法如下：
以電壓波形兩次正向過零爲一個整週期， 每半個週期 N 次採樣：
a. 首先， 當電壓在正半週期並且 N 爲 0 時將正弦累積值和預先累積值復位， 以此作爲一次計算相位的起始。
b. 對於餘弦累積值的計算， 在電壓經歷正半週期時， 電流的餘弦累積值與前一次的餘弦值相加， 電壓在負半週期時， 電流的餘弦累積值與前一次的餘弦值相減。
c. 對於正弦累積值的計算， 以 N / 2 爲界， 前N / 2 次採樣中， 電流的正弦累積值與前一次的正弦值相加， 後 N / 2 次採樣中， 電流的正弦累積值與前一次的正弦值相減。
d. 最後， 當電壓在負半週期並且 N 達到最大采樣數時作爲一次計算相位的結束。
至此， 線電壓和電流之間的相位差已經被模擬爲正弦函數和與餘弦函數和之間的比率， 即正切值。 由於正切曲線是圓滑的單調遞增函數， 由此， 負載運行時產生的相位差應該滿足這條曲線， 負載的類型也就可以被判斷出來了。
資料來源：吳一羊. 電氣火災故障電弧探測技術研究進展[J]. 建築電氣, 2015(7):52-55.