低压交流接触器是低压电器的一个重要组成部分,其作为基础性配套元件被广泛的应用于各生产部门。在低压交流接触器闭合和分断电气回路时,其触头间会产生电弧。低压交流接触器开关电弧在其燃弧瞬间即可达到高温,因而会严重影响低压交流接触器的产品性能,降低其产品可靠性并缩短其电寿命。本文主要研究低压交流接触器开关电弧在燃弧过程中的直径变化以及电弧的温度变化和分布规律并对低压交流接触器开关电弧进行了仿真计算。本文的研究成果可以为改进触头材料、改善电器的结构以及提高低压交流接触器的电气性能提供支持。本文首先利用基于面阵CCD照相机的低压交流接触器开关电弧的高速图像采集系统对低压交流接触器的开关电弧从燃弧到熄弧的一系列图像进行采集,然后利用自适应中值滤波算法对采集到的低压交流接触器电弧的图像进行了去噪,并利用拉普拉斯锐化法对电弧图像的边缘以及细节信息进行了锐化处理。本文基于低压交流接触器开关电弧的高速图像采集系统的光学特征对该系统进行了标定并按照标定计算了整个燃弧过程中的电弧直径值变化,分析了电弧的运动规律。温度是电弧的重要物理特性之一。因此研究低压交流接触器电弧在燃弧过程中的温度变化以及分布规律是十分重要的。本文在分析非接触测温理论的基础上研究了电弧的能量辐射与CCD采集图像像素灰度值之间的关系,设计了双波长电弧辐射图像采集装置,利用黑体炉对该采集装置进行了标定。基于双波长比色测温原理对采集到的电弧燃弧过程的双波长辐射投影图像进行了投影温度场的重建。本文结合低压交流接触器开关电弧的特点,建立了电弧的辐射传递模型以及测试系统模型,设计了低压交流接触器开关电弧的辐射拾取装置。利用该装置对感性负载条件下的开关电弧进行了拍摄并利用计算机层析重建算法重建了电弧燃烧时的三维温度场。区别于传统的重建算法,本文将投影方程作为约束条件加入目标优化中,提出一种外加约束的最小二乘估计的重建算法。利用该算法重建的低压交流接触器开关电弧的三维温度场中可以看出电弧的辐射能量场和温度场的分布情况。最后,本文对低压交流接触器的开断过程进行了详细的理论分析,提出了低压交流接触器开关电弧的链式动态数学模型。在电弧的传统通道模型的基础上建立了链式电弧的三层物理结构并结合经典的激波理论研究了电弧的运动速度。通过对电弧等离子体的能量过程的分析确定了电弧的能量平衡方程。利用有限体积法沿电弧的径向计算了电弧的温度场分布并根据电弧的温度场的分布计算了电弧的各种物理参数。本文所做的课题获得了国家自然基金(60675014低压电器开关电弧运动机理及仿真研究)的资助。