电弧故障仿真分析
基于 RTDS 的电弧接地故障自定义建模及仿真分析
基于 RTDS 的电弧接地故障自定义建模及仿真分析杨柳林;李德奎;陈延明;阳育德【摘要】The fault arc simulation and modeling is very important for the development of electrical equipment and the virtual analysis of power system operation. This paper studies the arc grounding fault modeling simulation based on real time digital simulator (RTDS). The mathematical model of the continuous system of Cassie arc is numerically approximated and converted into a numerical recursive model of the discrete system; a controllable Cassie arc element model is created in the RTDS’s CBuilder development environment. Through comparison with MATLAB standard model and experimental testing, as well as the neutral ungrounded system of single-phase arc grounding fault application experiments, the correctness and validity of the self-element model is validated. The arc model built in this paper fills the gap of RTDS simulation model, the method of modeling is universal, and it provides reference for similar research. The research results can be used in real-time arc fault simulation of power system and real time closed loop hybrid simulation of relay protection equipments.%电弧接地故障建模仿真对于电气设备的研制和电力系统安全运行的分析具有重要意义。
基于组合Mayr和Cassie电弧模型的弧光接地故障仿真及分析
基于组合Mayr和Cassie电弧模型的弧光接地故障仿真及分析杨明波;龙毅;樊三军;马格土【摘要】弧光接地故障在配电网中发生的概率较大,其动态特性对于检测电弧故障起着十分重要的作用.Mayr、Cassie模型是研究电弧接地故障两种经典模型,适用于描述电弧不同的物理特性.文中以电弧电流为变量建立过渡函数,构造了一种Mayr-Cassie组合模型,该模型综合考虑了电弧对流散热和径向传导散热.在PSCAD/EMTP平台上搭建了单相电弧接地故障模型,分析了电弧电压、电流、电阻的动态特征,并进一步将该模型用于10 kV配电网故障分析中,结果表明该模型可准确反映电弧特性.【期刊名称】《电测与仪表》【年(卷),期】2019(056)010【总页数】6页(P8-13)【关键词】Mayr模型;Cassie模型;过渡函数;动态特征【作者】杨明波;龙毅;樊三军;马格土【作者单位】贵州电网有限责任公司贵阳供电局,贵阳550004;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400044;贵州电网有限责任公司贵阳供电局,贵阳550004;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TM7430 引言随着城市化建设的发展，其配电系统已十分庞大且复杂。
间歇性弧光接地故障作为配电网中常见的故障形式，对城市配电系统安全稳定运行提出了考验。
为了能够及时检测相应的故障，有必要研究电弧的动态特征。
而在实际配电系统中模拟电弧特性存在着安全性、重复性等问题[1]。
因此，建立合理的电弧故障仿真模型十分必要。
关于弧光接地故障的建模研究最早以高压电器绝缘领域的Cassie模型[2]和Mayr 模型[3]为代表。
后续科研人员在此基础上进一步地简化模型或实用性推导，提出了Browne模型[4]，Urbanek模型[5]，对数电弧模型[6]等。
对于电弧性接地故障来说，电弧电阻的变化范围要跨过低阻区和高阻区[7]，而Cassie模型适合描述电弧电阻高阻区特性，Mayr模型适合描述电弧电阻低阻区特性，均具有片面性，无法完整描述电弧性接地现象。
大电流真空电弧开断过程瞬态特性仿真分析
摘 要:针对开断过程中传统稳态模型无法表征真空电弧动态特性问题,以工频电流下开断峰值为
10 kA 大电流真空电弧为研究对象,搭建等离子体弧柱区二维物理模型,在已有双温磁流体动力学
稳态模型中引入密度、温度、压力及速度等流场参数时变项,同时利用动网格技术控制弧柱区变化
度,最终电弧熄灭。
关键词:真空电弧;等离子体;开断过程;双温模型;动态特性;仿真分析
DOI:10. 15938 / j. emc. 2024. 01. 018
中图分类号:TM561
文献标志码:A
文章编号:1007- 449X(2024)01- 0189- 08
Simulation analysis on transient characteristics of high-current
虑因素较少;王立军等 [8] 针对小电流真空电弧建立
了双温度的磁流体动力学模型,对于不同燃弧参数
图 1 真空电弧模型
下的电弧特性进行了研究,其研究对象为小电流真
空电弧,与大电流情况下有所区别;田云博等
[9]
建
立了大电流真空燃弧过程中阳极熔池的流体流动和
传热模型,对阳极表面烧蚀及温度变化情况进行了
模拟,李显哲、马涛等 [10 - 11] 在已有电弧模型的基础
速率,模拟触头分闸过程,综合考虑电流及开距变化情况下等离子体各物理场参数变化,以获取开
断时电弧微观流场瞬态特性,探究开断过程中电弧形态及能量变化。 分析结果可知:离子压力、温
度、电子温度和阳极表面能流密度均随动、静触头分离而减小;离子速度无明显变化;等离子体不断
向外扩散,由于电流减小,金属蒸汽源也逐渐减少,极间等离子体密度降低,阳极尚未达到活跃程
电力系统中的电弧故障模型与仿真技术
电力系统中的电弧故障模型与仿真技术引言电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施，为各行业提供了稳定的电力供应。
然而，电力系统中的电弧故障问题一直以来都是困扰工程师和研究人员的难题。
电弧故障不仅对电力设备造成损坏，还可能引发火灾和人员伤害。
因此，研究电力系统中的电弧故障模型与仿真技术对于改善电力系统的可靠性和安全性具有重要意义。
一、电弧故障的概念及原因电弧故障是指电流在电力设备中断裂时，在两个电极之间形成充满电离气体的导电通道。
电弧故障的主要原因可以归结为以下几点：1. 设备的劣化与老化：电力设备随着使用时间的增加，其绝缘材料会逐渐老化和劣化，这可能导致电弧故障的发生。
2. 设备故障：电力设备自身的设计缺陷或制造质量不合格可能引发电弧故障，例如电路设计错误、材料缺陷等。
3. 外部因素：大气闪击、鸟击、树木接触等外部因素也是电弧故障的原因之一。
二、电弧故障模型为了研究电力系统中的电弧故障，建立合适的电弧故障模型非常重要。
电弧故障模型一般分为电弧平衡模型和非平衡模型。
1. 电弧平衡模型：电弧平衡模型假设电弧中的物理量（电流、电压、电子温度等）均保持稳态，且电弧中的能量损失完全转化为热能。
这种模型常用于对电弧故障进行理论分析和计算机仿真。
2. 非平衡模型：非平衡模型考虑了电弧中的非平衡现象，例如不均匀的电弧电流分布、电子能量输运过程等。
这种模型相对复杂，但更接近实际电弧故障情况。
三、电弧故障仿真技术为了更好地理解电力系统中的电弧故障，研究人员开发了各种仿真技术，以模拟电弧故障的发生和发展过程。
1. 电磁场仿真：电弧故障产生的电磁场会影响电力设备的周围环境，因此电磁场仿真技术可以帮助工程师评估电弧故障对周围设备的影响，从而采取相应的防护措施。
2. 热仿真：电弧故障产生的高温对电力设备造成很大威胁。
通过热仿真技术，可以模拟电弧故障时的温度分布，帮助工程师设计更好的故障防护装置。
3. 流体仿真：电弧故障同时伴随着气体的离子化和流动，对电力设备周围的气体环境造成不可忽视的影响。
电弧故障仿真分析讲稿
尊敬的各位老师，上下午好：我叫111，我论文的题目是《串联电弧故障仿真分析》。
下面我就把论文的基本思路向各位老师作简要陈述：一、背景、意义二、论文的结构和内容结合本次毕设课题，主要完成以下4部分工作（1）以串联电弧为研究对象，比较不同电弧模型的特点，利用Matlab软件搭建合适的电弧故障模型。
P4：现在比较常用的电弧模型主要有：Mayr模型、Cassie模型、Stokes模型等。
据研究表明，Mayr 电弧模型经常用于小电流大电阻线路中，如低压配电线路运行；Stokes模型主要用于低压交流电线电弧故障模型的研究，有着比Mayr 更明显的电弧电流零休区【4】。
相反的是，Cassie电弧模型经常用于大电流小电阻电弧的数学模型中，能够较准确地反映了电弧中电流过零前的过程，这样得出的电弧电压为常数，与前人的结论相符。
而且由Cassie模型公式得到的电弧电流过零时电阻基本与实验值相符【1】,可以为实际电弧故障的分析研究提供参考依据。
（对mayr的没能正确设置参数和一些还没研究透的的原因导致一直调不出电弧的电压和电流波形，而对stokes只调出电流，而电压波形一直不正确）所以搭建cassie模型。
P5 :这就是cassie模型的结果原理图。
中间的DEE是微分编辑器，输入的参数是有能量平衡原理推导而得的cassie电弧模型的数学方程式。
这个是受控电流源，输出电流受到输入信号的控制。
这个是定值检测，作用是检测电流的过零点。
这是阶跃信号，用来控制断路器触头的分离。
具体的模块、封装、参数设置我论文里有说明。
P6：这只是含有cassie模型的比较简单的电路图，在后期的测量和数据分析时要再加入相应的模块。
各个模块说明一下（2）利用电弧模型仿真不同性质负载的电弧故障波形。
P7：其他性质的负载论文里有阐述，这里我就不再详细介绍P8：这就是纯阻性负载的故障电流、电压波形，从中可以看出0.02s以后，2个波形均产生畸变，电流波形有0休时区，幅值变小，电压波形有燃弧尖峰和熄弧尖峰。
建筑配电系统故障电弧的仿真与检测
摘 要： 选择合 适的电弧模型 ， 对建筑 配 电系统发生 的故 障 电弧 进行 了仿 真 。基
于小 波的时一 频分析特点和人工神经 网络 （ Ｎ ） Ａ Ｎ 的学 习能力 ， 出了一种分 辨故障 电 提 弧和正常负荷 电流 的方法 。该方法通 过小 波变换对 信号进行 多分辨 率分 析 ， 取信号 提
ＺＨＡ０ ｕ ｎ， ＷＵ ｉｉ Ｓｈ ｍｉ Ｗｅｌ ｎ
（ ｏｌ ｅｏ ｌ ｔｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｚ ｅ ａ ｇＵ ｉ ｒ ｔ，Ｈ ｎ ｚｏ ０ ７ ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ ｒ ａ Ｅ ｇ ｅ ｎ ， ｈｊ ｎ ｎｖ ｓ ｙ ａ ｇｈ ｕ３ ０ ２ ，Ｃ ｉａ ｅ Ｅｃ ｉ ｎ ｉ ｉ ｅｉ １
Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｌ ｉ ｇ ｐ ｗｅ ｉｔ ｉ ｕ ｏ ｙ ｔ ｍ ；ｆ ｕ ｔａ ｃｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｂ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｓｒｂ ｔ ｎ ｓ ｓ ｅ ｄ ｉ ａ ｌ ｒ ｉ ｇ；ｗａ ｅｅ ｒ ｎ ｆ ｒ ；ａ ｔ ｃａ ｅ ｒ ｌｎ ｔ ｖ ｌｔｔ ａ ｓ ｏ ｍ ｒ ｉ ｉ ｌ ｕ ａ ｅ － ｉ ｆ ｎ
ｗａ ｓ ｄ ｏａ ｈ ｅ ｈ ｕｏ ａｉ ａ ｔｄｅｅ ｔｏ ｃ ｏ ｄｉｇ ｔ ｈｅ ｉｐｕ ｅ ｔ ｒ ｅ ｔ ｒ， Ｔｅ ｔｒ ｕ ｔ ｈｏ ｄ ｔ ｔｔ ｓ ｓ ｕ ｅ ｔ ｃ ｉｖｅｔ ｅ ａ ｔｍ ｔｃ ｆｕｌ ｔ ｃｉ ｎ ａ ｃ ｒ ｎ ｏ ｔ ｎ ｔｆａ ｕ ｅ ｖ ｃｏ ｓ ｓ ｅｓ ｌｓｓ ｗｅ ｈａ ｈｉ ｍｅｈｏ ｄ ｇ ｏ ｒｏ ａ ｃｅｆ ｒｆｕｌ ｄ ｔｃ ｉｎ， ｔ ｄ ｈａ ｏ ｄ ｐｅｆ ｒ ｎ ｏ ａ ｔ ｅ ｅ ｔｏ ｍ
电弧故障仿真分析
目录中文摘要 (3)第1章绪论 (6)1.1 研究背景 (6)1.2 故障电弧的基本概念 (6)1.3 故障电弧的研究现状和发展前景 (7)1.4 本文主要研究内容 (9)第2章故障电弧模型的搭建和仿真 (10)2.1 系统仿真（Simulink）工具箱简介 (10)2.1 .1 概述 (10)2.1.2 环节库及其输入 (10)2.1.3 环节的连接 (11)2.1.4 环节参数的设定 (11)2.1.5 系统的建立 (11)2.1.6 仿真方法和参数的设定 (12)2.1.7 仿真的运行 (12)2.1.8 Simulink的子系统屏蔽（Masking）功能 (12)2.2 Fourier变换 (13)2.2 .1 离散傅里叶变换（DFT） (13)2.2 .2 快速傅里叶变换（FFT） (13)2.3 小波分析在信号处理中的应用 (14)2.3.1 小波分析概述 (14)2.3.2 信号的小波变换模极大值和奇异性检测原理 (14)2.3.3 小波基的选取 (15)2.3.4 故障电弧的小波分解 (16)第3章串联电弧故障模型的搭建 (16)3.1 电弧数学模型的搭建 (17)3.2 模型的下层文件 (18)（1）微分方程编辑器(DEE) (18)（2）定值检测(Hit Crossing) (19)（3）阶跃信号（Step） (19)（4）电压控制的电流源(Controlled Current Source) (20)3.3 子系统的封装 (20)第4章仿真结果分析 (22)4.1 故障电弧的基本特性仿真 (22)4.2 不同负载的故障电弧仿真 (24)4.2.1 当电路为纯阻性时 (24)4.2.2 当电路为阻感性时 (24)4.3 故障电弧波形分析 (27)4.3.1 用快速傅里叶变换分析 (27)4.3.2 用小波变换分析 (31)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)- - 2串联电弧故障仿真分析中文摘要近年来，我国由于电气故障引发火灾的情况相当严重，根据有关数据统计由于电气故障引起火灾的数量已接近火灾总数的30%。
航空电气系统中故障电弧研究
航空电气系统中故障电弧研究随着近些年来我国航空事业的蓬勃发展，与此同时在电气系统中出现了一些亟需解决的故障，通过以往大量的实践结果表明，可以运用电弧故障诊断控制器来准确无误的分析出航空电气系统产生的故障电弧（在特殊环境中），其中包括电弧的属性特征和产生的波形种类，从而可以在第一时间找到航空电气系统故障所在并予以及时的修理，以更好地保障乘坐人员的生命财产安全以及航空事业的安全运行。
鉴于此，文章将会对航空电气的电弧加以着重阐述，希望能够得到一些借鉴和参考。
标签：电气系统；故障诊断；航空；电弧通过大量的调查显示，在当前情况下线路故障已经成为航空电气系统故障中非常普遍的一种，其表现形式是多种多样的，有时表现为指示仪表的欠稳定，操控机械突然性的停止运转，信号显示不正确等。
除此之外，还发现一些使用年限比较久的军用与民用机，深埋在结构之中的总长可达几十万米的电线由于长年累月的不间断使用会逐渐开始产生一些裂纹和磨损现象。
在过去的很长一段时间里，相关工作人员发现了这一问题，但是一度认为这种故障所带来的危害性不大，但通过以往大量的实践结果表明，这种故障如果没有予以及时处理，一旦时间拖久了检测起来也会成为一件非常困难的事情，最终所产生的电弧（或者电磁辐）射可能是完全可以致命的。
1 电弧分析1.1 电弧产生的原因分析通过多年来的工作经验表明，要想在真正意义上解决电弧故障问题，首当其冲要做的就是正确分析电弧的特性和故障原因。
一般地说，电弧指的是两个电极之间所产生的放电过程（连续而非间断性的），在此期间将会伴随着部分电气材料的挥发，事实上这一电磁反应过程是相当复杂的（并非我们想象中的那么简单）。
除此之外，由于导电系数本身是一个变量，所以无法使用欧姆定律来线性地描述二者之间的关系。
另外电路自身的参数性质与电气系统所处的环境状况等也会对其产生一定程度的影响。
1.2 电弧的产生途径经过以往大量的研究发现，主要有以下途径可以产生电弧：第一种是在电路开断时。
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目录中文摘要 (3)第1章绪论 (6)1.1 研究背景 (6)1.2 故障电弧的基本概念 (6)1.3 故障电弧的研究现状和发展前景 (7)1.4 本文主要研究内容 (9)第2章故障电弧模型的搭建和仿真 (10)2.1 系统仿真（Simulink）工具箱简介 (10)2.1 .1 概述 (10)2.1.2 环节库及其输入 (10)2.1.3 环节的连接 (11)2.1.4 环节参数的设定 (11)2.1.5 系统的建立 (11)2.1.6 仿真方法和参数的设定 (12)2.1.7 仿真的运行 (12)2.1.8 Simulink的子系统屏蔽（Masking）功能 (12)2.2 Fourier变换 (13)2.2 .1 离散傅里叶变换（DFT） (13)2.2 .2 快速傅里叶变换（FFT） (13)2.3 小波分析在信号处理中的应用 (14)2.3.1 小波分析概述 (14)2.3.2 信号的小波变换模极大值和奇异性检测原理 (14)2.3.3 小波基的选取 (15)2.3.4 故障电弧的小波分解 (16)第3章串联电弧故障模型的搭建 (16)3.1 电弧数学模型的搭建 (17)3.2 模型的下层文件 (18)（1）微分方程编辑器(DEE) (18)（2）定值检测(Hit Crossing) (19)（3）阶跃信号（Step） (19)（4）电压控制的电流源(Controlled Current Source) (20)3.3 子系统的封装 (20)第4章仿真结果分析 (22)4.1 故障电弧的基本特性仿真 (22)4.2 不同负载的故障电弧仿真 (24)4.2.1 当电路为纯阻性时 (24)4.2.2 当电路为阻感性时 (24)4.3 故障电弧波形分析 (27)4.3.1 用快速傅里叶变换分析 (27)4.3.2 用小波变换分析 (31)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (39)- - 2串联电弧故障仿真分析中文摘要近年来，我国由于电气故障引发火灾的情况相当严重，根据有关数据统计由于电气故障引起火灾的数量已接近火灾总数的30%。
线路故障主要有金属性短路故障和电弧故障。
为了避免故障电弧引起火灾、造成人身伤害，需要在故障电弧引起危害前迅速切断电路。
所以，对故障电弧的研究是很有必要的。
本文先主要介绍研究故障电弧的背景意义、发展的现状、故障电弧类型和常见电弧模型，然后应用Matlab软件搭建故障电弧仿真的mayr模型，利用电弧模型仿真不同性质负载的电弧故障波形。
对仿真波形进行FFT和形态小波分析，对故障特征值进行对比分析,进而得出简单可靠的电弧故障判据。
Simulation Waveform morphological wavelet analysis关键词：串联电弧，电弧故障，mayr，仿真，小波分析，DFT3- - 4Simulation Analysis of the Series Arc FaultAbstractIn recent years,the situation of fire caused by an electrical fault is quite serious.According to the statistical data,the number of fire caused by an electrical fault is close to 30% of the total number of the fire.The line fault which mainly contained metallic short-circuit fault and arc fault. In order to prevent arc fault from causing a fire or resulting in personal injury, it is necessary to cut off the circuit quickly before the arc fault causes harm. Therefore, it is necessary to study the arc fault.This paper first mainly introduces the research background and significance about arc-fault, also the present situation of the development and arc-fault type and common arc model are discussed. Then the arc-fault Mayr model is built by use of Matlab software anduse arc model to simulate the arc fault waveform of diffenert load .Through the DFT and morphological wavelet analysis of the simulation waveform,comparing the simulation waveform withthe fault feature value ,then come to an conclusion that the simple and reliable arc fault criterion.Key words: series arc, arc fault, mayr,simulation,wavelet analysis, DFT5第1章绪论1.1 研究背景近年来，中国因电气故障引起火灾形势十分严峻，根据有关统计由于电气故障引起火灾的数量已接近30%。
其中，由于住宅建筑电气火灾引起的事故已经达到电气火灾的一半以上。
在我国，电气火灾主要是线路火灾，因此防线路起火成为防电气火灾的重点。
电弧故障和金属性短路故障是线路故障的两种主要形式。
低压配电线路基本上安装了过载保护，可以有效防止金属性短路故障。
因为串联故障电弧电流比金属性短路故障电流小，所以按照金属性短路电流设计的继电保护装置在发生电弧故障时难以及时动作或不能动作。
为了防止故障电弧造成人身伤害和引起火灾，要在故障电弧引起危害前快速断开电路。
1.2 故障电弧的基本概念电弧是两个电极之间跨越某种绝缘介质持续放电现象，经常伴随着电极的局部挥[2]。
线路上的电弧分为两种，一种是“好弧”，即由电机旋转产生的电弧，如电钻，吸尘器工作时产生的电弧，还有当人们摆动开关电器、插拔电器时产生的电弧也是“好弧”。
另一种称作是”坏弧“，即故障电弧。
它主要产生在两种情况下：（1）在绝缘体某些导体表面；（2）发生于相距很近的2个电极间。
第一种情况是由于绝缘体产生偶然性电火花或者长期受热，因为绝缘表面碳化从而形成电弧通道；后者是因为导电体部分接触到接地,或是一些导体中部分因锐利的金属体割破绝缘形成的[3]。
故障电弧有一般分为三种类型：(1) 连接性电弧故障，由连接点之间的不紧密连接造成，通常称作串联电弧[1]。
(2) 相线与相线或相线与中性线的电弧故障，通常称做并联电弧[1]。
(3) 相线与大地、接地的金属管道结构或设备外壳之间产生接地电弧故障[1]。
电弧的电压和电流波形由于不是正弦波，且它们的波形随着负载的化也相应的会发生- - 6变化，所以它们的特性较为复杂。
但是经过前人大量的研究，发现所有电弧具有一些共同的特性[4]；（1）电弧有电压降；（2）电弧电流值低于正常电流；（3）电弧电流的上升速率高于正常电流；（4）电压和电流的波形都含有很高的高频噪声；（5）电弧电流的每一半周波都在电流过零前后存在一个熄灭和重燃的过程，所以每半周期存在电流近似为零的区域，称为“电流零区”；（6）电弧电压波形像马鞍形；下图是文献[1]中提供的电弧电压电流波形图：图1-1 电弧电压电流示意图1.3 故障电弧的研究现状和发展前景国外在上世纪90年代初就已经开始研究故障电弧保护技术，对电弧故障的原因、7造成的危害以及防范措施进行了深入细致的研究，并取得了实际应用的良好效果，研制出了“电弧故障断路器（AFCI）”。
AFCI的目的是检测故障电弧并切断电路起到保护电路和防范发生火灾的可能。
为了减少由电气设备故障电弧而引发的不安全因素，美国的全国电气条列（NEC）关于故障电弧保护出台了一系列的强制性规定。
要求所有在室内安装的支路，都要安装法令列出的故障电弧断路器，以保护整条支路。
从2004年8月1日起，在美国市场销售的家用空调都要求必须带具有AFCI功能的电源插头。
在技术标准上，家电领域由美国保险商实验室制定的UL1699《电弧故障断路器装置安全标准》来规范[5]。
对故障电弧进行研究, 需要搭建专门的实验环境来分别模拟串联故障电弧、并联故障电弧和接地故障电弧, 这样不仅费用高昂, 而且实际操作起来也比较困难。
因此, 若能找到比较好的故障电弧仿真模型则具有重要意义。
荷兰代尔夫特理工大学的电弧研究者们曾使用Mathworks公司的Matlab6.x软件开发出了包含7种电弧模型的电弧模型库( AMB)。
这7种电弧模型分别是Kema 模型、Habedank模型、Schavemaker 模型、Mayr 模型、Schwarz 模型、Cassie模型以及ModifiedMayr 模型。
比如采用Mayr 电弧模型经常用于低压配电线路运行中，能为实际故障电弧的研究提供参考。
Schavemaker 模型主要用于低压交流电线故障电弧模型的研究，有着比Mayr更明显的电弧电流零休区。
目前，国内外对于研究分析故障电弧的方法主要有利用仿真软件如Matlab等仿真出不同负载性质的故障电弧波形或者根据UL1699标准搭建故障电弧实验平台实来测不同的负载发生故障电弧时的电信号，然后利用专门的分析工具分析。
例如：南京航空航天大学的王莉等人利用Matlab仿真软件搭建经化简的Schavemaker电弧模型，将经化简了的Schavemaker模型和Mayer模型进行了仿真对比，得到经化简了的Schavemaker模型仿真得到的电弧电流具有比较明显的电流零休时区，比较大的di／dt和奇次谐波幅值，然后进行串行与并行电弧实验，再比较仿真波形和实测波形，从而证明了仿真结论以及经化简了的Schavemaker模型适用于交流故障电弧模型研究。
河南理工大学电气工程与自动化学院的董柳行等人提出了一种能在Matlab7软件中工作的Mayr电弧模型的设计方案; 介绍了Mayr电弧模型方程的物理意义, 采用Mayr 电弧模型封装子系统对低压交流线路发生的串联故障电弧进行了仿真, 并根据仿真电路, 模拟了低压交流线路发生串联故障电弧的实验。