柱上真空断路器电弧在燃烧过程中的形态变化特性及其发生发展在图像上所表现出来的趋势特征对真空开关的开断能力有着重要影响。

为了研究真空开关电弧形态特性，针对真空开关电弧特点和电弧特性，设计并建立了一套以可拆卸真空灭弧室的真空开关电弧实验系统。

利用图像处理技术对真空间隙长度为6 mm，电压60 V 为条件下真空开关电弧几何特性(面积、周长) 进行了诊断。

实验结果表明运用该技术可实现真空开关电弧在真空间隙几何特征的量化测量，可应用于真空开关电弧形态特征实时在线诊断，为真空开关电弧形态调控规律研究提供了新的技术手段。

真空开关电弧和其它电弧原理和物理过程基本相同，但由于产生条件和实际使用目的不同，具有自身特点和规律，因此它们在关注的侧面上各有不相同的。

对于电器开关电弧主要关心如何尽快熄灭电弧，可靠的开断电路；同时也考虑如何利用电弧自身的能量来提高开断能力。

目前真空开关由于自身具有很多优点而在中压领域占有绝对的地位，同时由于真空开关具有向高压、超高压及大容量发展潜力，为此国内外在真空开关研究领域投入了大量人力和物力。

真空灭弧室是真空开关的心脏，因此深入研究主导真空灭弧室性能的真空开关电弧特性对真空开关的发展有着至关重要的作用。

目前国内外在真空开关电弧特性研究领域主要围绕电弧形态特征、宏观粒子及等离子体特征三个方面，而研究方法主要有实验方法和计算机仿真技术。

在真空开关形态研究领域，国外代表研究有Schulman 等运用高速摄像机对电弧图像进行了采集分析，结合电弧电压曲线对电弧形态( 扩散态、收缩态及喷发态等) 进行了分类；

国内近几年在电弧形态领域研究较多，赵子玉等运用设计制作的真空电弧图像瞬时摄像系统对长间隙(40 mm) 不同时刻的真空电弧图像进行了拍摄，获得了真空电弧形态演变过程，对不同时刻下电弧形态特征进行了分析；

朱立颖等对横向磁场下中频( 400~ 800 Hz) 真空电弧形态及电弧电压特性进行了研究分析；苑舜等对插接式真空灭弧室电弧形态进行了试验研究，主要也是结合电弧电压特性对电弧形态特征进行分析；作者利用数字图像处理技术对真空开关电弧图像进行了处理，为电弧图像的几何特征分析建立了一定基础。

综合上述学者的研究，他们主要是结合电弧的伏安特性对电弧形态变化过程进行分析，得到了电弧形态变化规律；

但他们对电弧形态进行分类存在一定主观性，有时因不同环境或不同研究者，会得到不同的研究结果，而不能从电弧图像去对电弧宏观形态本质特征进行研究，从而影响了实验结果。

为此，本文在前人工作的基础上，以可拆灭弧室为实验模型，结合高速摄像设备对真空开关电弧图形进行采集，利用数字图像处理技术对电弧图像进行了数字分析，可准确地得到真空开关电弧的宏观几何形态特征，实现了电弧形态特征量化描述，为真空开关电弧形态研究提供新的思路。