随着高压交直流输电工程与新能源技术的发展，开关电器作为交直流电力系统中的重要核心部件，其担负着控制和保护的双重任务，基本功能是关合和开断电路，进而改变系统的连接方式和拓扑结构。真空开关相比于其它开关电器有着污染小、免维护等优点，在中置柜、配电网等领域得到广泛应用，在中压等级电力系统中占居主导地位，真空开关绝缘与开断关键技术研究具有重要意义，已成为开关行业内研究热点之一。真空开关开断过程中，灭弧室内触头间将不可避免产生电弧，电弧的产生可能延迟电路开断甚至烧毁触头以及破坏绝缘。因此，电弧特性分析是高技术参数大容量真空开关自主研发的关键问题。本文以真空断路器为研究对象，采用有限元方法对真空电弧特性及其影响因素进行定量分析，旨在支持真空开关在直流开断领域的应用。直流电弧由于不存在电流自然过零点，相比于交流电弧，其开断更加困难，本文通过建立电弧等离子体流体—化学混合模型，考虑经典扩散、漂移等流体理论与电子碰撞电离和激发等化学反应的影响，应用场路耦合方法对交直流真空电弧瞬态燃弧特性进行仿真研究，对比得出：在电弧电流相同情况下，交流电弧等离子体参数分布与相应的直流电弧等离子体参数分布相同。真空断路器触头结构可分为纵磁与横磁结构，不同的磁场作用方式对电弧影响各异。本文通过建立二维等效触头系统模型，结合交直流真空电弧等离子体特性，数值模拟纵向磁场与横向磁场作用下的交直流真空电弧燃弧特性，描述磁场作用下瞬时真空电弧的发展。分析比较得出：无论是在交流还是直流激励条件下，纵向磁场均使得真空电弧呈扩散状态，而横向磁场均使得真空电弧产生偏移，有助于电弧弧根运动。等量的纵向磁场与横向磁场作用分别对交流与相应的直流电弧等离子体参数分布影响相同。其中，纵向磁场与横向磁场都会削弱真空电弧电离过程。