故障电弧产生时伴随有极高的温度,极易引燃周围的物品,导致火灾的发生。并且故障电弧的发生具有突发性、隐蔽性和随机性,因此以故障电弧为研究对象,对防范和减小电气火灾的发生具有非常重要的现实意义。本文在研究电弧物理特性及比较各种已有电弧模型的基础上,确定了以磁流体动力学(MHD)模型作为电弧的仿真模型,对MHD模型方程组进行了简化,并推导出r-z坐标系下的电弧磁流体动力学(MHD)方程组,建立二维轴对称电弧磁流体动力学(MHD)模型。利用MHD模型在COMSOL软件实现了直流电弧的仿真,并分析了直流电弧温度场、电场、磁场、流场的分布情况以及随电流变化的变化趋势。通过改变电压源与网格划分,建立大电流交流电弧仿真模型,并仿真分析了大电流交流电弧在半个周期内温度场、电场、磁场和流场分布情况,以及电弧在三个半周期内,温度、磁场、流场中的速度大小和压力随电流变化的变化趋势。针对小电流交流电弧仿真,由于直流电弧仿真的控制方程不适用,采用在能量平衡方程中加入一个热源项,并对电弧控制方程进行了改进,建立了小电流交流电弧仿真模型,实现了仿真,并分析了小电流条件下,不同负载类型及不同负载参数对电弧电流电压波形的影响。本文利用COMSOL软件对电弧复杂物理过程进行了仿真,对电弧各个物理场,以及物理场与电弧外部特性的关系进行了研究,对电弧进行数值计算的方式对直流和交流的故障电弧的机理研究和影响因素分析,提供了一种新思路。