真空断路器的灭弧介质以及熄弧后触头间隙中的绝缘介质都是高真空得名,具备密闭性好、触头间隙小、燃弧时间短、电弧电压低、电弧能量小、结构简单、体积小、重量轻、适合频繁操作等诸多优点。真空断路器以其优异的灭弧性能广泛的使用于中压等级输配电系统,并且正在向高压等级输配电系统领域发展,因此,如何提高真空断路的开断容量成为当下热门的研究议题。本文依据以往的真空电弧模型,提出在开断过程中改变电极的运动模式,探索电极在旋转情况下真空电弧的流动参数以及电磁参数的变化情况,利用仿真结果对提高真空断路器的开断容量提供理论依据。与气体介质灭弧过程不同,真空断路器电极的触头表面参与了整个真空电弧的燃烧过程,因此真空电弧的燃烧过程更加复杂。本文在现有真空电弧模型的基础上,考虑了阴极斑点对真空电弧的影响,建立了三维真空区域带阴极斑点的真空电弧的物理模型,并根据流体力学的三大基本方程:质量守恒方程、动量守恒方程以及能量守恒方程,结合麦克斯韦方程组、广义欧姆定律以及磁扩散方程建立了真空电弧的双温MHD模型的控制方程组。借助仿真软件COMSOL建立真空区域的物理模型并仿真,讨论等离子体数密度、电子温度、离子温度、压力、速度、能流密度、纵向电流密度以及环向磁场的分布。随后,分析在电极旋转情况下这些参数的变化,仿真结果表明:随着电极转速的增加,纵向电流密度分布更加均匀,电子温度、离子温度的最大值均有所减小,能流密度减小并且分布更加均匀。文章同时还分析了电极旋转情况对于阳极热过程的影响,利用多孔介质的描述方法对固—液混合区域处理,建立了针对阳极表面熔化、蒸发的情况的相变过程的物理模型,并利用流体力学三大基本方程结合相变有关的方程建立了阳极热过程的控制方程组,以电弧等离子体的数值仿真结果为阳极表面的热流边界条件,对阳极表面热过程进行数值仿真。通过仿真结果发现,随着阳极表面能流不断流入,阳极触头表面温度升高,并发生了融化,出现了熔池现象。随着电极转速的增加,能流作用的范围更大,阳极表面温度最大逐渐减小,并且分布更加均匀,同时,熔池的深度也逐渐减小。