当前，高压输电领域广泛采用的开关装置为SF6断路器，但其大量使用的SF6气体对环境危害巨大，因此，研制其他类型的高压断路器已迫在眉睫。真空断路器向高压领域的推广已取得了初步的进展，但是对高压真空灭弧室内的长开距真空电弧的控制，仍是制约高压真空灭弧室发展的关键问题。本文基于磁流体力学仿真，对开距在很大范围内变化时真空电弧等离子体特性的变化情况进行了研究，获得了开距对真空电弧物理过程的影响规律，加深了对长开距真空电弧物理图像的认识。　　本文首先分析了当前真空电弧磁流体力学模型在长开距情况下应用时仿真发散的原因，发现广义欧姆定律采用隐式格式表达，霍尔效应的准确计算需要迭代完成是引起仿真发散的主要原因。针对霍尔效应需迭代求解的问题，将广义欧姆定律中的霍尔效应项采用霍尔电导率代替，将广义欧姆定律由隐式格式修改为显式格式，并重新推导了磁传输方程，避免了霍尔效应的迭代求解，从而消除了长开距条件下真空电弧磁流体动力学仿真中出现的数值发散问题。基于流体动力学计算软件Fluent进行二次开发，实现了长开距真空电弧的磁流体力学仿真。　　基于长开距真空电弧磁流体力学仿真模型，对不同开距下的真空电弧进行了仿真研究，获得了开距在很大范围内变化时真空电弧等离子体参数的变化规律。对不同开距下的等离子体参数进行对比分析，得到了开距对电流收缩收缩程度、弧柱能量、电弧电流分布、离子加速机制的影响规律，总结出了开距对真空电弧物理过程的影响。分析了电流收缩和等离子体收缩的产生原因，揭示了径向电场与电流收缩和等离子体收缩的关系。借助长开距真空电弧磁流体力学仿真模型，研究了不同燃弧参数对长开距真空电弧等离子体特性的影响规律。　　分析了真空电弧弧柱内电场的可能来源，发现弧柱内径向电场是由弧柱内的净电荷产生的。分析了真空电弧弧柱内净电荷的累积过程，基于电荷守恒定律和广义欧姆定律，建立了弧柱内净电荷密度与真空电弧等离子体参数的关系，得到了影响弧柱内净电荷分布的因素，基于仿真结果，获得了真空电弧弧柱内净电荷的分布规律。基于静电场的无旋性和广义欧姆定律，建立了等离子体参数分布对径向电场由阳极向弧柱内发展的影响关系，获得了弧柱内不同区域影响径向电场过渡发展的主要因素。从物理上界定了阴极射流主导的真空电弧和焦耳热主导的真空电弧，并仿真研究了不同燃弧参数对弧柱内径向电场和??t分布以及临界长度的影响。分析了径向电场对输入阳极电流分布的影响，发现阳极电流不均匀程度与∫E??td??相关。同时，由于磁边界层外径向电场对径向电流的抑制，当开距大于临界长度时，阴极入口等离子体参数的差异对于阳极的电流分布影响很小，径向电场削弱了阴极入口等离子体参数对阳极电流分布的影响。