在开关电器的设计和研究中,电弧理论的研究是一项十分重要的课题。电弧是气体放电的一种形式,由气体击穿至形成电弧是一个非常复杂的物理过程。研究电弧的形成过程,可以更深刻地理解电弧产生和熄灭的本质,对断路器设计及其开断性能的研究具有重要的理论和实际意义。本文在电器电弧理论和气体放电理论的基础上,以平板和针板两种典型电极结构为例进行了探索和研究。对间隙击穿过程的仿真研究表明,平板电极间隙中的放电通道呈主、次放电通道并存模式,针板电极间隙中的放电通道呈电树枝模式。根据放电通道的特点,本文提出一种气体击穿动态发展模型,给出了有、无分枝两种放电通道中,宏观和微观各参数之间的变化和联系,实现了由气体击穿通道向电弧演变和发展的动态模拟。通过仿真研究,得到了不同结构间隙中,不同放电阶段,放电通道的形貌特征,对比了两种模式放电通道发展过程的异同点,并分析了电场分布、电压、电流以及表征微观电离、复合、扩散现象的综合系数对放电演变过程的影响规律。将气体击穿动态发展模型应用于真空灭弧室结构的研究中,得到了真空间隙击穿形成初始放电通道及其发展演变规律,并得到了击穿通道中电子、正离子数密度的变化规律,以及电子温度分布和通道半径的变化规律。通过对不同外加电流条件下放电演变过程的研究,证明了,随着外加电流的增大,真空电弧有由扩散型向集聚型发展的趋势,为深入解析真空电弧的变化规律奠定了基础,同时也证明了本文所提出的放电发展模型的正确性。