高压直流输电运行方式分为单极大地回线方式、单极金属回线方式和双极运行方式等,无论哪种方式,直流输电系统都需要有接地极,直流接地极线路的作用是在换流站双极非平衡运行或单极大地运行时形成大地回流,接地极选址一般距换流站数十或上百公里。由于接地极线路上的压降由阀侧电流在线路上产生,因此线路设计的绝缘强度较低,不超过10kV,一般采取两至三片绝缘子,当发生雷击或操作过电压时,容易在接地极线路绝缘子串上建立电弧,通常采取在绝缘子串两端并联招弧角（间隙）的方法来避免电弧灼烧绝缘子。目前对直流接地极线路上招弧角的配置都是依据运行经验确定,缺乏理论依据,没有对直流电弧运动过程及熄弧时间的研究。且进行直流电弧实验研究存在较大困难。长期以来对电弧运动过程的仿真研究,都是采用链式电弧模型,将电弧离散为一系列电流元,并且将电流元视为刚体,考虑电流元受到磁场力、热浮力和空气阻力的共同作用,但是没有计入相邻电流元截面间的粘力,也没有关于电流元截面间粘力对电弧在招弧角间运动过程的影响程度的研究,即没有考虑到电弧作为一种流体,弧柱内各部分之间的粘力对其运动到底有多大的影响,电弧实质上是一种高温气体（流体）,粘性流体在流动过程中,流层间存在粘力。本文仍然基于链式电弧模型,全面考虑电弧运动过程中的受力,建立了与实际相近的直流电弧运动模型。本文的主要内容及结论如下:（1）研究了直流接地极线路上起弧、续弧及熄弧的条件及机理;（2）建立了直流接地极线路招弧角间电弧的运动模型,提出了一种基于可变维数矩阵存储电流元位置坐标的仿真算法,并以四种常见的招弧角为例,在MATLAB中编制程序,进行了仿真分析,发现不同结构的招弧角熄弧过程有所不同,并且电弧在运动过程中的形态不同;（3）研究了影响招弧角熄弧的主要因素,发现电弧电流及间隙电压、招弧角平面与接地极线路的夹角、故障电弧点距接地极距离对招弧角熄弧的影响较大,而招弧角张角的影响较小;（4）对电弧运动过程中的受力及速度变化进行了研究,发现热浮力及磁场力是影响电弧运动的主要因素,而空气阻力及电流元截面间的粘力对电弧运动的影响较小,结合Mayer电弧模型,对招弧角熄弧过程中电弧耗散功率的变化也进行了研究,发现耗散功率的变化与弧长变化趋势一致,弧长的变化引起电弧耗散功率的变化,耗散功率的变化又引起电弧稳态伏安特性曲线的上移。本文建立了与对比文献中实验过程一致的仿真模型,仿真分析电弧电流及招弧角张角对熄弧过程及熄弧时间的影响,通过对比仿真与实验结果,在熄弧时间与电弧熄灭位置方面,发现二者结果基本一致,验证了本文所建立的直流电弧在招弧角间运动模型的正确性与有效性。通过本文对接地极线路招弧角间运动模型的研究及仿真分析,对电弧在招弧角间的运动规律进行研究,分析影响招弧角熄弧的主要因素,研究接地极线路招弧角熄弧的机理,可在实验室条件受限,无法进行真型实验的情况下,为接地极线路招弧角的设计与安装提供参考。