На основе математического моделирования вихревого течения и критерия обеспечения докритического значения парциального давления активных газов исследуется эффективность защиты термокатода в катодном узле электродугового плазмотрона. Показано, что основным фактором, влияющим на состав атмосферы вблизи катода, является формирование пристеночного течения от вихревой камеры в сторону термокатода. Для оптимизации режимов подачи защитного газа предлагается использовать численный эксперимент на основе разработанных математических моделей.