
圖示:短路狀態(tài)示意圖
在電路中,電流不流經(jīng)用電器,直接連接電源兩極,則電源短路(Short circuit)。根據歐姆定律I=U/R知道,由于導線(xiàn)的電阻很小,電源短路時(shí)電路上的電流會(huì )非常大。這樣大的電流,電池或者其他電源都不能承受,會(huì )造成電源損壞;更為嚴重的是,因為電流太大,會(huì )使導線(xiàn)的溫度升高,嚴重時(shí)有可能造成火災。
在供電系統中,可能發(fā)生的主要短路種類(lèi)有四種:三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相接地短路。(如下表所示:供電系統短路種類(lèi))
三相短路是指供電系統中三相導體間的短路,用K(3)標示;兩相短路是指供電系統中任意兩相導體間的短路,用K(2)標示;單相接地短路是指供電系統中任意一相導體經(jīng)大地與中性線(xiàn)發(fā)生的短路,用K(1)表示;兩相接地短路是指中性點(diǎn)直接接地系統中,任意兩相在不同地點(diǎn)發(fā)生單相接地而產(chǎn)生的短路,K(1、1)表示。

圖示:供電系統短路種類(lèi)
例如設備絕緣材料老化,設計、制造、安裝、維護不良等造成的設備缺陷發(fā)展成為短路。
例如雷擊過(guò)后造成的閃爍放電,由于風(fēng)災引起架空線(xiàn)斷線(xiàn)和導線(xiàn)覆冰引起電線(xiàn)桿倒塌等。
例如工作人員帶負荷拉閘,檢修線(xiàn)路或設備時(shí)未排除接地線(xiàn)合閘供電,運行人員的誤操作,偷電線(xiàn)和美國的科索沃戰爭、伊拉克戰爭時(shí)使用的碳纖維彈。
挖溝損傷電纜,鳥(niǎo)獸風(fēng)箏跨接在載流裸導體上等。
1. 電流劇增:設備發(fā)射增加,若短路持續時(shí)間較長(cháng),可能使設備過(guò)熱甚至損壞;由于短路電流的電動(dòng)力效應,導體間還將產(chǎn)生很大的機械應力,致使導體變形甚至損壞。
2. 電壓大幅度下降,對用戶(hù)影響很大。
3. 當短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠而持續時(shí)間又較長(cháng)時(shí),并列運行的發(fā)電機可能失去同步,破壞系統運行的穩定性,造成大面積停電,這是短路最嚴重的后果。
4. 發(fā)生不對稱(chēng)短路時(shí),三相不平衡電流會(huì )在相鄰的通訊線(xiàn)路感應出電動(dòng)勢,影響通訊。
5. 短路時(shí),電流會(huì )往電阻較小(或電阻忽略不記的導線(xiàn))的用電器(或導線(xiàn))流,導致被短路的用電器(或電源)無(wú)法正常工作。
短路產(chǎn)生的后果極為嚴重,為了限值短路的危害和縮小故障影響的范圍,在供電系統的設計和運行中,必須進(jìn)行短路電流計算,以解決以下技術(shù)問(wèn)題:
1. 選擇電氣設備和載流導體,必須用短路電流校驗其熱穩定性和機械強度;
2. 設置和整定繼電保護裝置,使之能正確地切除短路故障;
3. 確定限流措施,當短路電流過(guò)大造成設備選擇困難或不夠經(jīng)濟時(shí),可采取限值短路電流的措施;
4. 確定合理的主接線(xiàn)方案和主要運行方式等。