电流短路通俗点解释|到底什么是短路以及短路电流的大小

一、短路的基本概念

根据电力系统的运行经验， 破坏系统正常运行的故障中最为常见而且危害性最大的是各种形式的短路。所谓短路是指不等电位的导体（含零电位的“大地”）之间的电气短接。例如：相与相之间的短路、中性点接地系统中一相或是几相的接地短路、三相四线系统中相线与中性线的短路等。

1、短路的原因及类型

（1）短路的原因

电力系统中产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被破坏，具体分析主要有以下几个方面。

1）电气设备的绝缘损坏，造成电气设备绝缘损坏的原因很多，主要是由于电气设备在制造时可能存在某些缺陷、电气设备年久且长期低电压过电流运行是绝缘会迅速老化、绝缘表面污秽使绝缘下降、绝缘受到机械性损伤等，上述原因会造成带电部分的相与相或相与地形成回路。

2）供电系统受到雷电的侵袭或在切断电路时产生过电压，将电气装置绝缘薄弱处击穿，造成短路。

3）运行人员误操作造成短路。如设备检修未拆除地线就加电压或在未断开断路器之前，拉开隔离开关，形成强大的电弧，造成弧光短路等。

4）鸟兽跨越不同电位的裸露或是施工时挖伤电缆造成短路。

5）恶劣的气候条件以及其他的意外事故也可能造成短路故障。

（2）短路的类型

在三相系统中，有下列几种短路形式。

（1）三相短路：用符号k⑶表示，如图a所示，三相短路时，三相短路回路中电抗相等，三相电压和电流仍然保持对称，属于对称短路。短路时电流增大，短路点电压为零，电压完全降落于短路回路中，短路后电压与电流的相位差较正常时增大，接近于90°。

（2）两相短路：用符号k⑵表示，如图b所示，两相短路时，整个系统的电压的对称性遭到破坏，属于不对称短路。短路后短路点相间电压为零，故障两相短路电流的大小相等而方向相反。

（3）单相短路，用符号k⑴表示，如c,d所示，单相短路发生在中性点直接接地系统中或三相四线制系统中，短路后电压和电流的对称关系均受到破坏，属于不对称短路。

（4）两相接地短路，用符号k（1.1）表示，如图e,f所示。两相接地短路是指两相在同一地点或不同地点同时发生单相接地。在中性点直接接地系统中，单相接地属于短路，将被继电保护装置迅速切除。因此，在不同地点同时发生两地接地短路的可能性较小，只有在雷电强烈时期，尤其在双回路供电的情况下有可能在两点或三点同时发生接地故障。在中性点不接地系统中，发生单相接地时其接地电流一般很小，通常允许带电工作0.5～2h。在此期间，由于其他两相对地电压升高到√3，容易击穿绝缘，造成另一相也接地而形成两相接地短路。

2、短路的危害

短路故障一旦发生，往往会对电力系统的正常运行造成十分严重的后果，主要表现在以下及几个方面。

1）短路时产生很大的短路电流（大容量系统中可达到数万或数十万安培），短路电流产生的电动力效应和热效应，使故障设备及短路回路中的其他设备遭到破坏。

2）短路时电网电压突然下降，会影响其他电气设备的正常运行，严重的短路会影响整个电力系统的稳定性，使各电厂并列运行的发电机组失去同步，使系统瓦解而造成大面积停电，这是短路造成的最严重、最危险的后果。

3）对通信干扰，非对称短路的不平衡电流在周围空降产生很大的交变磁场，干扰附近的通信线路和自动控制装置的正常工作。

3、短路电流计算的目的

1）选择导体和电气一次设备， 在选择各种电气设备时，需要计算出可能通过电气设备的最大短路电流及其产生的电动力效应及热效应，以便检验电气设备的动稳定性和热稳定性。

2）配置和整定继电保护装置。系统中应配置哪些继电保护以及保护装置的参数整定，都必须对电力系统各种短路故障进行计算和分析。

3）选择限流电抗器，当短路电流过大时，会造成设备选择困难或不经济，这时可在供电线路中串接电抗器来限制短路电流。通过短路电流的计算，决定是否使用限流电抗器，并确定所选电抗器的参数。

4）确定供电系统的接线和运行方式。不同的供电系统的接线和运行方式不同，短路电流的大小也不同。

4、短路电流计算的基本假定条件

1）正常工作时，三相系统对称运行。

2）所有电源的电动势相位角相同。

3）系统中的同步和异步发电机均为理想电机，不考虑电极磁饱和、导体集肤效应等影响，转子结构完全对称定子三相绕组空间位置相差120°电气角度。

4）电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧。

5）短路发生在短路电流为最大值的瞬间。

6）元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数误差和调整范围。

5、短路电流计算中常用符号含义及其用途

1）短路计算基准值的选择

为了计算方便，通常取基准容量sb＝100mva，基准电压ub取各级电压的平均电压，即ub＝up＝1.05ue，基准电流ib=sb/√3ub；

基准电抗xb=ub/√3ib=ub*ub /sb

其中线路电抗值的计算中，x0为：

a. 6~220kv架空线 取0.4 Ω/km

b. 35kv三芯电缆 取0.12 Ω/km

c. 6～10kv三芯电缆 取0.08 Ω/km

上表中sn、sb单位为mva，un、ub单位为kv，in、ib单位为ka。

详细的计算过程就不赘述了。在工程项目图纸设计中，各个电气设备的短路电流都是经过计算验证确定的。否则发生短路，设备无法正常切断故障回路，严重的造成大面积停电事故；所以在电力系统中是短路是个非常的重要关键字。你了解了吗？

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