圖示:短路狀態(tài)示意圖
在電路中,電流不流經用電器,直接連接電源兩極,則電源短路(Short circuit)。根據(jù)歐姆定律I=U/R知道,由于導線的電阻很小,電源短路時電路上的電流會非常大。這樣大的電流,電池或者其他電源都不能承受,會造成電源損壞;更為嚴重的是,因為電流太大,會使導線的溫度升高,嚴重時有可能造成火災。
在供電系統(tǒng)中,可能發(fā)生的主要短路種類有四種: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(tǒng)短路種類)
三相短路是指供電系統(tǒng)中三相導體間的短路,用K(3)標示;兩相短路是指供電系統(tǒng)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(tǒng)中任意一相導體經大地與中性線發(fā)生的短路,用K(1)表示;兩相接地短路是指中性點直接接地系統(tǒng)中,任意兩相在不同地點發(fā)生單相接地而產生的短路,K(1、1)表示。
圖示:供電系統(tǒng)短路種類
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。
例如雷擊過后造成的閃爍放電,由于風災引起架空線斷線和導線覆冰引起電線桿倒塌等。
例如工作人員帶負荷拉閘,檢修線路或設備時未排除接地線合閘供電,運行人員的誤操作,偷電線和美國的科索沃戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭時使用的碳纖維彈。
挖溝損傷電纜,鳥獸風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(xù)時間較長,可能使設備過熱甚至損壞;由于短路電流的電動力效應,導體間還將產生很大的機械應力,致使導體變形甚至損壞。
2. 電壓大幅度下降,對用戶影響很大。
3. 當短路發(fā)生地點離電源不遠而持續(xù)時間又較長時,并列運行的發(fā)電機可能失去同步,破壞系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,造成大面積停電,這是短路最嚴重的后果。
4. 發(fā)生不對稱短路時,三相不平衡電流會在相鄰的通訊線路感應出電動勢,影響通訊。
5. 短路時,電流會往電阻較小(或電阻忽略不記的導線)的用電器(或導線)流,導致被短路的用電器(或電源)無法正常工作。
短路產生的后果極為嚴重,為了限值短路的危害和縮小故障影響的范圍,在供電系統(tǒng)的設計和運行中,必須進行短路電流計算,以解決以下技術問題:
1. 選擇電氣設備和載流導體,必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)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,當短路電流過大造成設備選擇困難或不夠經濟時,可采取限值短路電流的措施;
4. 確定合理的主接線方案和主要運行方式等。