短路的原因、类型及危害

　　在系统的运行过程中，时常会发生各种故障，对系统危害最大，而且发生概率最高的是短路故障(简称短路)。

　　所谓短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相或相与地(或中性线)之间的连接。在正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的。

　　产生短路的主要原因是设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被破坏。正常运行时电力系统各部分绝缘是足以承受所带电压的，且具有一定的裕度。但架空输电线路的绝缘子可能由于受到过电压(例如由雷击引起)而发生闪络或者由于空气的污染使绝缘子表面在正常工作电压下放电；其它电气设备如发电机、变压器、电缆等载流部分的绝缘材料在运输、安装及运行中削弱或损坏，造成带电部分的相与相或相与地形成通路；运行人员在设备(线路)检修后未拆除地线就加电压或者带负荷拉刀闸等误操作也会引起短路故障；此外，鸟兽跨接在裸露的载流部分以及大风或导线覆冰引起架空线路杆塔倒塌所造成的短路也屡见不鲜。

　　短路故障分为三相短路、两相短路、两相短路和单相接地短路四种，各种短路故障的示意图及符号如图1所示。三相短路时三相系统仍然保持对称，故称为对称短路，其余三种类型的短路发生时，三相系统不再对称，故称不对称短路。

　　电力系统的运行经验表明，在各种短路故障中，单相接地短路发生的机率最高。而在系统各元件中，高压架空输电线路长距离裸露在空气中，工作条件相对比较恶劣，短路故障发生的机率最高。

　　短路故障对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害，主要表现在如下几方面:

　　发生短路时，由于供电回路的阻抗减小以及突然短路的暂态过程，使短路回路中的短路电流值大大增加，可能超过该回路的额定电流许多倍。短路点距发电机的电气距离越近(即阻抗越小)，短路电流越大。例如在发电机端发生短路时，流过发电机定子回路的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的 倍，在大容量系统中的短路电流可达几万甚至几十万安培。短路点的电弧有可能烧坏电气设备；短路电流通过电气设备中的导体时，其热效应会引起导体或其绝缘的损坏。同时，导体也会受到很大的电动力冲击，致使导体变形，甚至损坏。因此，各种电气设备应有足够的热稳定度和动稳定度，使电气设备在通过最大可能的短路电流时不致损坏。

　　短路时短路点的电压比正常运行时低，如果是三相短路，则短路点的电压为零。这必然导致整个电网电压大幅度的下降，可能使部分用户的供电受到破坏，接在电网中的用电设备不能正常工作。例如在用电设备中占有很大比重的异步，其电磁转矩与电压的平方成正比，当电压下降幅度较大时，电动机将停止转动；在离短路点较远处的电动机，因电压下降幅度较小而能继续运转，但转速将降低，导致产生废、次产品。此外，由于电压下降，转速降低，而电动机拖动的机械负载又未变化，电动机绕组将流过较大的电流，如果短路持续时间较长，电动机必然过热，使绝缘迅速老化，缩短电动机的寿命。

　　在由多个发电机组成的电力系统中发生短路时，由于电压大幅度下降，发电机输出的电磁功率急剧减少，如果由原动机供给的机械功率来不及调整，发电机就会加速而失去同步，(极端情况下)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。

　　接地短路时出现的零序电流会产生零序磁通，在邻近的平行线路(如通信线路、电话线、铁路信号系统等)上感应电动势，造成对邻近通信线路的危险和干扰影响，这不仅会降低通信质量，还会威胁设备和人身的安全。