电气设备的短路保护及运行经验

1.短路的原因

工厂供配电系统发生短路，究其原因，主要有以下方面。

（1）电气绝缘损坏。这是发生短路故障的主要原因。绝缘损坏可能是绝缘自然老化而损坏，也可能是机械外力造成设备绝缘受损，另外过电压、直接雷击、设备本身质量差、绝缘不够等都有可能使绝缘损坏。

（2）误操作。没有严格依据操作规程的误操作也将造成短路故障，如倒闸操作时带负荷拉开高压隔离开关；检修后未拆接地线接通断路器，或者误将低压设备接上较高电压电路。

（3）鸟兽害。鸟类及蛇鼠等小动物跨越在裸露的不同电位的导体之间，或者咬坏设备和导线/电缆的绝缘，都会造成短路事故。

2.短路的后果

短路后，由于短路回路阻抗远比正常运行负荷时电路阻抗小得多，因此短路电流往往比正常负荷电流大几十倍甚至几百倍。在现代大型电力系统中，短路电流可高达几万安培或几十万安培。如此大的短路电流将对供配电系统造成极大的危害。

（1）短路电流产生很大的电动力并使通过短路电流的导体和电气设备的温度急剧上升而造成极大的破坏力。

（2）使供电电源母线电压骤降，若电压低于额定电压40％以上，持续时间不短于1s，电动机就有可能停止转动，严重影响设备正常运行。

（3）造成停电事故。发生短路后，短路保护装置将动作切除短路，从而使电源终止供电。短路点越靠近电源，短路引起停电的范围越大，造成的经济损失也越大。(www.xing528.com)

（4）损坏供配电系统的稳定性。严重的短路故障产生的电压降低可能引起发电机之间并列运行的破坏，造成系统解列。

（5）单相接地短路可产生电磁干扰。单相接地短时不平衡电流所产生的电磁干扰，将使附近的通信线路、信号系统及电子设备无法正常运行，甚至发生误动作。

由此可见，短路的危害是十分严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素。如严格遵守电气设备的运行操作规程；提高设计、安装、检修的质量；选择合理的电气接线图及运行方式，使操作简单并杜绝误操作；使变压器和线路分列运行，减少并列回路，从而减小短路电流。另外通过严密的短路电流计算，正确选择电气设备，保证有足够的短路动稳定性和热稳定性；还可以选用可靠的继电保护装置和自动装置，及时切除短路回路，以防止事故扩大。

3.短路的类型

三相系统中短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相短路（单相接地短路）和两相接地短路。如图6－1所示，k表示短路状态，k（3）、k（2）、k（1）分别表示三相短路、两相短路（或两相接地短路）、单相短路。两相接地短路常发生在中性点不接地系统中，两相在同一地点或不同地点同时发生单相接地。在中性点接地系统中单相接地短路将被继电器保护装置迅速切除，因此发生两相接地短路的可能性很小。

图6－1　短路的形式（虚线表示短路电流的路径）

（a）三相短路；（b）两相短路；（c）、（d）单相接地短路；（e）、（f）两相接地短路

上述三相短路属于对称短路，其他形式的短路均属于不对称短路。

运行经验表明，电力系统中发生单相短路的可能性最大，两相短路及两相接地短路次之，发生三相短路的可能性最小。但是三相短路电流最大，造成的危害最为严重。因此电气设备的选择和校验要依据三相短路电流，这样才能确保电气设备在各种短路状态下均能可靠地工作。后面所讲的短路计算也以三相短路为主。