短路

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树枝在暴风雨中将电线短路

短路(Short circuit)是指在正常电路电势不同的两点不正确地直接碰接或被阻抗(或电阻)非常小的導體接通时的情况。短路时电流强度很大,往往会损坏电气设备或引起火灾。 电力系统在运行中,相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(即短路)时而流过非常大的电流。其电流值远大于额定电流,并取决于短路点距电源的电气距离。例如,在发电机端发生短路时,流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10~15倍。大容量电力系统中,短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。

定义[编辑]

导线、定值电阻、电源的短路

右图显示的是导线定值电阻电源的短路。

短路是一种不正常的低电阻的电路,会产生较大的电流。过大的电流有可能导致电路损坏,过热火灾爆炸。 在电路分析中(见右图),短路电路用来指两个节点之间的零电阻连接。在一个理想的短路中,电阻为0。在简单的电路分析中,导线被认为是短路。而在实际电路中,则几乎为零电阻连接。

例子[编辑]

发生短路常见原因之一是电池正极负极被低电阻的导线连接在一起。这时,较大的电流使得电源在短时间内提供大量的量。

强大电流使热量迅速的产生并大量积累,进而导致电池的爆炸或释放氢气电解质。较大电流通过的导线也可能过热,造成绝缘层损坏,引起火灾。电动机叶片被卡住,也可能会导致短路。

在电气设备中,短路通常是由于意外或绝缘层脱落。

短路还可能会导致电弧的产生。电弧是一种气体放电现象,电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。它对会对输电系统、配电系统以及电子设备造成损害。

防止危害[编辑]

短路会损伤插座插头。当导电的液体(如一般的水)渗入插座或插头时就可能会造成短路。产生短路时断路器会跳闸,从而避免进一步的损害。
短路的一刻火花四散

短路造成的危害,可以通过预防(如使用符合建筑和电气使用规范的电路)或使用熔断器(如保险丝)、断路器或其他过载保护器,在电流过大时断路。电流过载保护必须根据实际选择。例如,大功率的用电器需要10至20安培的工作电流,因而需要20到30安培的断路器进行保护。而照明电路通常只需要不到10安培或15至20安培的断路器。

空中捆绑输电线[编辑]

低压架空电线上一般使用非绝缘的输电线,靠电线之间较大的间距来保证绝缘。可是,可以将电线吹动,从而产生短路,产生火花,甚至点燃森林大火。为了减少这个问题,澳大利亚已经使用了一些空中捆绑的输电线,三相线和地线之间都是绝缘的,然后缠在一起。[1]

参考[编辑]

  1. ^ Murray, T. Aerial bundled conductors 1995. 2–2. 1995. doi:10.1049/ic:19950297.