短路

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樹枝在暴風雨中將電線短路

短路(Short circuit)是指在正常電路電勢不同的兩點不正確地直接碰接或被阻抗(或電阻)非常小的導體接通時的情況。短路時電流強度很大,往往會損壞電力設備或引起火災。 電力系統在運行中,相與相之間或相與地(或中性線)之間發生非正常連接(即短路)時而流過非常大的電流。其電流值遠大於額定電流,並取決於短路點距電源的電力距離。例如,在發電機端發生短路時,流過發電機的短路電流最大瞬時值可達額定電流的10~15倍。大容量電力系統中,短路電流可達數萬安。這會對電力系統的正常運行造成嚴重影響和後果。

定義[編輯]

導線、定值電阻、電源的短路

右圖顯示的是導線定值電阻電源的短路。

短路是一種不正常的低電阻的電路,會產生較大的電流。過大的電流有可能導致電路損壞,過熱火災爆炸。 在電路分析中(見右圖),短路電路用來指兩個節點之間的零電阻連接。在一個理想的短路中,電阻為0。在簡單的電路分析中,導線被認為是短路。而在實際電路中,則幾乎為零電阻連接。

例子[編輯]

發生短路常見原因之一是電池正極負極被低電阻的導線連接在一起。這時,較大的電流使得電源在短時間內提供大量的量。

強大電流使熱量迅速的產生並大量積累,進而導致電池的爆炸或釋放氫氣電解質。較大電流通過的導線也可能過熱,造成絕緣層損壞,引起火災。電動機葉片被卡住,也可能會導致短路。

在電力設備中,短路通常是由於意外或絕緣層脫落。

短路還可能會導致電弧的產生。電弧是一種氣體放電現象,電流通過某些絕緣介質(例如空氣)所產生的瞬間火花。它對會對輸電系統、配電系統以及電子設備造成損害。

防止危害[編輯]

短路會損傷插座插頭。當導電的液體(如一般的水)滲入插座或插頭時就可能會造成短路。產生短路時斷路器會跳閘,從而避免進一步的損害。
短路的一刻火花四散

短路造成的危害,可以通過預防(如使用符合建築和電力使用規範的電路)或使用熔斷器(如保險絲)、斷路器或其他過載保護器,在電流過大時斷路。電流過載保護必須根據實際選擇。例如,大功率的用電器需要10至20安培的工作電流,因而需要20到30安培的斷路器進行保護。而照明電路通常只需要不到10安培或15至20安培的斷路器。

空中捆綁輸電線[編輯]

低壓架空電線上一般使用非絕緣的輸電線,靠電線之間較大的間距來保證絕緣。可是,可以將電線吹動,從而產生短路,產生火花,甚至點燃森林大火。為了減少這個問題,澳大利亞已經使用了一些空中捆綁的輸電線,三相線和地線之間都是絕緣的,然後纏在一起。[1]

參考[編輯]

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