短路是指電路或電路中的一部分被短接。負載或電源的兩端被導線直接連接在一起，就稱為短路，短路時電源提供的電流將比通路時提供的電流大得多，一般情況下不允許短路，如果短路，嚴重時會燒壞電源或設備。
電力系統中，所謂“短路”是指電力系統正常運行情況以外的相與相之間或相與地（或中性線）之間的接通。在三相系統中短路的基本形式有：三相短路，兩相短路，單相接地短路，兩相接地短路。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。其電流值遠大于額定電流，并取決于短路點距電源的電氣距離。短路就是不同電勢的導電部分之間的低阻性短接，相當于電源未經過負載而直接由導線接通成閉合回路。(通常這是一種嚴重而應該盡可能避免電路的故障，會導致電路因電流過大而燒毀并發生火災)。
電源短路（Short circuit）是指在電路中，電流不流經用電器，直接連接電源正負兩極。根據歐姆定律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。
基本類型
電源短路
即電流不經過任何用電器，直接由正極經過導線流回負極。特別容易燒壞電源。
由于電源內阻Ro較小，短路電流Is較大，電源的端電壓為0，這時電源的電動勢全部降在內阻上。短路電流可能使電源遭受機械的與熱的損傷或毀壞，短路時電源所產生的電能全被內阻所消耗，短路通常是一種嚴重事故，應該盡力預防。
用電器短路
也叫部分電路短路。即一根導線接在用電器的兩端（電流表并聯，閉合的開關并聯），此用電器被短路，容易產生燒毀其他用電器的情況。
三相系統短路
三相系統中發生的短路有 4 種基本類型：三相短路，兩相短路，單相對地短路和兩相對地短路。其中，除三相短路時，三相回路依舊對稱，因而又稱對稱短路外，其余三類均屬不對稱短路。在中性點接地的電力網絡中，以一相對地的短路故障最多，約占全部故障的90%。在中性點非直接接地的電力網絡中，短路故障主要是各種相間短路。
發生短路時，電力系統從正常的穩定狀態過渡到短路的穩定狀態，一般需3-5秒。在這一暫態過程中，短路電流的變化很復雜。它有多種分量，其計算需采用電子計算機。在短路后約半個周波（0.01秒）時將出現短路電流的最大瞬時值，稱為沖擊電流。它會產生很大的電動力，其大小可用來校驗電工設備在發生短路時機械應力的動穩定性。短路電流的分析、計算是電力系統分析的重要內容之一。它為電力系統的規劃設計和運行中選擇電工設備、整定繼電保護、分析事故提供了有效手段。電氣線路上，由于種種原因相接或相碰，產生電流忽然增大的現象稱短路。相線之間相碰叫相同短路；相線與地線、與接地導體或與大地直接相碰叫對地短路。在短路電流忽然增大時，其瞬間放熱量很大，大大超過線路正常工作時的發熱量，不僅能使絕緣燒毀，而且能使金屬熔化，引起可燃物燃燒發生火災。
短路容量
短路容量是反映電力系統某一供電點電氣性能的一個特征量。短路容量是對電力系統的某一供電點而言的，反映了該點的某些重要性能，如該點帶負荷的能力和電壓穩定性、該點與電力系統電源之間聯系的強弱、該點發生短路時、短路電流的水平等。其次，短路容量也和整個系統的容量有關。隨著電力系統容量的擴大，系統短路容量的水平也會增大。高壓開關設備的額定容量中，已將短路容量改用短路電流值，如額定開斷電流。
短路原因
元件損壞
短路往往是由于絕緣損壞或接線不慎所引起的。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展成為短路。
氣象條件影響
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。
人為破壞
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爭、伊拉克戰爭時使用的電網干擾彈。
其他原因
挖溝損傷電纜，鳥獸風箏跨接在載流裸導體上等。
短路后果
產生大電流
短路有時會產生上萬甚至十幾萬安的大電流。因此會產生大量的熱量，損毀設備，電弧會將許多元件短時間融化。同時，產生的電流還會帶來一定的電磁力，它同樣會損壞設備。同樣可能造成重大火災及傷害事件。
造成低電壓
它會使電氣設備無法正常工作。這種危害在醫院礦山時會引起危險。
其他
還有干擾抑制與破壞系統的穩定運行，線損，熱損，無功功率等增大，影響通信，通訊等等。
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。
短路之后燈泡兩端的電壓為0，燈泡不發光，此時回路中的電流會很大（如果回路中只有燈泡一個用電器），因此回路中的電流表容易被燒壞，電源也容易被燒壞。
短路電流計算
計算條件
（1）正常工作時，三相系統對稱運行。
（2）所有電源的電動勢相位角相同。
（3）系統中同步異步電動機均為理想電機，不考慮電機磁飽和磁滯渦流及導體集膚效應等影響，轉子結構完全對稱，定子三相繞組空間位置差120度電氣角。
（4）電氣系統中的磁路不飽和，即帶鐵心的電氣設備電抗值不隨電流大小發生變化。
（5）電氣系統中所有電源都在額定負荷下運行，其中50%負荷在高壓母線上，50%負荷在系統側。
（6）同步發電機具有自動調整勵磁裝置。
（7）短路發電在電流為最大值瞬間。
（8）不考慮短路點電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。
（9）除計算短路電流衰減時間和低壓網絡的短路電流外，元件的阻抗略去不計。
（10）元件的計算參數都取其額定值。
（11）輸電線路的電容略去。
（12）用概率統計法制定短路電流運算曲線。
一般規定
（1）在驗算導體和電氣設備的動穩定，熱穩定以及設備開斷電流時所用的短路電流，應按可能發生最大短路電流的正常接線方式，而不應僅按在切換過程中可能并列運行的接線方式。
（2）選擇導體和電氣設備用的短路電流，在電氣連接的網絡中，應考慮具有反饋作用的異步電動機的影響。
（3）選擇導體和電氣設備時，對不帶電抗器回路的網絡，計算短路點應選擇在正常方式時的短路電流為最大的地點。
（4）導體和電容的動穩定，熱穩定以及電氣設備的開斷電流一般按三相短路計算。
計算步驟
假設條件
在短路的實際計算中，為了能在準確范圍內迅速地計算短路電流，通常采取以下簡化假設。
（1）不考慮發電機的搖擺現象。
（2）不考慮磁路飽和，認為短路回路各元件的電抗為常數。
（3）不考慮線路對地電容，變壓器的磁支路和高壓電網中的電阻，認為等值電路只有元件電抗。
在進行短路電流計算以前，應根據計算的目的收集有關資料，確定計算等值條件，然后根據運算條件作出計算電路圖，再根據它對各故障點的情況作出等值電路圖，然后利用網絡化簡規則，將等值電路化簡，求出回路總電抗。
網絡化簡時等值電源合并的原則
（1）與短路點的電氣距離相差不大的的同類型發電機可以合并。
（2）遠離短路點的同類型發電廠可以合并。
（3）直接連接于短路點上的發電機（或發電廠）應予以單獨考慮。
（4）網絡中功率為無限大的電源應該單獨計算，因為它提供的短路電流周期分量是不衰減的。
計算方法
電力系統短路電流的計算方法通常有三種，即標幺值法，短路容量法（又稱MVA法）和有名單位制法（又稱歐姆法），高壓系統中，一般采用標幺值法。
（1）假設
式中 SB—基準容量（MVA）
UB—基準電壓（kV）
Uav—各電壓級的平均額定電壓（kV）
Ue—各級額定電壓(kV)
（2）求變壓器電抗標幺值
式中 X—變壓器電抗標幺值
—變壓器短路電壓百分比
SN—變壓器額定容量（ MVA）
兩臺同型號變壓器并聯，總電抗標么值為單臺的一半。
（3）求線路電抗的標幺值
式中—線路電抗標幺值
L—線路長度（km）
注：兩條同型號架空線并聯，總電抗標幺值為單條的一半。
（4）求短路電流
式中 —短路電流標幺值(kA)
（5）求沖擊短路電流
式中， —沖擊短路電流（kA）
限制措施
繼電保護為保證系統安全可靠地運行，減輕短路造成的影響，除在運行維護中應努力設法消除可能引起短路的一切原因外，還應盡快地切除短路故障部分，使系統電壓在較短的時間內恢復到正常值。為此，可采用快速動作的繼電保護和斷路器，以及發電機裝設自動調節勵磁裝置等。此外，還應考慮采用限制短路電流的措施，如合理選擇電氣主接線的形式或運行方式，以增大系統阻抗，減少短路電流值；加裝限電流電抗器；采用分裂低壓繞阻變壓器等。主要措施如下：
（1）做好短路電流的計算，正確選擇及校驗電氣設備，電氣設備的額定電壓要和線路的額定電壓相符。
（2）正確選擇繼電保護的整定值和熔體的額定電流，采用速斷保護裝置，以便發生短路時，能快速切斷短路電流，減少短路電流持續時間，減少短路所造成的損失。
（3）在變電站安裝避雷針，在變壓器附近和線路上安裝避雷器，減少雷擊損害。
（4）保證架空線路施工質量，加強線路維護，始終保持線路弧垂一致并符合規定。
（5）帶電安裝和檢修電氣設備，注意力要集中，防止誤接線，誤操作，在帶電部位距離較近的部位工作，要采取防止短路的措施。
（6）加強管理，防止小動物進入配電室，爬上電氣設備。
（7）及時清除導電粉塵，防止導電粉塵進入電氣設備。
（8）在電纜埋設處設置標記，有人在附近挖掘施工，要派專人看護，并向施工人員說明電纜敷設位置，以防電纜被破壞引發短路。
（9）電力系統的運行、維護人員應認真學習規程，嚴格遵守規章制度，正確操作電氣設備，禁止帶負荷拉刀閘、帶電合接地刀閘。線路施工，維護人員工作完畢，應立即拆除接地線。要經常對線路、設備進行巡視檢查，及時發現缺陷，迅速進行檢修。
防護措施
經常檢查電氣設備和線路的絕緣情況是一項很重要的安全措施。此外，為了防止短路事故所引起的后果，通常在電路中接入保險絲或空氣斷路器，以便短路發生時，能迅速將故障電路自動切除。
除此之外，有很多限制短路電流的技術措施，如：
①合理的電源布局與接入方式，以及合理的網架結構，這是采用其他限流措施之前的首選方案，不適用于已有電網；
②發展更高電壓等級的電網，已有電壓等級電網解列、分層、分區運行，具有明顯的限流效果，也是根本的限流措施，但犧牲了一定的供電可靠性；
③直流聯網限流效果明顯，但成本高，僅從限流角度考慮經濟性較差，而且多點直流輸電技術的實用化還需時間；
④采用限流電抗器及高阻抗變壓器等常規限流措施，具有一定的限流效果，但存在正常運行損耗及可能影響電網運行穩定性等問題；
⑤研究新的限流技術，開發新一代限流裝置，它們目前正以其優良的限流特性而倍受關注，其中尤以超導限流器和新型固態限流器為最。
典型應用
并非所有短路都是壞事，有時還需要利用短路來實現保護或者工作。具體應用有以下幾個方面。
1 短路在保護接零系統(TN系統)中的應用
在圖3中，設備外殼通過保護線與線路中N線作電氣上的可靠連接，當設備的外殼與帶電體相碰(漏電)時，保護線起到制造短路的作用。電流將從設備外殼經由零線流回中性點。由于零線電阻很小，所以這一短路電流很大，而經由人體到中性點的這條通路電阻很大，電流幾乎為零。由此產生的大電流迫使線路中的保護元件作(如保險絲或斷路器跳閘)，使設備迅速脫離電源，從而避免觸電事故的發生。而且總希望此時短路電流越大越好，因為短路電流越大，保護元件動作越快?？梢娫谶@種情況下，就是依靠短路電流達到保護的目的。
2 短路在電流互感器運行中的應用
電流互感器主要用來擴大測量交流電流量程，也是為了使測量儀表與高壓電路隔開，以保證人身與設備的安全。其接線圖如圖4所示。
運行中的電流互感器二次側絕對不允許開路。因為它的一次繞組是與負載串聯的，其中電流 的大小取決于負載的大小。如果二次繞組電路斷開，二次繞組的電流和磁通勢立即消失，但一次繞組的電流 未變。這時鐵心內的磁通量全由一次繞組的磁通勢 產生，結果造成鐵心內很大的磁通(因為此時二次繞組的磁通勢為零，不能對一次繞組的磁通勢起去磁作用了)。一方面使鐵心損耗急劇增加，造成鐵心過熱，燒毀繞組；另一方面在二次繞組上感應出很高的電動勢，可能使絕緣擊穿，并危及設備和人身安全。因此，二次側繞組不能接保險絲，如果需要拆除運行中的電流互感器二次側的儀表如電流表、電能表等之前，必須先將其二次側短路。此時的短路不僅是允許的，而且是必須的。
3 短路在電力變壓器負載試驗中的應用
變壓器是一種常見的電氣設備，在電力系統和電子線路中應用廣泛。電力變壓器在投入運行前或在運行過程中，需要進行一些試驗，以保證電力變壓器安全運行。試驗項目包括：變壓器油的簡化試驗、絕緣吸收比試驗、耐壓試驗、空載試驗及負載試驗。其中負載試驗的目的是測量變壓器的負載損耗PK和阻抗電壓Uk，以檢查繞組實際結構是否符合技術要求。
實驗時，將二次繞組短路(見圖5)，通過調壓器調節電壓，使得一次側的電流等于額定電流，這時電壓表V的讀數就是變壓器的阻抗電壓Uk，功率表W測出的一次輸入功率就是變壓器的負載損耗PK。負載試驗時，由于二次側處于短路狀態，負載阻抗等于零，輸出功率也等于零，而在二次繞組中流過的電流恰好等于額定值，所以輸入功率都為變壓器自身所損耗。同時，試驗時加在一次繞組上的電壓Uk很低，一般僅為額定電壓UN的5%～10%之間。因為電壓低，鐵心中的主磁通量也很少，僅為額定工作磁通的百分之幾，所以鐵耗PFe很小，因此變壓器的負載損耗幾乎就是變壓器繞組的銅耗Pcu。
參考資料 >