电源短路故障的危害分析(2)

电源短路故障的危害分析---第2页

四、短路故障的危害

1、短路故障及其危害：

短路是供配电系统中相间或相地之间因绝缘破坏而发生电气连通的故障状态。

短路分为金属性短路与经过过渡电阻短路两种情况。后者可能是外物电阻、弧光电阻或接地电阻。

短路的原因可能是自然的或非自然的。

主要有:

(1)绝缘老化、浸水受潮、油污或机械损伤;

(2)雷击或其他原因所致的过电压;

(3)误操作，如带载拉闸、挂接地线合闸、错相关联、违规井网等:

(4)设计、制造、安装之隐患突发或运行维护不良;

(5)风雪、冰雹侵害，有害气体腐蚀等;

(6)鸟兽跨越鼠啮，火灾等意外原因、

短路电流数值可达额定电流的十余倍至数十倍，而电路由常态突变为短路的暂态过程中，还出现高达稳态短路电流1.8~2.5倍左右的冲击电流。

2、供配电系统将因短路而受到如下危害:

(1)短路电流的热效应。使导线与设备的载流部分产生高热，损坏绝缘，烧毁设备，甚至酿成火灾;

(2)短路电流的电动力效应。使导线与设备的载流部分发生扭曲变形，甚至崩裂破坏;

(3)短路弧光温度高达数千度，可能直接烧毁电器或造成人身伤害;(电工天下 www.dgjs123.com)

(4)短路电流产生色大线路压降，便短路点附近用户的电气设备巴线路电服水平低落而不能正常工作，如电动机转速降低，白炽灯变暗，气体放电灯熄灭，甚至引发二次灾害。

(5)不对称短路引起的不平衡交变磁场可能干扰附近的通信线路，铁路信号闭塞系统、自动控制与计算机系统的正常工作。

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，主要表现为:

发生短路时，由于电源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几倍，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电动机，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。