在电路中，电流不流经用电器，直接连接电源两极，则电源短路（Shortcircuit）。根据欧姆定律I=U/R知道，由于导线的电阻很小，电源短路时电路上的电流会非常大。这样大的电流，电池或者其他电源都不能承受，会造成电源损坏；更为严重的是，因为电流太大，会使导线的温度升高，严重时有可能造成火灾。

基本介绍

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。短路就是不同电位的导电部分之间的低阻性短接，相当于电源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路。(通常这是一种严重而应该尽可能避免电路的故障，会导致电路因电流过大而烧毁并发生火灾。)在串联电路中,用导线或开关直接将某电路元件或负载的两端连接起来。(这是因需要并不会导致因电流过大而发生烧毁现象的安全连接，是一种局部或部分的短路。如用几十只小灯泡串联而成的节日小彩灯,为了延长它的使用寿命，当其中某只灯丝断开而损坏后,其内部的特别结构会自动将其两端连接而使其他小灯泡正常工作。)

短路容量

短路就是电源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路。通常这是一种严重而应该尽可能避免电路的故障，会导致电路因电流过大而烧毁并发生火灾。在串联电路中，用导线或开关直接将某电路元件或负载的两端连接起来。这是因需要并不会导致因电流过大而发生烧毁现象的安全连接，是一种局部或部分的短路。如用几十只小灯泡串联而成的节日小彩灯，为了延长它的使用寿命，当其中某只灯丝断开而损坏后，其内部的特别结构会自动将其两端连接而使其他小灯泡正常工作。短路容量（short-circuitcapacity）是反映电力系统某一供电点电气性能的一个特征量。短路容量是对电力系统的某一供电点而言的，反映了该点的某些重要性能：①该点带负荷的能力和电压稳定性；②该点与电力系统电源之间联系的强弱；③该点发生短路时，短路电流的水平。其次，短路容量也和整个系统的容量有关。随着电力系统容量的扩大，系统短路容量的水平也会增大。高压开关设备的额定容量中，已将短路容量改用短路电流值，如额定开断电流。

短路原因

1. 元件损坏，例如设备绝缘材料老化，设计、制造、安装、维护不良等造成的设备缺陷发展成为短路。

2.气象条件影响，例如雷击过后造成的闪烁放电，由于风灾引起架空线断线和导线复冰引起电线杆倒塌等。

3.人为过失，例如工作人员带负荷拉闸，检修线路或设备时未排除接地线合闸供电，运行人员的误操作等。人为破坏，如偷电线和美国的科索沃战争、伊拉克战争时使用的碳纤维弹。

4.其他原因，例如挖沟损伤电缆，鸟兽风筝跨接在载流裸导体上等。5.其他原因，当电池的正极（+）与负极（-）接在一起，会产生巨大的电流通过电线，电池会因此受损，电线也会变热，这就是短路。（参考香港科学馆）

短路后果

产生大电流

有时会产生上万甚至十几万安的大电流。因此会产生大量的热量，损毁设备，电弧会将许多元件短时间融化。同时，产生的电流还会带来一定的电磁力，它同样会损坏设备。同样可能造成重大火灾及伤害事件。

造成低电压

它会使电气设备无法正常工作。这种危害在医院矿山时会引起危险。

其他

还有干扰抑制与破坏系统的稳定运行，线损，热损，无功功率等增大，影响通信，通讯等等。

短路时，电流会往电阻较小（或电阻忽略不记的导线）的用电器（或导线）流，导致被短路的用电器（或电源）无法正常工作。

短路电流计算

计算条件

（1）正常工作时，三相系统对称运行。

（2）所有电源的电动势相位角相同。

（3）系统中同步异步电动机均为理想电机， 不考虑电机磁饱和磁滞涡流及导体集肤效应等影响，转子结构完全对称，定子三相绕组空间位置差120度电气角。

（4）电气系统中的磁路不饱和， 即带铁心的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。

（5）电气系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷在高压母线上，50%负荷在系统侧。

（6）同步发电机具有自动调整励磁装置。

（7）短路发电在电流为最大值瞬间。

（8）不考虑短路点电弧阻抗和变压器的励磁电流。

（9）除计算短路电流衰减时间和低压网络的短路电流外， 元件的阻抗略去不计。

（10）元件的计算参数都取其额定值。

（11）输电线路的电容略去。

（12）用概率统计法制定短路电流运算曲线。

一般规定

（1）在验算导体和电气设备的动稳定， 热稳定以及设备开断电流时所用的短路电流， 应按可能发生最大短路电流的正常接线方式， 而不应仅按在切换过程中可能并列运行的接线方式。

（2）选择导体和电气设备用的短路电流， 在电气连接的网络中， 应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响。

（3）选择导体和电气设备时， 对不带电抗器回路的网络， 计算短路点应选择在正常方式时的短路电流为最大的地点。

（4）导体和电容的动稳定， 热稳定以及电气设备的开断电流一般按三相短路计算。

计算步骤

假设条件

在短路的实际计算中， 为了能在准确范围内迅速地计算短路电流， 通常采取以下简化假设。

（1）不考虑发电机的摇摆现象。

（2）不考虑磁路饱和，认为短路回路各元件的电抗为常数。

（3）不考虑线路对地电容， 变压器的磁支路和高压电网中的电阻， 认为等值电路只有元件电抗。

在进行短路电流计算以前， 应根据计算的目的收集有关资料， 确定计算等值条件， 然后根据运算条件作出计算电路图， 再根据它对各故障点的情况作出等值电路图，然后利用网络化简规则，将等值电路化简，求出回路总电抗。

网络化简时等值电源合并的原则

（1）与短路点的电气距离相差不大的的同类型发电机可以合并。

（2）远离短路点的同类型发电厂可以合并。

（3）直接连接于短路点上的发电机（或发电厂）应予以单独考虑。

（4）网络中功率为无限大的电源应该单独计算， 因为它提供的短路电流周期分量是不衰减的 。

计算方法

电力系统短路电流的计算方法通常有三种， 即标幺值法， 短路容量法（ 又称MVA法）和有名单位制法（又称欧姆法），高压系统中，一般采用标幺值法。

（1）假设SB =100MVA， UB =Uav，Uav =1.05Ue

式中 SB—基准容量（MVA）

UB—基准电压（kV）

Uav—各电压级的平均额定电压（kV）

Ue—各级额定电压(kV)

（2）求变压器电抗标幺值

式中 XT*—变压器电抗标幺值

Ud%—变压器短路电压百分比

SN—变压器额定容量（ MVA）

两台同型号变压器并联，总电抗标么值为单台的一半。

（3）求线路电抗的标幺值

式中 XL*—线路电抗标幺值

X0—线路电抗(Ω/km)

L—线路长度（km）

注：两条同型号架空线并联，总电抗标幺值为单条的一半。

（4）求短路电流

式中 Id* —短路电流标幺值(kA)

（5）求冲击短路电流

式中，ish —冲击短路电流（kA） 

限制措施

为保证系统安全可靠地运行， 减轻短路造成的影响， 除在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外， 还应尽快地切除短路故障部分， 使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。为此，可采用快速动作的继电保护和断路器，以及发电机装设自动调节励磁装置等。此外，还应考虑采用限制短路电流的措施，如合理选择电气主接线的形式或运行方式，以增大系统阻抗，减少短路电流值；加装限电流电抗器；采用分裂低压绕阻变压器等。主要措施如下：

（1） 做好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备，电气设备的额定电压要和线路的额定电压相符。

（2） 正确选择继电保护的整定值和熔体的额定电流，采用速断保护装置，以便发生短路时， 能快速切断短路电流， 减少短路电流持续时间， 减少短路所造成的损失。

（3） 在变电站安装避雷针，在变压器附近和线路上安装避雷器，减少雷击损害。

（4） 保证架空线路施工质量，加强线路维护，始终保持线路弧垂一致并符合规定。

（5） 带电安装和检修电气设备，注意力要集中，防止误接线，误操作，在带电部位距离较近的部位工作，要采取防止短路的措施。

（6） 加强管理，防止小动物进入配电室，爬上电气设备。

（7） 及时清除导电粉尘，防止导电粉尘进入电气设备。

（8） 在电缆埋设处设置标记，有人在附近挖掘施工，要派专人看护，并向施工人员说明电缆敷设位置，以防电缆被破坏引发短路。

（9） 电力系统的运行、维护人员应认真学习规程，严格遵守规章制度，正确操作电气设备， 禁止带负荷拉刀闸、 带电合接地刀闸。 线路施工， 维护人员工作完毕，应立即拆除接地线。要经常对线路、设备进行巡视检查，及时发现缺陷，迅速进行检修

防护措施

经常检查电气设备和线路的绝缘情况是一项很重要的安全措施。此外，为了防止短路事故所引起的后果，通常在电路中接入熔断器或空气断路器，以便短路发生时，能迅速将故障电路自动切除。

除此之外，有很多限制短路电流的技术措施，如：

①合理的电源布局与接入方式，以及合理的网架结构，这是采用其他限流措施之前的首选方案，不适用于已有电网；

②发展更高电压等级的电网，已有电压等级电网解列、分层、分区运行，具有明显的限流效果，也是根本的限流措施，但牺牲了一定的供电可靠性；

③直流联网限流效果明显，但成本高，仅从限流角度考虑经济性较差，而且多点直流输电技术的实用化还需时间；

④采用限流电抗器及高阻抗变压器等常规限流措施，具有一定的限流效果，但存在正常运行损耗及可能影响电网运行稳定性等问题；

⑤研究新的限流技术，开发新一代限流装置，它们正以其优良的限流特性而倍受关注，其中尤以超导限流器和新型固态限流器为最。

典型应用

并非所有短路都是坏事，有时还需要利用短路来实现保护或者工作。具体应用有以下几个方面。

1 短路在保护接零系统(TN系统)中的应用

在图3中，设备外壳通过保护线与线路中N线作电气上的可靠连接，当设备的外壳与带电体相碰(漏电)时，保护线起到制造短路的作用。电流将从设备外壳经由零线流回中性点。由于零线电阻很小，所以这一短路电流很大，而经由人体到中性点的这条通路电阻很大，电流几乎为零。由此产生的大电流迫使线路中的保护元件作(如熔断器或断路器跳闸)，使设备迅速脱离电源，从而避免触电事故的发生。而且总希望此时短路电流越大越好，因为短路电流越大，保护元件动作越快。可见在这种情况下，就是依靠短路电流达到保护的目的。

2 短路在电流互感器运行中的应用

电流互感器主要用来扩大测量交流电流量程，也是为了使测量仪表与高压电路隔开，以保证人身与设备的安全。其接线图如图4所示。

运行中的电流互感器二次侧绝对不允许开路。因为它的一次绕组是与负载串联的，其中电流 的大小取决于负载的大小。如果二次绕组电路断开，二次绕组的电流和磁通势立即消失，但一次绕组的电流 未变。这时铁心内的磁通全由一次绕组的磁通势 产生，结果造成铁心内很大的磁通(因为此时二次绕组的磁通势为零，不能对一次绕组的磁通势起去磁作用了)。一方面使铁心损耗急剧增加，造成铁心过热，烧毁绕组；另一方面在二次绕组上感应出很高的电动势，可能使绝缘击穿，并危及设备和人身安全。因此，二次侧绕组不能接熔断器，如果需要拆除运行中的电流互感器二次侧的仪表如电流表、电能表等之前，必须先将其二次侧短路。此时的短路不仅是允许的，而且是必须的。

3 短路在电力变压器负载试验中的应用

变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。电力变压器在投入运行前或在运行过程中，需要进行一些试验，以保证电力变压器安全运行。试验项目包括：变压器油的简化试验、绝缘吸收比试验、耐压试验、空载试验及负载试验。其中负载试验的目的是测量变压器的负载损耗PK和阻抗电压Uk，以检查绕组实际结构是否符合技术要求。

实验时，将二次绕组短路(见图5)，通过调压器调节电压，使得一次侧的电流等于额定电流，这时电压表V的读数就是变压器的阻抗电压Uk，功率表W测出的一次输入功率就是变压器的负载损耗PK。负载试验时，由于二次侧处于短路状态，负载阻抗等于零，输出功率也等于零，而在二次绕组中流过的电流恰好等于额定值，所以输入功率都为变压器自身所损耗。同时，试验时加在一次绕组上的电压Uk很低，一般仅为额定电压UN的5%～10%之间，因为电压低，铁心中的主磁通也很少，仅为额定工作磁通的百分之几，所以铁耗PFe很小，因此变压器的负载损耗几乎就是变压器绕组的铜耗Pcu。