浅谈如何处理电气线路短路故障

浅谈如何处理电气线路短路故障

发表时间：2019-09-19T14:42:06.810Z 来源：《中国西部科技》2019年第12期作者：张少忠

[导读] 如今我国各行业对电力有着越来越高的需求，当电力系统出现短路的时候，很多电气设备都无法正常使用，会给人类的生产活动带来严重的影响，因此，提高电气线路短路故障检测技术有着非常重要的现实意义。本文主要围绕电路短路类型、电路短路危害进行分析，探讨提高电器电路短路故障检测技术的有效方式，从而为电力工作者提供一定的理论参考，促进我国电力行业的不断发展。

张少忠

珠海长隆投资发展有限公司

摘要：如今我国各行业对电力有着越来越高的需求，当电力系统出现短路的时候，很多电气设备都无法正常使用，会给人类的生产活动带来严重的影响，因此，提高电气线路短路故障检测技术有着非常重要的现实意义。本文主要围绕电路短路类型、电路短路危害进行分析，探讨提高电器电路短路故障检测技术的有效方式，从而为电力工作者提供一定的理论参考，促进我国电力行业的不断发展。

关键词：电气；短路；故障；检测

一、电路短路类型

（一）金属性电路短路和非金属性短路

其中金属性电路短路是指在电路不同电位，两个金属导体出现了短接。金属性电路短路的电阻通常为零，因此通过的电流量很大，会在短时间之内提高电路的热量，发生电气设备的损坏，影响整个电路的正常工作。非金属性短路是指由于电路中不同定位不是直接连接的，因此通过一定的电阻相接，导致电路出现短路，非金属性电路短路，电阻不为0，短路时通过的电流量比金属性短路的电流量要小，并且持续的时间很长，如果电力维修人员没有及时发现，会使得电路出现热效应，对整个电力系统产生严重的危害。

（二）单向短路和多相短路

通常情况下，在三相交流电源中出现短路的原因主要是单相短路、二相短路和三相短路三种方式。其中单相短路是指只有一对中性线发生故障；二相短路是指二相线互相短接，造成了电路出现短路；三相短路是指电路中的三相线进行短接，进而引发的短路现象。单相短路、二相短路、三相短路尽管方式不同，但是产生的危害都不容忽视，需要电力维修人员及时发现并有效解决，完善电路的排线模式。（三）匝间短路

电气线路中的匝间短路是指电机、电磁线圈和变压器等部件，由于部分绕组出现短接引发的短路现象。匝间短路通常属于电气元件内部的故障，也可能是外部因素对电气设备产生的影响，不严重的短路尽管不会产生严重的危害，但是随着使用时间的推移，也会出现其他方面的问题，影响电气设备的正常使用。因此需要电力人员提高重视程度，尽快解决，排除故障隐患。

二、电气线路短路的危害

（一）电流的动力效应

在电力系统运行过程中，如果出现电路的短路，会在短时间之内增加通过的电流量，特别是冲击电流，会使得电气线路中不同设备时间产生强大的电动力，这种动力可以使电路设备的母线弯曲变形，导致内部元件出现损坏，出现电气设备的严重故障，影响电路的正常运行。

（二）短路电流的热效应

在电气线路中出现了短路，会在短时间内使得通过电流产生很强的热效应，导致电路的温度急速上升，由于电路短路线路的保护装置反应灵敏，能够在第一时间内切断短路电流，因此短路电流通过内部配件的时间通常不会很长。短路电流热效应是电路中危害最严重的一种现象，一旦出现短路，导体的温度会急速升高，使得电气设备的性能下降，触头出现融化，并且内部的截面可能会熔断，在高温下电路中的传导元件，例如开关、芯片等元件将会烧毁，或者被热量击穿。

（三）短路电流的电压降效应

如果电气线路中出现短路，那么会使得强大的短路电流通过内部配件，使得配件上的抗阻电压降低，使得整体的电网电压下降，无法满足正常的使用需求，会使得供应电量减小，出现一系列的问题和事故。

三、电路短路的故障检测方法

（一）仪表法

电力系统维修人员在进行短路故障检查的时候，首先应当切断电路的电源，用万用表在电路中进行端点的检测，如果万用表测量出来的数据为0，那么这个系统电路中的两个端点之间存在短路。电力人员检查时应当充分了解短路的正常电阻，通过预测数值进行比对，从而找到问题发生的具体位置和原因。被测电路中存在大量的电容，因此在进行检测的时候应当断开电源，被测电路如果存在多路的并联，需要使用范围缩小法进行故障的排查。要在电路中的各个支路进行逐一的短路检测，如果测量出来的电阻值出现明显的异常，那么可以断定该短路存在短路现象。如果用兆欧表测量出来的数值为零，那么该电子线路中存在短路问题，通常情况下一些电子线路是不能用兆欧表进行测量，避免给电子线路造成二次破坏。如果线路出现熔断的问题，却检测不出具体的短路位置，电力维修人员需要安装保险丝，使得电力系统正常恢复之后再进行测量，这种情况可能是线路短路，持续的时间很短，并且短路的位置烧毁，使得线路能够自行恢复正常。（二）灯泡法

再具体进行电路短路检测过程中，灯泡法是一种常见的手段。灯泡法是利用灯泡的明亮情况来找出短路位置，该方法操作简单，灵活性强，适用于220V的照明电路故障检测。电力维修人员首先应当在熔断器两段并联一个灯泡，然后根据灯泡是否发亮来判断电路的通导情况。要切断用电器两端的熔丝，使得两端的电路能够通过正常的电流，如果灯泡发亮说明短路点在灯泡并联电路之外的位置。依次断开开关对电路的各支路进行检测，根据灯泡的明暗程度也能够缩小短路电流的故障位置。查找到具体的短路位置之后，电力维修人员还要确定故障的原因，短路故障通常是回路中的降压元件失效，例如电阻、电磁圈的负载出现故障。在测量元件时，电力维修人员要断开电源，利用万用表对负载情况进行检测，然后确定具体的短路故障点，有针对性地进行解决，提升电路短路的故障处理效率。

（三）电流变化率分析法

由于线路中存在电感，所以故障时刻电流值不能发生突变。如果电流信号中存在"奇异点"，电流的变化率就可能会突变。这就意味着故

障发生后的极短时间内电流变化率会达到很高的水平。因此，某些时刻以电流变化率作为故障判据的检测时间要小于以电流瞬时值为判据的检测时间。为使得任意时刻发生的故障都能够被准确、快速地识别，采用电流变化率和电流瞬时值作为联合判据进行故障判别。通过研究电流变化率和电流瞬时值在时间上的各种配合方式，给出了最佳的配合判据: 只要电流变化率和电流瞬时值相继达到整定值( 不区分先后顺序) ，线路的电流保护就动作，二者相继时间为 5 ms。求电流的变化率相当于对电流求微分，由于微分运算对噪声信号很敏感，电流信号中含有噪声干扰时，很难将故障信号和噪声信号区分开来，因此微分运算前需要增加有效的滤波环节剔除噪声信号的干扰。当 α = 0 和 α= π 时，短路电流稳态幅值较小时，电流变化率需要 5 ms 的时间才出现幅值，才能和普通电流的变化率区分开，即存在判断"盲点"。通过研究电流的二阶导数作为故障判据，经过仿真研究发现，虽然电流的二阶导数也存在着盲点，但是与电流变化率盲点位置不同。

四、结语

随着我国社会主义市场经济的不断发展，人类各行各业对电力有着越来越高的需求，为了满足人们正常的电力需要，电力维修人员应当提高电气线路的短路故障处理技术，电力维修人员要充分了解电气线路短路的原理，根据电气设备的使用特点和电流的变化情况，进行快速有效地短路故障处理，要灵活使用仪表法、灯泡法，电流变化率分析法对电路故障进行排查，有效地提高短路故障处理效率，保障人们正常的电力使用需求

参考文献：

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[3]季涛,孙同景,薛永端,徐丙垠,陈平.配电网故障定位技术现状与展望[J].继电器,2016(24):32-37.