
【計】 short trouble
short circuit
【化】 short circuit; short out; short pass
【醫】 short circuit; shunt
breakdown; fault; hitch; malfunction; stoppage; trouble
【計】 booboo; F; failure; fault; malfunction
【化】 malfunction
【經】 breakdown; trouble
在電氣工程領域,"短路故障"(short-circuit fault)指電路中不同電位的導體間發生非正常低阻抗連接的現象。該術語對應的英文表述為"short-circuit fault",其中"short circuit"描述電流繞過預定路徑形成旁路的物理過程,"fault"強調系統偏離正常工況的異常狀态。
根據國際電工委員會标準IEC 60050-441:2020,短路故障可分為:
美國國家标準與技術研究院(NIST)研究顯示,短路電流可達額定電流的10-100倍,其熱效應公式為: $$ Q = I²Rt $$ 其中Q為發熱量,I為故障電流,R為回路電阻,t為持續時間。該過程可能引發設備損壞或火災風險。
檢測方面,英國工程技術學會(IET)建議采用阻抗分析法,通過測量線路阻抗值Z判斷是否存在: $$ Z = frac{V}{I} leq Z_{threshold} $$ 當測量阻抗低于預設阈值時觸發保護裝置動作。
短路故障是電力系統或電路中常見的異常狀态,指電流未流經正常負載,而是通過低阻抗路徑直接形成回路的現象。以下從多個角度詳細解釋:
1. 定義與基本原理 短路發生時,電流會繞過原設計路徑(如電器、電阻等負載),直接由火線流向零線或地線。根據歐姆定律: $$I = frac{U}{Z}$$ 當阻抗Z趨近于零時,電流I急劇增大,可能達到正常值的數百倍。
2. 主要類型
3. 典型成因 • 絕緣老化(電纜外皮破損、設備内部劣化) • 機械損傷(施工破壞、動物啃咬) • 環境因素(雷擊、潮濕導緻爬電) • 操作失誤(誤接線、帶電檢修失誤)
4. 危害表現
5. 防護措施
① 斷路器與熔斷器:在短路瞬間切斷電路(動作時間通常<0.1秒)
② 繼電保護系統:通過電流速斷、差動保護等多級防護
③ 設備選型:短路耐受電流應高于系統預期值
④ 定期檢測:使用兆歐表測量絕緣電阻(标準值>1MΩ)
實際應用中需特别注意:低壓系統(如家庭220V)短路可能瞬間産生3000A以上電流,而高壓輸電線路短路能量更可達數百MVA。因此相關防護設備需通過IEC 60947等标準認證。
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