[科普中國(guó)]-短路阻抗

短路阻抗就是用電器短路形成的電阻，像渦流等。

簡(jiǎn)介概念A(yù)通常，變壓器的短路阻抗，是指在額定頻率和參考溫度下，一對(duì)繞組中、某一繞組的端子之間的等效串聯(lián)阻抗Zk=Rk+jXk。由于它的值除計(jì)算之外，還要通過(guò)負(fù)載試驗(yàn)來(lái)確定，所以習(xí)慣上又把它稱(chēng)為短路電壓或阻抗電壓。

概念B短路阻抗是變壓器性能指標(biāo)中很重要的項(xiàng)目，其出廠時(shí)的實(shí)測(cè)值與規(guī)定值之間的偏差要求很?chē)?yán)。

變壓器短路阻抗大小對(duì)變壓器運(yùn)行的影響1.變壓器短路阻抗也稱(chēng)阻抗電壓，在變壓器行業(yè)是這樣定義的：當(dāng)變壓器二次繞組短路（穩(wěn)態(tài)），一次繞組流額定電流而施加的電壓稱(chēng)阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即uz=(Uz/U1n)*100%

2.當(dāng)變壓器滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)，短路阻抗的高低對(duì)二次側(cè)輸出電壓的高低有一定的影響，短路阻抗小，電壓降小，短路阻抗大，電壓降大。當(dāng)變壓器負(fù)載出現(xiàn)短路時(shí)，短路阻抗小，短路電流大，變壓器承受的電動(dòng)力大。短路阻抗大，短路電流小，變壓器承受的電動(dòng)力小。

3.因?yàn)樽儔浩鏖g負(fù)荷分配與其額定容量成正比，而與阻抗電壓成反比。也就是說(shuō)當(dāng)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，如果阻抗電壓不同，其負(fù)荷并不按額定容量成比例分配，并列變壓器所帶的電流與阻抗電壓成反比。1

短路在物理學(xué)的解釋概念電力系統(tǒng)在運(yùn)行中 ，相與相之間或相與地（或中性線(xiàn)）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時(shí)而流過(guò)非常大的電流。其電流值遠(yuǎn)大于額定電流 ，并取決于短路點(diǎn)距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機(jī)端發(fā)生短路時(shí)，流過(guò)發(fā)電機(jī)的短路電流最大瞬時(shí)值可達(dá)額定電流的10～15倍。大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)數(shù)萬(wàn)安。這會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重影響和后果。

三相系統(tǒng)三相系統(tǒng)中發(fā)生的短路有 4 種基本類(lèi)型：三相短路，兩相短路，單相對(duì)地短路和兩相對(duì)地短路。其中，除三相短路時(shí)，三相回路依舊對(duì)稱(chēng)，因而又稱(chēng)對(duì)稱(chēng)短路外，其余三類(lèi)均屬不對(duì)稱(chēng)短路。在中性點(diǎn)接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，以一相對(duì)地的短路故障最多，約占全部故障的90%。在中性點(diǎn)非直接接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，短路故障主要是各種相間短路。

沖擊電流發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)從正常的穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡到短路的穩(wěn)定狀態(tài)，一般需3～5秒。在這一暫態(tài)過(guò)程中，短路電流的變化很復(fù)雜。它有多種分量，其計(jì)算需采用電子計(jì)算機(jī)。

在短路后約半個(gè)周波（0.01秒）時(shí)將出現(xiàn)短路電流的最大瞬時(shí)值，稱(chēng)為沖擊電流。它會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，其大小可用來(lái)校驗(yàn)電工設(shè)備在發(fā)生短路時(shí)機(jī)械應(yīng)力的動(dòng)穩(wěn)定性。短路電流的分析、計(jì)算是電力系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容之一。它為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行中選擇電工設(shè)備、整定繼電保護(hù)、分析事故提供了有效手段。

電氣線(xiàn)路由于種種原因相接或相碰，產(chǎn)生電流突然增大的現(xiàn)象稱(chēng)短路。

相線(xiàn)之間相碰叫相間短路；

相線(xiàn)與地線(xiàn)、與接地導(dǎo)體或與大地直接相碰叫對(duì)地短路。

在短路電流突然增大時(shí)，其瞬間放熱量很大，大大超過(guò)線(xiàn)路正常工作時(shí)的發(fā)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(fā)生火災(zāi)。

造成短路的主要原因1、線(xiàn)路老化，絕緣破壞而造成短路；

2、電源過(guò)電壓，造成絕緣擊穿；

3、小動(dòng)物（如蛇、野兔、貓等）跨接在裸線(xiàn)上；

4、人為的多種亂拉亂接造成；

5、室外架空線(xiàn)的線(xiàn)路松弛，大風(fēng)作用下碰撞；

6、線(xiàn)路安裝過(guò)低與各種運(yùn)輸物品或金屬物品相碰造成短路

阻抗在物理學(xué)中的解釋概念在具有電阻、電感和電容的電路里，對(duì)電路中的電流所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一個(gè)復(fù)數(shù)，實(shí)際稱(chēng)為電阻，虛稱(chēng)為電抗，其中電容在電路中對(duì)交流電所起的阻礙作用稱(chēng)為容抗,電感在電路中對(duì)交流電所起的阻礙作用稱(chēng)為感抗，電容和電感在電路中對(duì)交流電引起的阻礙作用總稱(chēng)為電抗。阻抗的單位是歐姆。阻抗的概念不僅存在與電路中，在力學(xué)的振動(dòng)系統(tǒng)中也有涉及。2

電學(xué)解釋阻抗是表示元件性能或一段電路電性能的物理量。交流電路中一段無(wú)源電路兩端電壓峰值(或有效值)Um與通過(guò)該電路電流峰值(或有效值)Im之比稱(chēng)為阻抗，用z表示，單位為歐姆(Ω)。在U一定的情況下，z越大則I越小，阻抗對(duì)電流有限制的作用。[2]

在電流中，物體對(duì)電流阻礙的作用叫做電阻。除了超導(dǎo)體外，世界上所有的物質(zhì)都有電阻，只是電阻值的大小差異而已。電阻很小的物質(zhì)稱(chēng)作良導(dǎo)體，如金屬等；電阻極大的物質(zhì)稱(chēng)作絕緣體，如木頭和塑料等。還有一種介于兩者之間的導(dǎo)體叫做半導(dǎo)體，而超導(dǎo)體則是一種電阻值等于零的物質(zhì)，不過(guò)它要求在足夠低的溫度和足夠弱的磁場(chǎng)下，其電阻率才為零。

在直流電和交流電中，電阻對(duì)兩種電流都有阻礙作用；作為常見(jiàn)元器件，除了電阻還有電容和電感，這兩者對(duì)交流電和直流電的作用就不像電阻那樣都有阻礙作用了。電容是“隔直通交”，就是對(duì)直流電有隔斷作用，就是直流不能通過(guò)，而交流電可以通過(guò)，而且隨著電容值的增大或者交流電的增大，電容對(duì)交流電的阻礙作用越小，這種阻礙作用可以理解為“電阻”，但是不等同于電阻，這是一種電抗，電抗和電阻單位一樣，合稱(chēng)“阻抗”。當(dāng)然，準(zhǔn)確的說(shuō)，“阻抗”應(yīng)該有三個(gè)部分，除了這兩個(gè)，就是“感抗”。感抗就是電感對(duì)電流的阻礙作用，和電容不同，電感對(duì)直流電無(wú)阻礙作用（如果嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯康脑?huà)，在通電達(dá)到飽和之前的那個(gè)短暫的幾毫秒的暫態(tài)內(nèi)，也是有阻礙的）對(duì)交流有阻礙作用，感抗的單位和容抗以及電阻的單位都一樣是歐姆。2

力學(xué)解釋阻抗、抗、阻的概念不只存在在電路中，在振動(dòng)系統(tǒng)中，阻抗也用Z表示，是一個(gè)復(fù)數(shù)，也是一個(gè)相量（Phasor），含有Magnitude和Phase/Polarity。由阻（Resistance）和抗（Reactance）組成。阻（resistance）是對(duì)能量的消耗，而抗（reactance）是對(duì)能量的保存。在振動(dòng)系統(tǒng)中，由質(zhì)量產(chǎn)生的抗，是質(zhì)量抗（mass resistance），而由勁度（stiffness）產(chǎn)生的抗，是勁度抗（stiffness resistance）。2

阻抗公式Z= R+i( ωL–1/（ωC）)

說(shuō)明：負(fù)載是電阻、電感的感抗、電容的容抗三種類(lèi)型的復(fù)物，復(fù)合后統(tǒng)稱(chēng)“阻抗”，寫(xiě)成數(shù)學(xué)公式即是：阻抗Z= R+i(ωL–1/（ωC）)。其中R為電阻，ωL為感抗，1/（ωC）為容抗。

（1）如果(ωL–1/ωC) > 0，稱(chēng)為“感性負(fù)載”；

（2）反之，如果(ωL–1/ωC)

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李雪梅 - 副教授 - 西南大學(xué)