工厂供电线路短路故障的原因及危害分析

刘占石

摘 要：电力作为主要来源对现代工厂的生产生活进行支撑，供电线路的故障问题会对工厂设备的正常运行造成直接影响，严重时甚至会引发火灾以及人员伤亡事故的出现。各种类型的短路事故是工厂电力故障最为常见的几种类型。本文主要对工厂供电线路短路故障的原因以及危害进行分析，并针对其中存在的问题提出合理化建议，这可在一定程度上促使短路故障的概率得到有效降低。

关键词：供电线路；短路故障；原因；对策

在所有的供电线路故障中短路是最为常见的一种类型，不同点位导电部分之间出现的不正常接轨现象就是指短路，在短路的情况下故障点会出现较小的阻抗，这也是导致电流瞬间升高以及体的温度迅速升高、绝缘被破坏等现象出现的主要原因，甚至损害工厂的生产设备。短路点以前的电压受到影响会出现一个较大幅度的降低，这对电力系统稳定运行目标的实现造成一定阻碍。

一、线路短路的基本类型

一般工厂的电力系统都属于三项电力系统，在实际对电力系统进行划分后可将其分为单相短路接地、两相短路、两相短路接地、三相短路等几种主要类型，其中三项短路属于对称型短路，其余则不在对称短路的涵盖范围之内，需要注意的是三项短路是所有短路中危害最大的一种事故。

从三相交流供电角度来说，单项接地短路中的相位与大地之间呈现出一种较为相等的现象，都为零。也可从三相交流电中对两相短路进行分析，任意两根导线在连接过程中都较为直接，或者在借助较小阻抗的基础上对其进行连接。两相短路接地与单相接地短路之间存在一定的相似性。

两相短路接地与单相接地短路类似，是指三相交流供电系统中，任意两个相线电位与大地的电位相等。三相短路是指三相交流供电系统中，三根相线在某一点直接连接，或者通过很小的阻抗连接。如果出现三项短路的情况会有相当大的短路电流出现，这会对电力系统造成相当大程度的破坏。

二、导致线路短路的常见原因

导致工厂供电线路出现短路的原有相当多，在实际对其进行分析与判断的过程中必须实现与实际情况的有机结合，不同原因会导致不同故障的出现。人为因素、设备质量因素、天气因素、异物因素是导致故障出现的几个主要方面，下面我们对其进行仔细分析。

1.人为因素

相对于其他因素来说人为因素造成短路现象出现的概率较小，但操作人员会在这一过程中受到较大的伤害，因此我们必须对其进行高度重视。操作人员不按规章制度或者违反操作规程，带负荷拉电闸、误合接地刀闸都是人为因素造成短路故障出现的直接变现，因此在实际工作中必须实现对上述现象的避免。

人为因素也常常出现在供电系统的设计之初，例如在设计时，没有根据工厂的实际需要选择合适的电缆截面，导致电路超载、过载，长期以往造成绝缘老化、实效，最终导致短路。

2.设备质量因素

常见的原因是绝缘被破坏。例如选购设备质量较差，绝缘强度达不到要求，因而被正常电压击穿，导致短路；或者由于设备长期运行，绝缘自然老化而被正常电压击穿，导致短路；也存在工厂设备绝缘符合标准要求，但被过电压击穿，进而导致短路的情况。

3.天气因素

总所周知雷击的电压非常高，而且瞬间电流非常大。当工厂供电线路遭受雷击后，供电线路的相间距离和绝缘线无法承受，引起相间弧光短路或者对地绝缘击穿，进而导致短路。在炎热的天气时，也常常会引起短路。

4.异物引起的短路

主要是鸟类栖息或者其他导体异物由于各种原因落到供电线路上，导致的短路。例如鸟类在线路上休息时，经常会降落在T接杆、转角杆等出，这些部位线路密集，虽然相间达到30cm的安全要求，但是由于许多鸟类和筑巢的大小，都超过30cm，因此会经常出现安全距离裕量不够的情况，因此容易导致短路故障的发生。

三、线路短路对电力系统的危害

供电系统发生短路故障后，电流急剧增加，比正常工作电流要增加几十倍甚至几百倍。而且短路故障时间越长，对电气设备和电力系统的损坏越严重。首先对于工厂来说，当供电线路短路时，如果保护装置动作，熔断保险丝将短路电路切除，那么只会造成工厂停电，短暂的影响正常生产而已。

但是如果保护装置未动作，那么由于短路系统中电流瞬间的增加，会产生大量的热量，因而烧毁设备、引发火灾。或者短路时电路的电压骤降，严重影响工厂电气设备的正常运行，甚至导致产品报废和生产设备的损坏。对于整个电力系统来说，当某一点发生短路时，线损、热损和无功功率等增加，影响电力系统的稳定运行。

例如短路故障会使电力系统中的电压大幅降低，使得系统各个元件的电压损耗增加，当电压持续降低时，会使电动机停转。而且短路发生地离电源较近，短路故障持续时间又较长的时候，极易导致电力系统并列运行的电厂、发电机组等失去同步，使得发电机与系统解列，进而导致整个电力系统的正常运行遭到破坏，引发大面积的停电。

对于居民生活来说，当供电系统短路时，除了因停电引发的生活不便之外，还会出现因不对称短路电流产生的不平衡交变电磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响附近居民的正常使用。

四、预防工厂供电线路短路的措施

根据前文的论述，可知导致工厂供电线路短路的常见原因，以及短路后对工厂设备，对整个供电系统产生的危害。但是原因是多种多样的，我们只能从这些原因出发，在设计之初、使用之中，都要采取科学、合理的措施，以减少各类线路短路事故的发生。

针对人为因素导致的短路，在供电线路设计之初，就应该作好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备，使电气设备的额定电压和线路的額定电压相符。线路中必须采用速断保护装置，以便在发生短路故障时能快速切断，减少短路电流持续时间，减少短路所造成的损失。

针对设备质量因素，除了选用合格的电气设备和绝缘材料外，还应该对于易损耗、老化的部分进行定期的检查与更换，以杜绝因绝缘强度降低导致的短路事故。针对天气因素，例如预防雷击等，主要采取的措施是在工厂变电站安装避雷针，在线路上加装避雷线可以减少直击雷导致的相间短路，加装耦合地线可以减少感应雷引起的故障，最终减少雷击危害。

针对异物因素，需要在一切安全距离度较小的T接杆、转角杆、隔离刀闸以及跌落开关的位置进行中相绝缘化改造，将距离保持在安全范围之内，尽可能将出现导线短路的可能性降低到最低点。需要注意的是在实际进行预防短路过程中必须实现对实际情况的结合，并对相关规定与要求进行严格遵守。

结语：工厂电力故障最为常见的是各种类型的短路事故，本文首先对工厂供电线路短路故障的常见原因进行分析，并在此基础上研究短路故障对电力系统的危害。进而针对原因提出科学、合理的预防措施，有效降低短路故障发生率。这不仅可促使我国电力系统实现正常运行的目标，同时对居民生活水平以及生活质量的提升也有相当重要的意义与作用。

参考文献：

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[2]曾冠平.关于工厂供电系统无功补偿问题分析[J].科技展望，2017，27（3）.