考了电工上岗证、中级电工证，为什么我现在都还没搞懂什么是短路、短接、断路、开路等等概念？

锦汇教育-一米 • 2023年2月2日下午5:49 • 电工培训 • 阅读 1454

2021年2月11日除夕之夜，给题主回答问题。

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的确，这些概念很重要。实话实说，若没有读过电气工程理论，把这些问题搞明白，的确有点困难。

至于这些知识与考电工证有什么关系，我不知道，我没有电工证。我是高级电气工程师，不是电工，对于考证需要学习什么知识，我一无所知。

以下对题主提及的四个词汇做解释。

1.短接：短接指的是导电体之间的连接。

注意1：要区别导电体和带电体。导电体指的是有电流流过的导电结构和导电线缆，不要把带电体与导电体混淆。

2.短路：指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。

注意2：这里的导电部分一般指电源的导电线路。

注意3：供电规范规定，供电线路的阻抗Z0小于短路点阻抗Zk的1/50，故当发生短路后，短路点的电压Uk：

$Uk=EZkZ0+Zk=EZ0Zk+1=E150+1\approx0.98E\approxE$ U_k=frac{EZ_k}{Z_0+Z_k}=frac{E}{frac{Z_0}{Z_k}+1}=frac{E}{frac{1}{50}+1}approx 0.98Eapprox E

我们看到，短路前后电压基本不变，这叫做无限大容量配电系统。

对于低压配电网，它是有限容量的。当发生短路且线路保护未动作，则短路后在电力变压器处的电压下降到额定电压的50%，在配电线路侧电压下降到额定电压的15%。

注意4：当发生短路瞬间，按照楞次定律，变压器的磁场能要释放出来，并在线路中逐渐衰减，形成短路电流的直流分量I；又因为电压基本不变，短路点的阻抗很小，按照欧姆定律，电流会很大，此电流就是短路电流的交流分量Ip。见下图：

考了电工上岗证、中级电工证，为什么我现在都还没搞懂什么是短路、短接、断路、开路等等概念？插图1

图1：短路电流波形图

在短路后0.01秒，短路电流的直流分量和交流分量叠加形成冲击短路电流峰值Ipk。Ipk所对应的短路电动力与开关设备的动稳定性相关。

注意5：短路电流的计算方法

设变压器的容量是Sn，额定电压是Ud，阻抗电压是Uk%，则有：

变压器的额定电流In： $In=Sn3Ud$ I_n=frac{S_n}{sqrt{3}U_d}

变压器的短路电流： $Ik=InUk%$ I_k=frac{I_n}{U_k%}

冲击短路电流峰值： $Ipk=nIk$ I_{pk}=nI_k

n叫做峰值系数。按GB14048.1-2012《低压开关设备和控制设备第1部分：总则》，峰值系数表如下：

考了电工上岗证、中级电工证，为什么我现在都还没搞懂什么是短路、短接、断路、开路等等概念？插图3

注意6：短路电动力

母线之间的电动力计算方法： $F0=2\times10-7I2KCLd$ F_0=2times 10^{-7}I^2K_Cfrac{L}{d}

三相母线之A相和B相电动力最大值： $FA=FC=2.56F0$ F_A=F_C=2.56F_0

三相母线之C相电动力最大值： $FB=2.8F0$ F_B=2.8F_0

3.断路和开路

断路指的是断开的过程，开路则是指线路中某个具体点断开。

注意7：若导电线路中某点断开，则此点会出现电弧。

注意8：断路器的开断过程其实就是线路的断路过程。在断路过程中，断路器触头间会出现交流电弧。交流电弧在电流过零时会熄灭，过零后会重燃。过零期间触头间隙中的气体从等离子态恢复，其恢复强度为Ujf；过零后电压迅速上升，对应的电压恢复强度为Uhf。因此电弧熄灭的条件是：

U_{hf}”> $Ujf>Uhf$ U_{jf}>U_{hf}

注意7：开关柜的动热稳定性与电器的动热稳定性不一样。

开关柜的动热稳定性指的是短路电流流过母线系统产生的热稳定性和动稳定性，热稳定性对应于母线在1秒或者3秒内能够忍受的最大短路电流值，它表征了母线的瞬态允许温度值是否会超过允许值；动稳定性则是指母线之间的短路电动力最大值是否会超过开关柜承受的极限值。

电器的动热稳定性指的是短路电流流过开关电器的触头导电杆和触头产生的作用。其中热稳定性指的是导电杆能够承受的短路电流发热最大值，时间长度一般是1秒；动稳定性指的是短路电流流过触头时，触头的霍姆斥力把触头斥开，并产生电弧。触头斥开后斥力消失，触头又返回，然后再斥开，在此期间的电弧烧蚀作用是否会超过开关电器的允许值。

下图是我在电器学实验室拍摄的交流电弧的波形图，我们能看到电弧过零前后的特点：