[科普中國]-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。由于它的值除計算之外，還要通過負載試驗來確定，所以習慣上又把它稱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中很重要的項目，其出廠時的實測值與規(guī)定值之間的偏差要求很嚴。

變壓器短路阻抗大小對變壓器運行的影響1.變壓器短路阻抗也稱阻抗電壓，在變壓器行業(yè)是這樣定義的：當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阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分數(shù)表示，即uz=(Uz/U1n)*100%

2.當變壓器滿載運行時，短路阻抗的高低對二次側(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。當變壓器負載出現(xiàn)短路時，短路阻抗小，短路電流大，變壓器承受的電動力大。短路阻抗大，短路電流小，變壓器承受的電動力小。

3.因為變壓器間負荷分配與其額定容量成正比，而與阻抗電壓成反比。也就是說當變壓器并列運行時，如果阻抗電壓不同，其負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

短路在物理學的解釋概念電力系統(tǒng)在運行中 ，相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時而流過非常大的電流。其電流值遠大于額定電流 ，并取決于短路點距電源的電氣距離。例如，在發(fā)電機端發(fā)生短路時，流過發(fā)電機的短路電流最大瞬時值可達額定電流的10～15倍。大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達數(shù)萬安。這會對電力系統(tǒng)的正常運行造成嚴重影響和后果。

三相系統(tǒng)三相系統(tǒng)中發(fā)生的短路有 4 種基本類型：三相短路，兩相短路，單相對地短路和兩相對地短路。其中，除三相短路時，三相回路依舊對稱，因而又稱對稱短路外，其余三類均屬不對稱短路。在中性點接地的電力網(wǎng)絡(luò)中，以一相對地的短路故障最多，約占全部故障的90%。在中性點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，電力系統(tǒng)從正常的穩(wěn)定狀態(tài)過渡到短路的穩(wěn)定狀態(tài)，一般需3～5秒。在這一暫態(tài)過程中，短路電流的變化很復(fù)雜。它有多種分量，其計算需采用電子計算機。

在短路后約半個周波（0.01秒）時將出現(xiàn)短路電流的最大瞬時值，稱為沖擊電流。它會產(chǎn)生很大的電動力，其大小可用來校驗電工設(shè)備在發(fā)生短路時機械應(yīng)力的動穩(wěn)定性。短路電流的分析、計算是電力系統(tǒng)分析的重要內(nèi)容之一。它為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計和運行中選擇電工設(shè)備、整定繼電保護、分析事故提供了有效手段。

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

相線之間相碰叫相間短路；

相線與地線、與接地導(dǎo)體或與大地直接相碰叫對地短路。

在短路電流突然增大時，其瞬間放熱量很大，大大超過線路正常工作時的發(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、線路老化，絕緣破壞而造成短路；

2、電源過電壓，造成絕緣擊穿；

3、小動物（如蛇、野兔、貓等）跨接在裸線上；

4、人為的多種亂拉亂接造成；

5、室外架空線的線路松弛，大風作用下碰撞；

6、線路安裝過低與各種運輸物品或金屬物品相碰造成短路

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

電學解釋阻抗是表示元件性能或一段電路電性能的物理量。交流電路中一段無源電路兩端電壓峰值(或有效值)Um與通過該電路電流峰值(或有效值)Im之比稱為阻抗，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，阻抗對電流有限制的作用。[2]

在電流中，物體對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)稱作良導(dǎo)體，如金屬等；電阻極大的物質(zhì)稱作絕緣體，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)，不過它要求在足夠低的溫度和足夠弱的磁場下，其電阻率才為零。

在直流電和交流電中，電阻對兩種電流都有阻礙作用；作為常見元器件，除了電阻還有電容和電感，這兩者對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”，就是對直流電有隔斷作用，就是直流不能通過，而交流電可以通過，而且隨著電容值的增大或者交流電的增大，電容對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“阻抗”。當然，準確的說，“阻抗”應(yīng)該有三個部分，除了這兩個，就是“感抗”。感抗就是電感對電流的阻礙作用，和電容不同，電感對直流電無阻礙作用（如果嚴謹?shù)难芯康脑挘谕娺_到飽和之前的那個短暫的幾毫秒的暫態(tài)內(nèi)，也是有阻礙的）對交流有阻礙作用，感抗的單位和容抗以及電阻的單位都一樣是歐姆。2

力學解釋阻抗、抗、阻的概念不只存在在電路中，在振動系統(tǒng)中，阻抗也用Z表示，是一個復(fù)數(shù)，也是一個相量（Phasor），含有Magnitude和Phase/Polarity。由阻（Resistance）和抗（Reactance）組成。阻（resistance）是對能量的消耗，而抗（reactance）是對能量的保存。在振動系統(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）)

說明：負載是電阻、電感的感抗、電容的容抗三種類型的復(fù)物，復(fù)合后統(tǒng)稱“阻抗”，寫成數(shù)學公式即是：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，稱為“感性負載”；

（2）反之，如果(ωL–1/ωC)

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李雪梅 - 副教授 - 西南大學