短路范文10篇

短路范文篇1

关键词：短路电流计算方法口诀

一.概述

供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.

二.计算条件

1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.

具体规定:对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.

2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.

3.短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.

三.简化计算法

即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.

在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念.

1.主要参数

Sd三相短路容量(MVA)简称短路容量校核开关分断容量

Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流

和热稳定

IC三相短路第一周期全电流有效值(KA)简称冲击电流有效值校核动稳定

ic三相短路第一周期全电流峰值(KA)简称冲击电流峰值校核动稳定

x电抗(Ω)

其中系统短路容量Sd和计算点电抗x是关键.

2.标么值

计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).

(1)基准

基准容量Sjz=100MVA

基准电压UJZ规定为8级.230,115,37,10.5,6.3,3.15,0.4,0.23KV

有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例:UJZ(KV)3710.56.30.4

因为S=1.73*U*I所以IJZ(KA)1.565.59.16144

(2)标么值计算

容量标么值S*=S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200MVA时,其标么值容量

S*=200/100=2.

电压标么值U*=U/UJZ;电流标么值I*=I/IJZ

3无限大容量系统三相短路电流计算公式

短路电流标么值:I*d=1/x*(总电抗标么值的倒数).

短路电流有效值:Id=IJZ*I*d=IJZ/x*(KA)

冲击电流有效值:IC=Id*√1+2(KC-1)2(KA)其中KC冲击系数,取1.8

所以IC=1.52Id

冲击电流峰值:ic=1.41*Id*KC=2.55Id(KA)

当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC,取1.3

这时:冲击电流有效值IC=1.09*Id(KA)

冲击电流峰值:ic=1.84Id(KA)

掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等.

一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流;设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.

下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.

4．简化算法

【1】系统电抗的计算

系统电抗，百兆为一。容量增减，电抗反比。100除系统容量

例：基准容量100MVA。当系统容量为100MVA时，系统的电抗为XS*=100/100＝1

当系统容量为200MVA时，系统的电抗为XS*=100/200＝0.5

当系统容量为无穷大时，系统的电抗为XS*=100/∞＝0

系统容量单位：MVA

系统容量应由当地供电部门提供。当不能得到时，可将供电电源出线开关的开断容量

作为系统容量。如已知供电部门出线开关为W-VAC12KV2000A额定分断电流为40KA。则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA,系统的电抗为XS*=100/692＝0.144。

【2】变压器电抗的计算

110KV,10.5除变压器容量；35KV,7除变压器容量；10KV{6KV},4.5除变压器容量。

例：一台35KV3200KVA变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875

一台10KV1600KVA变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813

变压器容量单位：MVA

这里的系数10.5，7，4.5实际上就是变压器短路电抗的％数。不同电压等级有不同的值。

【3】电抗器电抗的计算

电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。

例：有一电抗器U=6KVI=0.3KA额定电抗X=4%。

额定容量S=1.73*6*0.3=3.12MVA.电抗器电抗X*={4/3.12}*0.9=1.15

电抗器容量单位：MVA

【4】架空线路及电缆电抗的计算

架空线：6KV，等于公里数；10KV，取1/3；35KV，取3％0

电缆：按架空线再乘0.2。

例：10KV6KM架空线。架空线路电抗X*=6/3=2

10KV0.2KM电缆。电缆电抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。

这里作了简化，实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关，截面越大电抗越小。

【5】短路容量的计算

电抗加定，去除100。

例：已知短路点前各元件电抗标么值之和为X*∑=2,则短路点的短路容量

Sd=100/2=50MVA。

短路容量单位：MVA

【6】短路电流的计算

6KV，9.2除电抗；10KV，5.5除电抗;35KV，1.6除电抗;110KV，0.5除电抗。

0.4KV，150除电抗

例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为X*∑=2,短路点电压等级为6KV,

则短路点的短路电流Id=9.2/2=4.6KA。

短路电流单位：KA

【7】短路冲击电流的计算

1000KVA及以下变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=Id,冲击电流峰值ic=1.8Id

1000KVA以上变压器二次侧短路时：冲击电流有效值Ic=1.5Id,冲击电流峰值ic=2.5Id

例：已知短路点{1600KVA变压器二次侧}的短路电流Id=4.6KA，

则该点冲击电流有效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,冲击电流峰值ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。

可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗{标么值}.但一定要包括系统电抗

5.举例

系统见下图.由电业部门区域变电站送出一路10KV架空线路,经10KM后到达企业变电所,进变电所前有一段200M的电缆.变电所设一台1600KVA变压器.求K1,K2点的短路参数.

系统图电抗图合并电抗图

系统容量:S=1.73*U*I=1.73*10.5*31.5=573MVA

用以上口诀,很容易求得各电抗标么值,一共有4个.

系统电抗X0=100/573=0.175

10KM,10KV架空线路电抗X1=10/3=3.333

200M,10KV电缆线路电抗X2=(0.2/3)*0.2=0.133

1600KVA变压器电抗X3=4.5/1.6=2.81

请注意:以上电抗都是标么值(X*)

将每一段电抗分别相加,得到K1点总电抗=X0+X1=3.51

K2点总电抗=X0+X1+X2+X3=6.45(不是2.94!)

再用口诀,即可算出短路电流

U(KV)X*Id(KA)IC(KA)ic(KA)Sd(MVA)

口诀5.5/X*1.52*Id2.55Id100/X*

K110.53.511.562.374.028.5

口诀150/X*1.52*Id2.55Id100/X*

K20.46.4523355915.5

用口诀算和用第3节公式算有什么不同?

用口诀算出的是实名制单位,KA,MVA,而用公式算出的是标么值.

细心的人一定会看出,计算短路电流口诀中的系数150、9.2、5.5、1.6.实际上就是各级电压基准值.只是作了简化.准确计算应该是144、9.16、5.5、1.56.

有了短路参数有什么用?是验算开关的主要参数.例:这台1600KVA变压器低压总开关采用M25,N1.额定电流2500A,额定分断电流55KA.

短路范文篇2

从表1可以清楚地看到，自1992年以后，短路损坏的变压器占事故总台次比率有明显的上升。在1994年至1999年度，短路损坏台次占总事故台次比率在35％~io1995年至1996年度甚至达到了50％左右。大型变压器短路损伤事故居高不下的问题，已到了非解决不可的程度。

一、110千伏级变压器事故损伤率大幅上升的原因

从大量公布的技术文献分析，110千伏变压器短路损伤率大幅攀升的原因，主要是因为制造厂在80年代未至90年代初进行的低损耗“8型”产品的设计时对产品的抗短路强度未引起足够的重视，以至在此期间生产的大量产品存在强度不足的先天性缺陷。同时，和国家经济发展同步的电力网系统容量的上升，导致系统短路阻抗的大幅下降。一旦线路发生短路事故，短路电流可能会比原来的运行情况下大10％～20％左右，由此导致的变压器短路率要大20％～40％之间。因此，可能同样的一台变压器，在原来的系统容量较小的电网中运行时，因短路电流较小，可以承受短路冲击而不发生事故；而当电网容量大幅提升后，有可能承受不了这时的短路冲击而发生损伤。在这两个原因中，产品结构强度不足是主因，电力网系统容量的上升是诱因。

结合90年代中后期发生的大量110千伏短路损伤事故图片，原“8型”低损耗产品结构设计中主要不足如下：

1、上部压板强度不足

在80年代早期或更早的国产110千伏产品中，110千伏变压器大多采用了开口钢压板的结构。虽然钢压板的采用会引起变压器负耗损耗的显著上升，同时也可能会带来局部高漏磁区的过热问题，但毫无疑问，这种钢压板结构的采用对变压器轴向支持强度是一个有力的保证。

在“8型”低损耗产品的设计中，大量的企业采用了等厚度的国产层压木开口环代替原钢压板，事实证明，这种改变直接导致了上部机械强度的不足，是引起90年代后110千伏级变压器短路损伤事故的一大原因。

2、线圈卷制紧度不足

在线圈的卷制工艺上，“8型”设计调整前后并无大的区别。但在“8型”设计之前，大部分的变压器线圈是采用浸漆工艺的，而“8型”设计以后的产品大多取消了浸漆工艺，同时自1996年开始不断有用户提出的110千伏级变压器局放水平也不允许对110千伏级产品进行浸漆处理，因为浸漆处理后对产品绝缘有明显影响。

但浸漆处理对提高产品的机械强度却是一个有力的措施。众所周知，为保证线匝之间的绝缘强度，线圈绕制用导线必须包绕不同厚度的绝缘纸作为匝绝缘材料。对110千伏级高压线圈一般采用的匝绝缘厚度为1．35mm，在线饼的整个幅向尺寸中，这个匝绝缘厚度要占相当的比例。如对单根纸包铜线，匝绝缘大概要占40％左右，对双根组合导线，由于组合导线单元线间匝绝缘较小，所以这时候匝绝缘大概占线饼幅向的30％。在线圈绕制时表观看上去线圈是绕紧的，但线圈烘燥后绝缘物会发生收缩，收缩产生的后果就是线匝之间的状态松了。如果这种烘燥后相对较松的线圈投入运行，对产品的安全将带来隐患。线圈的浸漆工艺是对经烘燥收缩后的线圈进行浸漆，从而弥补前面烘燥中产生的线饼松动现象，有效地提高了线圈本身的强度。

在90年代中前期生产的110干伏变压器大多采用两个导电回路的中部进线结构，这样就造成设计时单个回路的导电材料截面偏小，不能采用组合式导线，因此线饼辐向尺寸中匝绝缘占的比例很大，烘燥后收缩大，又没有原来的浸漆工艺来弥补，因此线圈的卷制状态实际上相对是比较松的，自然影响到产品的强度。

3、线饼轴向支撑垫块处理工艺不到位

和线饼幅向中匝绝缘要占一定比例这个情况类似，为保证线饼与线饼之间的绝缘和线饼本身的散热，每个线饼之间都有一圈用绝缘纸板做的油道，这样在整个轴向高度上，绝缘材料也要占一定的比例，对一般的110千伏产品，这个比例大概也要在30％～40％之间。虽然轴向高度在线圈烘燥后可以通过加添垫块的方法进行调整，但如果垫块处理不到位或者线圈预烘工艺控制不当，有可能产生待套装线圈高度上有一个“虚高”，这个“虚高”是指线圈在器身处理和浸油后会进一步的收缩，如果线圈的“虚高”是大体相等的，则在变压器出烘或二次吊罩紧固时仍可通过控制上部压紧力的方法将每个线圈都压紧。但事实上，如果对线圈预烘工艺没有足够的重视，极可能产生每个线圈的“虚高”不一样这种情况，这时候将导致铁芯柱上套的几个同心线圈压紧后松紧不一，有的线圈是紧的，有的线圈是松的，这时势必影响线圈的轴向强度。

在线圈浸漆工艺采用的时候，由于绝缘纸和垫块中漆液的浸入将对线圈的前道处理中的不一致有一个弥补过程，因此这时候轴向上线圈的“虚高”不一致问题不是太明显。但如果取消浸漆工艺，对垫块的处理和对线圈的处理控制有必要作相应的调整。

4、内线圈的内径侧支撑较薄弱

传统的设计中铁心和内线圈之间的支撑并不是很理想，多采用多层可调整的围屏结构，这些围屏一般是由δ=1．5～2mm的纸板制成，层与层之间没有粘结，线圈在受到短路的内挤力时，各个支撑撑条松紧状态并不很一致，有的撑条处可能紧一点，有的撑条处可能很松。因此对比较松的地方，实际上内部支撑是虚的，线圈内挤时这些地方可能会首先变形，而一旦线圈发生一个初始的变形，将导致正反馈式的变形量扩增，从而导致线圈的彻底扭挤破坏。

如果线圈是按传统工艺浸漆处理的，这种初始的变形相对而言比较难以发生，因为线圈的线匝之间可能将力量互相传递，而一旦线圈不采用浸漆工艺，线匝卷紧程度相对较松，线匝之间力的传递要差，局部的初始变形相对要容易些，这时候线圈产生机械破坏的概率就大。

二、提高110千伏级变压器抗短路能力的措施

明白了90年代后期暴露出来的110千伏级变压器抗短路能力不足的原因，就可以有针对性地逐项整改。但变压器制造技术的发展已不可能再倒退至钢压板加线圈浸漆的年代。因此，提高110千伏变压器的抗短路能力，应该吸收原“8型”低损耗变压器设计中绝缘压板和不浸漆的做法。虽然绝缘压板和不浸漆这两项改动是造成前期110千伏变压器抗短路能力不足的主因，但真正使这么多变压器出问题的原因，也不能简单的归咎于这两项改动。因为这两项改动也是在引进吸收国际变压器制造先进技术的基础上采用的，从发展的角度看，这两个改动是潮流所趋，是方向。

那么怎么解释在采用这两项技术后110千伏变压器短路损伤的事故率明显上升了呢?这里面主要的问题是没有在采用这两项技术时进行通盘考虑，没有在采用这两项技术后对由此可能带来的影响作充分的论证，因此也没有进行相应的针对性调整。这才是造成90年代中后期大量110千伏变压器事故损伤的最大原因。

基于以上认识，并吸收事故产品的教训，一些企业在制作110千伏产品时对以上各薄弱环节进行了相应的调整，并对不同容量段产品进行试验验证。多年的生产和运行经验表明，在充分考虑到绝缘压板和不浸漆工艺的相关影响，并进行有效的设计和工艺调整后，生产的110千伏产品抗短路能力是可靠的，沿用“8型”设计的绝缘压板结构和不浸漆工艺是完全可能的。下面主要介绍在110千伏变压器生产中提高产品抗短路能力的一些具体措施：

1、改原来的分瓣压板结构为整圆压板结构，并对铁窗外线圈部分增加半圆副压板，解决端部压板强度不足的隐患改进后线圈整圆压板厚度为40～60mm不等(视变压器容量和结构定)。半圆副压板厚度和主压板尺寸相同，整体厚度达80～120mm。按此方案调整后变压器制作成本无明显增加(多了三相半圆副压板材料)，变压器的外限尺寸也无放大，但上部压板强度不足的隐患得以彻底解决。

2、改110千伏线圈进线方式为端部进线，使导电回路截面翻倍，从而为组合导线的使用创造了条件前面已经进行过估算，组合导线的应用可以大幅度地减少线饼幅向尺寸中绝缘材料的比例。减少线圈烘燥后的收缩量，保证线圈的紧实度。同时，组合导线的使用必然导致单个线饼线匝数的减少，而在线圈的卷制中可以发现，这种线饼匝数的减少为绕制时反饼的收紧创造了条件。因此，采用组合导线、端部进线结构的产品，线圈紧实度有明显的提高。

3、精心调整高／中／低压线圈线规，使各线圈高度方向绝缘占比大致相同。前面已经提到，线圈烘燥、浸油后绝缘物会发生收缩，如果各个线圈的高度方向绝缘尺寸比率差距较大，则线圈烘燥、浸油后净收缩量将有明显差别；调整高度方向绝缘物占比，实际上就可以控制经工艺处理后各线圈的“虚高”大致接近。

4、加强垫块及线圈的稳定处理，努力减少线圈“虚高”总量不浸漆工艺采用后对轴向稳定处理的影响是显而易见的，定量的数据在各个制造厂都可以得到。要减少不浸漆后线圈收缩量过大的问题，就必须严格按工艺要求对线圈的饼间垫块进行密化处理，并对组套前线圈进行二次烘燥、调整和稳定。在纸板的密化工序中，采用瑞士魏德曼公司推荐的100kg／cm2滚压工艺，纸板经滚压后厚度方向尺寸约收缩9％。线圈的组套前烘压是一个更繁杂的工作，其目的是确保纸板、匝绝缘材料烘燥收缩到位，调整各线圈高度方向一致。

5、线圈换位的注意要点

从线圈本身的结构特点分析，认为线饼间上下“S”弯换位处是一个薄弱环节，在线圈长期的运行振动中，这种“S”弯过渡处的绝缘极可能破损，从而引起绝缘事故。在系统短路、线圈轴、辐向受力时，该处受力更为明显。对这一局部的加强方式是：在设计时要确保“S”弯导线为平拉换位，避免上下高差形成的剪刀口加剧对线匝的绝缘损坏：制作时在“S”弯贴线饼处加垫0．5mm保护纸板1张，加强“S”弯过渡处线匝绝缘。在“S”弯上加包耐热等级为F级的丹尼松纸半叠2层，由于丹尼松皱纸的耐温等级远大于普通A级绝缘材料，因而可确保“S”弯匝绝缘不会发生受热老化后在机械冲击下断裂。

6、注意短路大电流引起的强漏磁对并绕线绝缘的影响

在短路的大电流作用下，除线圈轴、辐向、线匝间可能产生机械损伤处，大电流导致的强磁场也可能导致并绕导线间漏磁压差的增大。对组合导线绕制的110千伏线圈，这个漏磁压差值可能高达1000伏左右。虽然这种高电压的存在仅维持几个周波的时间，但对于组合导线中两个并绕单元线间并不太厚的绝缘来讲，还是一种比较严厉的考核。为减少这种漏磁压差的影响，对组合导线绕制的110千伏线圈可采用三次换位的方案，这种换位方式可以使换位导线并绕单元线间的漏磁压差降为普通单次换位的1／3，漏磁压差有效值在400伏以内，确保了线圈短路时内部并绕单元之间的绝缘安全。

7、大电流引线的夹持

引线的夹持是一个可能被忽略的问题，但系统中因为引线夹持强度不足而导致的事故损坏并不少见。在大容量配电变压器的短路试验中，引线夹持力的不足导致的变压器试验失败甚至占50％以上。大容量配电变压器上的一些经验可以反过来用在110千伏变压器上。经验表明，典型的三相引线夹持系统中通流铜排间的受力和裕度系数取用是完全可行的，但问题是制造厂能否保证具体的夹持结构和材料的可靠。在早期产品中，制造单位多采用机械性能较差、并且分散性也较大的色木做导线夹持构件，问题很多。为保证引线夹持构架的牢固、可靠，已全部采用电工层压木或电工层压纸板代替色木。另外，紧固件的选用上亦存在同样的问题。目前很多企业选用的是高强度尼龙螺栓，双并帽结构。

8、铁芯下轭片的可靠托持

短路范文篇3

关键词：IGBT短路保护电路设计

固态电源的基本任务是安全、可靠地为负载提供所需的电能。对电子设备而言，电源是其核心部件。负载除要求电源能供应高质量的输出电压外，还对供电系统的可靠性等提出更高的要求。

IGBT是一种目前被广泛使用的具有自关断能力的器件开关频率高广泛应用于各类固态电源中。但如果控制不当，它很容易损坏。一般认为IGBT损坏的主要原因有两种：一是IGBT退出饱和区而进入了放大区使得开关损耗增大；二是IGBT发生短路，产生很大的瞬态电流，从而使IGBT损坏。IGBT的保护通常采用快速自保护的办法即当故障发生时，关断IGBT驱动电路，在驱动电路中实现退饱和保护；或者当发生短路时，快速地关断IGBT。根据监测对象的不同IGBT的短路保护可分为Uge监测法或Uce监测法二者原理基本相似都是利用集电极电流IC升高时Uge或Uce也会升高这一现象。当Uge或Uce超过Ugesat或Ucesat时，就自动关断IGBT的驱动电路。由于Uge在发生故障时基本不变，而Uce的变化较大并且当退饱和发生时Uge变化也小难以掌握因而在实践中一般采用Uce监测技术来对IGBT进行保护。本文研究的IGBT保护电路，是通过对IGBT导通时的管压降Uce进行监测来实现对IGBT的保护。

采用本文介绍的IGBT短路保护电路可以实现快速保护，同时又可以节省检测短路电流所需的霍尔电流传感器，降低整个系统的成本。实践证明，该电路有比较大的实用价值，尤其是在低直流母线电压的应用场合，该电路有广阔的应用前景。该电路已经成功地应用在某型高频逆变器中。

1短路保护的工作原理

图1(a)所示为工作在PWM整流状态的H型桥式PWM变换电路（此图为正弦波正半波输入下的等效电路，上半桥的两只IGBT未画出），图1(b)为下半桥两只大功率器件的驱动信号和相关的器件波形。现以正半波工作过程为例进行分析（对于三相PWM电路，在整流、逆变工作状态或单相DC／DC工作状态下，PWM电路的分析过程及结论基本类似）。

在图1所示的电路中，在市电电源Us的正半周期，将Ug2.4所示的高频驱动信号加在下半桥两只IGBT的栅极上，得到管压降波形UT2D。其工作过程分析如下：在t1～t2时刻，受驱动信号的作用,T2、T4导通（实际上是T2导通,D4处于续流状态），在Us的作用下通过电感LS的电流增加，在T2管上形成如图1（b）中UT2D所示的按指数规律上升的管压降波形，该管压降是通态电流在IGBT导通时的体电阻上产生的压降；在t2～t3时刻，T2、T4关断，由于电感LS中有储能，因此在电感LS的作用下，二极管D2、D4续流，形成图1（b）中UT2.D的阴影部分所示的管压降波形，以此类推。分析表明，为了能够检测到IGBT导通时的管压降的值，应该将在t1～t2时刻IGBT导通时的管压降保留，而将在t2～t3时刻检测到的IGBT的管压降的值剔除，即将图1（b）中UT2.D的阴影部分所示的管压降波形剔除。由于IGBT的开关频率比较高，而且存在较大的开关噪声，因此在设计采样电路时应给予足够的考虑。

图2IGBT短路保护电路原理图

根据以上的分析可知，在正常情况下，IGBT导通时的管压降Uce(sat)的值都比较低，通常都小于器件手册给出的数据Uce(sat)的额定值。但是，如果H型桥式变换电路发生故障（如同一侧桥臂上的上下两只IGBT同时导通的“直通”现象），则这时在下管IGBT的C～E极两端将会产生比正常值大很多的管电压。若能将此故障时的管压降值快速地检测出来，就可以作为对IGBT进行保护的依据，从而对IGBT实施有效的保护。

2短路保护电路的设计

由对图1所示电路的分析，可以得到IGBT短路保护电路的原理电路图，如图2所示。在图2所示电路中IC4及其器件构成选通逻辑电路，由IC5及其器件构成滤波及放大电路，IC2及其器件构成门限比较电路，IC1及其器件构成保持电路。正常情况下，D1、D2、D3的阴极所连接的IC2D、IC2C及CD4011的输出均为高电平，IC1的输出状态不会改变。假设由于某种原因，在给T2发驱动信号的时候，H型桥式PWM变换电路的左半桥下管T2的管压降异常升高（设电平值为“高”），即T2－d端电压异常升高，则该高电平UT2－d通过R2加在D8的阴极；同时，发给T2的高电平驱动信号也加在二极管D5的阴极。对IC2C来说，其反相输入端为高电平，若该电平值大于同相输入端的门槛电平值的话，则IC2C输出为“低”。该“低”电平通过D2加在R－S触发器IC1的R输入端，使其输出端Q的输出电平翻转，向控制系统发出IGBT故障报警信号。如果是由于右半桥下管T4的管压降异常升高而引起IC2D输出为“低”，则该“低”电平通过D1加在R－S触发器IC1的R输入端，使其输出端Q的输出电平翻转，向控制系统发出IGBT故障报警信号。由IC5A和IC5C及其器件构成的滤波及放大电路将选通电路送来的描述IGBT管压降的电压信号进行预处理后，送给由IC5B构成的加法器进行运算处理。若加法器的输出电平大于由R22和R32确定的门槛电平，则会使R－S触发器IC1的R端的第三个输入端为“低”，也向控制系统发出IGBT故障报警信号。改变由R22和R32确定的门槛电平，就可以灵活地改变这第三路报警信号所代表的物理意义，从而灵活地设计保护电路。图2中的端子T4－d、T2－d，分别接在T4、T2的集电极上，T4－G、T2－G分别接IGBT器件T4、T2的驱动信号。在电路设计时应该特别注意的是，D8、D5、D9、D4必须采用快速恢复二极管。

3仿真及实验结果

当图1所示的PWM变换器工作在单相高频整流模式下，应用PSPICE仿真软件对图2所示的电路进行仿真研究，可以得到如图3所示的结果。图3所示的仿真波形相当于在图2电路中IC5B的第7脚观察到的信号波形。仿真结果表明，检测电路可以快速、有效地将PWM变换器的下管导通时的管压降检测出来。图4所示波形是实际电路工作时检测到的相关波形。图中，1＃通道显示的是单相高频整流电感电流的给定波形，2＃通道显示的是实际检测到的图2电路中IC5B的第7脚的工作波形。比较图3和图4可以得出，该检测电路可以快速、有效地检测出IGBT导通时的管压降，从而对IGBT实施有效的保护。

短路范文篇4

由于短路现象的危险性，爆炸性（产生电弧），教师怕做，甚至回避不做，学生对短路没有全面深刻了解，对短路事故严重性无明确直观认识，更易在生活、实验、工作中导致短路事故的发生机率增加，危害极大。短路现象在生活中的危险性危害性的事实，迫切要求我们对短路现象要有一个明晰，正确地认识。

首先，短路实验是否该做，什么场合做，应怎样做，应该根据物理教学的实际需要和师生的心理状态进行主客观心理分析得出结论。

（一）短路实验教育性。

短路实验教育性主要从两方面考虑，一是提供短路知识的感性材料，二是提供安全教育的感性材料。

初中物理课本第二册电学中有关短路原理知识仅作简单介绍。教师为了帮助学生正确内化短路认知目标而设计短路实验，提供典型的感性实验材料，这对理解短路现象物理本质及规律十分有利。在物理实验中电学安全教育是一个不可忽视的问题，其包括实验安全、生产安全、生活用电安全，设计短路实验，为学生提供模拟性生活环境，典型性感性材料，进行安全教育具有现实性，很有说服力。

（二）短路实验趣味性

我们对289名初三学生进行电学知识学习心理调查，?结果表明喜爱看短路实验的占24％，喜欢做短路实验的占59％，但也有11％的人害怕做短路实验，且多数为女生，总体上对短路实验感兴趣的学生达83％；由此可见，短路实验深受学生欢迎，因为短路实验现象一般伴有强烈的电弧火光及小声的熔丝断声。

事实上短路实验只能激发学生暂时兴趣，而暂时兴趣易生易灭，在学生大脑中枢此联系软弱、常有盲目性，广泛性，是学生实验兴趣初级阶段。在这个阶段初中生心理有两个明显特征：①容易形成不正确兴趣品质，甚至造成变戏法，看热闹的感觉；②容易产生害怕担心，惧怕的心理状态，阻碍学生对电学欧姆定律1=U／R本质的进一步理解与深化。而短路实验如果处理不当，将会对两种心理特征产生不利影响因素，因为过多的短路实验容易滋长学生不正确的兴趣品质；强烈，惊险的短路实验易加剧学生的害怕心理。所谓强烈，就是短路时威力大，电弧火光强，伴有小声爆炸声，对眼、耳感官有强烈刺激；所谓惊险，就是线连接错误时，电路一旦接电导通，短路就即刻发生，难于挽救。

从短路产生效果看：似乎实验中发生轰然巨响，电孤火光越亮越好，但是这类实验愈多对学生害怕心理会有负向加剧作用，使他们感到电现象可怕，我们对289名初三学生电学学习心理调查，结果表明11．2％学生对短路实验现象感到害怕，（导致）这对学生在做电学实验时，会常怀着恐惧心理，甚至可能不间断地问实验指导教师他所在进行地电学实验是否有无危险性，对学生物理电学学习产主消极地负面影响。因此，学生长期在实验时怀着恐惧心理进行电学实验操作，很易将此不良心理迁移到其他物理电学实验操作中，造成电学实验操作上的学习心理障碍。因此，对于发生在电压过高、电流过大等实验条件下短路现象，虽然能激发和满足部分学生暂时兴趣与心理需要，却不宜在课堂上演示。实验指导教师尤应明记此点。

（三）短路实验刺激性

1．刺激性的强烈性

心理学中感知与刺激强度依存性的规律表明，作用于耳、目等感觉器官的刺激物必须达到一定的程度，才能被客体所清晰感知。短路实验刺激强度，无论是绝对强度和相对强度，都达到能引起学生注意良好的效果，因此，从刺激的物理特征看，短路实验具有强烈的刺激性，足够引起学生的注意与感知，但对听觉阀限研究表明，?声音超过140分贝时，对耳所引的不再是听觉，而是不舒适的触压和痛觉。尽管短路实验声响不是十分强烈，但声与电孤光亮的交互刺激，会使学生两手习惯性捂住两耳，这从一定程度上反映了学生心理恐惧的存在。

2．实验中学生情绪的两极性

良好的情绪能使反应的强度与引起情绪的刺激强度相适应，情绪的过度强烈和过度的抑制都是不正常的。短路实验对学生情绪反应具有两极性。有些学生对短路的强亮光，伴随小声响，感觉满足了自我猎奇的感知需要，从而产生愉快、喜悦、兴奋等积极情绪反应；有的学生则对这种短路现象感到不符合他们的心理需要和主观愿望，从而产生紧张、厌恶、恐惧的消极情绪反应，这种情绪两极性还表现在积极的增力和消极的减力作用上。前者由于喜爱这类实验而感到兴奋，能提高学习积极性主动性；后者则往往使学习和积极性受抑制。心理的生理机制研究认为：当刺激物过于强烈的时候，兴奋过程过强烈，会超过神经细胞兴奋性限度，因此，从刺激的情绪特征看，短路实验对初中学生的情绪有明显两极性。

对于一个班级而言，一般两种极端对立情绪反应的学生比例稍有所不同，通常，女生常易产生消极情绪。当做完短路实验后，由于脑神经细胞强烈的反射作用，往往使学生的情绪不能立即静下来，需要几分钟的骚动后才能使全班情绪趋于稳定，逐步转入正常的教学秩序，这对优化课堂教学时间量是一个矛盾，需要教师妥善处理好短路实验的强度与刺激度。

（四）短路实验紧张度

短路实验能提高学生注意的紧张度，因为他们对即将发生短路的静态实验器材，存在着迫切希望观察到短路的实验现象的企盼心理。由于紧张加强了注意，注意范围缩小，所以，对实验现象的印象极为深刻，因此，从刺激的强调特征看，短路实验提高了学生注意的紧张度，因而达到了高度强化的效果，由此可见，在物理教学中设计短路实验用以强调短路的危害及严重性，是可以收到理想效果的。

根据以上分析知道，短实验具有两面性。一方面为了使学生了解和认识某些物质在一定条件下有发生短路的可能性，提供真实的或模拟的感性材料，使他们具有真实感、警惕感，从而达到理解电学基础知识和安全教育的目的，另一方面，短路实验本身又有不安全因素，容易发生事故，还可能产生一些消极因素，影响一些学生情绪，因此，对待设计短路实验，应当采取高度谨慎的态度，我们认为必须在教学实践中遵循以下实践原则。

1.尽量排除不安全因素

短路实验本身就孕育着不安全因素，设计这类实验必须尽量排除不安全因素，诸如电流不宜太大，电压不宜太高，熔丝不宜过粗，否则短路现象太强烈，可能涉及人身安全，绝对禁止学生靠近、围观实验。

2．课堂演示不易过会

从教育性分析，过多演示短路实验，会导致不安全事故几率增加；从兴趣性分析，由于这类实验只能激发学生的暂时兴趣，而且过多的这类实验可能滋长学生不正确兴趣品质；从刺激性分析，过多这类实验，会使学生减弱警惕感、新异感，现有初中教材短路知识只稍带讲了，较为妥当。

短路范文篇5

由于短路现象的危险性，爆炸性（产生电弧），教师怕做，甚至回避不做，学生对短路没有全面深刻了解，对短路事故严重性无明确直观认识，更易在生活、实验、工作中导致短路事故的发生机率增加，危害极大。短路现象在生活中的危险性危害性的事实，迫切要求我们对短路现象要有一个明晰，正确地认识。

首先，短路实验是否该做，什么场合做，应怎样做，应该根据物理教学的实际需要和师生的心理状态进行主客观心理分析得出结论。

（一）短路实验教育性。

短路实验教育性主要从两方面考虑，一是提供短路知识的感性材料，二是提供安全教育的感性材料。

初中物理课本第二册电学中有关短路原理知识仅作简单介绍。教师为了帮助学生正确内化短路认知目标而设计短路实验，提供典型的感性实验材料，这对理解短路现象物理本质及规律十分有利。在物理实验中电学安全教育是一个不可忽视的问题，其包括实验安全、生产安全、生活用电安全，设计短路实验，为学生提供模拟性生活环境，典型性感性材料，进行安全教育具有现实性，很有说服力。

（二）短路实验趣味性

我们对289名初三学生进行电学知识学习心理调查，?结果表明喜爱看短路实验的占24％，喜欢做短路实验的占59％，但也有11％的人害怕做短路实验，且多数为女生，总体上对短路实验感兴趣的学生达83％；由此可见，短路实验深受学生欢迎，因为短路实验现象一般伴有强烈的电弧火光及小声的熔丝断声。

事实上短路实验只能激发学生暂时兴趣，而暂时兴趣易生易灭，在学生大脑中枢此联系软弱、常有盲目性，广泛性，是学生实验兴趣初级阶段。在这个阶段初中生心理有两个明显特征：①容易形成不正确兴趣品质，甚至造成变戏法，看热闹的感觉；②容易产生害怕担心，惧怕的心理状态，阻碍学生对电学欧姆定律1=U／R本质的进一步理解与深化。而短路实验如果处理不当，将会对两种心理特征产生不利影响因素，因为过多的短路实验容易滋长学生不正确的兴趣品质；强烈，惊险的短路实验易加剧学生的害怕心理。所谓强烈，就是短路时威力大，电弧火光强，伴有小声爆炸声，对眼、耳感官有强烈刺激；所谓惊险，就是线连接错误时，电路一旦接电导通，短路就即刻发生，难于挽救。

从短路产生效果看：似乎实验中发生轰然巨响，电孤火光越亮越好，但是这类实验愈多对学生害怕心理会有负向加剧作用，使他们感到电现象可怕，我们对289名初三学生电学学习心理调查，结果表明11．2％学生对短路实验现象感到害怕，（导致）这对学生在做电学实验时，会常怀着恐惧心理，甚至可能不间断地问实验指导教师他所在进行地电学实验是否有无危险性，对学生物理电学学习产主消极地负面影响。因此，学生长期在实验时怀着恐惧心理进行电学实验操作，很易将此不良心理迁移到其他物理电学实验操作中，造成电学实验操作上的学习心理障碍。因此，对于发生在电压过高、电流过大等实验条件下短路现象，虽然能激发和满足部分学生暂时兴趣与心理需要，却不宜在课堂上演示。实验指导教师尤应明记此点。

（三）短路实验刺激性

1．刺激性的强烈性

心理学中感知与刺激强度依存性的规律表明，作用于耳、目等感觉器官的刺激物必须达到一定的程度，才能被客体所清晰感知。短路实验刺激强度，无论是绝对强度和相对强度，都达到能引起学生注意良好的效果，因此，从刺激的物理特征看，短路实验具有强烈的刺激性，足够引起学生的注意与感知，但对听觉阀限研究表明，?声音超过140分贝时，对耳所引的不再是听觉，而是不舒适的触压和痛觉。尽管短路实验声响不是十分强烈，但声与电孤光亮的交互刺激，会使学生两手习惯性捂住两耳，这从一定程度上反映了学生心理恐惧的存在。

2．实验中学生情绪的两极性

良好的情绪能使反应的强度与引起情绪的刺激强度相适应，情绪的过度强烈和过度的抑制都是不正常的。短路实验对学生情绪反应具有两极性。有些学生对短路的强亮光，伴随小声响，感觉满足了自我猎奇的感知需要，从而产生愉快、喜悦、兴奋等积极情绪反应；有的学生则对这种短路现象感到不符合他们的心理需要和主观愿望，从而产生紧张、厌恶、恐惧的消极情绪反应，这种情绪两极性还表现在积极的增力和消极的减力作用上。前者由于喜爱这类实验而感到兴奋，能提高学习积极性主动性；后者则往往使学习和积极性受抑制。心理的生理机制研究认为：当刺激物过于强烈的时候，兴奋过程过强烈，会超过神经细胞兴奋性限度，因此，从刺激的情绪特征看，短路实验对初中学生的情绪有明显两极性。

对于一个班级而言，一般两种极端对立情绪反应的学生比例稍有所不同，通常，女生常易产生消极情绪。当做完短路实验后，由于脑神经细胞强烈的反射作用，往往使学生的情绪不能立即静下来，需要几分钟的骚动后才能使全班情绪趋于稳定，逐步转入正常的教学秩序，这对优化课堂教学时间量是一个矛盾，需要教师妥善处理好短路实验的强度与刺激度。

（四）短路实验紧张度

短路实验能提高学生注意的紧张度，因为他们对即将发生短路的静态实验器材，存在着迫切希望观察到短路的实验现象的企盼心理。由于紧张加强了注意，注意范围缩小，所以，对实验现象的印象极为深刻，因此，从刺激的强调特征看，短路实验提高了学生注意的紧张度，因而达到了高度强化的效果，由此可见，在物理教学中设计短路实验用以强调短路的危害及严重性，是可以收到理想效果的。

根据以上分析知道，短实验具有两面性。一方面为了使学生了解和认识某些物质在一定条件下有发生短路的可能性，提供真实的或模拟的感性材料，使他们具有真实感、警惕感，从而达到理解电学基础知识和安全教育的目的，另一方面，短路实验本身又有不安全因素，容易发生事故，还可能产生一些消极因素，影响一些学生情绪，因此，对待设计短路实验，应当采取高度谨慎的态度，我们认为必须在教学实践中遵循以下实践原则。

1.尽量排除不安全因素

短路实验本身就孕育着不安全因素，设计这类实验必须尽量排除不安全因素，诸如电流不宜太大，电压不宜太高，熔丝不宜过粗，否则短路现象太强烈，可能涉及人身安全，绝对禁止学生靠近、围观实验。

2．课堂演示不易过会

从教育性分析，过多演示短路实验，会导致不安全事故几率增加；从兴趣性分析，由于这类实验只能激发学生的暂时兴趣，而且过多的这类实验可能滋长学生不正确兴趣品质；从刺激性分析，过多这类实验，会使学生减弱警惕感、新异感，现有初中教材短路知识只稍带讲了，较为妥当。

短路范文篇6

[论文摘要]电力变压器是传输、分配电能的枢纽，是电力网的核心元件，其可靠运行不仅关系到广大用户的电能质量，也关系到整个系统的安全程度。电力变压器的可靠性由其健康状况决定，不仅取决于设计制造、结构材料，也与检修维护密切相关。就电力系统中变压器抗短路能力的提高的问题进行探讨。

一、电力变压器概述

电子电力变压器主要是采用电力电子技术实现的，其基本原理为在原方将工频信号通过电力电子电路转化为高频信号，即升频，然后通过中间高频隔离变压器耦合到副方，再还原成工频信号，即降频。通过采用适当的控制方案来控制电力电子装置的工作，从而将一种频率、电压、波形的电能变换为另一种频率、电压、波形的电能。由于中间隔离变压器的体积取决于铁芯材质的饱和磁通密度以及铁芯和绕组的最大允许温升，而饱和磁通密度与工作频率成反比，这样提高其工作频率就可提高铁芯的利用率，从而减小变压器的体积并提高其整体效率。

二、提高电力变压器抗短路能力的措施

变压器的安全、经济、可靠运行与出力，取决于本身的制造质量和运行环境以及检修质量。本章试图回答在变压器运行维护过程中，有效预防变压器突发性故障的措施。

电网经常由于雷击、继电保护误动或拒动等造成短路，短路电流的强大冲击可能使变压器受损，所以应从各方面努力提高变压器的耐受短路能力。变压器短路冲击事故的统计结果表明，制造原因引起的占80%左右，而运行、维护原因引起的仅占10%左右。有关设计、制造方面的措施在第二章已有论述，本章着重就运行维护过程中应采取的措施加以说明。运行维护过程中，一方面应尽量减少短路故障，从而减少变压器所受冲击的次数；另一方面应及时测试变压器绕组的形变，防患于未然。

（一）规范设计，重视线圈制造的轴向压紧工艺。制造厂家在设计时，除要考虑变压器降低损耗，提高绝缘水平外，还要考虑到提高变压器的机械强度和抗短路故障能力。在制造工艺方面，由于很多变压器都采用了绝缘压板，且高低压线圈共用一个压板，这种结构要求要有很高的制造工艺水平，应对垫块进行密化处理，在线圈加工好后还要对单个线圈进行恒压干燥,并测量出线圈压缩后的高度；同一压板的各个线圈经过上述工艺处理后，再调整到同一高度，并在总装时用油压装置对线圈施加规定的压力，最终达到设计和工艺要求的高度。在总装配中，除了要注意高压线圈的压紧情况外，还要特别注意低压线圈压紧情况的控制。

（二）对变压器进行短路试验，以防患于未然。大型变压器的运行可靠性，首先取决于其结构和制造工艺水平，其次是在运行过程中对设备进行各种试验，及时掌握设备的工况。要了解变压器的机械稳定性，可通过承受短路试验，针对其薄弱环节加以改进，以确保对变压器结构强度设计时做到心中有数。

（三）使用可靠的继电保护与自动重合闸系统。系统中的短路事故是人们竭力避免而又不能绝对避免的事故，特别是10KV线路因误操作、小动物进入、外力以及用户责任等原因导致短路事故的可能性极大。因此对于已投入运行的变压器，首先应配备可靠的供保护系统使用的直流电源，并保证保护动作的正确性。结合目前运行中变压器杭外部短路强度较差的情况，对于系统短路跳闸后的自动重合或强行投运，应看到其不利的因素，否则有时会加剧变压器的损坏程度，甚至失去重新修复的可能。目前已有些运行部门根据短路故障是否能瞬时自动消除的概率，对近区架空线（如2km以内）或电缆线路取消使用重合问，或者适当延长合间间隔时间以减少因重合闸不成而带来的危害，并且应尽量对短路跳闸的变压器进行试验检查。

（四）积极开展变压器绕组的变形测试诊断。通常变压器在遭受短路故障电流冲击后，绕组将发生局部变形，即使没有立即损坏，也有可能留下严重的故障隐患。首先，绝缘距离将发生改变，固体绝缘受到损伤，导致局部放电发生。当遇到雷电过电压作用时便有可能发生匝间、饼间击穿，导致突发性绝缘事故，甚至在正常运行电压下，因局部放电的长期作用也可能引发绝缘击穿事故。

因此，积极开展变压器绕组变形的诊断工作，及时发现有问题的变压器，并有计划地进行吊罩验证和检修，不但可节省大量的人力、物力，对防止变压器事故的发生也有极其重要的作用。

传递函数H（jw）(即频率响应特性)的零、极点分布情况与二端口网络内的元件及连接方式等密切相关。大量试验研究结果表明，变压器绕组通常在10KZ~1MHZ的频率范围内具有较多的谐振点。当频率低于10KHZ时，绕组的电感起主要作用，谐振点通常较少，对分布电容的变化较不敏感；当频率超过1MHZ时，绕组的电感又被分布电容所旁路，谐振点也会相应减少，对电感的变化较不敏感，而且随着频率的提高，测试回路(引线)的杂散电容也会对测试结果造成明显影响。

由于变压器绕组变形测试仪价格昂贵，且对人员的素质要求高，在生产运行中不易普遍开展。因此，在实际工作中，依据变压器绕组电容变化量来判断绕组是否变形的方法，可以作为频率响应法的有益补充。尤其在频率响应法不具备条件的情况下，可以通过横向、纵向对比积累的实测电容量，及时掌握变压器绕组的工作状态，以便降低事故发生的概率，确保电网安全稳定的运行。

（五）加强现场施工和运行维护中的检查，使用可靠的短路保护系统。现场进行变压器的安装时，必须严格按照厂家说明和规范要求进行施工，严把质量关，对发现的隐患必须采取相应措施加以消除。运行维护人员应加强变压器的检查和维护保修管理工作，以保证变压器处于良好的运行状况，并采取相应措施，降低出口和近区短路故障的几率。为尽量避免系统的短路故障，对于己投运的变压器，首先配备可靠的供保护系统使用的直流系统，以保证保护动作的正确性；其次，应尽量对因短路跳闸的变压器进行试验检查，可用频率响应法测试技术测量变压器受到短路跳闸冲击后的状况，根据测试结果有目的地进行吊罩检查，这样就可有效地避免重大事故的发生。

变压器能否承受各种短路电流主要取决于变压器结构设计和制造工艺，且与运行管理、运行条件及施工工艺水平等方面有很大的关系，变压器短路事故对电网系统的运行危害极大，为避免事故的发生，应从多方面采取有效的控制措施，以保证变压器及电网系统的安全稳定运行。

参考文献：

[1]谢毓城主编，电力变压器手册[M].北京:机械工业出版社.2003.

[2]刘传彝，电路变压器设计计算方法与实践[M].沈阳:辽宁科学技术出版社.2002.

[3]刘健、毕鹏翔、董海鹏，复杂配电网简化分析与优化[M].北京:中国电力出版社.2002.

短路范文篇7

由于短路现象的危险性，爆炸性（产生电弧），教师怕做，甚至回避不做，学生对短路没有全面深刻了解，对短路事故严重性无明确直观认识，更易在生活、实验、工作中导致短路事故的发生机率增加，危害极大。短路现象在生活中的危险性危害性的事实，迫切要求我们对短路现象要有一个明晰，正确地认识。

首先，短路实验是否该做，什么场合做，应怎样做，应该根据物理教学的实际需要和师生的心理状态进行主客观心理分析得出结论。

（一）短路实验教育性。

短路实验教育性主要从两方面考虑，一是提供短路知识的感性材料，二是提供安全教育的感性材料。

初中物理课本第二册电学中有关短路原理知识仅作简单介绍。教师为了帮助学生正确内化短路认知目标而设计短路实验，提供典型的感性实验材料，这对理解短路现象物理本质及规律十分有利。在物理实验中电学安全教育是一个不可忽视的问题，其包括实验安全、生产安全、生活用电安全，设计短路实验，为学生提供模拟性生活环境，典型性感性材料，进行安全教育具有现实性，很有说服力。

（二）短路实验趣味性

我们对289名初三学生进行电学知识学习心理调查，?结果表明喜爱看短路实验的占24％，喜欢做短路实验的占59％，但也有11％的人害怕做短路实验，且多数为女生，总体上对短路实验感兴趣的学生达83％；由此可见，短路实验深受学生欢迎，因为短路实验现象一般伴有强烈的电弧火光及小声的熔丝断声。

事实上短路实验只能激发学生暂时兴趣，而暂时兴趣易生易灭，在学生大脑中枢此联系软弱、常有盲目性，广泛性，是学生实验兴趣初级阶段。在这个阶段初中生心理有两个明显特征：①容易形成不正确兴趣品质，甚至造成变戏法，看热闹的感觉；②容易产生害怕担心，惧怕的心理状态，阻碍学生对电学欧姆定律1=U／R本质的进一步理解与深化。而短路实验如果处理不当，将会对两种心理特征产生不利影响因素，因为过多的短路实验容易滋长学生不正确的兴趣品质；强烈，惊险的短路实验易加剧学生的害怕心理。所谓强烈，就是短路时威力大，电弧火光强，伴有小声爆炸声，对眼、耳感官有强烈刺激；所谓惊险，就是线连接错误时，电路一旦接电导通，短路就即刻发生，难于挽救。

从短路产生效果看：似乎实验中发生轰然巨响，电孤火光越亮越好，但是这类实验愈多对学生害怕心理会有负向加剧作用，使他们感到电现象可怕，我们对289名初三学生电学学习心理调查，结果表明11．2％学生对短路实验现象感到害怕，（导致）这对学生在做电学实验时，会常怀着恐惧心理，甚至可能不间断地问实验指导教师他所在进行地电学实验是否有无危险性，对学生物理电学学习产主消极地负面影响。因此，学生长期在实验时怀着恐惧心理进行电学实验操作，很易将此不良心理迁移到其他物理电学实验操作中，造成电学实验操作上的学习心理障碍。因此，对于发生在电压过高、电流过大等实验条件下短路现象，虽然能激发和满足部分学生暂时兴趣与心理需要，却不宜在课堂上演示。实验指导教师尤应明记此点。

（三）短路实验刺激性

1．刺激性的强烈性

心理学中感知与刺激强度依存性的规律表明，作用于耳、目等感觉器官的刺激物必须达到一定的程度，才能被客体所清晰感知。短路实验刺激强度，无论是绝对强度和相对强度，都达到能引起学生注意良好的效果，因此，从刺激的物理特征看，短路实验具有强烈的刺激性，足够引起学生的注意与感知，但对听觉阀限研究表明，?声音超过140分贝时，对耳所引的不再是听觉，而是不舒适的触压和痛觉。尽管短路实验声响不是十分强烈，但声与电孤光亮的交互刺激，会使学生两手习惯性捂住两耳，这从一定程度上反映了学生心理恐惧的存在。

2．实验中学生情绪的两极性

良好的情绪能使反应的强度与引起情绪的刺激强度相适应，情绪的过度强烈和过度的抑制都是不正常的。短路实验对学生情绪反应具有两极性。有些学生对短路的强亮光，伴随小声响，感觉满足了自我猎奇的感知需要，从而产生愉快、喜悦、兴奋等积极情绪反应；有的学生则对这种短路现象感到不符合他们的心理需要和主观愿望，从而产生紧张、厌恶、恐惧的消极情绪反应，这种情绪两极性还表现在积极的增力和消极的减力作用上。前者由于喜爱这类实验而感到兴奋，能提高学习积极性主动性；后者则往往使学习和积极性受抑制。心理的生理机制研究认为：当刺激物过于强烈的时候，兴奋过程过强烈，会超过神经细胞兴奋性限度，因此，从刺激的情绪特征看，短路实验对初中学生的情绪有明显两极性。

对于一个班级而言，一般两种极端对立情绪反应的学生比例稍有所不同，通常，女生常易产生消极情绪。当做完短路实验后，由于脑神经细胞强烈的反射作用，往往使学生的情绪不能立即静下来，需要几分钟的骚动后才能使全班情绪趋于稳定，逐步转入正常的教学秩序，这对优化课堂教学时间量是一个矛盾，需要教师妥善处理好短路实验的强度与刺激度。

（四）短路实验紧张度

短路实验能提高学生注意的紧张度，因为他们对即将发生短路的静态实验器材，存在着迫切希望观察到短路的实验现象的企盼心理。由于紧张加强了注意，注意范围缩小，所以，对实验现象的印象极为深刻，因此，从刺激的强调特征看，短路实验提高了学生注意的紧张度，因而达到了高度强化的效果，由此可见，在物理教学中设计短路实验用以强调短路的危害及严重性，是可以收到理想效果的。

根据以上分析知道，短实验具有两面性。一方面为了使学生了解和认识某些物质在一定条件下有发生短路的可能性，提供真实的或模拟的感性材料，使他们具有真实感、警惕感，从而达到理解电学基础知识和安全教育的目的，另一方面，短路实验本身又有不安全因素，容易发生事故，还可能产生一些消极因素，影响一些学生情绪，因此，对待设计短路实验，应当采取高度谨慎的态度，我们认为必须在教学实践中遵循以下实践原则。

1.尽量排除不安全因素

短路实验本身就孕育着不安全因素，设计这类实验必须尽量排除不安全因素，诸如电流不宜太大，电压不宜太高，熔丝不宜过粗，否则短路现象太强烈，可能涉及人身安全，绝对禁止学生靠近、围观实验。

2．课堂演示不易过会

从教育性分析，过多演示短路实验，会导致不安全事故几率增加；从兴趣性分析，由于这类实验只能激发学生的暂时兴趣，而且过多的这类实验可能滋长学生不正确兴趣品质；从刺激性分析，过多这类实验，会使学生减弱警惕感、新异感，现有初中教材短路知识只稍带讲了，较为妥当。

短路范文篇8

关键词：变压器短路事故思考

处理变压器短路事故，首先要通过检查、试验找出问题实质所在；其次处理过程还应注意相关问题。具体思考如下：

首先，变压器短路事故后的检查、试验。

变压器在遭受突发短路时，高低压侧都将受很大的短路电流，在断路器来不及断开的很短时间内，短路电流产生与电流平方成正比的电动力将作用于变压器的绕组，此电动力可分为辐向力和轴向力。在短路时，作用在绕组上的辐向力将使高压绕组受到张力，低压绕组受到压力。由于绕组为圆形，圆形物体受压力比受张力更容易变形，因此，低压绕组更易变形。在突发短路时产生的轴向力使绕组压缩和使高低压绕组发生轴向位移，轴向力也作用于铁芯和夹件。

因此，变压器在遭受突发短路时，最容易发生变形的是低压绕组和平衡绕组，然后是高中压绕组、铁芯和夹件。因此，变压器短路事故后的检查主要是检查绕组、铁芯、夹件以及其它部位。

一、绕组的检查与试验

由于变压器短路时，在电动力作用下，绕组同时受到压、拉、弯曲等多种力的作用，其造成的故障隐蔽性较强，也是不容易检查和修复的，所以短路故障后应重点检查绕组情况。

1.短路故障检查绕组

（1）变压器直流电阻的测量

根据变压器直流电阻的测量值来检查绕组的直流电阻不平衡率及与以往测量值相比较，能有效地考察变压器绕组受损情况。例如，某台变压器短路事故后低压侧C向直流电阻增加了约10％，由此判断绕组可能有新股情况，最后将绕组吊出检查，发现C相绕组断1股。

（2）变压器绕组电容量的测量。

绕组的电容由绕组匝间、层间及饼间电容和绕组发电容构成。此电容和绕组与铁芯及地的间隙、绕组与铁芯的间隙、绕组匝间、层间及饼间间隙有关。当绕组变形时，一般呈“S”形的弯曲，这就导致绕组对铁芯的间隙距离变小，绕组对地的电容量将变大，而且间隙越小，电容量变化越大，因此绕组的电容量可以间接地反映绕组的变形程度。

（3）吊罩后的检查。

变压器吊罩后，如果检查出变压器内部有熔化的铜渣或铝渣或高密度电缆纸的碎片，则可以判断绕组发生了较大程度的变形和断股等，另外，从绕组垫块移位或脱落、压板等位、压钉位移等也可以判断绕组的受损程度。

2、铁芯与夹件的检查。

变压器的铁芯应具有足够的机械强度。铁芯的机械强度是靠铁芯上的所有夹紧件的强度及其连接件来保证的。当绕组产生电动力时，绕组的轴向力将被夹件的反作用力抵消，如果夹件、拉板的强度小于轴向力时，夹件、拉板和绕组将受到损坏。因此，应仔细检查铁芯、夹件、拉板及其连接件的状况。

（1）检查铁芯上铁轭芯片是否有上下窜动情况。

（2）应测量穿芯螺杆与铁芯的绝缘电阻，检查穿芯螺杆外套是否受损；检查拉板、拉板连接件是否损坏。

（3）因为在变压器短路时，压板与夹件之间可能发生位移，使压板与压钉上铁轭的接地连接片拉断或过电流烧损，所以对于绕组压板，除了检查压钉、压板的受损外，还应检查绕组与压钉及上铁轭的接地连接是否可靠。

3、变压器油及气体的分析。

变压器遭受短路冲击后，在气体继电器内可能会积聚大量气体，因此在变压器事故后可以取气体继电器内的气体和对变压器内部的油进行化验分析，即可判断事故的性质。

二、变压器短路故障处理中应注意的事项

1、更换绝缘件时应保证绝缘件的性能。

处理时对所更换的绝缘件应测试其性能，且符合要求方可使用。特别对引线支架木块的绝缘应引起重视。木块在安装前应置于80℃左右的热变压器油中浸渍一段时间，以保证木块的绝缘。

2、变压器绝缘测试应在变压器注油静止24小时后进行。

由于某些受潮的绝缘件在热油浸泡较长时间后，水分会扩散到绝缘的表面，如果注油后就试验往往绝缘缺陷检查不出来。例如一台31.5MVA的110kV变压器低压侧在处理时更换了kV铜排的一块支架木块，变压器注油后试验一切正常，10kV低压侧对铁芯、夹件及地绝缘电阻减小为约1MΩ。后经吊罩检查，发现10kV铜排的支架木块绝缘非常低。因此绝缘测试应在变压器注油静止24小时后进行较为可靠。

3、铁芯回装应注意其尖角。

在回装上铁轭时，应注意铁芯芯片的尖角，并及时测量油道间绝缘，特别是要注意油道处的芯片尖角，要防止芯片搭接造成铁芯多点接地。例如一台120MVA的220kV变压器，在低压侧更换绕组回装上铁轭时，由于在回装时没有注意芯片尖角，又没有及时测量油道间绝缘，安装完毕后测量油道间绝缘为0，最后花费了较长时间才找到是由于铁芯芯片尖角短接了油道。

4、更换抗短路能力较强的绕组材料，改进结构。

变压器绕组的机械强度主要是由下面两个方面决定的：一是由绕组自身结构的因素决定的绕组机械强度；二是绕组内径侧的支撑及绕组轴向压紧结构和拉板、夹件等制作工艺所决定的机械强度。当前，大多数变压器厂家采用半硬铜线或自粘性换位导线来提高绕组的自身抗短路能力，采用质量更好的硬纸板筒或增加撑条的数量来提高绕组受径向力的能力，并采用拉板或弹簧压钉等提高绕组受轴向力的能力。作为电力变压器的技术部门，在签订变压器销售合同前的技术论证时和变压器绕组更换时，应对绕组的抗短路能力进行充分考察，并予以足够重视。

5、变压器的干燥。

由于变压器受短路冲击后一般需要较长时间进行检修，为防止变压器受潮，可以采取两种措施：

一是在每天收工前将变压器扣罩，使用真空泵对变压器进行抽真空，以抽去变压器器身表面的游离水，第二天开工时，使用干燥的氮气或干燥空气解除真空，一般变压器在检修后热油循环24小时即可直接投入运行；

短路范文篇9

关键词：配电网消弧线圈可控电抗器晶闸管短路阻抗

1新型接地方式

配电网中性点接地方式的选择与电力系统安全可靠运行密切相关，是城网和农网建设中必须关注的重要问题。但长期以来并未得到满意的解决。随着电网的不断发展，电容电流小于一定值而允许中性点不接地的电网已越来越少，绝大多数配电网的中性点都采用低阻接地或消弧线圈接地方式。

低阻接地虽然避免了系统的过电压问题，但跳闸率过高，不能适应对供电可靠性越来越高的要求，尤其是在架空线路与电缆混合的配电网中此问题更为突出。同时，单相接地时巨大的接地电流将使地电位升高，严重时会超过安全值，可能对通信线路、低压电器和人身安全造成不利影响，这是该方式的先天缺陷。随着电力配电系统与电信网共处系统的日益增加，用户使用的敏感元件（电脑、电子控制、电力电子等）日益增多，以及国际标准对低压设备耐压要求的降低，低阻接地方式这一不可克服的缺陷越来越不能被社会容忍。尤其在电缆使用量逐渐增多、电网迅速扩大，使电容电流大增的情况下，用电阻将单相接地故障电流限制到远小于两相短路电流而同时又要满足过电压要求的做法已非常困难，即采用低阻接地方式已非常不经济。因此，低阻接地方式不仅不适合于以架空线路为主的农网，也将越来越不适合于以电缆为主、容量不断扩大的城网。

自动跟踪消弧线圈接地方式避免了巨大的接地故障电流带来的一系列问题，又能使瞬时性接地故障自动消除而不影响供电［1，2］。但是由于《规程》中规定线路单相接地时允许带故障运行2h，对系统的绝缘水平要求较高，因而使某些进口设备（尤其是电缆）受到威胁。同时故障电流持续时间长不仅对人身安全很不利，而且易使非瞬时性接地故障扩大成相间短路（尤其是电缆）。随着电缆逐渐代替架空线路，单相接地时不分瞬时性和非瞬时性故障都不跳闸的传统消弧线圈接地方式已不再适合。

配电网中性点新型接地方式为：当发生瞬时性单相接地故障时，利用自动跟踪的消弧线圈实现快速补偿，使故障电流小于一定值而自动灭弧，从而使系统继续正常运行而不停止供电；当发生非瞬时性单相接地故障时，能正确选出故障线路并跳闸，不影响其他非故障线路的正常运行；同时保证单相接地故障持续时间小于10s，使系统的绝缘水平可与低阻接地时的相同［3］。这种接地方式兼具了低阻接地和消弧线圈接地的优点，又摆脱了各自的缺点，是一种较为理想的新型接地方式。

该接地方式的实现，不仅须配备可靠、准确、响应快的小电流接地选线装置和相应的跳闸装置，还必须有高质量的自动跟踪补偿装置。主要要求是：消弧线圈伏安特性线性度好，响应快，能在大范围内连续调节，补偿效果好等。现有的各类自动跟踪补偿消弧线圈，包括调匝式［4］、调气隙式［5］、直流偏磁式［6］、磁阀式［7］、调电容式［8］及其它类型［9，10］，都具有某些缺点而不能同时满足上述要求。这也是目前消弧线圈的应用受到局限的原因。本文所述由高短路阻抗变压器式电抗器组成的新型自动快速消弧系统可以满足上述要求，使上述接地方式实现成为可能。

2自动快速消弧系统的主要构成

该系统主要由高短路阻抗变压器式消弧线圈和控制器组成，同时采用小电流接地选线装置作为配套设备。

2．1高短路阻抗变压器式消弧线圈

该消弧线圈是一种新型的变压器式可控电抗器，其一、二次绕组间的短路阻抗很大（达100％或更大），二次绕组用晶闸管短路。通过调节晶闸管的导通角来调节二次绕组中的短路电流，从而实现电抗值的可控调节。其原理结构见图1。

整套装置中设置特殊的滤波电路，用以吸收晶闸管通断时产生的谐波，使电抗器输出工频电流。当给定晶闸管的触发角α时，工作线圈输出的基波电流为：

式中Iom为额定电压下晶闸管全导通时流经工作线圈的电流有效值。

该消弧线圈不需要调节匝数，铁芯不需要有气隙，不需要复杂的直流回路和任何机械传动装置，因而结构十分简单，与普通的变压器相同。由于电抗值的调节是通过调节晶闸管来实现的，该消弧线圈具有极快的响应速度，并可实现由零到额定电流的无级连续调节。

此外该消弧线圈的独特优点是作为补偿用的电感不是激磁阻抗而是利用变压器的短路阻抗，因而可保证在全电压范围内都具有良好的伏安特性，实测结果如图2所示。这一优点对可控消弧线圈非常重要，因为单相接地情况下中性点电压随接地阻抗变化，高阻接地时中性点电压较低，而最高可升到1．1倍相电压。若消弧线圈的伏安特性为非线性，则消弧线圈输出的补偿电流将成为中性点电压的非线性函数，因此利用消弧线圈在额定电压下对应的电流来外推或内推其它电压下的电流将会导致残流较大，再考虑到零序电容测量的不准确性，有可能使接地残流仍旧超过规定的允许值；对于分级式消弧线圈（如调匝式、调容式等），还存在级差电流，情况有可能更糟。

2．2新型控制器

控制器是系统的核心，担负着实时跟踪测量系统电容电流并及时向系统投入或退出补偿电流、对接地故障线路实现跳闸等任务。

该控制器在测量过程中采用“试探法”，用两次测量的方法来保证系统电容电流测量的准确性。测量时系统远离谐振区，因此即使不采用阻尼电阻，中性点电压也不会上升至危险区域；硬件、软件采用多重滤波和自动量程跟踪技术，可消除谐波干扰和保证全量程的测量精度；软件设计中对系统中可能出现的多种现象（例如多次重复接地故障等）都有恰当的对策，尤其是在抗干扰方面采用了多重技术，除常规的“看门狗”外，还设计了超时检测技术，即使在死机状态下“看门狗”也能正常工作，保证整个系统在设定的时间内恢复正常，由于人为的误操作而退出运行时，装置能在设定的时间内自动转入运行状态。补偿方式可为欠补、过补、全补，由于装置响应很快，因此不需要预调谐，也就避免了因串联谐振可能带来的危险过电压；同时还设置了跳闸接口，可对发生接地故障的线路实现跳闸；具有信息传输接口，可将相应的信息由无人值班的变电站传送到远方的调度站。控制系统人机界面友好，采用液晶显示，全汉化操作，正常测量时实时显示系统接地次数，中性点电压、电流，时间和系统的运行状态。

该控制器还具有优良的抗电磁干扰性能，在有干扰的环境下仍能长期正常工作。

2．3配套设备——小电流接地选线装置

该装置通过向系统注入一固定频率的信号，利用安装在变电站的探测器探测接地线路传回的电磁波的原理选出接地故障线路，科学合理，可靠性高，响应速度快。

3自动快速消弧系统的主要性能及特点

该系统的工业样机已完成10．5kV电压下的全面系统模拟和现场试验，并已在某变电站运行。模拟试验接线如图3所示。试验内容包括10kV单相金属性接地、弧光接地和高阻接地等典型故障，模拟系统电容电流取值从零到额定值，实测的典型波形见图4。试验数据统计表明，残流均小于6A，大多数情况下残流都小于3A。该系统的主要优点是：

（1）响应时间短接地故障发生（或解除）后5ms内即可投入（或退出）补偿电流，故障电流在60ms内即可降到很小的残流值。图4（b）为典型的动作过程。

（2）在非接地故障情况下可工作于远离谐振点的区域，因而不必担心产生串联谐振过电压的问题，不必设置阻尼电阻，既提高了安全可靠性又简化了设备。

（3）补偿状态可以随意变化因为输出电流是真正无级连续可调的，所以欠补、过补或全补状态下都可以实现。

（4）对配电网的适应性强每10s跟踪1次配电系统变化的同时不会对系统造成不良影响。调节范围可由零调到额定值的优点使它适应于变电站不同发展时期对消弧线圈容量的不同需要。240次接地故障和相应信息的记录容量可以清楚地了解故障状态，仅用一台控制器就能实现多台系统并联运行，降低了成本。同时，该系统还具有正确选出接地故障线路并实现跳闸的功能。

4结论

利用可控消弧线圈补偿电容电流使瞬时性单相接地故障得以自动消除、又对非瞬时性单相接地故障实现选线跳闸的接地方式是配电网中性点比较好的接地方式，采用由高短路阻抗变压器式可控电抗器组成的快速自动消弧系统具有伏安特性线性度优良、响应快、电流由零到额定值都能无级连续调节、补偿效果好、对系统适应性强等优点，是实现新型接地方式较为理想的设备。

参考文献：

［1］要焕年．法国电力公司中压电网中性点改用谐振接地方式的实践经验［J］．电网技术，1998，22（4）．

［2］ClerlavilleJP，JustonPH，ClementM．Extinguishingfaultswithoutdisturbances－compensationcoilself－clearsthreeoffourfaults［J］．Transmission＆DistributionWorld，1997，8．

［3］许颖．城市配电网中性点接地方式和绝缘水平．中国电力科学［7］尹忠东，程行斌，刘虹．可控电抗器在电网电容电流自动补偿中的应用［J］．高电压技术，1996，22（3）．

短路范文篇10

电气火灾事故是人类面对的严重的灾害事故。其发生不可预测，可以说是对人类造成损失最大的灾害之一。

对于众多的普通民用建筑，如工厂、学校、医院、商场和各种大众娱乐场所，通过采取有效的措施，尽可能防止火灾的发生。即使万一发生火灾，也能尽量减少火灾造成的损失。同时，在发生火灾的现场最常用的手段，应能立即切断电源，以防对灭火人员发生电击后二次伤害事故。这是人们一直在努力寻找的途径。如能采用既经济、实用，又便于普及推广的简便方法，对火灾灾害进行预防、监测和进行自动保护，它将能对防火工作提供有力的帮助。与之相应的国标在消防和住宅建筑方面也有新的防火标准，业已修订完成，近期也将相继颁布。这对火灾防范工作从设计、安装到运行管理都制订了全面的系统规范。电气火灾自动保护型断路器和电气火灾监控系统将为我国电气火灾预防、减少电气火灾的频发程度、为安全用电以及保护国家和人民生命财产发挥更积极的作用。

关键词：电气火灾自动保护型断路器

目录

摘要i

目录ii

第1章工作原理及其应用1

1.1断路器的作用1

1.2工作原理及其应用1

1.3电气火灾的特点2

第2章主要功能4

2.1普通开关功能4

2.2火灾自动保护功能4

2.3过载保护功能4

2.4短路保护功能4

2.5剩余电流保护功能4

第3章适用场所8

3.1按使用类别分8

3.2按使用方式分8

3.3按极数分8

3.4按瞬时脱扣电流分9

第4章正确应用防电气火灾的断路器10

第5章设计选型中应考虑的主要问题11

5.1额定电流配置11

5.2短路电流选择11

5.3允许最大剩余电流（额定剩余动作电流）的确定11

5．4断路器设计中必须考虑的问题12

第6章不宜用A型断路器的场合14

第7章断路器的选择15

第8章结论16

致谢17

参考文献18

第1章工作原理及其应用

1.1断路器的作用

断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。而高压断路器要开断1500V，电流为1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。

吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散，同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。

断路器一般由触头系统、灭弧系统、操作机构、脱扣器、外壳等构成.当短路时，大电流（一般10至12倍）产生的磁场克服反力弹簧，脱扣器拉动操作机构动作，开关瞬时跳闸。当过载时，电流变大，发热量加剧，双金属片变形到一定程度推动机构动作（电流越大，动作时间越短）.现在有电子型的，使用互感器采集各相电流大小，与设定值比较，当电流异常时微处理器发出信号，使电子脱扣器带动操作机构动作。

1.2工作原理及其应用

电气火灾自动保护功能型断路器是在现行普通剩余电流断路器的基础上，配置一个具有与外界温度呈同步单调变化的感温元件--热敏电阻。断路器内部有相应的电子电路相配合，当外界环境温度异常升高，超过了一定正常温度值后（这个温度值范围定义为额定动作温度），电子线路自动驱动电气火灾自动保护型断路器的主触头脱扣器，将断路器负载侧线路分断，防止负载侧的线路和设备因电气火灾使绝缘损坏，造成进一步的短路事故发生。电气火灾自动保护功能型断路器在规定温度范围的下限以下，不论时间多长，都不会导致电气火灾自动保护功能型断路器动作，即为额定不动作温度。额定不动作温度保证了电气火灾自动保护型断路器不致因正常环境温度升高或意外热源的偶然影响而产生误动作，确保其工作的可靠性。

由此可知，电气火灾自动保护型断路器要达到对火灾作出正确的反应，最主要的是在安装时，要保证电气火灾自动保护型断路器上的热敏元件，即火灾感测探头，能直接感测到需要进行监测空间的温度变化。探头正前方不得有影响温度直接对其进行辐射传递的物体。如果电气火灾自动保护型断路器安装在照明箱内，而被监测区域的温度变化，不能被断路器上的火灾感温探头直接监测到，则达不到实现火灾自动保护的作用。