电线线路短路怎么监测？

看到这个问题有点兴趣。点开日志，发现是2015年的，好老的帖子！我还没进知乎呢！

以下来回答题主的问题。

1.短路电路浅析

我们看下图：

图1的电路是串联线路，其特点是电路各处的电流均相等。当线路末端发生短路时，图1中的三只电流表均会反映出来。

注意1：测量短路电流并不一定要在短路事故发生处测量，在电源处测量也是可以的。

问题在于：电流表的响应时间会有所滞后，电流表自身测量范围也有限制，一般的电流表是无法测量短路电流的。

我们把图1中的直流电源E改为交流电源e，如下：

图2的问题其实与图1是类似的：由于线路中存在过电流保护装置K（其实就是断路器，具有过载保护和短路保护脱扣器），过电流保护装置会对短路线路实施保护，因此短路电流存在的时间很短。图2中配了电流互感器TA，电流表PA接在电流互感器TA的二次侧，电流表能测量到短路电流吗？答案是否定的。一者是因为电流互感器都存在测量电流范围区间，短路电流远远超出电流互感器的测量范围，电流互感器的磁路饱和，故无法测量。

猜想，题主的疑问就在于此吧。

2.短路电流的波形图

下图是短路电流波形图：

图3我在知乎上用了N次了。

我们注意到图3中短路电流最大值ipk出现的时间是短路后0.01秒，也即10毫秒。这么短的时间，一般的传感器和电流表是不可能测量出来的。

关于短路电流波形的解释，请看以下这篇帖子：

考虑到开关电器（断路器或者熔断器）开断短路电流的最短时间一般在15毫秒到70毫秒，故测量短路电流的实际时间长度在100毫秒以内。

3.测量短路电流的方法

测量短路电流的方法与罗氏线圈有关。因为带电子脱扣器的框架断路器内部就有罗氏线圈，故现代的带电子脱扣器的框架断路器就能定量地测量短路电流。此外，中高压输配电系统也可测量短路电流，还有执行成套开关设备型式试验的测试站也能测量和分析。

以下我们先探讨罗氏线圈，继而再以短路电流型式试验为例来展开讨论。

（1）关于罗氏线圈

罗氏线圈其实就是空心线圈，也即不带铁磁磁芯的空心线圈电流测量装置。

我们看下图：

图4右侧的罗氏线圈磁滞回线明显与左侧不同，它不具有饱和特性，故罗氏线圈可以用来测量短路电流。

值得注意的是：罗氏线圈的导电杆承载短路电流的能力与所属开关电器的动、热稳定性密切相关。这里的动稳定性指的是开关电器内部导电结构承载短路电流产生的巨大短路电动力冲击力，以及巨大的触头斥力和电弧烧蚀冲击；热稳定性则是指短路电流对开关电器内部导电结构产生的剧烈发热冲击，还有触头系统的热冲击。

由此可见，测量短路电流并不简单。

（2）低压框架断路器以及低压成套开关设备在做短路保护型式试验时的电路及短路电流测量方法

我们看下图：

图5的左图中，有天蓝色区域的就是被测断路器，这里的SV是电压测量传感器，SA是带罗氏线圈的电流测量传感器，SV和SA都配备示波器显示测量波形。

关于断路器的短路分断能力型式试验，以下这篇帖子做了简单介绍：

由于开关电器型式试验的原理描述非常专业，且内容很多，不是我这篇帖子能够描述完整的。如果有人感兴趣，可参阅我的书《低压成套开关设备的原理及其控制技术》第三版。顺便说下，此书在年内会有第四版面市，稿件已经提交给出版社，目前正在配套学习用有声PPT，将来读者扫码就可以学习和阅读此书。

4.短路电流的监测和分析方法

在实际电气工程中，利用继电保护装置能够测量和监视短路电流，并实现故障录波，也即记录下短路电流的波形图。

讲个我经历过的事吧。

某日我办公桌上的电话响了，接听后得知是XXXX水泥制造公司打来的。对方说ABB产低压成套开关柜无故跳闸达十几个小时，造成水泥厂停产，要求赔偿。我放下电话后通知售后服务去调查怎么回事。

售后服务调查后告诉我，故障发生在车间配电室，不是总配电室。对方一位电工给车间配电室的干式变压器更换排气风扇，不谨把风扇叶片碰到低压侧母线，造成短路和电弧冲击，由于车间配电室的低压开关柜与变压器紧密相连，电弧气体冲入低压进线回路。短路保护是由6kV中压断路器跳闸执行的。跳闸后，电工们略加检查就再次送电，不想电弧气体产生的金属蒸汽凝结在进线回路母线的断路器上，之后发生了母线严重短路，低压断路器再次跳闸保护，低压开关柜烧毁。

我让售后服务去调6kV侧的故障录波。售后服务在对方电工陪同下调取了录波记录并发给我，记录如下：

注意看，图6中的波形有上下对偶现象，说明发生了单相接地故障。根据电流值和变压器变比，可以计算出低压的短路电流值，以及发生的时间和短路时间长度。

再看第三次短路电流波形：

我们看到了更加明显的上下对偶现象，此时就是他们再次投入低压进线断路器时的波形

我们看最后一次短路电流波形：

图8中的短路电流波形是典型的三相短路波形，三相短路电流区分很清晰，且不存在上下对偶。故知，此时母线系统的单相接地故障已经发展成三相短路了，低压开关柜的母线系统彻底损毁了。

通过短路电流故障录波分析，我写出了报告，还原了全部故障过程，以及事故的原委。此事故与ABB一点关系也没有，由水泥厂自行负责。

事后得知，该厂的总工把那位电工一顿臭骂，责怪他让我们获取故障录波波形。有点意思！

通过这个例子，可见短路电流波形分析（故障录波波形分析）非常重要。

5.变电站电力监控系统简介

我们看下图：

图9中，REF542就是ABB用于中压和高压断路器的继电保护装置。图中用网线和光纤收发器把信息汇总后发送到电力监控主机中，我们在变电站监控主机中就能看到继电保护装置中的内容。这些内容中既有实时电流、电压、功率、电度、断路器运行状态和各种工作位置、断路器电寿命等等信息，也可观察故障录波的内容，其中就包括短路电流故障录波。

可见，题主希望看到供配电线路的短路电流及状态，在供配电的电力监控中很容易实现的。

由于此帖发布在2015年，题主肯定不再关心此帖，我就写这么多吧。