故障電流是任何異常電流。例如，短路是火線接觸中性線或地線的故障。如果電路因載流線（相線或中性線）故障或保險絲或斷路器熔斷而中斷，則會發生開路故障。在三相系統中，故障可能涉及一相或多相和接地，也可能僅發生在相間。在“接地故障”或“接地故障”中，電流流入大地。預期短路電流大多數情況下都可以計算出可預測故障的概率。在電力系統中，保護設備可以檢測故障情況并操作斷路器和其他設備，以限制由于故障而導致的服務損失。

在多相系統中，故障可能同等影響所有相，這是“對稱故障”。如果僅影響某些相，則由此產生的“不對稱故障”變得更難以分析。對這類故障的分析通常通過使用對稱分量等方法來簡化。

設計檢測和中斷電力系統故障的系統是電力系統保護的主要目標。

瞬態故障是在短時間內斷開電源然后恢復后不再存在的故障；或僅暫時影響設備介電性能的絕緣故障，該絕緣故障會在短時間內恢復。架空電力線中的許多故障本質上是瞬態的。當發生故障時，用于電力系統保護的設備會運行以隔離故障區域。然后將清除瞬態故障，并且電力線可以恢復使用。瞬態故障的典型示例包括：

• 瞬時樹接觸
• 鳥類或其他動物接觸
• 雷擊
• 導體碰撞

輸配電系統使用自動重合閘功能，該功能通常用于架空線路，以在發生瞬態故障時嘗試恢復電力。此功能在地下系統中并不常見，因為故障通常具有持久性。隨著故障電流的產生，瞬態故障仍可能在原始故障現場或網絡中的其他地方造成損壞。

無論是否通電，都會出現持續故障。地下電力電纜中的故障通常由于電纜的機械損壞而持續存在，但有時由于閃電而在性質上是短暫的。

不對稱或不平衡故障不會平等地影響每一相。不對稱故障的常見類型及其原因：

• 線間故障-由空氣電離或線路發生物理接觸（例如由于絕緣體損壞）引起的線路之間的短路。在輸電線路故障中，大約5%-10%是不對稱的線間故障。
• 線對地故障-一條線與地之間的短路，通常由物理接觸引起，例如由于閃電或其他風暴損壞。在輸電線路故障中，大約65%-70%是不對稱的線對地故障。
• 雙線對地故障-兩條線與地面（以及彼此）接觸，通常也是由于風暴損壞。在傳輸線故障中，大約15%-20%是不對稱的雙線對地。

對稱或平衡故障對每一相的影響均等。在傳輸線故障中，大約5%是對稱的。與不對稱故障相比，這些故障很少見。兩種對稱故障是線對線（LLL）和線對線對地（LLLG）。對稱故障占所有系統故障的2%到5%。但是，即使系統保持平衡，它們也會對設備造成非常嚴重的損壞。

一個極端是故障的阻抗為零，從而產生xxx的預期短路電流。從概念上講，所有的導體都被認為是通過金屬導體接地的；這被稱為“螺栓故障”。在精心設計的電力系統中，金屬對地短路是不尋常的，但這種故障可能是偶然發生的。在一種類型的傳輸線保護中，故意引入“螺栓故障”以加速保護裝置的操作。

接地故障（接地故障）是任何允許電源電路導體與大地意外連接的故障。此類故障可能會導致令人反感的循環電流，或者可能會在危險電壓下使設備外殼通電。一些特殊的配電系統可能被設計成能容忍單一的接地故障并繼續運行。在這種情況下，接線規范可能需要絕緣監測設備發出警報，因此可以識別和糾正接地故障的原因。如果在這樣的系統中發生第二次接地故障，則可能導致過流或組件故障。即使在通常接地以限制過壓，某些應用需要接地故障斷路器或類似設備來檢測接地故障。

實際上，故障中的電阻相對于負載電阻可以從接近零到相當高。與功率為零的零阻抗情況相比，故障可能消耗大量功率。此外，電弧是高度非線性的，因此簡單的電阻不是一個好的模型。需要考慮所有可能的情況才能進行良好的分析。

在系統電壓足夠高的情況下，電力系統導體和接地之間可能會形成電弧。這種電弧可能具有相對較高的阻抗（與系統的正常運行水平相比），并且可能難以通過簡單的過電流保護來檢測。例如，通常載有1000安培電流的電路上的數百安培電弧可能不會使過流斷路器跳閘，但會在完全短路之前對母線或電纜造成巨大損壞。公用事業、工業和商業電力系統具有額外的保護設備，以檢測相對較小但不希望有的逃逸到地面的電流。在住宅布線中，電氣法規現在可能要求使用電弧故障斷路器在建筑物布線電路上，在小電弧造成損壞或火災之前檢測它們。

對稱故障可以通過與電力系統中任何其他現象相同的方法進行分析，實際上存在許多軟件工具來自動完成此類分析。然而，還有另一種同樣準確且通常更有指導意義的方法。

首先，做了一些簡化的假設。假設系統中的所有發電機都是同相的，并且在系統的標稱電壓下運行。電動機也可以被認為是發電機，因為當發生故障時，它們通常提供而不是汲取電力。然后針對此基本情況計算電壓和電流。

接下來，故障位置被認為由負電壓源供電，等于基本情況下該位置的電壓，而所有其他源設置為零。這種方法利用了疊加原理。

為獲得更準確的結果，應針對三個不同的時間范圍分別執行這些計算：

• 次瞬態是xxx個，并且與xxx的電流相關聯
• 瞬態介于亞瞬態和穩態之間
• 在所有瞬態都有時間穩定后出現穩態

不對稱故障打破了三相電源中使用的基本假設，即負載在所有三相上都是平衡的。因此，不可能直接使用單線圖等工具，其中只考慮一個階段。然而，由于電力系統的線性，通常將產生的電壓和電流視為對稱分量的疊加，可以對其應用三相分析。

在對稱分量法中，電力系統被視為三個分量的疊加：

• 正序分量，其中相位與原始系統的順序相同，即abc
• 負序分量，其中相位與原始系統的順序相反，即acb
• 零序組件，它不是真正的三相系統，而是所有三相彼此同相。

要確定不對稱故障產生的電流，首先必須知道所涉及的輸電線路、發電機和變壓器的每單位零序、正序和負序阻抗。然后使用這些阻抗構建三個獨立的電路。然后將各個電路以特定布置連接在一起，具體布置取決于所研究的故障類型（這可以在大多數電力系統教科書中找到）。一旦順序電路正確連接，就可以使用經典的電路分析技術分析網絡。該解決方案導致電壓和電流作為對稱分量存在；這些必須通過使用A矩陣轉換回相位值。

在選擇熔斷器和斷路器等保護裝置時，需要分析預期的短路電流。如果要對電路進行適當保護，故障電流必須足夠高，以便在盡可能短的時間內操作保護裝置；此外，保護裝置必須能夠承受故障電流并熄滅任何由此產生的電弧，而其自身不會被破壞或維持電弧很長時間。

故障電流的大小因所用接地系統的類型、裝置的電源類型和接地系統以及與電源的接近程度而有很大差異。例如，對于國內的英國230V、60ATN-S或美國120V/240V電源，故障電流可能為幾千安培。具有多個電源的大型低壓網絡可能具有300,000安培的故障水平。高電阻接地系統可能會將線路對地故障電流限制為僅5安培。在選擇保護裝置之前，必須在裝置的起點和每個電路的最遠點可靠地測量預期故障電流，并將此信息正確應用于電路的應用。

定位電纜系統中的故障既可以在電路斷電的情況下進行，也可以在某些情況下，在電路通電的情況下進行。故障定位技術可大致分為終端方法，使用在電纜末端測量的電壓和電流，以及跟蹤方法，需要沿電纜長度進行檢查。終端方法可用于定位故障的一般區域，以加快對長電纜或埋地電纜的跟蹤。

在非常簡單的布線系統中，故障位置通常通過檢查電線來找到。在可能隱藏電線的復雜布線系統（例如，飛機布線）中，使用時域反射儀定位布線故障。時域反射計沿電線發送一個脈沖，然后分析返回的反射脈沖以識別電線內的故障。

在歷史悠久的海底電報電纜中，使用靈敏的電流計來測量故障電流；通過在故障電纜的兩端進行測試，可以將故障位置隔離到幾英里以內，從而可以抓住并修復電纜。Murray回路和Varley回路是用于定位電纜故障的兩種連接類型

有時，電力電纜中的絕緣故障不會在較低電壓下出現。“重擊”測試裝置向電纜施加高能量、高壓脈沖。故障定位是通過聽故障處的放電聲音來完成的。雖然此測試會導致電纜站點損壞，但它是實用的，因為在任何情況下都必須重新絕緣故障位置。

在高電阻接地配電系統中，饋線可能會出現接地故障，但系統會繼續運行。故障但已通電的饋線可以通過環形電流互感器找到，該電流互感器收集電路的所有相線；只有包含接地故障的電路才會顯示凈不平衡電流。為了使接地故障電流更易于檢測，系統的接地電阻可以在兩個值之間切換，使故障電流產生脈沖。

較大電池的預期故障電流，例如用于獨立電源系統的深循環電池，通常由制造商給出。

根據AS4086第2部分（附錄H），在澳大利亞，如果未提供此信息，則以安培為單位的預期故障電流“應視為C120A·h速率下標稱電池容量的6倍”。