Ngắn mạch trong hệ thống điện là hiện tượng các pha chạm chập nhau (với mạng có trung tính cách ly) hoặc là hiện tượng các pha chạm chập nhau và chạm đất (với mạng có trung tính nối đất). Khi ngắn mạch tổng trở của hệ thống bị giảm xuống và tuỳ theo vị trí ngắn mạch xa hay gần nguồn cung cấp mà tổng trở của hệ thống giảm xuống ít hay nhiều. Khi ngắn mạch, trong mạng điện xuất hiện quá trình quá độ nghĩa là dòng điện và điện áp đều thay đổi, dòng điện tăng rất nhanh so với lúc làm việc bình thường. Tuỳ theo máy phát điện có tự động điều chỉnh kích từ
hay không mà sự biến thiên của dòng điện trước khi đạt tới trạng thái ổn định cũng khác nhau.
Song song với sự biến thiên về dòng điện, điện áp trong mạng cũng giảm xuống. Mức độ giảm nhiều hay ít tuỳ thuộc vào vị trí điểm ngắn mạch so với nguồn cung cấp. Thời gian điện áp giảm xuống xác định bằng thời gian tác động của rơle bảo vệ và của máy cắt điện đặt gần điểm ngắn mạch nhất.
Nguyên nhân chung và chủ yếu của ngắn mạch là do cách điện bị hư hỏng. Lý do cách điện bị hỏng có thể là bị già cỗi khi làm việc lâu dài, chịu tác động cơ khí gây vỡ nát, bị tác động của nhiệt độ phá huỷ môi chất, xuất hiện điện trường mạnh làm phóng điện chọc thủng vỏ bọc… Những nguyên nhân tác động cơ khí có thể do gãy cây, đổ cột, dây dẫn chập nhau… Sét đánh gây phóng điện cũng là nguyên nhân đáng kể gây ra hiện tượng ngắn mạch (tạo ra hồ quang dẫn điện giữa các dây dẫn). Ngắn mạch còn có thể do công nhân thao tác nhầm.
Ngắn mạch là một sự cố nguy hiểm vì khi ngắn mạch dòng điện đột ngột tăng lên rất lớn, chạy trong các phần tử của hệ thống điện, nó gây ra các hư hỏng sau đây:
- Phát nóng cục bộ rất nhanh, nhiệt độ rất cao, gây cháy nổ.
- Sinh ra lực cơ khí lớn giữa các phần tử của thiết bị điện, làm biến dạng hoặc gãy vỡ các bộ phận.
- Gây sụt áp lưới điện làm động cơ ngừng quay, làm ảnh hưởng đến năng suất làm việc của máy móc thiết bị.
- Tạo ra các thành phần dòng điện không đối xứng gây nhiễu các đường dây thông tin ở gần.
- Nhiều phần của mạng điện bị cắt ra để loại trừ điểm ngắn mạch, làm gián đoạn cung cấp điện.
Tính toán ngắn mạch nhằm mục đích.
- Lựa chọn các trang thiết bị phù hợp, chịu được dòng điện trong thời gian xảy ra ngắn mạch.
- Tính toán hiệu chỉnh các thiết bị bảo vệ rơle, tự động cắt các phần tử bị sự cố ngắn mạch ra khỏi hệ thống điện.
- Lựa chọn sơ đồ thích hợp để làm giảm dòng điện ngắn mạch.
- Lựa chọn thiết bị để hạn chế dòng điện ngắn mạch (như kháng điện).