电工常用工具仪表使用

中级电气设备点检员第二章供配电设备状态检测及维护主讲人：孙厚坦第一节

电工常用工具和仪表一、常用工具的种类验电器、螺丝刀、钢丝钳、电工刀、活络扳手等组成。1、验电器检验导线，电器和电气设备是否带电的常用工具。分类：低压验电器60～500V。高压验电器500V以上。①、低压验电器（测电笔）。种类：钢笔式和螺丝刀式。结构：（螺丝刀式）：由氖管、电阻、弹簧、笔身和笔尖等组成。用法：以手指触及笔尾的金属体，使氖管小窗背光朝自己。②、高压验电器由金属钩、氖管、氖管窗、紧固螺丝、护环和握柄组成。特别要注意：手握部分不得超过护环！注意事项①、使用前应在确有电的电源处测试，证明验电器是否完好，如果有问题应及时检修或更换。②、验电时，验电器应逐渐接近带电体，只有氖管不亮时，方可与被测带电体直接接触。③室外使用高压验电器时，必须在气候条件良好的情况④高压验电时，必须戴好符合耐压要求的绝缘手套，不可一人单独测必须有人监护，人体与带电体保持安全距离。（10kV高压为0.7m以上）。

2、螺丝刀是一种紧固和拆卸螺丝、螺钉的专用工具。⑴、种类一字形：50、100、150、200mm等。十字形：按适用螺丝、螺钉直径分为：Ⅰ号：2~2.5mm。Ⅱ号：3~5mm。Ⅲ号：6~8mm。Ⅳ号：10~12mm。按握柄材料分：木柄和塑料柄。⑵、使用方法：小臂用力，手腕旋转。⑶、注意事项①、电工不可以使用金属杆直通柄顶的螺丝刀。②、手不得触及金属部分。③、不得当撬棍或扁铲使用。3、钢丝钳：有铁柄和绝缘柄两种。⑴、规格：150、175、200mm。⑵、构造：钳头：钳口、齿口、刀口、铡口。钳柄：手柄、绝缘。⑶、用途钳口：弯、绞、钳、夹导线线头。齿口：紧固、起松螺丝、螺母。刀口：切断导线及剥削绝缘皮。铡口：铡切线芯、钢丝、铅丝。⑷、使用方法小指在内，其余四指在外，刀口朝向自己。

4、电工刀用来剥削导线线头，切割木台，削制木枕的专用工具。⑴、构造及分类由刀身和刀柄组成。分为单用电工刀和多用电工刀。⑵、使用方法刀口朝外，刀面与导线形成较小的锐角。45°角切入，切到线芯后，以25°横切。⑶、注意事项①、用后刀身折入刀柄。②、不能带电使用。③、刀前不能站人。5、活络扳手用来紧固和起松螺丝、螺母的专用工具。⑴、构造头部：活络扳唇、呆扳唇、扳口、蜗轮、轴销等组成。柄部：铸有扳手规格。⑵、常用规格以长度×最大开口宽度来表示。150mm×19mm（6吋）、200mm×24mm（8吋）、250mm×30mm（10吋）、300mm×36mm（12吋）。⑶、使用方法①、螺母大，力矩大，握住扳柄尾部。②、螺母小，力矩小，握住扳柄首部。⑷、注意事项①、不可反用。②、不能当作撬棍或手锤使用。二、常用电工仪表在电工测量中，测量各种电量、磁量及电路参数的仪器仪表统称为电工仪表。电工仪表种类很多,按结构和用途不同,主要分为指示仪表、比较仪表、数字仪表和智能仪表四大类。指示仪表特点：能将被测量转换为仪表可动部分的机械偏转角，并通过指示器直接指示出被测量的大小，故又称为直读式仪表。按工作原理分类：主要有磁电系仪表C、电磁系仪表T、电动系仪表D和感应系仪表G。此外,还有整流系仪表L、铁磁电动系仪表等。典型仪表：安装式仪表、便携式仪表常见的安装式仪表便携式仪表比较仪表比较仪表的特点：在测量过程中，通过被测量与同类标准量进行比较，然后根据比较结果才能确定被测量的大小。比较仪表分类：直流比较仪表和交流比较仪表。直流电桥和电位差计属于直流比较仪表，交流电桥属于交流比较仪表。典型仪表：直流单臂、双臂电桥比较式直流电桥数字仪表数字仪表的特点：采用数字测量技术，并以数码的形式直接显示出被测量的大小。数字仪表的分类：常用的有数字式电压表、数字式万用表、数字式频率表等。典型仪表：数字式电压表数字式电压表智能仪表智能仪表的特点：利用微处理器的控制和计算功能，这种仪器可实现程控、记忆、自动校正、自诊断故障、数据处理和分析运算等功能。智能仪表的分类：智能仪表一般分为两大类：一类是带微处理器的智能仪器；另一类是自动测试系统。典型仪表：数字式存储示波器数字式存储示波器电工指示仪表的型号安装式指示仪表的型号便携式指示仪表的型号电能表的型号安装式仪表型号的编制规则42C10A形状第二位代号形状第一位代号系列代号设计序号用途号表示一块设计序号为10的安装式磁电系电流表便携式仪表型号的编制规则系列代号设计序号用途号表示一块设计序号为19的便携式电磁系电流表T19A注意：便携式仪表和安装式仪表的区别在于其系列代号前面是否有数字！电能表型号的编制规则系列代号设计序号

表示一块设计序号为282的单相电能表DD282系列代号中DD—单相电能表DS—三相电能表DX—无功电能表电工仪表的标志不同的电工仪表具有不同的技术特性，为方便选择和使用仪表，规定用不同的符号来表示这些技术特性，并标注在仪表的面板上，这些图形符号叫做仪表的标志。测量单位的符号按外界条件分组的符号识别电流表的表盘上的符号上面仪表面板上的型号符号及图形符号的含义是什么？一、指示仪表按工作原理分：(1)磁电系：通电导体在磁场中受力而运行，电流越大，受力越大。磁场由永久性磁铁建立。

1.马蹄形磁铁2.极掌3.铁芯圆柱4.活动线圈5.蜗旋弹簧6.指针7.平衡锤8.调整螺丝9.零点校正器磁电式仪表由一个固定的磁场和一个能在磁场中偏转的线圈及其它辅助部分组成。固定磁场由永久磁铁产生，线圈内通过电流时，线圈就会因在磁场中受力而偏转，同时带动了指针，指针的偏转角度由电磁力与蜗旋弹簧(游丝的反作用力共同作用而决定。当二者平衡时指针便稳定在一个位置，从而可以在刻度盘上读出一个相应的读数。磁电式特点：灵敏度高，准确度高，刻度均匀，消耗功率小。成本高，不采取整流措施，只能测量直流量，过载能力小。通常做成携带式仪表。(2)电磁系：磁场由通电线圈建立，线圈中的电流越大，产生的磁场也越强，对动铁片的吸引力越大。指针的偏转角度由通电产生磁的线圈的电流决定。电磁系特点：

与磁电系相比，准确度、灵敏度比较差，刻度非均匀，受外界磁场影响较大。能够测量直流、交流量，过载能力强，成本低，常被做成开关板式仪表。(3)电动系：由一个固定的线圈和一个可以转动的线圈组成。它的固定线圈产生一个电磁场，当可动线圈渡过电流时，就会受到作用，仪表指针的偏转角度由这两个电流共同作用而决定，这个结构可用来测量功率、功率因数、频率等，磁电式及电磁式仪表是做不到的。电动系特点：

准确度高(0.5级上的仪表常采用这种结构)，交直流两用，过载能力小，价格高，刻度不均匀（作功率表则均匀），本身损耗较大。(4)整流系：既磁电系仪表加装整流装置，使交流电变成直流电后进行测量。(5)感应系：常见的电能表。二、仪表的准确度仪表的准确等级分为七个：0.1，0.2，0.5，1，1.5，2.5，5级。一般选用1-2.5级的仪表。仪表误差的表示方法：1)绝对误差△：测量值Ax与实际值A0之差。2)相对误差γ：绝对误差与实际值之比。3)引用误差γm：绝对误差与仪表测量上限Am比值的百分数。4)最大引用误差K%：最大绝对误差△m与仪表测量上限Am比值的百分数。±K%=△m/Am×100%

误差：在电工测量中，无论哪种电工仪表，也不论其质量多高，它的测量结果与被测量的实际值之间总会存在一定的差值，这个差值叫做误差。准确度：是指仪表的测量结果与实际值的接近程度。

可见，仪表的准确度越高，误差越小。误差值的大小可以用来反映仪表本身的准确程度。仪表的指示值Ax与被测量实际值A0之间的差值，叫做绝对误差。△＝Ax－A0

在计算△值时，通常可用标准表的指示值作为被测量的实际值。

将上式变形可得

A0＝Ax－△＝Ax+（－△）＝Ax+C

上式中的C＝－△称为仪表的校正值。绝对误差实际中在测量同一被测量时，我们可以用绝对误差的绝对值来比较不同仪表的准确程度，数值越小的仪表越准确。［例］用一只标准电压表来校验甲、乙两只电压表，当标准表的指示值为220V时，甲、乙两表的读数分别为220.5V和219V，求甲、乙两表的绝对误差。解：代入绝对误差的定义式得甲表的绝对误差△1＝Ax1－A0＝220.5－220＝0.5V乙表的绝对误差△2＝Ax2－A0＝219－220＝－1V绝对误差△与被测量实际值A0比值的百分数，叫做相对误差γ，即

一般情况下实际值A0难以确定，而仪表的指示值Ax≈A0，故可用以下公式计算相对误差

实际测量中，相对误差不仅常用来表示测量结果的准确程度，而且便于在测量不同大小的被测量时，对其测量结果的准确程度进行比较。［例］已知甲表测量200V电压时△l＝+2V，乙表测量10V电压时△2＝+1V，试比较两表的相对误差。解：甲表相对误差为

乙表相对误差为

在测量不同大小的被测量时，不能简单地用绝对误差△来判断测量结果的准确程度。只能用相对误差来比较测量结果的准确程度。绝对误差△与仪表量程（最大读数）Am比值的百分数，叫做引用误差γm，即

工程中，一般采用引用误差来反映仪表的准确程度。引用误差引用误差实际上就是仪表在最大读数时的相对误差，即满度相对误差。因为绝对误差△基本不变，仪表量程Am也不变，故引用误差γm可以用来表示一只仪表的准确程度。国家标准中规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。仪表的准确度仪表的准确度：仪表的最大绝对误差△m与仪表量程Am比值的百分数，叫做仪表的准确度（±K％）。即K表示仪表的准确度等级，它的百分数表示仪表在规定条件下的最大引用误差。最大引用误差越小，仪表的基本误差越小，准确度越高。

准确度等级0.10.20.51.01.52.55.0基本误差（%）±0.1±0.2±0.5±1.0±1.5±2.5±5.0仪表的准确等级若已知仪表量程，可求出不同准确度等级仪表所允许的最大绝对误差△m，即［例］用准确度等级为5.0级、量程为500V的电压表，分别测量50V和500V的电压。求其相对误差各为多少?解：先求出该表的最大绝对误差

测量50V电流时产生的相对误差为

测量500V电流时产生的相对误差为

由以上计算结果可以看出:一般情况下,测量结果的准确度并不等于仪表的准确度，只有当被测量正好等于仪表量程时，两者才会相等。实际测量时，为保证测量结果的准确性，不仅要考虑仪表的准确度，还要选择合适的量程。通常测量时要使仪表指针处在满刻度的后三分之一段。仪表指针的正确位置思考与练习仪表的误差分哪几类？外磁场变化引起的误差叫什么误差？能否消除？误差的表示方法有哪几种？各自适用于哪些场合？“仪表的准确度越高，测量准确度也越高”这话对吗？为什么？什么叫“合适的仪表量程”？返回章目录探讨测量误差及消除方法

根据产生测量误差的原因不同，测量误差可分为：系统误差偶然误差疏失误差

定义：指在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号均保持不变，而在条件改变时遵从一定规律变化的误差。一、系统误差测量仪表的误差。包括基本误差和附加误差。测量方法的误差。仪表受外磁场的影响。仪表本身不完善和外界因素影响造成的误差。系统误差产生的原因重新配置合适的仪表或对仪表进行校正。采用合理的测量方法。采用正负误差补偿法。采用替代法。引入校正值。消除系统误差的方法二、偶然误差定义：偶然误差是一种大小和符号都不固定的误差，又称为“随机误差”。偶然误差产生的原因及消除方法

原因：偶然误差主要由外界环境的偶发性变化引起。

消除方法：采用增加重复测量次数取算术平均值的方法来消除偶然误差对测量结果的影响。定义：疏失误差是一种严重歪曲测量结果的误差。三、疏失误差疏失误差产生的原因及消除方法

原因：主要由于操作者的粗心和疏忽造成。另外也包括由于操作者素质太差，不懂正确读数而造成的误差。

消除方法：对含有疏失误差的测量结果应抛弃不用。消除疏失误差的根本方法是加强操作者的工作责任心，倡导认真负责的工作态度，同时要提高操作者的素质和技能水平。以前学过的各种误差小结基本误差附加误差绝对误差误差的表示方法相对误差引用误差系统误差测量误差偶然误差疏失误差仪表误差思考与练习什么叫测量误差？它分为哪几类？测量误差和仪表误差之间有什么关系？“正负误差补偿法可以消除系统误差”，这句话对吗？为什么？如何消除偶然误差？如何消除疏失误差？返回章目录电工指示仪表的技术要求电工指示仪表的技术要求◆要有足够的准确度◆要有合适的灵敏度◆要有良好的读数装置◆要有良好的阻尼装置◆仪表本身消耗功率小◆要有足够的绝缘强度◆要有足够的过载能力◆仪表的变差要小一、要有足够的准确度标准表或精密测量时可选用0.1级或0.2级的仪表。实验室一般选用0.5级或1.0级的仪表。一般的工程测量可选用1.5级以下的仪表。仪表的灵敏度在电工指示仪表中，仪表可动部分偏转角的变化量△α与被测量的变化量△x之比值叫做仪表的灵敏度。用S表示。即灵敏度描述了仪表对被测量的反应能力，即反映了仪表所能测量的最小被测量。二、要有合适的灵敏度在实际测量中，要根据被测量的要求选择合适的灵敏度。例如万用表的测量机构就要选用灵敏度较高的仪表，而一般工程测量就不要选用灵敏度较高的仪表，以降低成本。三、要有良好的读数装置良好的读数装置是指仪表的标度尺刻度应尽量均匀，以便于准确读数。对刻度不均匀的标度尺，应标明读数的起点，并用符号“·”表示。均匀刻度便于读数不均匀刻度易出现读数误差四、要有良好的阻尼装置

良好的阻尼装置是指当仪表接入电路后，指针在平衡位置附近摆动的时间要尽可能短，在仪表测量时指针能够均匀地、平稳地指向平衡位置,以便迅速读数。若阻尼装置失效，则仪表会出现指针在平衡位置左右摆动，长时间不能停留在平衡位置，从而延长读数的时间。五、仪表本身消耗功率小

如果仪表本身消耗功率太大，轻者会改变被测电路原有的工作状态，从而产生较大的测量误差，重者可能造成仪表损坏。六、要有足够的绝缘强度

使用中严禁测量电路的电压超过仪表的绝缘强度试验电压，否则将引起危害人身和设备安全的事故。七、要有足够的过载能力

在实际使用中，由于某些原因使仪表过载的现象经常发生，因此要求仪表具有足够的抗过载能力，以延长仪表的使用寿命。否则仪表一旦过载，轻者指针被打弯，重者可能损坏仪表。八、仪表的变差要小

仪表在反复测量同一被测量时，由于摩擦等原因造成的两次读数不同，它们的差值称为“变差”。一般要求仪表的“变差”不应超过其基本误差的绝对值。思考与练习仪表的准确度越高越好吗？为什么？为什么仪表要有良好的读数装置？仪表不加装阻尼力矩装置会出现什么现象？如何选择一块适合自己使用的万用表？为什么要求仪表具有足够的过载能力？返回章目录常用电工测量方法实践证明，测量结果准确与否，除了与所使用的电工仪表有关之外，还与所选择的测量方法有关。所谓电工测量就是把被测的电量、磁量或电参数与同类标准量(即度量器)进行比较，从而确定被测量大小的过程。

常见的标准度量器标准电阻标准电感标准电容特点：凡能用直接指示的仪器仪表读取被测量数值，而无需度量器直接参与的测量方法，叫做直接测量法。适用范围：适用于准确度要求不太高的场合。一、直接测量法直接测量法的优缺点优点：方法简便，读数迅速。缺点：由于仪表接入被测电路后，会使电路工作状态发生变化，因而这种测量方法的准确度较低。举例：电流表测量电流，电压表测量电压，功率表测量功率等。

特点：测量时先测出与被测量有关的电量，然后通过计算求得被测量数值的方法，叫做间接测量法。适用范围：在准确度要求不高的特殊场合。二、间接测量法间接测量法的优缺点优点：在准确度要求不高的一些特殊场合应用十分方便。

缺点：误差较大。举例：伏安法测量电阻；通过测量晶体三极管发射极电压求得放大器静态工作点IC的方法。用间接法测量晶体管放大器的直流静态工作点+UCC+USCUE1UE2特点：凡在测量过程中需要度量器的直接参与，并通过比较仪表来确定被测量数值的方法叫做比较测量法。适用范围：适用于测量要求准确度较高的场合。三、比较测量法比较测量法的分类

零值法：在测量过程中，通过改变标准量，使其与被测量相等（即两者差值为零），从而确定被测量数值的方法叫零值法。如用电桥测量电阻就属于这种方法。差值法：利用被测量与标准量的差值作用于测量仪表，从而确定被测量数值的方法，叫差值法。如用不平衡电桥测量电阻就属于这种方法。代替法：在测量过程中，用已知标准量代替被测量，若维持仪表原来的读数不变，则被测量必等于已知标准量，这种测量方法叫做代替法。比较测量法的优缺点优点：准确度高。缺点：设备复杂，价格较高，操作麻烦。举例：电桥测量电阻。

三、常用电工仪表的正确使用一、电压表①电压表应并接在电路中，直流电压表应区分极性。“+”端应接被测电路的高电位端，“-”端应接被测电路的低电位端。②判定极性的方法.把表放在最大量程上，测试线接在被测电路的两端，点接一下，如指针正向偏转，说明表笔极性接对，如指针反向偏转，说明表笔极性接反。二、电流表①电流表应串接在电路中，直流电流表应区分极性。②如果被测电流过大，可以交流采用配电流互感器、直流配分流器的方法来扩大测量范围。

三、钳形电流表是一种便携式电流表，与普通电流表相比特点是：测量电流时无须断开电路，可在带负荷的情况下进行。

1、使用前检查①检查量程是否符合要求。②外观完整，绝缘良好，钳口关合自如，铁芯闭合紧密，无生锈。③指针正常，进行机械调零。2、使用要求①电流表尽量平放。②选择合适的档位，预先知道电流范围可直接选档，若事先不知电流大小可根据线芯粗细估算。③将钳口张开，将测试线放入钳口，在表盘上读取读数。

④测量时指针指在表盘的1／2~2／3处读数最精确。若档位选择不合适需换档，应将表计从线路上拿开，换档。⑤测量小电流。3、注意事项①测量前充分检查。②测量时应戴手套。③不可测量裸导线，不可测量高压线。④测量时注意安全距离，不要造成相间或相对地短路。⑤换档时应把表退出。

四、万用表1、交流电压的测量2、直流电压的测量3、直流电流的测量4、电阻的测量五、兆欧表专门用来测量绝缘电阻的可携式仪表，与其它仪表不同的是本身带有高压电源。这对测量高压电气设备的绝缘十分必要，因在低压条件下测量的绝缘阻值不能反映出设备在高压工作状态下的绝缘情况。兆欧表的高压电源采用手摇发电机，在测量时需要摇动手柄，所以又称为“摇表”。根据发电机产生电压，有100V，250V，500V，1000V，2500V，5000V等几种。1兆欧表的工作原理а由永久磁铁所产生的磁场是不均匀的，当线圈通电时，动圈1的电流I1和气隙磁场相互作用的结果，产生转动力距M1，M1和I1成正比，还和动圈所处的位置有关，即随а角而变，M1=I1F1(а)，

M2=I2F2(а)，当可动部分平衡时，M1=M2，I1／I2=F3(а)，得：а=F(I1／I2)

由此可见，偏转角只决定于两个动圈电流的比值，和其它因素无关。这样在兆欧表中就可克服手摇发电