《电工技术》-第10章电工测量

10.1常用的直读式电工测量仪表

下一页返回10.1.1常用的直读式电工测量仪表分类（1）电工仪表按照被测量的种类不同，分为电流表（又分安培表、毫安表、微安表）、电压表（又分为伏特表、毫伏表等）、功率表、电度表、欧姆表等。（2）按照仪表的原理不同，分为磁电式、电磁式、电动式、感应式、整流式等。（3）按照测量电流的种类不同，分为交流仪表、直流仪表、交直流两用仪表等。（4）按照仪表的准确度不同，分为0.1、0.2、0.5、1、1.5、2.5、5.0七级，其中：一般0.1级和0.2级仪表用作标准仪器和精密测量，0.5级至1.5级仪表用于实验室的一般测量，1.5级至5.0级一般用作生产现场的开关板式仪表。10.1常用的直读式电工测量仪表10.1.2直读式电工测量仪表的组成常用电工仪表主要由外壳、有标度尺和有关符号的面板、测量线路（简单仪表无）、表头电磁系统、指针、阻尼器、转轴、轴承、游丝、零位调整器等组成。上一页下一页返回10.1常用的直读式电工测量仪表10.1.3磁电式测量仪表的工作原理磁电式仪表原理结构如图10-1所示，它的永久磁铁置于可动线圈外面，由永久磁铁、极靴和圆柱形铁心组成仪表的固定部分；绕在铝框上的线圈、线圈两端的轴、指针、平衡重物、游丝等组成仪表的可动部分，整个可动部分被支撑在轴承上。可动线圈位于永久磁铁磁场中，当被测电流通过线圈的时候，线圈受到磁场力的作用产生电磁转矩而绕中心轴转动，带动指针偏转，指针偏转时又带动游丝运动而发生弹性形变。当线圈偏转的电磁力矩与游丝形变的反作用力矩相平衡时，指针便停留在相应位置，并在面板刻度尺上指出被测数据。上一页返回10.2万用表

万用电表是一种多功能、多量程的便携式测量仪表，熟悉和掌握万用表的基本性能和使用方法，是检测元件、调试电路、进行电气工程施工和电气设备维修的基础。万用电表一般都可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等，有的还可以测量交流电流、电感、电容、音频电平、晶体管直流放大系数等。万用电表包括指针式万用电表（简称万用表）和数字式万用电表（简称数字万用表）两大类。10.2.1万用表的电路结构和工作原理万用表的外形如图10-2（a）所示。万用表的基本电路结构方框图如图10-2（b）所示。下一页返回10.2万用表10.2.2万用表的安全使用1.接线柱的选用2.用转换开关正确的选择测量种类和量程3.使用前要调零4.测量电压5.测量电阻6.正确读数7.正确保存上一页返回10.3钳形电流表10.3.1钳形电流表的组成及基本原理钳形电流表的工作部分主要由一只电磁式电流表和电流互感器组成。电流互感器的铁心制成活动开口式，且成钳形，故名钳形电流表，如图10-3所示。电流互感器的铁心在捏紧扳手时就可以张开，这样，被测电流通过的导线不必断开就可以穿过铁心闭合，它相当于电流互感器的一次侧，互感器的二次侧接电流表，从而指示出被测电流的数值。测量时对于不同支路或相线的导线每次只能测一根导线内的电流，不可一次套入两根导线。下一页返回10.3钳形电流表10.3.2钳形表使用注意事项（1）测量时，应将转换开关置于合适量程、对被测的电流大小不知道时，应置于最高挡，然后，根据测量值的大小，再调换到合适量程。在测量过程中应注意不要切换量程（切换量程必须在无电或钳口打开时进行）。（2）测量时，被测载流导线应放在钳口中央，若是钳偏了，测量值会变小而产生误差。（3）为使读数准确，钳口两个面应接合良好，如有杂音，可将钳口重新开合一次，如果声音依然存在，检查结合面上是否有污垢存在，可以用汽油擦干净。（4）测量机构受外部磁场影响很大，在母线或大容量电动机等大电流负荷附近的测量要另选其他量点。上一页下一页返回10.3钳形电流表（5）测量小电流电路，为获得准确读数，可将导线在互感器铁心部分上多绕几圈进行测量，此时实际电流值应为读数除以钳口内的导线根数。（6）钳形电流表不可在绝缘不良或裸露的电线上测量，不准穿在三相闸刀或熔断器内使用。潮湿和下雨天气禁止在室外进行测量。（7）不能用普通钳形电流表测量1千伏以上的高压电路中的电流，以免发生事故。上一页下一页返回10.3钳形电流表10.3.3钳形电流表在高压回路测量中的安全技术（1）线路钳形电流表，应按规定进行耐压试验合格，并按规定的电压等级使用，一般只允许在10千伏以下电气设备上使用。（2）操作人员对带电部分必须保持足够的距离，电压10kV及以下高压线路应保持0.7m以上。使用时戴绝缘手套、穿绝缘靴或站在绝缘台（垫）上，不得触及其他设备。测量工作应由二人进行，一人操作，一人监护。观测表针时，要特别注意保持头部与带电部分的安全距离。（3）测量高压电缆头相电流时，只有在各相电缆头之间有足够距离（达到300mm以上）而且绝缘良好，工作方便时才能进行，当有一相接地，严禁测量。（4）在高压回路上测量时，严禁用导线从钳形电流表另接表计量测。上一页返回10.4兆欧表10.4.1兆欧表的组成和工作原理如图10-4（a）所示为手摇发电机式兆欧表的外形。兆欧表的工作原理如图10-4（b）所示，它的磁电式比例计有两个互成一定角度的可动线圈，装在一个有缺口的圆柱形铁心外面，并与指针一起固定在同一转轴上，构成比例计的可动部分，被置于永久磁铁的磁场中，其中磁铁的磁极与圆柱形铁心之间的气隙是不均匀的。这种比例计不像其他仪表，其指针没有阻尼弹簧，在仪表不用时，指针可以停留在任何位置。摇动手柄，直流发电机即可向磁电式比例计的两个线圈及被测电阻Rx等输出电流，可动线圈在电磁转矩作用下带动指针偏转，指示出被测电阻的阻值。指针的偏转角度只与两个线圈中流过的电流的比值有关，与电源电压（手摇直流发电机的转速）无关。下一页返回10.4兆欧表10.4.2兆欧表的正确接线和选择选用兆欧表的原则：一是按被测设备工作的电压而定，一般规定48V以下的电气设备和线路选择250V兆欧表；500V以下的电气设备，应选择500V或1000V的兆欧表；500V以上的电气设备选择1000V或2500V的兆欧表。二是兆欧表测量范围的选择要适应被测绝缘电阻的数值，避免读数时产生较大的误差。上一页下一页返回10.4兆欧表10.4.3兆欧表使用注意事项（1）兆欧表必须水平放置于平稳、牢固的地方，以免在摇动时因抖动和倾斜产生测量误差。（2）接线必须正确无误，接线柱“E”（接地）、“L”（线路）和“G”（保护环或称屏蔽端子）与被测设备的连接线必须用单根绝缘导线，两根连接线不能绞和在一起，也不可与被测设备或地面接触，以免导线绝缘不良而产生测量误差。（3）测量前应将被测设备电源切断，并进行短路接地放电，以确保安全。此点对电容较大的设备，如长线路、电缆、电容器、变压器等尤为重要。上一页下一页返回10.4兆欧表（4）测量前先将兆欧表进行一次开路和短路实验，先断开兆欧表到被测物的连接线，摇动手柄时，表针指示应在“∞”处，两连接线瞬间短路一下，表针指示应为“0”，这样，说明兆欧表是好的。使用电池式兆欧表，须预先检查电池电压之后再行测量。（5）测量时，手摇发电机式兆欧表，摇动手柄的速度要由慢逐渐加快，并应保持120r/min左右的转速，一般规定以加电压一分钟后的绝缘电阻值读数来确定绝缘体绝缘性能的好坏。（6）在测量了大电容电气设备的绝缘电阻后，因充放电关系，应先将“L”端的连线断开，再停止摇动摇表手柄，以免被测设备向摇表倒充电而损坏仪表，对这些大电容的电气设备在测量前和测量完毕应使它们放电。上一页下一页返回10.4兆欧表（7）严禁在有雷电时或附近有高压导体的设备上测量绝缘电阻，只有在设备不带电又不可能受其他电源感应而带电的情况下才可进行测量。（8）兆欧表未停止转动之前，切勿用手去触及设备的测量部分或兆欧表接线柱。（9）兆欧表应定期校验，其方法是直接测量有确定值的标准电阻，检查其测量误差是否在允许范围之内。上一页下一页返回10.4兆欧表10.4.4测量高电压电气设备绝缘电阻的安全技术（1）测量工作应由两人担任，一人操作，一人监护。若所测量设备在高空则应有三人参加，一人在构架上将测量接线接到被测量的设备如瓷瓶上，一人在地面操作摇表，一人监护。（2）测量用的导线，应使用绝缘导线，其端部应有绝缘套。（3）测量绝缘时，必须将被测设备的电源从各方面断开，验明无电压，确实证明设备上无人工作，并在断开的断路器和隔离开关传动装置悬挂标志牌“有人工作，不可合闸”后方可进行。在测量中禁止他人接近设备。在测量绝缘前后，必须将被测设备对地放电。测量线路绝缘时，若该线路有可能两侧受电，应取得对方允许，说明开关前均已拉开并已挂上警告标示牌后方可进行。上一页下一页返回10.4兆欧表（4）在有感应电压的线路上（同杆架设的双回路或单回路与另一线路有平行段）测量绝缘时，为防感应高电压损坏仪表和危害人身安全，必须将另一线路同时停电，方可进行测量。（5）在带电设备附近测量绝缘电阻时，测量人员和摇表安放位置，必须选择适当，保持安全距离，以免摇表引线或引线支持物触碰带电部分。移动引线时，必须注意监护，防止工作触电。这点在变电测量悬垂瓷瓶绝缘电阻时，应特别注意防止触电事故。上一页返回10.5接地电阻测量仪（1）接地电阻摇表的测量方法和接线方式。①测量方法。当测量接地电阻时，先把接地摇表放于水平位置，检查检流计的指针是否指在中心线上，否则可借助零位调整器，把指针调整到中心线。然后将仪表的“倍率标度”置于最大倍数，慢慢转动发电机的摇把，同时旋动“测量标度盘”，使检流计指针平衡。当指针接近中心线时，加快发电机摇把的转速，达到120r/min以上，再调整“测量标度盘”，使指针指于中心线上。用“测量标度盘”的读数乘以“倍率标度”的倍数，即为所测的电阻值。下一页返回10.5接地电阻测量仪②接线方式。接地电阻测量仪一般有E、P、C3个端子，其测量接线如图10-6（a）所示。当被测电阻小于1Ω时，为了消除接线电阻和接触电阻影响，宜采用四端钮接地电阻测量仪。测量时，将端钮C2和P2的短接片打开，分别用导线接到接地体上，并使端钮P2接靠近地体的一侧，其测量接线如图10-6（b）、（c）所示。上一页下一页返回10.5接地电阻测量仪（2）接地电阻摇表使用注意事项。①测量前，选择辅助电极的布极位置，要求所选择的布极点没有杂散电流的干扰，并且辅助电位极、辅助电流极、接地体三者之间，两两距离不少于20m。②为了提高测量精度，在条件允许的情况下，将接地体与其上连接的设备断开，以免接地体上泄漏的杂散电流影响测量精度。③如果测量仪灵敏度过高，可将探针向上适当拉出；如果测量仪灵敏度过低，可在探针周围浇水，以减少辅助电极的接触电阻。④测量接地电阻的工作，不宜在雨天或雨后进行，以免因大地湿度大引起接地电阻偏小。上一页返回10.6仪表的准确度与测量误差

准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的准确度与其误差有关。不管仪表制造的如何精确，仪表的读数和被测量的实际值之间总是有误差的。测量误差有两种。（1）基本误差：是在正常条件下进行测量时由于仪表本身的缺点产生的误差，如刻度的不精确、弹簧的永久变形、轴和轴承之间的摩擦、零件位置安装不正确等。基本误差不可避免。（2）附加误差：是由于外界因素的影响和仪表放置的位置不符合规定等原因测量时产生的误差，如没有在正常工作条件下进行测量，测量方法不完善