地面电工第八章.ppt

第八章 电工仪表和测量 第一节 电工仪表基本知识 第二节 电流和电压的测量 第三节 电阻的测量 第四节 功率与电能的测量 第五节 万用电表 第六节 直流电桥 第七节 接地电阻测试仪 第一节 电工仪表基本知识 一、电工仪表种类 (一)按照工作原理 电工仪表分为磁电式、电磁式、电动式、感应式 等仪表 磁电式仪表由固定的永久磁铁、可转动的线圈及 转轴、游丝、指针、机械调零机构等组成磁电式仪 表多用来制作携带式电压表、电流表等表计 线圈位于永久磁铁的极靴之间当线，圈中流过 直流电流时，线圈在永久磁铁的磁场中受力，并带动 指针、转轴克服游丝的反作用力而偏转当电磁作用 力与反作用力平衡时，指针停留在某一确定位置，刻 度盘上给出一相应的读数 电磁式仪表由固定的线圈、可转动的铁芯及转轴 、游丝、指针、机械调零机构等组成电磁式仪表 常用来制作配电柜用电压表、电流表等表计 铁芯位于线圈的空腔内当线圈中流过自流时， 线圈产生的磁场使铁芯磁化铁芯磁化后受到磁场 力的作用并带动指针偏转 电动式仪表由固定的线圈、可转动线圈及转轴、 游丝、指针、机械凋零机构等组成电动式仪表常 用来制作功率表、功率因数表等表计 当两个线圈中都流过电流时，可转动线圈受力并 带动指针偏转。

感应式仪表由固定的开口电磁铁、永久磁铁、可转动铝 盘及转轴、计数器等组成感应式仪表用于计量交流电能 当电磁铁线圈中流过电流时，铝盘里产生涡流，涡流与 磁场相互作用使铝盘受力转动，计数器计数铝盘转动时切 割永久磁铁的磁场产生反作用力矩 (二)按精确度等级 电工仪表分为0．1、0．2、0．5、1．0、1．5、2．5、4 ．0等七级 仪表精确度K％用引用相对误差表示，如下式所示，式中 Δm和Am分别为最大绝对误差和仪表量限例如，0．5级仪 表的引用相对误差为0．5％ (三)按照测量方法 电工仪表主要分为直读式仪表和比较式 仪表 前者根据仪表指针所指位置从刻度盘上 直接读数，如电流表、万用电表、兆欧表等 后者将被测量量与已知的标准量进行比较 来测量，如，电桥、接地电阻测量仪等 主要讲述电工仪表工作原理要 求学员熟悉仪表工作原理 1. 简述磁电式、电磁式、电动式、感应式 等仪表的工作原理 2. 按照工作原理电工仪表分为哪几类？ 3. 仪表精确度的意义是什么？ 按照工作原理电工仪表分为哪几类？ 电工仪表分为： 磁电式、电磁式、电动式、感应式等仪表 第二节 电流和电压的测量 一、电流的测量 (一)仪表型式和量程的选择 (1)测量直流时，可使用磁电式、电磁式或电动式仪表 ，由于磁电式的灵敏度和准确度最高，所以使用最为 普遍。

(2)测量交流时，可使用电磁式、电动式或感应式等仪 表，其中电磁式应用较多 (3)在测量之前，要对被测电流大小有个估计，根据待 测电流的大小来选择适当的仪表，例如安培表、毫安 表或微安表 (二)测量电流的接线 1．直流电的测量 测量直流电流时，要注意仪表的极性和 量程(图3--1)在用带有分流器的仪表测量 时，应将分流器的电流端钮(外侧二个端钮) 接人电路中(图3--2)，由表头引出的导线应 接在分流器相应位端钮上 2．交流电流的测量 在测量大容量的交流电时，常借助于电流互感器 来扩大电表的量程 二、电压的测量 (一)电压表的型式和量程的选择 电压表和电流表在结构上基本上是一样 测量电路的电压时，应将电压表并联在被测 电压的两端，使用磁电式仪表测量直流电压 时，还要注意仪表接线钮上的“+”“-”极 性标记，不可接错 600 V以上的交流电压，一般不直接接人 电压表工厂中变压系统的电压，均要通过 电压互感器，将二次侧的电压变换到100V， 再进行测量 (二)接线方式 本节主要学习电流表、电压表测 量电路相应参数时的接线原理，要求 学员掌握接线的基本原则 1.交、直流电流表如何接线？ 2.交、直流电压表如何接线？ 测量直流时，可使用哪些仪表? 测量直流时，可使用: 磁电式、电磁式或电动式仪表。

第三节 电阻的测量 一、兆欧表的结构原理 兆欧表由测量机构和高压电源组成高压电 源多采用手摇发电机输出电压有500 V、1000 V 、2500 V、5000 V几种 二、使用方法 (一)摇表的选择 摇表的额定电压，应根据被测电气设备的额 定电压来选择 500V以下的设备，选用500V或1000 V的摇表 (二)使用前的检查 在摇测前，对摇表先做一次开路和短路检查试验 先将E和L端钮两根连线开路摇动手柄达到发电机 的额定转速(120r／min)， 观察指针是否指到“无穷大’’处，再将两根连 线短路，慢慢加速摇表，观察指针是否指“0’’处 (三)接线方法 摇表有三个接线柱：线路(L)、接地(E)、屏蔽( 或称保护环)(C)根据不同的测量对象，应做相应的 接线 测量设备对地绝缘电阻时，E端接于地线上，L端 接被测的线路，G端接于导线与外壳之间的绝缘介质 上 (四)手摇发电机的操作 为获得准确的测量结果，要求手摇发电机在额定 转速(即120r／min)待调速器发生滑动后仍保持转速稳 定的情况下测定 三、使用注意事项 (1)在测试前，应选取远离外界磁场的地位 (2)应使用仪表专用测量线 (3)摇表使用时，必须放置平稳 (4)测量前，被测物必须切断电源和负载，并进行放电 。

(5)测量电容性设备的绝缘电阻时，应在取得稳定读数 后，先取下测试线，再停止摇动摇把，以防被测物向摇 表反充电而损坏摇表 (6)测量前，必须将被测设备清扫擦拭干净 (7)测量前应了解周围环境的温度和湿度，当湿度过大 时，应考虑接用屏蔽线 (8)在测量过程中，如果指针指向“0”位，表明被测 绝缘已经失效应立即停止转动摇把，防止烧坏摇表 (9)在测量过程中，禁止无关人员接近被测设备，操作 人员也不得触及设备的测量部分或摇表的接线柱、测 试线等 (10)测量应尽可能在设备刚停止运转时进行，以使测 量结果符合运转时的实际温度 本节主要学习摇表的操作使用 和使用注意事项 1.怎样使用摇表测量电缆绝缘电阻？ 2.怎样遥测电动机的绝缘电阻？ 兆欧表都由哪几部分组成 ? 兆欧表由测量机构和高压电源组成 第四节 功率与电能的测量 一、功率的测量 一定要用电动式或感应式瓦特表来测量 单相功率测量接线及向量图 三相四线制功率测量接线方式 三相三线制功率测量接线图 二、电能的测量 测量电能使用电能表 用电动式直流电能表测量直流电能. 用感应式交流电能表测量交流电能 三、电能表测量原理和技术参数 (一)组成和原理 电压电磁铁的线圈与电路并联，获取电路的 电压信号；电流电磁铁的线圈与电路串联，获 取电路的电流信号。

单相电能表的额定电压多为220 V三 相电能表的额定电压为380 V(三相两元件) 、380／220 V(三相三元件)及110 V(高压计 量用) 电能表的额定电流有1 A、2A、3 A、5 A、10A等很多等级 四、电能表接线 交流电能表分单相、三相两种 三相电能表分为三相两元件和三相三元件电 能表三相两元件电能表用于三相三线制线路 或三相设备电能的测量，三相三元件电能表主 要用于低压三相四线制配电线路电能的测量 本节主要讲述功率表和电能表 的原理、接线原则、方法 1.单相功率表的如何接线？ 2.单相电能表、三相两元件电能表、 三相三元件电能表如何接线？ 交流电能表有哪几种？ 交流电能表分单相、三相两种 第五节 万用电表 一、万用表结构及工作原理 万用表的结构主要由表头(测量机构)、测量线路、 转换开关、电池、面板以及表壳等组成万用表的表头 是一个磁电式测量机构 (二)根据测量对象，将转换开关拨到相应档位在使用时应 先选择测量种类，然后选择量程 (三)读数时，要根据测量的对象在相应的标尺读取数据 标尺端标有“DC‘’或“—”标记为测量直流电流和直流电 压时用；标尺端标有“AC‘’或“~”标记是测量交流电压时 用；标有“Ω”的标尺是测量电阻专用的。

(四)测量电阻时应注意以下事项： (1)选择适当的倍率档，使指针尽量接近标 度尺的中心部分 (2)测量电阻之前，或调换不同倍率档后， 都应将两表笔短接，用调零旋钮调零，调 不到零位时应更换电池 (3)不能带电测量电阻 (4)用万用表测量半导体元件的正、反向电 阻时，应用及X100档，不能用高阻档，以 免损坏半导体元件 (五)测量电压、电流时注意事项： (1)要有人监护，如测量人不懂测量技术， 监护人有权制止测量工作 (2)测量时人身不得触及表笔的金属部分， 以保证测量的准确性和安全 (3)测量高电压或大电流时，在测量中不得 拨动转换开关，若不知被测量有多大时，应 将量限置于最高档，然后逐步向低量限档转 换 (4)注意被测量的极性，以免损坏 本节主要讲述万用表的结构、 原理、使用方法，重点掌握使用方 法 指针式万用表测量电阻、电压 、电流时的使用方法？ 万用表的结构主要由哪几部分组成？ 万用表的结构主要由表头(测量机构)、 测量线路、转换开关、电池、面板以及表壳 等组成 第六节 直流电桥 一、直流单臂电桥(又称惠斯登电桥) 直流单臂电桥适用于测量电阻(1-108Ω)，用它可 以测量各种电机、变压器及各种其他电器的直流电阻。

被测电阻Rx和标准电阻R2、R3、R4组成电桥的 四个臂，换成四边形，在四边形顶点cd间接人检流 计P，在另一对顶点ab间接入接入电池E R2和R3的比值通常配成固定的比例，称为电桥 的比率臂R4是比较臂，可调使电桥平衡 在测量时，首先选取一定的比率臂，然后调节 比较臂使电桥平衡，则比率臂倍率和比较臂读数值 的乘积就是被测电阻的数值 二、直流双臂电桥(又称凯文电桥) 直流双臂电桥可以消除接线电阻和接触电阻的影响 ，是一种测量小阻值电阻的电桥 测量时，调节有关电阻，使检流计P指示为0 ，此时电桥处于平衡状态，，c点和d点电位相等 ，设连接Rn和Rx的电阻为R，利用电桥平衡原理 ，同样可求得被测电阻Rx=(R2／R1)·Rn 被测电阻Rx只取决于桥臂电阻R1和R2以及标 准电阻Rn，而和接线电阻R无关，R2／R1的比值 称为双臂电桥的比率或倍率 三、电桥使用 (1)使用前，应首先将仪器置于水平位置，把检流计 锁扣打开，观察指针是否准确地指在零刻度上，如 有偏差，应用零位调节器把指针调至0位 (2)用较粗较短的连接导线，将被测电阻接人，并将 接头拧紧接头接触不良时，将使电桥难以平衡， 甚至可能损坏检流计。

(3)估计被测电阻大致的数值，以便选择合适的倍率 ，此时应充分利用各旋钮，使每只旋钮都有数可读( 单臂电桥)，使电桥易于平衡，保证被测电阻的准确 度 (4)进行测量时，应先按下电源按钮，经过一定 时间后再按下检流计P按钮，此时，检流计开始 向“+”或“-”偏转如果 向“+”的方向偏转 ，表示要增加比较臂电阻；反之，如果指针向 “-”方向偏转，则应减小比较臂电阻反复调 节，使指针平稳准确地指在0位上，便可读取被 测电阻数值，被测电阻数值为倍率数乘以测量臂 电阻数 (5)测量完毕后，应断开检流计P按钮，再断开 电源按钮，并将检流计锁扣锁上 操作过程中注意事项: (1)用电桥测量电阻时，均不许带电测试，测量时 必须将被测 电阻与其他所有接线断开，单独测量 (2)在进行测量时，应先接通电源按钮，然后接通 检流计按钮测量结束后，应先断开检流计按钮 ，再断开电源按钮这是为了防止被测元件具有 电感时，由于电路的通断产生很大的自感电势而 给检流计造成损坏 (3)因为导体的电阻值是随温度变化的，所以在测量时 ，必须记录被测导体当时所处环境的温度，所测得的 结果都必须进行温度 换算后才能和以前测得的数据进 行比较。

(4)为了减小测量误差，使用双臂电桥时，必须注意四 根引出线C1、P1、C2、P2的连接方法，在测量时应将 电位接头P1、P2靠近被测电阻的两端如遇单独测量 电阻元件。