电工工具的使用及原理

1、电工工具的使用及原理一、 兆欧表兆欧表是用来测量高值电阻的直读式仪表。兆欧表主要用来测量各种绝缘电阻，表度盘以M为单位。1、 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500V、1000V、2500V、5000V几种。通常采用磁电系比率表的测量机构，如图1所示。极掌4的形状使空气气隙不均匀，因此，气隙中磁场也是不均匀的。动圈1和2 通入电流后，分别产生动力矩M1和M2。由于没有游丝，在仪表未通电时。指针6可以停留在任意的位置。动圈电流靠不产生力矩的导丝引入。转矩M1不仅和线圈1的电流I1成正比，而且由于磁场不均匀，故还和动圈所处的位置有关。随角而改变。即 M1=I1F1 (a)同理 M2=I2F2 (a)式中F1（a）,F2(a)表示当a角变化时，M1和M2是随a角变化的两个函数。转矩M1和M2方向相反，当活动部分平衡时，M1=M2即 I1F1 (a)=I2F2 (a) 故 I1/I2=F2（a）/F2（a）=F3 (a) 由此可得 a=F(I1/I2)上式说明，磁电系比率表的偏转角。只决定于两个动圈电流比值，而和其他因素无关。这样，就可克服兆

2、欧表中由于手摇发电机转速波动，引起输出电压不稳的缺点。因为当电压波动时I1/I2的比值不变，故不会影响仪表的读数。兆欧表的原理如图2所示。动圈1、电阻R1和被测电阻Rx串连、动圈2和电阻R2串连，然后互相并联起来接到手摇发电机F的电压U上。两个动圈的电流分别是 I1U/r1+R1+Rx I2=U/r2+R2式中r1和r2分别是动圈1和2的电阻。兆欧表平衡时偏转角是 a=F(I1/I2)=F(r2+R2/r1+R1+Rx)=(Rx)由于电阻r1、r2及R1、R2都是常数，所以可动部分偏转角a只随被测电阻Rx而改变。而被测电阻Rx0（相当于两端钮短接），I1最大，a也最大，指针转动最右端，即指在“0”的位置。反之，当被测绝缘电阻无穷大（相当于两端钮开路）I1=0,指针在I2的作用下转动到最左端，即指在“”的位置。2、 使用方法（1） 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1000V的摇表。摇表选择不当，如选得太低，则测得结果不准确；电压选得过高，有可能损坏设备的绝缘。此外，选择摇表时，还应注意它的测量范围与被测得绝缘电阻数值相适应，

3、以免引起过大的读书误差。（2） 使用前的检查在测量前，应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“”处，再将两根连线短路，慢慢加速摇表观察指针是否指到“0”，如两次试验指针指示不对，则说明摇表本体内有故障需调修后再使用。（3） 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）（G）。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端接被测量的线路上。测量电机或电气设备外壳绝缘电阻时，E端接在被测设备的外壳上，L端接在被测导线或绕组的一端。如果泄漏电流过大，则应将G端接于导线与外壳之间的绝缘介质上，以消除泄漏电流。测量电机。变压器及其它设备的绕组相间绝缘电阻时，将E与L端分别接于被测两相的导线或绕组上。测量电缆芯线时，将E端接在电缆的外表皮（铅套）上，L端接芯线，G端接在芯线最外层的绝缘包扎层上，以消除表面泄漏电流而引起的读数误差。（4） 手摇发电机的操作开始测量时，手摇速度应该慢些，以防止在被测设备有短路现象（指针指“0”）时损坏摇表。测量中，摇把的

4、转速由慢至快，至每分钟120转左右时，发电机输出额定电压。摇把转速应均匀、稳定，不要时快时慢，一般摇动1分钟。待指针稳定下来之后读数。如果手摇的转速太慢，则发电机的电压过低，摇表的转矩很小，将给测量结果带来额外的误差。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。3、 使用注意事项（1） 在测量前，应选取远离外界磁场的位置。（2） 应使用仪表专用测量线，或选用绝缘强度较高的两根单芯多股软线，不应选用绞形绝缘软线或平行线。遥测时测试线不可与新测电气设备的外壳、地面接触，以免影响测量的准确度。（3） 摇表使用时，必须放置平稳，以免影响测量机构的自由转动，摇动手柄时勿使表受震动。（4） 测量前，被测物必须切断电源和负载，并进行放电。特别是电容性的电气设备，如电缆、大型电机、变压器、电容器等，应充分放电后进行测量。测量终了也应放电。（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，再停止摇动要把，以防止被测物向摇表反充电而损坏摇表。记录数值可在15s和60s时各记录一次数值，以判断其绝缘吸收比。（6） 测量

5、前，必须将被测设备清扫擦拭干净，否则会影响测量结果。（7） 测量前应了解周围环境温度和湿度，当湿度过大时，应考虑接屏蔽线，温度可作测量结果的分析因素。不易在雷雨天进行测试。（8） 在测量过程中，如果指针指向“0”位，表明被测量绝缘已经失效。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。对于测量后尚没有充分放电的电容性设备，放电前所有人员都不得接近或触及，以防止触电。（10） 测量前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。二、 万用电表1、万用电表的结构及原理 万用表是电工测量中常用的多用途、多量程的可携式仪表。它可以测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等参数，比较好的万用表还可以测量交流电流、电功率、电感量、电容量等。万用表是电工必备的仪表之一。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，图3是一个最简单的万用表原理电路图。图中S1是一个具有12个分接头的转换开关，用来选择测量种类和量程。S2是

6、一个单刀双投开关，测量电阻时，S2拨至“2”位，进行其他测量时，S2拨至“1”位。 下面说明万用表的工作原理。（1）直流电流的测量 测量直流电流时，S1可拨在4、5、6三个位置，S2拨在1位置。被测电流从“”端流入，“”端流出。R1、R2、R3、R4为并联分流电阻，拨动S1可改变测量电流的量程，这和电流表并联分流电阻扩大量程原理是一样的。（2）直流电压的测量 测量直流电压流时，S1可拨在10、11、12三个位置，S2拨在1位置。被测电压加在“”、“”两端， R5、R6、R7为串联附加分流电阻，拨动S1就可以得到不同电压的测量量程，这和电压表串联附加电阻变换电压量程原理是一样的。（3）电阻测量测量电阻时，S1可拨在7、8、9三个位置，S2应拨在2位置，将表内电池接入电路。被测电阻接在万用表的“”、“”两端，表头内就有电流流过，拨动S1时，就可以得到不同的测量量程。如果被测电阻未接入，则输入端开路，表头内无电流流过，指针不偏转，所以欧姆档标度尺的左侧是“”符号；如果输入端短路，则被测电阻为0，此时指针偏转角最大，所以标度尺的右侧是“0”。万用表中的干电池使用久了或存放时间长了，端电压就会下

7、降。这时，如果输入端短接，指针并不指0，此时，可调节万用表头上的调零电位器，使指针指0。（4）交流电压测量 测量交流电压时，S1可拨在1、2、3三个位置，S2在1位置。由于磁电式机构只能测量直流，故在测量交流电压时，需要把交流变成直流后进行测量。图3中的两个二极管即为整流管，它使交流电压正半波通过表头，而负半波不通过表头，通过表头的电流为单相脉动电流。R11、R12、R13为串联附加电阻，拨动S1可以得到不同的电压量程。2、万用表使用方法及注意事项 由于万用表是多量程的，它的结构型式又是多样的，不同型号的万用表，其面板上的布置也有所不同。因此要做到熟练和正确使用，不但要了解各个调节旋钮的用途和使用方法，而且要熟悉各刻度标尺的用途，才能准确的读出所需测量的数据。（1）、识别测量表的正、负两极测量前应认真检查表笔位置，红色表笔应接在标有“”号的接线柱上（内部电池为负极），黑色表笔应接在标有“”号的接线柱上（内部电池为正极）。在测量电压时，应并联接入被测电路；在测量电流时应串联接入被测电路。在测量直流电流、电压时，红色表笔应接被测电路正极，黑色表笔应接被测电路负极，以避免因极性接反而造成仪表

8、损坏。有的万用表有交、直流2500V测量端钮专门用来测量较高电压，使用时黑表笔仍接在“”接线柱上，红表笔接在2500V的接线柱上。（2）根据测量对象，将转换开关拨到相应档位 有的万用表有两个转换开关，一个选择测量种类，另一个改变量程，在使用时应先选择测量种类，然后选择量程。测量种类一定要选择准确，如果误用电流或电阻档去测电压，就有可能损坏表头，甚至造成测量线路短路。选择量程时，应尽可能使被测量值达到表头量程的1/2或2/3以上，以减少测量误差，若事先不知道被测量的大小，应选用最大量程试测，再逐步换用适当的量程。（3）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“”标记为测量交流电压时用；标有“”的标尺是测量电阻专用。（4）测量电阻时应注意以下事项：选择适当的倍率档，使指针尽量接近标度尺的中心部分，以确保读数比较准确。在测量时，指针在标度尺上的指示值乘以倍率，即为被测电阻的阻值。测量电阻之前，或换用不同倍率档后，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。测量完毕，应将转换开关拨到交流电压最高档

9、上或空档上，以防止表笔短接造成电池短路放电。同时也防止下次测量时忘记拨档，去测量电压，烧坏表头。不能带电测量电阻，否则不仅得不到正确的读数，还有可能损坏表头。用万用表测量半导体元件的正。反相电阻时，应用R100档，不能用高阻挡，以免损坏半导体元件。严禁用万用表的电阻档直接测量微安表、检流计、标准电池等仪器仪表的内阻。（5）测量电压。电流时注意事项： 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。测量时人身不得触及表笔金属部分，以保证测量的准确性和安全。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，然后逐步向低量程档位转换。注意被测量的极性，以免损坏。三、直流电桥1、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（1108），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，直流单臂电桥的工作原理如图4所示。 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间接入检流计P，在另一对顶点ab间换入电池E。在测量时按下按钮SB接通电源，调节标准电阻R2、R3和R4，使检流计指示为0，则有I1I2，I3=I4，而且c点电位和d点的电位相等，因此， Uac=Uad 即 I1Rx=I4R4 Ucd=Udb 即 I2R2=I3R3两式相比，得 Rx=R2/R3*R4电阻R2和R3的比值通常配成固定的比例，称为电桥的比率臂，电阻R4称为

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