电工测量

电工测量
电工测量的过程,是将被测的电量或磁量与同类标准量相比较的过程,根据比较的方法不同,测量的方法也不一样,所以在测量中除了应正确选择仪表和正确使用仪表之外,还要掌握正确的测量方法.
电工仪表基本知识
一.电工仪表种类
(1)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,可转动的线圈的转轴,游丝,指针,机械调零机构等组成.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。

机械调零机构用于校正零位误差，在没有测量讯号时借以将仪表指针调到指向零位。

磁电式仪表的灵敏度和准确度较高，刻度盘分度均匀。

磁电式仪表必须加上整流器才能用于交流测量，而且过载能力较小。

磁电式仪表多用来制作携带式电压表，电流表等表计。

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。

铁芯位于线圈的空腔内。

当线圈中流过电流时，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。

电磁式仪表过载能力强，可直接用于直流和交流测量。

电磁式仪表的精度较低；刻度盘分度不均匀；容易受到外磁场干扰，结构上应有抗干扰设计。

电磁式仪表常用来制作配电柜用电压表，电流表等表计。

电动式仪表由固定的线圈，可转动线圈及转轴，游丝，指针，机械调零机构等组成。

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。

电动式仪表可直接用于交，直流测量；精度较高。

电动式仪表制作电压表或电流表时，刻度盘分度不均匀（制作功率表时，刻度盘分度均匀）；结构上也应有抗干扰设计。

电动式仪表常用来制作功率表。

功率因数表等设计。

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。

当电磁铁线圈中流过电流时，铝盘力产生涡流，涡流与磁场互相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。

感应式仪表用于计量交流电能。

（2）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△m和Am分别为最大绝对误差和仪表量限。

例如，0.5级仪表引用相对误差为0.5%。

K%=
(3) 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。

后者是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。

此外，按读数方式可分为指针式，光标式，数字式等仪表；按安装方式可分为携带式和固定安装式仪表；按防护形式还可分为若干等级。

二、电工仪表常用符号
为了便于使用了解仪表的性能和使用范围，在仪表的刻度盘上标有一些符号。

第二节电流和电压的测量
一、电流的测量
1 仪表型式和量程的选择
（1）测量直流时，可使用磁电式、电磁式或者电动式仪表，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）要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。

使被测的电流处于该电表的量程之内，如被测的电流大于所选电流表的最大量程，电流表就有因过载而被烧坏的危险。

因此，在测量之前，要对被测电流的大小有个估计。

或先使用较大量程的电流表来试测，然后，再换用一个适当量程的仪表。

2. 测量电流的接线
（1）直流电流的测量：测量直流电流时，要注意仪表的极性和量程。

在用带有分流器的仪表测量时，应将分流器的电流端钮接入电路中，电流表直接接入法由表头引出的外附定值导线应接在分流器的电位端钮上。

（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。

电流表的内阻越小，测出的结果越准确。

二、电压的测量
1 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是一样的，只是仪表的附加装置和在电路中的接法有所不同，例如，根据被测电压的大小，选用伏特表或毫伏表。

工厂内低压配电装置的电压一般为380/220V，所以，在进行测量时，应使用量程大于450V的仪表，如不当心，选用量程低于被测电压的仪表，就可能是仪表损坏。

2接线方式
测量电路电压时，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“+”“一”极性标记，不可接错。

600V以上的交流电压，一般不直接接入电压表。

工厂中变压系统的电压，均要通过电压互感器，第二次测得电压变换到100V，再进行测量。

第三节功率的测量
由于交流电功率P=UicosΦ，所以一定要用电动式或感应式瓦特表来测量，而不能用一个电压表和一个电流表来测量，由于电动式或感应式瓦特表的指针偏转角是与UicosΦ成正比的，所以，可以用来测量交流电功率。

使用瓦特表的注意事项
在测量中，可能出现一种情况，即瓦特表的解法是正确的，而指针却反转，这是由于功率的实际输送方向与预期的方向相反的缘故，这时应把电流线圈的两端换接一下，以便取得正的读数。

但是，不应该去换节电压线圈的两个端线。

因为，电压线圈中还串联着一个很大的附加电阻R，线间电压的绝大部分都分配在这个电阻上，如果把电压线圈的两个端线一换接，则两个线圈的端电位差将等于电路的电压，由于这两个线圈的位置是很靠近的，在这种电压下，可能引起线圈绝缘损坏。

同时，由于两个不同点位的线圈之间将出现静电作用而使测量结果的误差增大。

第四节电能的测量
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。

交流电能表分单项、三项两种。

三项电能表分别分为三项两元件和三项三元件电能表。

三项两元件电能表用于三项三线线路或三项设备电能的测量；三项三元件电能表主要用于低压三项四线配电线路电能的测量。

一、电能表测量原理和技术参数
1 组成和原理
电能表由驱动机构、制动元件和积算机构组成。

驱动机构主要包括固定的电压电磁铁、电流电磁铁和可转动的铝盘。

制动元件主要指卡着铝盘装设的永久磁铁。

积算机构包括铝盘
转轴上的蜗杆及蜗轮、计数器等元件。

2主要技术参数
单项电能表的额定电压多为220V。

三项电能表的额定电压为380V（三项两元件）、380/220V（三项三元件）及110V（高压计量用）。

电能表的额定电流有1A、2A、3A、5A、10A等很多等级。

凡类似5（10）A标志者，括号外数字表示该电能表额定电流为5A；括号内数字表示该电表改变内部接线后其额定电流可扩大为10A。

电能表上都标志有电能表常数。

电能表常数是每用电1KW·h对应的铝盘转数。

电能表电流线圈的直流电阻很小，二电压线圈的直流电阻约为1000~2000欧姆。

第五节万用电表
一、万用表结构及工作原理
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、电阻等电量，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。

二、万用表使用方法及注意事项
由于万用表是多量程的，它的结构形式又是多样的，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，而且要熟悉各刻度尺的用途，才能准确地读出所需测量的数据。

1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，黑色表笔应接在标有“一”号的接线柱上。

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。

在测量直流电流时、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，以避免因极性接反二造成仪表损坏。

有的万用表有交、直流2500V测量端钮专门用来测量较高电压，使用时黑笔仍接在“一”接线柱上，红笔接在2500V的接线柱上。