第一章仪表使用方法
一、电工测量和仪表的基本知识
电力工业的主要产品是电能，它是人们的感觉器官不能直接感觉和反映的。在电能的生产、传输、分配和使用等环节中、只有通过各种仪表的测量才能对电能质量、负荷情况等加以监视，才能保证生产的安全和经济运行。电工测量要解决的主要问题是测量方法的选择、数据的分析和处理及测量设备的使用等。
1、电工测量和测量方法
各种电量或磁量的测量，统称为电工测量，即将测的电量或磁量，跟作为测量单位的同类标准电量或磁量进行比较，从而确定这个被测量的大小的过程。
在电工测量中，凡是可以用来直接指示的仪器表读取被测量的数据而无需度
量器的直接参与的方法，叫做直读法。
与直读法相对应，凡是在测量过程中需要度量器的直接参与，并通过比较仪器来确定被测量数据值的方法，称为比较法。根据被测量与标准量比较方法的不同，比较法可以分为差值法零值法和代替法三种。
不管是直读法，还是比较读法，被测量的数值都可以分在一次试验中直接读出，这种测量方法中做直接测量。在电工测量中有时还用到间接测量的方式。根据被测量与其他量的函数关系，先测得其他量，然后再根据公式把被测量推算出来。间接测量的误差比直接测量大，而且还要进行计算，通常只有在直接测量有
困难时才采用。
2、任何测量都要力求准确。但是实际的测量中，由于测量方法、仪表仪器、
试验条件和观测经验等方面的困素的影响，使得测量结果不可能是被测量的实际值，而是它的近似值。一般把测量值和被测量得实际值之间的差别
叫做误差。
根据性质的不同，测量误差一般分为系统误差、偶然误差和疏失误差三
类。
（1）系统误差。这是一种在测量过程中或者遵循一定的规律变化，或者保持不变的误差。造成系统误差的原因主要有测量设备的误差、测量方法的误差、测量装置的安装或配线不当、周围环境条件的变化以及测量人员
经验不足、反映不准等因素。
（2）偶然误差。这是一种大小和符号都不固定的具有偶然性的误差。产生偶然性误差的原因很多，例如温度、湿度、磁场、电场、电源频率等偶
然变化，都会引起偶然误差。
（3）疏失误差。这是由测量中的疏失所引起，是一种明显地歪曲测量结
果的误差。
3、仪表的误差
所有用于电式测量的仪器仪表，统称为电工仪表。对于各种仪表。不论质量如何，它的指示值和被测量的实际值之间总是存在着某种程度的差别，这种差别就叫作仪表的误差。误差愈小，仪表就愈准确。因此，仪表的准确度也是用误差大小来表明，但它说明了的是仪表指示值和实际值之间的接近程度。
根据产生误差的原因，仪表误差分为两类：
（1）基本误差。仪表在正常工作条件下，由于结构、工艺等方面不够完善而产生的误差，它是仪表本身所固有的一种误差。
（2）附加误差。由于工作条件的改变而造成额处的误差。仪表的误差，通常用绝对误差、相对误差和引用误差来表示。
4、对仪表的主要技术要求
为保证测量结果准确、可靠，对电工指示仪表的技术要求主要有下
列，几个方面：
(1) 有足够的准确度；
(2) 有合适的灵敏度；
(3) 仪表本身消耗的功率；
(4) 有良好的读数装置；
(5) 有良好的阻尼；
(6) 有足够的绝缘强度和过载能力。
二、钳形电表
通常在测量电流时，需将被测电路断开，才能将电流表或电流表互感器一次侧串接到电路中去。为了在不断开电路的情况下测量电流，可用钳形电流表。
用来测量交流电流的钳形电流表，是由电流互感器和电流表组成的。当握紧扳手时，电流互感器铁芯可以张开，然后将被测电流的导线卡入钳口作为电流互感器的一次侧线圈。放松扳手时，使铁芯的钳口闭合后，接在二次线圈上的电流表便指示出被测电流大小。这种钳表可有几种不同的量程，由
转换开关加以切换。
还有一种交直流两用的钳形表，这是用电磁第测量机构做成。
钳表的准确度不高，但可在不切断电路的情况下测量电流，使用方便，所以在生产上用得很多。为了扩大钳表的使用范围，目前通用的一种多用钳表，由钳形电流互感器和万用表组合而成，当两部份组合起来时，就是一个钳形电流表，将钳形互感器拨出，便可单独作为万用表使用。
三、兆欧表
兆欧表是一种专门用来测量绝缘电阻的可携式仪表，在电气安装、检修和
试验中，应用广泛。
兆欧表和其他仪表不同的地方是它本身带有高压电源，这对测量高压电气设备的绝缘电阻是十分必要的。困为在低压下测量出来的绝缘电阻并不能反映在高
压工作条件下真正的绝缘电阻值。
兆欧表的测量机构，通常采用磁电系比率表做成。高压电源多采用手摇直流发电机，在测量时需要摇动发电机的手柄，所以又称为摇表。手摇发电机所产生的电压，有500V、1000V、2500V、5000V几种。我国目前还生产一种用晶体管直流变换器如ZC30型兆欧表，在使用上更加方便。
1、兆欧表的使用
（1）兆欧表的选择。兆欧表的额定电压应根据被测电气设备的额定电压来选择。一般说来，额定电压为500V以下的设备，选用500V或1000V的兆欧表（兆欧表的电压过高，可能在测试损坏设备的绝缘）；额定电压在500V以上的设备，则用1000V或2500V的兆欧表。此处，还应注意它的测量范围和被测绝缘电阻的数值要相适应，以免引起过大的读数误差。
（2）使用前的检查。使用前应检查兆欧表是不是完好。为此，先将兆欧表的端钮开路，摇动手柄到发电机的额定转速，观察指针是否指“∞”；然后将“地”和“线”端钮短接，摇动手柄，观察指针是否指“零”。如果指针不对，则需调
试后再使用。
（3）注意安全。为了保证安全，严禁在设备带电情况下测量其绝缘电阻。对具有电容的高压设备，在停电后，还必须进行充分的放电，然后才可测量。用兆
欧表测量过的设备，必须及时加以放电。
（4）接线的方法。一般测量时，将被测电阻接在端钮“线”（L）和“地”（E）
之间即可。
端钮“屏”（G）是用来屏蔽表面电流的。例如，在测量电缆的绝缘电阻时，要测量的是电缆线芯和外皮之间的绝缘电阻，即电缆内体积电流I v经的电阻。但是，由于绝缘材料表面漏电流Is的存在，会使测量结果不准确。特别是在绝缘表面不干净以及湿度很大的场合，可能使测量结果受到严重歪曲。为了排除表面电流的影响，在绝缘表面加一个金属的保护环，然后用导线将保护环和兆欧表的端钮“屏”相连，如图14-2所示。这样表面电流Is将不在通过兆欧表的测量机构，而直接和发电机构成回路，从而消除了它的影响。
此外，兆欧表的“线”和“地”端钮都要通过绝缘良好的导线和被测设备相连。如果导线绝缘不好，或者用双股线来连接时，都会影响测量结果。（5）、手摇发电机的操作在测量开始时，手柄的摇动应该慢些，以防止在被测绝缘损坏或有短路现象时，损坏兆欧表。在测量时，手柄的转速应尽量接近发电机的额定转速（约120r/min）。如果转速太慢，则发电机的电压过低，兆欧表的转距很小。这时，由于动圈导丝或多或少存在的残余力距和可动部分的摩擦，
将给测量结果带来额外的误差。
四、万用表
万用表又叫万能表，是一种多用途的电表。一般万用表可以用来测量直流电源、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等量，并具有多种量程。有的万用表还可以测量交流电流、电容、电感以及用晶体管的简易测试等。由于万用表具有用途广、量程多和使用方便等许优点，所以得到了广泛的使用。
（一）万用表的结构概述
万用表由一个测量机构（又称表头）和不同和测量线路组合而成，利用转换开关对测量线路的切换，便可实现对多种电量的不同量程的测量。因此，各种形式的万用表，都由表头、测量线路和转换开关这三个基本部分组
成。
1、表头
万用表的表头，通常采用高灵敏度的磁电系测量机构，其满刻度偏转电流约为几微安。满偏电流俞小，表头灵敏度就愈高，测量电压时的内阻也就愈大。表头本身的准确度一般都在0.5级以上,构成的万用表准确度一般可达
4级以上.
万用表表头的刻度盘上,备有对应于不同测量对象的多条标尺，有的万用表的刻度盘上还装有反射镜，以减少读数误差。
2、测量线路
测量线路是万用表用来实现多种电量、多种量程的主要环节。它实质上是由多量程直流电流表、多量程直流电压表、多量程整流系电压表以及多量
程欧姆表等几种线路组合而成。
构成测量线路的主要元件是电阻元件，包括线绕电阻、碳膜电阻、电位器等。此外，为了使磁电系测量机构能够测量交流电压，在其测量线路中还设有整流元件。这些元件组成了不同的测量线路后，可以把各种不同的被测
