电工仪表与测量.docx

电工仪表与测量.docx

《电工仪表与测量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工仪表与测量.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电工仪表与测量

电工仪表与测量

一、电工仪表的种类：

1、按工作原理，电工仪表分磁电式、电磁式、电动式、感应式。

2、按精度等级分0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等七级。

3、按测量方法分直读式仪表（如电流表、万用表、兆欧表等）、比较式仪表（如电桥、接地电阻测量仪）

二、电工仪表常见符号：

三、工作原理：

1、磁电式仪表：

（1）构成：

固定的永久磁铁、可转动的线圈，

+附件（转轴、游丝、指针、机械调零机构）。

（2）原理：

当线圈中通过直流电流时，通电线圈在磁场中要受到力的作用，带动指针、转轴转动，当电磁作用力和游丝的反作用力平衡时，指针停在某一确定位置，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。

（3）特点：

优点：

1、磁电式仪表灵敏度高、精确度高。

2、刻度盘分度均匀。

3、功率消耗小。

缺点：

1、过载能力小。

2、只能测量直流，要测量交流，必须加整流器才能使用。

2、电磁式仪表：

（1）构成：

固定的线圈、可转动的软磁铁片，

+附件（转轴、游丝、指针、机械调零机构）。

（2）原理：

当线圈中通过电流时，线圈产生的磁场使铁芯磁化对铁片产生吸引力，使固定在同一转轴上的指针随之发生偏转。

当转动的作用力与游丝的反作用力达到平衡时，指针停在某一位置不动，指示出被测量的大小。

显然，当流过线圈的电流方向改变而大小不变时，线圈产生的磁场极性及可动软磁片被磁化的极性也同时改变，但它们之间的作用力仍是吸引力，转动力矩的大小和方向不变，保证了指针偏转角不会改变。

所以，可用来组成交、直流两用仪表。

（3）特点：

优点：

1、可测直流，又可测交流。

2、可直接测量较大电流，过载能力强。

3、结构简单、制造成本低。

缺点：

1、刻度不均匀。

2、易受外磁场影响，结构上应有抗干扰设计。

3、电动式仪表：

（1）构成：

固定的线圈、可转动线圈，+附件（转轴、游丝、指针、机械调零机构）。

（2）原理：

当两个线圈中都通以电流时，通电线圈相当一个电磁铁，一个磁场要受到另一个磁场的作用，可转动线圈受力并带动指针随之偏转。

（3）特点：

1、可直接用于交、直流测量。

2、精度较高。

3、能构成多种仪表，制作电流表或电压表时，刻度盘不均匀，制作功率表时，刻度盘均匀（电动式仪表常用来制作功率表、功率因数表）。

4、感应式仪表

1、构成：

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。

2、原理：

当电磁铁线圈中流过电流时，铝盘中产生涡流，涡流与磁场相互作用使铝盘受力转动。

四、仪表精度

仪表精度K％用引用相对误差表示，式中△M和Am分别为最大绝对误差和仪表量限。

 △M

仪表精度K％=_____×100%

Am

例如，0.5级仪表的引用相对误差为0.5%。

一、电流的测量

1、电流表的组成及扩大量程

2、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高，所以使用最普遍。

②测量交流时，使用电磁式或电动式仪表，其中电磁式较多。

  ③要根据待测电流的大小选择适当的仪表（量程），如安培表、毫安表或万用表不同的量程。

3、测量电流的接线：

①直流电流的测量：

测量直流电流时，要注意极性，并串接在电路中，用小电流测量较大电流时，可用带有分流器的仪表测量。

②交流电流的测量：

测量大容量的交流电时，常用电流互感器来扩大电流表的量程。

4、电流测量应注意的事项：

♦1、串接在电路中。

♦2、测量直流电流时，要注意极性。

♦3、选择适当的仪表量程。

♦4、测量大容量的交流电时，常用电流互感器来扩大电流表的量程。

二、电压的测量：

1、电压表的组成及扩大量程

2、仪表型式和量程的选择：

3、接线方式：

将电压表并联在线路上，测直流电压时，正、负极性不能接错。

 测量600V以上的交流电压

600V以上的交流电压，一般不直接接入电压表，需要通过电压互感器，将二次侧的电压变换到100V。

4、电压测量应注意的事项：

1、并联在电路中。

2、测量直流电压时，要注意极性。

3、选择适当的仪表量程。

4、测量较高的交流电压（600V以上），需要通过电压互感器来测量。

三、功率的测量

测量功率要用电动式功率表来测量，而不能用一个电压表或一个电流表来测量，因为电动式功率表的指针偏转角与UIcosφ成正比，而交流电功率P=UIcosφ，又因为电动式仪表有两个线圈，它可以通以两个量。

1、功率表的构成和原理：

电动系功率表是由电动系测量机构与分压电阻构成。

电流线圈（匝数少、导线粗的固定线圈）与负载串联，使通过该线圈的电流等于负载电流。

电压线圈（匝数多、导线细的可动线圈）与分压电阻串联后再与负载并联，使加在该支路两端的电压等于负载电压。

2、使用功率表的注意事项：

（1）正确选择量程：

功率表有三个量程：

电流量程、电压量程、功率量程。

在选择功率表的量程时，不仅要注意功率量程是否满足，还要注意电流量程和电压量程是否满足。

选择时，要使功率表的电流量程略大于被测电流，电压量程略高于被测电压。

②要正确接线：

功率表应按“发电机守则”进行接线。

但在实际测量中，可能出现一种情况，即功率表的接法是正确的，而指针却反转，这一情况出现的原因：

1.发生在负载含有电源，并且负载不是消耗功率，而是发出功率。

2.发生在三相电路的功率测量中。

为了取得正确读数，必须在切断电源之后，将电流线圈的两个接线端对调。

但不能调换功率表电压线圈支路的两个接线端。

（图P465），这样的结果，引起仪表较大的误差，甚至造成仪表绝缘的击穿。

为了使用方便，便携式功率表的电压支路中专门设置了一个电流换向开关，只改变电压线圈中电流的方向，并不改变分压电阻的安装位置。

电能的测量

电能表用来测量电能，它与功率表的不同之处，在于电能表不仅能反映负载功率的大小，还能计算负载用电的时间，并通过计度器把电能自动的积累起来。

一、电能表的分类：

交流电能表分单相、三相两种。

三相电能表分：

1、三相两元件（三相三线或三相设备电能的测量）。

2、三相三元件（三相四线制配电线路电能的测量）。

二、结构：

驱动结构：

电压元件、电流元件、可转动的铝盘。

制动元件：

主要指卡着铝盘上装设的永久磁铁。

积算机构：

铝盘转轴上的蜗杆、涡轮、计数器等。

四、主要技术参数：

1、额定电压：

单相电能表的额定电压多为220v，三相电能表的额定电压为380v（三相两元件）、380/220v（三相三元件）。

2、额定电流：

有1A、2A、3A、5A、10A等很多等级，凡类似5（10）A标志着，表示该电能表额定电流为5A，括号内数字表示该电表可扩大电流量程为10A。

3、电能表上标有电能表常数。

电能表常数是每用电1kw·h对应的铝盘转数。

4、电能表电流线圈的直流电阻很小，而电压线圈的直径电阻约为1000~2000Ω。

兆欧表（绝缘电阻表）

•兆欧表是一种专门用来测量电气设备绝缘电阻的便携式仪表。

一、兆欧表的种类

主要有500V、1000V、2500V、5000V几种，其单位兆欧。

也有的采用晶体管直流交换器代替手摇发电机，在使用上更加方便。

二、兆欧表的结构

主要有两部分组成：

1、手摇直流发电机。

2、磁电式流比计测量机构。

三、原理

1、手摇发电机，有一电压。

2、两个线圈分别在两个支路中。

3、I1、I2

4、两线圈的绕向相反，产生的受力矩相反。

四、兆欧表的选择、使用与维护

1.兆欧表选择应按被测电气设备的电压等级选用。

一般额定电压在500V以下的设备，选用500V或1000V的兆欧表，（兆欧表的电压过高，可能在测试中损坏设备的绝缘），额定电压在500V以上的设备，可选用1000V和2500V兆欧表，特殊要求的选用5000V兆欧表。

2.兆欧表的接线

兆欧表有3个接线端钮，分别标有L（线路）、E（接地）和G（屏蔽），使用时应测量对象的不同选用。

（1）当测量电力设备对地的绝缘电阻时，应将L接到被测设备上，E可靠的接地即可。

（2）但当测量电缆绝缘电阻时，应将电缆的绝缘层接到“屏蔽端子”G上。

3.兆欧表的检查

使用兆欧表前要先检查其是否良好。

检查步骤是：

在兆欧表未接通被测电阻之前，摇动手柄使发电机到达120r/min的额定转速，观察指针是否在标度尺的“∞”位置。

再将端钮L和E短接，缓慢摇动手柄，观察指针是否指在标度尺的“0”位置。

如果不是，说明兆欧表有故障，必须检查后才能使用。

4.使用注意事项：

（1）测量绝缘电阻必须在被测设备和线路停电的状态下进行。

（2）摇动手柄时应由慢渐快至额定转速120r/min。

在此过程中，若观察指针指零，说明被测绝缘发生短路事故，应立即停止摇动手柄，避免表内线圈过热而损坏。

（3）测量具有大电容设备的绝缘电阻，读数后不能立即停止摇动兆欧表，以防止充电的设备放电而损坏兆欧表。

应在读数后一边降低手柄转速，一边拆去引用线。

在兆欧表停止转动和被测物充分放电之前，不能用于手触及被测设备的导电部分。