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【电工】
职业技能等级证书考试学习电工知识
常用电工仪表使用
一、万用表
万用表是电工测量中常用的表计，用来测量交、直流电压、电流和电阻。万用表有数字式和指针式两种。指针式测量时指针稳定，便于测量，常常被采用。
1. 万用表的结构
在万用表的面板上装有刻度盘、转换装置、插孔（接线座）以及零位调节等，如图11-1所示。
刻度盘上有多条标度尺，标度尺标有各种量程刻度。在标度尺的两端标有测量种类符号。转换装置是一套转换开关，通过它来选择测量种类和量程。
2.万用表使用方法
（1）测交、直流电流。通过转换装置将选择开关置于测量交、直流即AC（mA）、DC（mA）位置。用表笔将电表串联接入被测电路。如果测量直流电流，红表笔接电流流入端，黑表笔接电流流出端。应将量程开关置于适当位置，如果无法估计被测电流大小，则必须从最大量程起测，然后再选用适当量程档。一般应使指针偏转到满刻度的2/3为宜。
（2）测交、直流电压。通过转换装置将选择开关置于测量交、直流电压即AC（V）或DC（V）位置。测交流电压将表笔并联在被测电路两端，且接触应紧密;测直流电压，红表笔接高电位端，黑表笔接低电位端。应将量程开关置于适当位置，在电路电压未知情况下，应先用表最高一档测试，然后逐级换用低档直到表偏转到刻度2/3为宜。在测量中不得拨动转换开关。当测量1000V及以上电压时，必须做好安全措施，身体要与大地良好绝缘，并用一只手夹两支表笔测量，以防止触电。
（3）测电阻。将被测电阻一端与原线路断开，并切断电源。将开关置于"Ω"档的适当量程，先进行调零∶两表笔短路，用欧姆调零旋钮使指针指在"Ω"标尺的"0"位置，每调换一次量程都要调零一次。用两表笔接触电阻两端，并将读数乘以所选量程倍率，即为实测电阻值。
（4）万用表使用后，应将选择开关旋到0档位置或交流电压最高档上。
二、钳形电流表
钳形电流表是利用电磁感应原理制成的一种电工仪表，它具有测量电流、电压、电容等多种功能。在电缆工程的应用中，主要用于测量电缆接地系统中接地电流的大小，来判断接地系统的正确性和完整性。
1.组成
如图11-2所示，钳形电流表主要由以下几部分组成。
（1）钳头。
（2）钳头扳机。
（3）按键开关。
（4）输入端口。
（5）旋钮量程开关。
（6）LCD显示器。
2.测量
（1）为避免电击，在测量前应取出仪表的测试表笔。
（2）按下扳机张开钳口，卡人一根单独的电缆，钳头口一定闭合。如卡人两个或两个以上的导体，测量将无效，同时为保证测量精度，被测导体应位于钳口的中心位置。
（3）将功能选择开关旋转到相应的量程档。如果不知道被测电流的大小，应将功能开关置于最高量程，再逐步调低。
（4）读取液晶显示器上的被测电流值。
3.安全使用注意事项
（1）检查表笔，绝缘应完好无损。无断线、脱头和铜线露裸现象。
（2）检查仪表壳体，应无破裂损坏现象。
（3）按测量需要，应将量程功能开关置于正确位置。
（4）当改变量程或功能时，任何一根表笔均要与被测电路断开。
（5）在测量高压时，应谨慎小心避免触电，特别是不要接触被测电路并保持一定距离，以确保人身安全。
（6）当使用仪表进行测量时，绝对不要打开电池盖，以免有触电危险。
（7）在进行电流测量时，务必将表笔从仪表上取出。
（8）虽然有自动关机功能，但测量完毕后，还要即关电源。仪表长时间不用时，应取出电池，以免漏液。
三、相位表
相位表是一种很易自制的专用仪器。
1.相位表的组成
它由电池盒和电池电压极性显示器两部分组成，这两部分的性能如下;
（1）电池盒是由两个干电池串联组成输出直流电压为3V的简单器具，一般将正极用红线、负极用绿线引出。
（2）电池电压极性显示器就是一只3V电压表或半导体发光二极管加限流电阻的简单器具，其所用电压表的等级不限，其表示极性的引线颜色应同电池盒的一致。
2.使用和保养的注意事项
（1）电池盒使用时，应注意电池极性的引出线是否和电池极性显示器的引出线一致。为防止产生错误，使用前两者必须核对无误后，方可用于电缆核相。
（2）电池盒必须经常检查保持有电和干电池应无电液渗出现象，不使用时应防止引出线短路漏电。
（3）相位表的电池极性显示器，要能显示电池的极性，携带时应避免剧烈的振动或撞击，以免损坏。
四、绝缘电阻表、接地电阻表
1.绝缘电阻表（也称摇表）
绝缘电阻表是用来测量电缆或电气设备绝缘电阻的，有高阻计、手动指针式和电动数字式三种。
（1）性能结构。
①每种绝缘电阻表的输出电压是定的，有100V、500V、1000V、2500V、5000V共6种，以供不同电压等级的电缆测量用（数字绝缘电阻表有10000V等级的）。
②手动绝缘电阻表的转速为120r/min。
③各种绝缘电阻表的测量范围均为0~∞。
（2）使用方法和保养的注意事项。
①绝缘电阻表上共有E（或地）、L（或火）、G（或屏蔽）的三个测量用引出端子，一般情况下，用E接电缆的接地部分，L接线芯。当电缆的终端污染严重影响测量时，应采用屏蔽进行测量，即在两终端的被测相绝缘瓷套管的上端加一金属环，并使金属环和G端连接，这样就可使绝缘套管上的漏电电流不经过绝缘电阻表表计，从而使测量正确。绝缘电阻表在测量接线时必须注意∶E引线必须接电缆的接地部分，测量的值才较正确。
②使用前必须先检验绝缘电阻表是否良好，然后再使。检验的方法为∶当启动绝缘电阻表后，L和E分开时表计指示应是"。"，L和E直接相连时表计指示应为"0"。
③不同电压等级的电缆，为使测量结果较能反映电缆绝缘性能，应采用相应输出电压的绝缘电阻表，例如摇测1kV及以下低压电缆，应选用500V或1000V的绝缘电阻表。摇测10kV及以上电缆，应选用2500V或5000V的绝缘电阻表。
④由于绝缘电阻表的输出电压较高，对人体有一定的危害，故测量用的表上引线应保持具有良好的绝缘性能，并在使用时应戴绝缘手套，在测量进行时应有专人监护电缆线路的两端，不让非测量人员接触电缆线路的端头，以防触电。
⑤测量时被测电缆不允许带电，故测量前必须切断电源、放尽剩余电荷。由此应特别注意∶在测量时若接线中断后也应同样认真处理，切不可因间隔时间极短而马上接上，这样容易损坏绝缘电阻表。测量完成后，应先从电缆上移开"L"线，再停止摇动绝缘电阻表，防止电缆中储存的电压反向击坏绝缘电阻表。
⑥绝缘电阻表携带或使用时，应避免较大的振动和撞击。
⑦由于绝缘电阻表使用时，内部电压较高，则需要保持其高的绝缘性能，故保管时应放置在干燥的地方，避免因受潮而降低绝缘性能。
⑧绝缘电阻表是一种计量仪器，故必须定期送专业检验部门做检验，以保证测量的正确性。
2.接地电阻表（也称接地摇表）
接地电阻表是测量接地线和接地极对地电阻的一种测量仪表。以下以ZC29型为例进行说明。
（1）性能参数。
①测量时的转速为150r/min。
②测量的阻值范围在 0~100Ω分"×0.1"、"×1"、"×10"三个量程。
（2）使用方法和保养的注意事项。
①接地电阻表内部有检流器，因此在携带使用时更需注意防振，必须放置在有避振的箱内。
②接地电阻表的测量引出端有四个，两个E用连板在面上连接，当测量小于1Ω的接地电阻时，应打开两个E的连板并分别和被测接地体连接，E、P、C的引出线应接至接地体上三个相距20m的部位上，并必须使P端与接地体的连接位置在E和C端与接地体连接位置的中间。
③摇测时，在初测时应慢些摇，当检流器接近平衡时，方可加快到150r/min的转速，否则检流器会受损、影响准确度，甚至损坏。
④当检流器的灵敏度过高时，探棒可插得浅一些，当检流器的灵敏度过低时，可沿两根探棒注水使其湿润。
⑤接地电阻一般要求应小于5Ω，当大于5Q时应认真分析原因后确认。
⑥电阻表不使用时，应注意放置于干燥处。
⑦接地电阻表是有一定精度的仪器，必须按规定送专业部门进行定期校验和维护，方能保证测量的正确性。
第一节、电工常用机具
一、电工常用机具
1、钳形类
钳形类具有断线钳、胶把钳、尖嘴钳、紧线针和剥线钳等(如图6-1所示)。断线线钳用于剪断冷轧钢丝。紧线钳用于高、低压架空线路和拉线安装时拉紧线路。剥线针用于安装接线时剥去接头处的绝缘皮。
2、登高类
登高类机具有脚钩、人字梯、登高板机、高安全皮带等
3、电器类
电器类机具有电钻、电烙铁、10kV绝缘夹钳机和拉(合)闸绝缘杆等,绝缘夹钳主要用在35kV及以下的电力系统中安装或拆卸高压保护或执行其它类似工作。绝缘杆又叫操作杆、拉闸杆,主要用来操作35kV以下的高压隔离开关,跌开式保险器,安装和拆除临时接地线以及测量试验等项工作。
二、喷灯和试电笔的使用
1、喷灯
是在野外用来焊接电缆线、电话线等接头或用来熔化电缆线接头包扎外皮的焊锡工具。如图使用喷灯时,应特别注意防火,喷灯应远离易燃易爆物;使用应检查有无漏油漏气现象;喷灯点火时而前禁止有人;喷灯不得放在暖气等高温物体附近;喷灯裝油不得超过箱体三分之二;压力调整要合适,加油及修理应在灭火之后进行;喷灯火焰距带电体的安全距离,10kV以下,不得小于1.5m,10kV以上不得小于3m;喷灯使用时间不宜过久,不用时应灭火减压,待完全冷却后方可放入工具箱内。
2、试电笔的使用
试电笔又称测电笔,其结构见图所示,是用来检验电器设备或线路是否带电的。验电时,手应接触笔尾的金属体,让笔尖接触电线的金属部分或与之相连的插座、导体等,当试电笔中的氖管发光时,笔尖接触的设备或导线就带电,如图(b)。若按图(e)的方式握持试电笔去检试设备或导线是否带电,是错误的,这时氖管不会发光。若握持试电笔的方法不当,对被检测的设备或导线是否带电,就会得出错误的结论。
第二节、电工仪表概述
1、电气仪表型式
①按读数方法分:直读式仪表和比较式仪表
②按工作原理分:电磁式、电动式、磁电式、感应式、整流式、热电式、电子式、静电式等
③按被测量名称分:电压表、电流表、功率表、欧姆表、电表、频率表及万用表等。
④按使用方式分:开关板式和可携式。
⑤根据被量的性质分:直流区、交流仪表及交直流两用仪表等。
2、电气测量误差
①系统误差:又称规则误差,即在重复测量同一个量时,维持不变或按规律而变的误差。
②随机误差:在测量中,如果已经消除引起规则误差的因素,而由于接触不好,电阻元件偶然过热及各种短暂干扰等引起的误差,称为随机误差。
③疏失误差:也称过失误差,是指有明显错误的数值。一般是是由于试验人员不注意,使用了有毛病的测量设备,或读取数值时的错误而引起的。这类误差是完全可以避免的。
3、量程
仪表所能测量的最大值称为量程(或测量上限)。
4、精度
精度(准确度)是由误差来反映的。我们们先介绍绝对误差、相对误差和引用误差。
①绝对误差△是仪表测量出的数值Ax与实际值Ao的差值
②相对误差y是绝对误差△与实际值Ao的比值
由于Ao的值很难确定,可以用Ax代替Ao近似计算Yo
③引用误差Ym是绝对误差△与测量上限值A。之比,引用误差又叫精度，
Y的值越大(小),精度越低(高),误差越大(小)。
④直读式仪表的精度分为七级:0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0,各级对应的引用误差为±0.1%、±0.2%…不土5.0%。通常0.1、0.2级仪表用作标准表,0.5至1.5级仪表用于实验室,工程用表的精度等级为1.5至5.0级。
5、灵敏度
灵敏度（Ｓ）是指仪表在保证精度的前提下所能测量的最小值。Ｓ的值大（小）时我们说灵敏度低（高）。
6、可靠性
可靠性是仪表生产质量的反映，可靠性好是指仪表的故障少，有了故障也容易修理。
7、绝缘电阻、耐压能力、过载能力
绝缘电阻是指仪表及其附件中的所有线路与其外壳间的电阻。耐压能力是指这一绝缘电阻所能承受的电压值。过载能力是指仪表短时间内内所能承受的超过量程的电压、电流值。为了保证使用安全，要求仪表具有足够的绝缘电阻、耐压能力和过载能力。
另外，仪表还有机械强度，抗干扰（如电磁干扰）能力，恶劣环境（如高温、高湿环境）适应能力和使用是否方便等指标。这些指标的含义都较明确，就不详细讲了。
第三节、电工仪表
一、电流表
测量电流的方法是把电流表串接在被测线路中，电流表的内阻越小对被测电路的影响越小。
1、直接测量式电流表
磁电系测量机构能直接测量几十毫安以下的直流电流，电磁系能直接测量高达200Ａ的交直流电流，电动系能直接测量0．5Ａ以下的交直流电流，由这些测量机构单独构成的电流表叫直接测量式电流表。
2、采用分流器的电流表
有些仪量的量程太小，为了扩大量程，人们采用了分流器。分流器实际上就是一个阻值很小的电阻，其用法见下图，图中In》IA为区别起见，不带测量电路仅有测量机构的表可称为表头。
IX被测电流，In分流电流，A电流表，Rn分流器，IA表头电流
▲带分流器的电流表
下面推导IX和IA的关系式及Rn的计算公式。
设电流表头内的内阻为RA，则
从上式可以看出，把电流表的指示值IA乘以系数（RA+Rn）/Rn即得被测电流IX。如按式6－4制作电流表的刻度，则可以直接读出IX。
设让分流器把电流表的量程扩大ｎ倍，则
代入上式得Rn的计算公式。
电流表的总内阻等于RA和Rn的并联值，Rn越小对被测电路工作状态的影响越小。但从上式可以看出它的值受到RA的限制。
实际上是受表头灵敏度的限制实用的分流器不是标明电阻值而是标明额定电流、额定电压值（统一规定为75ｍＶ或45ｍＶ），这是为了使用方便。例如，一个分流器的额定电流为100Ａ、额定电压为75ｍＶ，意思是说这个分流器要配用电压量程为75ｍＶ的电流表头（电流表头的电压量程等于其电流量程乘以内阻Ｒ），此时电流表表的量程为100Ａ。
3、采用电流互感器的电流表
上面谈到的分流器虽能扩大量程，但有两个缺点点。一是本身消耗功率大，二是不能把测量仪表和被测线路隔离开来，不安全。为了克服这些缺点，人们在交流电流测量中采用电流互感器来扩大量程，如图所示，但互感器不能用于直流电路，故不能取代分流器。
A电流表头,L1L2初级线圈,K1K2次级线圈,RL负载电阻
▲带电流互感器的电流表
互感器实际上就是一个带铁芯的变压器，它利用变压器的变压、变流特性，一般是把高电压变成低电压，把大电流变为小电流来测量，从而扩大了使表的量程。工程测量常用0．5、1．0和3．0级精度的互感器。
4、多量程电流表
假如用一个量程为1Ａ的电流表去测量几十个毫安的电流，由于指针摆动幅度小，测量误差很大。为提高测量精度，应使指针摆动的幅度超过满幅度的1／2。为此人们设计出了多量程电流表。
5、钳形电流表
钳形电流表主要用于测量正在运行的电气线路中电流大小的仪器。常用的钳形电流表有T301，T302和MG系列。
①使用方法：
将正在运行的待测导线夹入针形铁芯窗口内，然后读取表头指针电该表读数，如图所示。
在测量电流时，注意电路上的电压要低于电表额定值，测好立即拨回零档。在测量小电流时，电流读数在电流表最小量程的1／2以下，难难以正确读出，可将被测导线在针口中绕几匝，读取电流值，然后将读取电流值除以匝数即得到被测导线的实际电流量。
②使用钳形电流表时应注意些什么？
因针形电流表是直接用来测量正在运行中的电气设备，因此手持针形表在带电线路上测量时，要十分小心，不要去测量无绝缘的导线。当导线夹入口时，如发现有振动或撞碰声时，要将仪表手把转动几下，或重新开合一次，直到没有噪声时才能读取电流值。每逢初测时，可先用最大电流档估测，然后再换到合适的量程进行正式测量读数。在每次换量程时，必须打开针口，再转换量程开关。钳形电流表的钳口必须保持清洁、干燥。
二、电压表
电压表
测量电压的方法是把电压表的两端和两个被测点并联起来。和电流表相反，电压表的内阻越大对被测电路的影响越小。
电流表也可以直接用来测测量电压，只要把表的电压刻度按表头电流和表头内阻的乘积来刻制即可。显然这样做量程很小（等于表头的额定电压Ｕ）工程上用处不大。为扩大量程，人们采用了分压电阻Ｒ，如图6－7所示。先不看电压互感器HY，设被测电压UX直接加在表头上（V和Rfy一起构成电电压表），UX大部分降在Rfy上。
下面我们讨论UX和表头电压UV之间的关系和Rfy的计算公式，根据分压公式（设表头内阻为RV）可得，
从上式可以看出，把表头指示电压UV乘以系数（1+Rfy+RV）即可得到被测电压的值。按上式刻制表头的刻度，即可直接读出的值。
若想把电压表头的额定电压扩展m倍，则
这就是分压电阻Rfy的计算公式。
电压表的总内阻Ｒ＝Rfy＋ＲW，主要取决于Rfy。Rfy越大，电压表从被测电路取用的电流越小，对被测电路的工作状态影响越小。但Rfy的值受到了RV的限制，从根本上来说是受表头灵敏度的限制。
为了把电压表和被测电路隔离开来，以保障测量安全，人们在交流电压测量中采用了电压互感器。
电压互感器相当于一个降压变压器。其初级线圈的额定电压有不同的等级，而次级输出电压都按规定设计为为100Ｖ。这样，不同规格的互感器可以采用同一量程的测量表头（当然表头的刻度要和初级电压对应起来），给生产、使用都带来了方便。
同设计量程电流表的道理一样，人们也设计了多量程电压表，其原理如图多量程电压表原理图所示。图中表头内阻为210Ω，电流量程为200ｍＡ。
三、欧姆表
欧姆表的基本原理
欧姆表的基本原理 欧姆表是用来测量电阻值的。电阻值不能直接被测量，需要交换成电流信号来测量，请看下图。
Rx通过测量电路变换成电流信号In,Rx变化In也变化,Ih是Rx的函数即IΩ可以代表Rx的大小。(这里的测量电路由E、R、Rn构成,它和表头溶为一体了。)测出IΩ的值,把In的值代入Rx和IΩ的关系式便可得出Rx的值。Rx和In的关系式为,
欧姆表的表头是用来测量In的,它实质上是一个电流表头,只不过它的刻度是按上式刻制的欧姆值罢了,从表头上可以直接读出Rx的值。
欧姆表的特点是,必须有电源E才能进行测量,刻度是反向的(即Rx越大,IΩ越小,指针摆动的幅度越小),刻度不均匀(Rx和In不是正比关系)。再一个特点是需要零欧姆调整器。
由于E不可能保持恒定(如干电池的电压随时间而变化),所以当Rx=0时指针也就不能恒定指零,从而带来测量误差。为了解决这个问题，欧姆表都设有零欧姆调整器,见上图。从图中可以看出,通过调整电位器W可以微调I1的大小,从而达到调零的目的。
多量程欧姆表见下图。从图中可以看出,量程的扩大是采用提高电路灵敏度(减小对In的分流)实现的。如果量程还要扩大(如扩大到R×10k、R×100k),一般采用提高电源电压的方法来实现。
四、兆欧表
1、兆欧表的结构
兆欧表是用来测量大电阻(主要是绝缘电阻)的欧姆表。其刻度的单位是兆欧(M)常用兆欧表的精度等级为1.0或1.5。
兆欧表主要由手摆发电机和磁电系比率表组成。磁电系比率表是一种特殊形式的磁电系机构。它有两个动圈,两动圈相交,连同指针一起固定在同轴上,没有产生反作用力矩的游丝。由于没有产生反作用力矩的游丝,所所以表的指针在表不工作时,可能停留在任意位置上。
2、使用方法
（1）、兆欧表的选用
选用兆欧表的额定电压一定要与被测电器设备或线路的工作电压相对应,见表6-1。
如果测量高压设备的绝缘电阻用500V以下的兆欧表,则测量结果不能正确反映在工作电压作用下的绝缘电阻。同样也不能用电压太高的兆欧表测量低压设备的绝缘电阻,以防测量时损坏缘。兆欧表外形如图6-12所示。
▲兆欧表
（2）、兆欧表接线柱的使用
兆欧表上有三个接线柱，即“线”（L）、“地”（E）、“屏”（G）。在进行一般测量时,只要把被测绝缘电阻接在L与E之间即可。对表面不干净或潮湿的对象进行测量时,为了准确测出绝缘材料的内部绝缘电阻(即体积电阻),就必须使用G接线柱。
(3)测量绝缘电阻的注意事项
1.使用摇表测量必须断电进行,对储能元件应预先放电。
2.摇动手柄不能用力过猛,应顺时针方向摇动,逐渐加快至保持120转/min左右的均匀速度。
3.测量前应对摇表进行一次开路短路试验,以认定表的完好性,表针指零时间应尽量短。
4.测试线不宜采用双股绞合线。
5.测测量时,应先摇动,后测试,测试完毕,应先断开测试线,再停止摇动。
6.测量过程中,双手不要同时接触两极表线。
测量电缆线绝缘电阻的接线方法如图所示。
▲测量电缆绝缘电阻的接线
兆欧表的选择 | ||
被测对象 | 被测设备额定电压（V） | 兆欧表的额定电压（V） |
线圈绝缘电阻 | 500以下 | 5000 |
500以上 | 1000 | |
电力变压线圈绝缘电阻电机线圈绝缘电阻 | 500以上 | 1000～2500 |
发电机线圈绝缘电阻 | 500以上 | 1000 |
电器设备绝缘电阻 | 500以下 | 500～2500 |
500以上 | 2500 | |
瓷瓶 | 2500～5000 | |
五、接地电阻测量仪
接地电阻测量仪的使用
电器设备运行时,为防止设备绝缘由于某种原因发生击穿或漏电使外壳带电而发生人身事故,设备外壳必须接地。为防止大气雷电袭击,在高大建筑物或高压输电线上的避雷针、避雷线也要可靠接地。装好接地线之后,必须测量接地电阻。接地电阻的测量通常采用接地电阻测量仪进行测量,下图是ZC-8型接地电阻测量仪测接地电阻的接线方法。P2、C2短接后为E柱,连接被测接地极,P1为电位辅助探针,C1为电流辅助探针。量程开关分为0-10、0~1002、0~1002三档)被测接地电阻接于E和P之间。测量时按以下步骤操作。
1、连接接地极和探针
先把电位辅助探针P和电流辅助探针CI分别插在距接地极大约20m处，电位探针可离近一些，两探针本身保持一一定距离，然后用导线把它们接在Pr、C1接线柱上，把接地极与E相接。
2、检流计调零
用螺丝刀调节图中旋钮，使检流计指针对准调零黑线，检流计即调准为零。
3、选择量程并调标度盘
检流针调零之后，先将量程开关置于x10倍率位置，电阻量程范围即为0-100Ω,线缓据动发电机下;四节标度盘旋,改变可动触点的位置，使检流计电流趋于零,若标度盘读数小于1,应将量程开关置于较小一挡重新测量。测量时可逐渐加快发电机于转速,使之达到120转/min,并调节标度盘旋铝使电流计指针完全指零。
地电阻值=倍率比×标度盘读数
4、其他
若利用ZX-8型接地电阻测量仪测量一般电阻,可将P、C短接作为E,将被测电阻接在E与R(即C)之间,测量步骤同前。
六、万用表
万用表是电气工程中常用的多功能、多量程的电工仪表,一般万用表可以用来测量直流电压、电流,交流电压和电阻。由表头、测量线路和量程开关三大部分组成。按需要测量的内容将转换开关转到需测的档位上。使用万用表时应注意以下几点:
①万用表使用时一定要放平、放稳。
②使用前调整零点,如果指针不在零,应转动调零旋转使指针指在“0”位。
③使用前选好量程,拨对转换开关的位置,每次测量都一定要根据测量的类别(直流、交流、电压、电流、电阻),将转换开关拨到正确位置上,决不允许拿起测棒盲目去测试。
④测量电压或电流,如对被测的数量事先无数时,应选用最大量程,档试
测;如发现指针偏转太小,再转换到合适量程进行测量。
⑤测量电阻时,先将转换开关转到电阻档位上(92)把两表棒短接,再旋转调零器使指针指零欧。
⑥测量直流电压、电流时,要注意测棒红色为“+”,黑色为“-"”。一方面插人表孔要严格按红、黑插入表孔的“十+"、“一";另一方面接入被测电路的正、负要正确。如果一时不清楚可以试测。办法是:选用大的量程,将两表棒快速接在被测电路上,快接快离,如发现指针顺转，说明接对了，反之，将两表笔棒极性调换。
⑦在测量500～2500伏电压时,特别注意量程开关要转换到2500伏,先将接地棒接上负极,后将另一测棒接在高压测点,要严格检查测棒,手指和下是否干燥,采取绝缘措施,以保安全。
⑧测量读数时,看准所选量程的标度线,特别是测量10伏以下小量程电压时,读取刻度读数要仔细。
⑨不要带电拨动转换开关。
⑩尽量训练一只手操作测量,一只手不要触摸被测物。
⑪每次测量完毕,应将转换开关转到交流电压最大量程位置。
▲简单万用表的电原理图
第四节、电工仪表的使用安全
一、电流表
1、电流表的安全使用
要防止误用电流表去测量电压,否则会造成流过表头的电流过大(电流表的内阻一般都很小),而烧坏表头。
电流互感器的铁芯和次级要接地,以防止绝缘材料损坏,初级高压窜入次级造成事故。
电流互感器的次级绝对不许开路。当次级突然开路,次级磁通为零时,铁芯中的磁通大大增加(可增加几十倍)。从而一方面使铁芯损耗大大增加,温度急剧升高,另一方面次级线圈被感应出高压(可达正常数值的几百倍),结果会损坏电流互感器和危及人身安全。不准在次级回路装开关和熔断器,以免开关、熔断器坏时造成次开路。拆除次级的仪表时,必须先将次级短路(有的电流五然器带短路开关)。
钳形电流表在使用过程中不许变换量程,否则会造成错形表中电流互感器次级的间开路。
对于多量程表要正确选择量程,测量直流电时要先清楚极性,防止因量程过小成极性搞错环仪表。电压表、欧表等也要注意这个间题。不清楚极性时,可把表笔快接快离被测电路,同时观察指针的摆动方向,以判别其正负极性。
2、电压表的安全使用
用测量高压时要戴绝缘手套,只准单手执笔,并且人体和外界的绝绿要好,同时还要有监护人员。电压互感感器的次级线圈的铁芯和外壳要可靠接地,防止绝缘损坏时,高压窜入次级造成事故。
电压互感器的次级不许短路,否则会烧坏互感器。为防止短路事故,初级和次级都要接熔断器。
3、欧姆表的安全使用
防止误用欧姆表去测电压。这日时如果表的内阻较小,电阻的端电压又较大,就有可能烧坏仪表。
测量设备的绝缘电阻时,必须切断设备电源,并要把设备接地放电(有些设备有较大的电容,如电容器、变压器、电机及电缆线路等),以保证人身和测试设备的安全和测得正确的结果。被测物的感应电压超过12V时,禁止测量。架空线路和其相联接的电气设备在雷雨发生时禁止测量。
为防止人体触电,兆欧表正在运行(发电机正在转动)时不许人体触及被测物。测试完毕后应先把被测物对地放电,然后人体才准许接触被测物。对于有较大电容的被测物应先对地放电,然后停止摇动发电机,这是为了防止电容放电损坏兆欧表。
4、万用表的安全使用
前面讲的电流表、电压表和欧妈表使用安全的内容大部分也适用于万用表,这里里再谈几点。一是测量前要检查功能挡位和量程挡位是否选用正确,防止用电阻挡、电流挡去测量电压或者用小量程去测量大信号,这是最容易忽视的,特别是忙乱时。二是万用表不用时,转换开关要放在电压最高档，一旦他人盲目使用也不会损坏仪表。三是长期不用时把电池取出来，防止电解液流出损坏仪表。
氖管式测电笔
测电笔又称试电笔、验电笔和低压验电器等，用来检验导线、电器和电气设备的金属外壳是否带电 。氖管式测电笔是一种最常用的测电笔，测试时根据内部的氖管是否发光来确定被带体是否带电。
1. 外形、结构与工作原理
(1)外形与结构
测电笔主要有笔式和螺丝刀式两种形式，其外形与结构如图2-12所示。
图2-12 测电笔的外形与结构
(2)工作原理
在检验带电体是否带电时，用测电笔探头接触带电体，手接触测电笔的金属笔挂(或金属端盖)，如果带电体的电压达到一定值(交流或直流60V以上)，带电体的电压通过测电笔的探头、电阻到达氖管，氖管发出红光，通过氖管的微弱电流再经弹簧、金属笔挂(或金属端盖)、人体到达大地。
在握持测电笔验电时，手一定要接触测电笔尾端的金属笔挂(或金属端盖)，测电笔的正确握持方法如图2-13所示，以让测电笔通过人体到大地形成电流回路，否则测电笔氖管不亮。普通测电笔可以检验60～500V范围内的电压，在该范围内，电压越高，测电笔氖管越亮，低于60V，氖管不亮，为了安全起见，不要用普通测电笔检测高于500V的电压。
图2-13 测电笔的正确握持方法
2. 用途
在使用测电笔前，应先检查一下测电笔是否正常，即用测电笔测量带电线路，如果氖管能正常发光，表明测电笔正常。
测电笔的主要用途如下。
(1) 判断电压的有无 。在测试被测物时，如果测电笔氖管亮，表示被测物有电压存在，且电压不低于60V。用测电笔测试电动机、变压器、电动工具、洗衣机和电冰箱等电气设备的金属外壳，如果氖管发光，说明该设备的外壳已带电(电源相线与外壳短路)。
(2) 判断电压的高低 。在测试时，被测电压越高，氖管发出的光线越亮，有经验的人可以根据光线强弱判断出大致的电压范围。
(3) 判断相线(火线)和零线(地线) 。测电笔测相线时氖管会亮，而测零线时氖管不亮。
(4) 判断交流电和直流电 。在用测电笔测试带电体时，如果氖管的两个电极同时发光，说明所测为交流电，如果氖管的两个电极中只有一个电极发光，则所测为直流电。
(5) 判断直流电的正、负极 。将测电笔连接在直流电的正负极之间，如图2-14所示，即测电笔的探头接直流电的一个极，金属笔挂接一个极，氖管发光的一端则为直流电的负极。
图2-14 用测电笔判断直流电的正、负极
数显式测电笔
数显式测电笔又称感应式测电笔，它不但可以测试物体是否带电，还能显示出大致的电压范围，另外有些数显式测电笔可以检验出绝缘导线的断线位置。
1. 外形
数显式测电笔的外形与各部分名称如图2-15所示，图2-15(b)所示的测电笔上标有“12-240V AC.DC”，表示该测电笔可以测量12～240V内的交流或直流电压，测电笔上的两个按键均为金属材料，测量时手应按住按键不放，以形成电流回路，通常直接测量按键距离显示屏较远，而感应测量按键距离显示屏更近。
图2-15 数显式测电笔
2. 使用
(1)直接测量法
直接测量法是指用测电笔的探头直接接触被测物来判断是否带电的测量方法。
在使用直接测量法时，将测电笔的金属探头接触被测物，同时手按住直接测量按键(DIRECT)不放，如果被测物带电，测电笔上的指示灯会变亮，同时显示屏显示所测电压的大致值，一些测电笔可显示12V、36V、55V、110V和220V这5段电压值，显示屏最后的显示数值为所测电压值(未至高端显示值的70%时，显示低端值)，比如测电笔的最后显示值为110V，实际电压可能为77～154V。
(2)感应测量法
感应测量法是指将测电笔的探头接近但不接触被测物，利用电压感应来判断被测物是否带电的测量方法 。在使用感应测量法时，将测电笔的金属探头靠近但不接触被测物，同时手按住感应测量按键(INDUCTANCE)，如果被测物带电，测电笔上的指示灯会变亮，同时显示屏会有高压符号显示。
感应测量法非常适合判断绝缘导线内部断线位置。在测试时，手按住测电笔的感应测量按键，将测电笔的探头接触导线绝缘层，如果指示灯亮，表示当前位置的内部芯线带电，如图2-16(a)所示，然后保持探头接触导线的绝缘层，并往远离供电端的方向移动，当指示灯突然熄灭、高压符号消失，表明当前位置存在断线，如图2-16(b)所示。
图2-16
感应测量法可以找出绝缘导线的断线位置、也可以对绝缘导线的相、零线进行判断，还可以检查微波炉辐射及泄漏情况。
校验灯
1. 制作
校验灯是用灯泡连接两根导线制作而成的，校验灯的制作如图2-17所示，校验灯使用额定电压为220V、功率在15～200W的灯泡，导线用单芯线，并将芯线的头部弯折成钩状，既可以碰触线路，也可以钩住线路。
图2-17 校验灯
2. 使用举例
(1)举例一
校验灯的使用如图2-18所示。在使用校验灯时，断开相线上的熔断器，将校验灯串在熔断器位置，并将支路的S 1 、S 2 、S 3 开关都断开，可能会出现以下情况。
图2-18 校验灯使用举例一
① 校验灯不亮，说明校验灯之后的线路无短路故障。
② 校验灯很亮(亮度与直接接220V电压一样)，说明校验灯之后的线路出现相线与零线短路，校验灯两端有220V电压。
③ 将某支路的开关闭合(如闭合S 1 )，如果校验灯会亮，但亮度较暗，说明该支路正常，校验灯亮度暗是因为校验灯与该支路的灯泡串联起来接在220V之间，校验灯两端的电压低于220V。
④ 将某支路的开关闭合(如闭合S 1 )，如果校验灯很亮，说明该支路出现短路(灯泡L 1 短路)，校验灯两端有220V电压。
当校验灯与其他电路串联时，其他电路功率越大，该电路的等效电阻会越小，校验灯两端的电压越高，灯泡会亮一些。
(2)举例二
校验灯还可以按图2-19所示方法使用，如果开关S 3 置于接通位置时灯泡L 3 不亮，可能是开关S 3 或灯泡L 3 开路，为了判断到底是哪一个损坏，可将S 2 置于接通位置，然后将校验灯并接在S 3 两端，如果校验灯和灯泡L 3 都亮，则说明开关S 3 已开路，如果校验灯不亮，则为灯泡L 3 开路损坏。
口诀：
容量除以千伏数，商乘系数点七六。
三相二百二电机，千瓦三点五安培。
常用三百八电机，一个千瓦两安培。
低压六百六电机，千瓦一点二安培。
高压三千伏电机，四个千瓦一安培。
高压六千伏电机，八个千瓦一安培。
容量大一点的减一点，小一点的加一点
精确计算电流I=P/U×√3×cosφ（A）
补充：准确的说，还应乘上电机效率，一般为0.9。我们常见的三相电机额定电压（U）是380v。功率因数（COSφ）一般是0.85，电机铭牌上有标注。
10KW的三相电机额定电流的具体算法：
I=10000÷（380×1.73×0.85×0.9）=19.8A。
口诀：
已知配变二次压，测得电流求千瓦。
电压等级四百伏，一安零点六千瓦。
电压等级三千伏，一安四点五千瓦。
电压等级六千伏，一安整数九千瓦。
电压等级十千伏，一安一十五千瓦。
电压等级三万五，一安五十五千瓦。
口诀：
照明电压二百二，一安二百二十瓦。
不论供电还是配电线路，只要用钳型电流表测得某相线电流值，然后乘以220系数，积数就是该相线所载负荷容量。测电流求容量数，可帮助电工迅速调整照明干线三相负荷容量不平衡问题，可帮助电工分析配电箱内保护熔体经常熔断的原因，配电导线发热的原因等等。
口诀：
三百八焊机容量，空载电流乘以五。
变压器的空载电流一般约为额定电流的6%~8%（国家规定空载电流不应大于额定电流的10%）。这就是口诀和公式的理论依据。
口诀：
电机过载的保护，热继电器热元件；
号流容量两倍半，两倍千瓦数整定。
热元件整定电流按“两倍千瓦数整定”；热元件额定电流按“号流容量两倍半”算选；热继电器的型号规格，即其额定电流值应大于等于热元件额定电流值。
口诀：
远控电机接触器，两倍容量靠等级；
步繁起动正反转，靠级基础升一级。
口诀：
直接起动电动机，容量不超十千瓦；
六倍千瓦选开关，五倍千瓦配熔体。
供电设备千伏安，需大三倍千瓦数。
说明：
口诀所述的直接起动的电动机，是小型380V鼠笼型三相电动机，电动机起动电流很大，一般是额定电流的4~7倍。用负荷开关直接起动的电动机容量最大不应超过10kW，一般以4.5kW以下为宜，且开启式负荷开关（胶盖瓷底隔离开关）一般用于5.5kW及以下的小容量电动机作不频繁的直接起动；封闭式负荷开关（铁壳开关）一般用于10kW以下的电动机作不频繁的直接起动。
两者均需有熔体作短路保护，还有电动机功率不大于供电变压器容量的30%。总之，切记电动机用负荷开关直接起动是有条件的！
口诀：
容量开方乘以二，积数加四单位秒。
电机起动星三角，过载保护热元件；
整定电流相电流，容量乘八除以七。
时间继电器调整时，暂不接入电动机进行操作，试验时间继电器的动作时间是否能与所控制的电动机的起动时间一致。如果不一致，就应再微调时间继电器的动作时间，再进行试验。但两次试验的间隔至少要在90s以上，以保证双金属时间继电器自动复位。
口诀：
断路器的脱扣器，整定电流容量倍；
瞬时一般是二十，较小电机二十四；
延时脱扣三倍半，热脱扣器整两倍。
断路器的脱扣器整定电流值计算是电工常遇到的问题，口诀给出了整定电流值和所控制的笼型电动机容量千瓦数之间的倍数关系。
“延时脱扣三倍半，热脱扣器整两倍”说的是作为过载保护的自动断路器，其延时脱扣器的电流整定值可按所控制电动机额定电流的1.7倍选择，即3.5倍千瓦数选择。热脱扣器电流整定值，应等于或略大于电动机的额定电流，即按电动机容量千瓦数的2倍选择。
口诀：
电动机空载电流，容量八折左右求；
新大极数少六折，旧小极多千瓦数。
一般小型电动机的空载电流约为额定电流的30%~70%，大中型电动机的空载电流约为额定电流的20%~40%。具体到某台电动机的空载电流是多少，在电动机的铭牌或产品说明书上，一般不标注。可电工常需知道此数值是多少，以此数值来判断电动机修理的质量好坏，能否使用。它符合“电动机的空载电流一般是其额定电流的1/3”。同时它符合实践经验：“电动机的空载电流，不超过容量千瓦数便可使用”的原则（指检修后的旧式、小容量电动机）。口诀“容量八折左右求”是指一般电动机的空载电流值是电动机额定容量千瓦数的0.8倍左右。中型、4或6极电动机的空载电流，就是电动机容量千瓦数的0.8倍；新系列，大容量，极数偏小的2级电动机，其空载电流计算按“新大极数少六折”；对旧的、老式系列、较小容量，极数偏大的8极以上电动机，其空载电流，按“是小极多千瓦数”计算，即空载电流值近似等于容量千瓦数，但一般是小于千瓦数。
口诀：
配变二次侧供电，最好配用断路器；
瞬时脱扣整定值，三倍容量千伏安。
口诀：
判断两线相同异，两手各持一支笔，
两脚与地相绝缘，两笔各触一要线，
用眼观看一支笔，不亮同相亮为异。
此项测试时，切记两脚与地必须绝缘。因为我国大部分是380/220V供电，且变压器普遍采用中性点直接接地，所以做测试时，人体与大地之间一定要绝缘，避免构成回路，以免误判断；测试时，两笔亮与不亮显示一样，故只看一支则可。
口诀：
电笔判断正负极，观察氛管要心细，
前端明亮是负极，后端明亮为正极。
口诀：
电笔判断交直流，交流明亮直流暗，
交流氛管通身亮，直流氖管亮一端。
口诀：
变电所直流系数，电笔触及不发亮；
若亮靠近笔尖端，正极有接地故障；
若亮靠近手指端，接地故障在负极。
口诀：
10下五，100上二，16、25四，35、50三，70、95两倍半。
穿管、温度八、九折，裸线加一半。铜线升级算。
口诀中的阿拉伯数字与倍数的排列关系如下：
对于1.5、2.5、4、6、10mm2的导线可将其截面积数乘以5倍。
对于16、25mm2的导线可将其截面积数乘以4倍。
对于35、50mm2的导线可将其截面积数乘以3倍。
对于70、95mm2的导线可将其截面积数乘以2.5倍。
对于120、150、185mm2的导线可将其截面积数乘以2倍。
铜线面积升一级算。
断路器由于是进行断路保护因此可以选择大于电机额定电流，通常为电机额定电流1.2倍，保守为1.6倍，热继电器通常选择了0.95~1.05倍电机额定电流，个人倾向于1倍。
（1）持续运行的设备。接触器按67-75%算，即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是67-75A以下的设备.
（2）间断运行的设备。接触器按80%算，即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是80A以下的设备.
（3）反复短时工作的设备。接触器按116-120%算，即100A的交流接触器，只能控制最大额定电流是116-120A以下的设备。
还要考虑工作环境和接触器的结构形式。
1）380V电焊机I=1000S/U=1000S/380=2.63S
220V电焊机I=1000S/U=1000S/220=4.55S可总结为：
三百八的电焊机，二点六倍千伏安；
二百二的电焊机，四点五倍千伏安。
2）电焊机通常分为电弧焊和电阻焊两大类，其中电阻焊（对焊、点焊、缝焊等）接用的时间更短些。上面说过，对它们配线可以小一些，具体作法是：
先将容量改变（降低），可按“孤焊八折，阻焊半”的口诀进行。即电弧焊机类将容量打八折，电阻焊机类打对折（乘0.5），然后再按这改变了的容量进行配电。
（1）30千伏安交流弧焊机，按“孤焊八折”，则30×0.8=24，即配电时容量可改为24千伏安。当接用380伏单相时，可按24×2.5=60安配电。
（2）30千伏安点焊机，按“阻焊半”，则30×0.5=15，即可按15千伏安配电。
当为380伏单相时，按15×2.5=37.5A配电。
1）电机铭牌上所标额定电流指的是线电流。
2）电机铭牌上的额定功率指的是在规定接法的条件下的功率。
3）采用星三角启动的电机，转换后两个在工作的接触器只承受0.58倍的线电流。
4）规定采用三角形接法的电机，改成星形接法时电机功率会大幅下降。此时线电流也下降到原来的0.58倍。
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