第二节 电气测量仪表的使用
一、电压表
测量电路电压的仪表叫作电压表，也称伏特表，表盘上标有符号“V”。因量程不同，电压表又分为毫伏表、伏特表、千伏表等多种品种规格，在其表盘上分别标有mV、V、kV等字样。电压表分为直流电压表和交流电压表，二者的接线方法都是与被测电路并联（图1-23）。
实例操作
（1） 直流电压表的接线方法
在直流电压表的接线柱旁边标有“+”和“-”两个符号，接线柱的“+”（正端）与被测量电压的高电位连接；接线柱的“-”（负端）与被测量电压的低电位连接［图1-23（a）］。正负极不可接错，否则，指针就会因反转而打弯。
图1-23 电压表接线
（2） 交流电压表的接线方法
在低压线路中，电压表可以直接并联在被测电压的电路上。在高压线路中测量电压，由于被测电压高，不能用普通电压表直接测量，而应通过电压互感器将仪表接入电路［图1-23（b）］。
为了测量方便，电压互感器一般都采用标准的电压比值，例如，3000/100V、6000/100V、10000/100V等。其二次绕组电压总是100V。因此，可用0～100V的电压表来测量线路电压。通过电压互感器来测量时［图1-23（c）］，一般都将电压表装在配电盘上，表盘上标出测算好了的刻度值，从表盘上可以直接读取所测量的电压值。
为了防止因电表过载而损坏，可采用二极管来保护。保护二极管并接在表头两端，其接线方法如图1-24所示。
图1-24 表头的二极管保护示意图
二、电流表
电流表的内阻很小，使用时应串接在电路中，如图1-25所示。直流电流表使用时还需注意电流正负极性，避免接错。
实例操作
（1） 直流电表的接线方法
接线前要搞清电流表极性。直流电表流的接线柱旁边通常标有“+”和“-”两个符号，“+”接线柱接直流电路的正极，“-”接线柱接直流电路的负极。接线方法如图1-25（a）所示。
图1-25 电流表的接线方法
分流器在电路中与负载串联，使通过电流表的电流只是负载电流的一部分，而大部分电流则从分流器中通过。这样，既保护了表头，又扩大了电流表的测量范围，接线图如图1-26所示。
图1-26 附有分流器的直流电流表接线图
如果分流器与电流表之间的距离超过了所附定值导线的长度，则可用不同截面和不同长度的导线代替，但导线电阻应在0.035
±0.002以内。
（2） 交流电流表的接线方法
交流电流表一般采用电磁式仪表，其测量机构与磁电式的直流电流表不同，它本身的量程比直流电流表大。在电力系统中常用的1T1-A型电磁式交流电流表，其量程最大为200A。在这一量程内，电流表可以直接串联于负载电路中，接线方法如图1-25（b）所示。
电磁式电流表也采用电流互感器来扩大量程，其接线方法如图1-27所示。
图1-27 交流电流表经电流互感器接线图
多量程电磁式电流表，通常将固定线圈绕组分段，再利用各段绕组串联或并联来改变电流表的量程，如图1-28所示。
图1-28 双量程电磁式电流表改变量程接线图
三、钳形表
钳形电流表简称钳形表。其工作部分主要由一只电磁式电流表和穿心式电流互感器组成。穿心式电流互感器铁芯制成活动开口，且成钳形，故名钳形电流表。是一种不需断开电路就可直接测电路交流电流的携带式仪表，在电气检修中使用非常方便，应用相当广泛。
钳形表是由电流互感器和整流系电流表组成，外形结构如图1-29所示。电流互感器的铁芯在捏紧扳手时即张开（图1-29中虚线位置），使被测电流通过的导线不必切断就可进入铁芯的窗口，然后放松扳手，使铁芯闭合。这样，通过电流的导线相当于互感器的一次侧绕组，而二次侧绕组中将出现感应电流，与二次侧相连接的整流系电流表指示出被测电流的数值。
图1-29 钳形电流表
操作注意事项
使用钳形表时需注意以下事项。
①估计被测电流的大小，将转换开关置于适当量程；或先将开关置于最高挡，根据读数大小逐次向低挡切换，使读数超过刻度的1/2，得到较准确的读数。
②测量低压可熔保险器或低压母线电流时，测量前应将邻近各相用绝缘板隔离，以防钳口张开时可能引起相间短路。
③有些型号的钳形电流表附有交流电压量限，测量电流、电压时应分别进行，不能同时测量。
④测量5A以下电流时，为获得较为准确的读数，若条件许可，可将导线多绕几圈放进钳口测量，此时实际电流值为钳形表的示值除以所绕导线圈数。
⑤测量时应戴绝缘手套，站在绝缘垫上。读数时要注意安全，切勿触及其他带电部分。
⑥钳形电流表应保存在干燥的室内，钳口处应保持清洁，使用前应擦拭干净。
四、万用表
万用表是一种带有整流器的、可以测量交直流电流、电压及电阻等多种电学参量的磁电式仪表。对于每一种电学量，一般都有几个量程。又称多用电表或简称多用表。万用表是由磁电系电流表（表头），测量电路和选择开关等组成的。通过选择开关的变换，可方便地对多种电学参量进行测量。其电路计算的主要依据是闭合电路欧姆定律。万用表种类很多，使用时应根据不同的要求进行选择。
操作注意事项
（1） 指针式万用表使用时应注意以下事项
①测量时，应用右手握住两支表笔，手指不要触及表笔的金属部分和被测元器件，如图1-30（a）所示。图1-30（b）的握笔方法是错误的。
图1-30 万用表表笔的握法
②测量过程中不可转动转换开关，以免转换开关的触头产生电弧而损坏开关和表头。
③使用R×1挡时，调零的时间应尽量缩短，以延长电池使用寿命。
④万用表使用后，应将转换开关旋至空挡或交流电压最大量程挡。
（2） 数字式万用表使用时应注意以下事项
①不宜在阳光直射和有冲击的场所使用。不能用来测量数值很大的强电参数。
②长时间不使用应将电池取出，再次使用前，应检查内部电池的情况。
③被测元器件的引脚氧化或有锈迹，应先清除氧化层和锈迹再测量，否则，无法读取正确的测量值。
④每次测量完毕，应将转换开关拨到空挡或交流电压最高挡。
五、兆欧表
兆欧表又称摇表。它的刻度是以兆欧（MΩ）为单位的。兆欧表由中大规模集成电路组成。兆欧表输出功率大，短路电流值高，输出电压等级多（每种机型有四个电压等级）。
选用兆欧表的额定电压应与被测线路或设备的工作电压相对应，兆欧表电压过低会造成测量结果不准确；过高则可能击穿绝缘。其额定电压的选择见表1-4。另外，兆欧表的量程也不要超过被测绝缘电阻值太多，以免引起测量误差。
表1-4 兆欧表额定电压的选择
实例操作
兆欧表的使用方法如下。
①测量前必须切断被测设备的电源，并接地短路放电，确实证明设备上无人工作后方可进行。被测物表面应擦拭干净，有可能感应出高电压的设备，应作好安全措施。
②兆欧表在测量前的准备：兆欧表应放置在平稳的地方，接线端开路，摇发电机至额定转速，指针应指在“∞”位置；然后将“线路”、“接地”两端短接，缓慢摇动发电机，指针应指在“0”位。
③作一般测量时只用“线路”和“接地”两个接线端，在被试物表面泄漏严重时应使用“屏蔽”端，以排除漏电影响。接线不能用双股绞线。
④兆欧表上有分别标有“接地（E）”、“线路（L）”和“保护环（G）”的三个端钮。
测量线路对地的绝缘电阻时，将被测线路接于L端钮上，E端钮与地线相接如图1-31（a）所示；
测量电动机定子绕组与机壳间的绝缘电阻时，将定子绕组接在L端钮上，机壳与E端钮连接如图1-31（a）所示；
测量电缆芯线对电缆绝缘保护层的绝缘电阻时，将L端钮与电缆芯线连接，E端钮与电缆绝缘保护层外表面连接，将电缆内层绝缘层表面接于保护环端钮G如图1-31（a）所示。
图1-31 用兆欧表测量绝缘电阻的接线
保护环G的作用如图1-32所示。其中图1-32（a）为未使用保护环，两层绝缘表面的泄漏电流也流入线圈，使读数产生误差。图1-32（b）为使用保护环后，绝缘表面的泄漏电流不经过线圈而直接回到发电机。
图1-32 保护环的作用
⑤测量完后，在兆欧表没有停止转动和被测设备没有放电之前，不要用手去触及被测设备的测量部分或拆除导线，以防电击。对电容量较大的设备进行测量后，应先将被测设备对地短路后，再停摇发电机手柄，以防止电容放电而损坏兆欧表。
六、电能表
电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。
电能表根据工作原理，可分为感应式电能表、磁电式电能表、电子式电能表等。
实例操作
①单相电能的测量应使用单相电能表，其接线如图1-33所示。正确的接法是电源的火线从电能表的1号端子进入电流线圈，从2号端子引出接负载；零线从3号端子进入，从4号端子引出。
图1-33 DD型单相电能表测量电能的接线
②三相电能的测量。三相三线有功电能表的接线有直接接入和间接接入两种，如图1-34（a）、（b）、（c）所示。
图1-34 三相三线有功电能表测量三相有功电能的接线
七、接地摇表
接地摇表又叫接地电阻摇表、接地电阻表、接地电阻测试仪。接地摇表按供电方式分为传统的手摇式和电池驱动式；接地摇表按显示方式分为指针式和数字式；接地摇表按测量方式分为打地桩式和钳式。目前传统的手摇接地摇表几乎无人使用，比较普及的是指针式或数字式接地摇表，在电力系统以及电信系统比较普及的是钳式接地摇表。
接地电阻测试仪工作原理图，如图1-35所示。
图1-35 接地电阻测试仪工作原理图
实例操作
接地摇表的使用方法如下。
①测量前准备：测量前，应先将接地装置的接地引下线与所有电气设备断开。同时按测量接地电阻或低阻导体电阻以及测量土壤电阻率不同的使用目的，对照有关仪表的使用说明正确接线。
②测量：测量时应先将仪表放在水平位置，检查检流计指针是否对在中心线上（如不在中心线上，应调整到中心线上）。然后将“倍率标度”放在最大倍数上，慢慢转动发电机摇把，同时旋转“测量标度盘”，使检流计指针平衡。
当指针接近中心线时，加快摇把转速，达到120r/min，再调整测量标度盘，使指针指于中心线上。此时用测量标度盘的读数乘以倍率标度的倍数即得所测的接地电阻值。