第二節 電氣測量儀表的使用
一、電壓表
測量電路電壓的儀表叫作電壓表，也稱伏特表，表盤上標有符號“V”。因量程不同，電壓表又分為毫伏表、伏特表、千伏表等多種品種規格，在其表盤上分別標有mV、V、kV等字樣。電壓表分為直流電壓表和交流電壓表，二者的接線方法都是與被測電路并聯（圖1-23）。
實例操作
（1） 直流電壓表的接線方法
在直流電壓表的接線柱旁邊標有“+”和“-”兩個符號，接線柱的“+”（正端）與被測量電壓的高電位連接；接線柱的“-”（負端）與被測量電壓的低電位連接［圖1-23（a）］。正負極不可接錯，否則，指針就會因反轉而打彎。
圖1-23 電壓表接線
（2） 交流電壓表的接線方法
在低壓線路中，電壓表可以直接并聯在被測電壓的電路上。在高壓線路中測量電壓，由于被測電壓高，不能用普通電壓表直接測量，而應通過電壓互感器將儀表接入電路［圖1-23（b）］。
為了測量方便，電壓互感器一般都采用標準的電壓比值，例如，3000/100V、6000/100V、10000/100V等。其二次繞組電壓總是100V。因此，可用0～100V的電壓表來測量線路電壓。通過電壓互感器來測量時［圖1-23（c）］，一般都將電壓表裝在配電盤上，表盤上標出測算好了的刻度值，從表盤上可以直接讀取所測量的電壓值。
為了防止因電表過載而損壞，可采用二極管來保護。保護二極管并接在表頭兩端，其接線方法如圖1-24所示。
圖1-24 表頭的二極管保護示意圖
二、電流表
電流表的內阻很小，使用時應串接在電路中，如圖1-25所示。直流電流表使用時還需注意電流正負極性，避免接錯。
實例操作
（1） 直流電表的接線方法
接線前要搞清電流表極性。直流電表流的接線柱旁邊通常標有“+”和“-”兩個符號，“+”接線柱接直流電路的正極，“-”接線柱接直流電路的負極。接線方法如圖1-25（a）所示。
圖1-25 電流表的接線方法
分流器在電路中與負載串聯，使通過電流表的電流只是負載電流的一部分，而大部分電流則從分流器中通過。這樣，既保護了表頭，又擴大了電流表的測量范圍，接線圖如圖1-26所示。
圖1-26 附有分流器的直流電流表接線圖
如果分流器與電流表之間的距離超過了所附定值導線的長度，則可用不同截面和不同長度的導線代替，但導線電阻應在0.035
±0.002以內。
（2） 交流電流表的接線方法
交流電流表一般采用電磁式儀表，其測量機構與磁電式的直流電流表不同，它本身的量程比直流電流表大。在電力系統中常用的1T1-A型電磁式交流電流表，其量程最大為200A。在這一量程內，電流表可以直接串聯于負載電路中，接線方法如圖1-25（b）所示。
電磁式電流表也采用電流互感器來擴大量程，其接線方法如圖1-27所示。
圖1-27 交流電流表經電流互感器接線圖
多量程電磁式電流表，通常將固定線圈繞組分段，再利用各段繞組串聯或并聯來改變電流表的量程，如圖1-28所示。
圖1-28 雙量程電磁式電流表改變量程接線圖
三、鉗形表
鉗形電流表簡稱鉗形表。其工作部分主要由一只電磁式電流表和穿心式電流互感器組成。穿心式電流互感器鐵芯制成活動開口，且成鉗形，故名鉗形電流表。是一種不需斷開電路就可直接測電路交流電流的攜帶式儀表，在電氣檢修中使用非常方便，應用相當廣泛。
鉗形表是由電流互感器和整流系電流表組成，外形結構如圖1-29所示。電流互感器的鐵芯在捏緊扳手時即張開（圖1-29中虛線位置），使被測電流通過的導線不必切斷就可進入鐵芯的窗口，然后放松扳手，使鐵芯閉合。這樣，通過電流的導線相當于互感器的一次側繞組，而二次側繞組中將出現感應電流，與二次側相連接的整流系電流表指示出被測電流的數值。
圖1-29 鉗形電流表
操作注意事項
使用鉗形表時需注意以下事項。
①估計被測電流的大小，將轉換開關置于適當量程；或先將開關置于最高擋，根據讀數大小逐次向低擋切換，使讀數超過刻度的1/2，得到較準確的讀數。
②測量低壓可熔保險器或低壓母線電流時，測量前應將鄰近各相用絕緣板隔離，以防鉗口張開時可能引起相間短路。
③有些型號的鉗形電流表附有交流電壓量限，測量電流、電壓時應分別進行，不能同時測量。
④測量5A以下電流時，為獲得較為準確的讀數，若條件許可，可將導線多繞幾圈放進鉗口測量，此時實際電流值為鉗形表的示值除以所繞導線圈數。
⑤測量時應戴絕緣手套，站在絕緣墊上。讀數時要注意安全，切勿觸及其他帶電部分。
⑥鉗形電流表應保存在干燥的室內，鉗口處應保持清潔，使用前應擦拭干凈。
四、萬用表
萬用表是一種帶有整流器的、可以測量交直流電流、電壓及電阻等多種電學參量的磁電式儀表。對于每一種電學量，一般都有幾個量程。又稱多用電表或簡稱多用表。萬用表是由磁電系電流表（表頭），測量電路和選擇開關等組成的。通過選擇開關的變換，可方便地對多種電學參量進行測量。其電路計算的主要依據是閉合電路歐姆定律。萬用表種類很多，使用時應根據不同的要求進行選擇。
操作注意事項
（1） 指針式萬用表使用時應注意以下事項
①測量時，應用右手握住兩支表筆，手指不要觸及表筆的金屬部分和被測元器件，如圖1-30（a）所示。圖1-30（b）的握筆方法是錯誤的。
圖1-30 萬用表表筆的握法
②測量過程中不可轉動轉換開關，以免轉換開關的觸頭產生電弧而損壞開關和表頭。
③使用R×1擋時，調零的時間應盡量縮短，以延長電池使用壽命。
④萬用表使用后，應將轉換開關旋至空擋或交流電壓最大量程擋。
（2） 數字式萬用表使用時應注意以下事項
①不宜在陽光直射和有沖擊的場所使用。不能用來測量數值很大的強電參數。
②長時間不使用應將電池取出，再次使用前，應檢查內部電池的情況。
③被測元器件的引腳氧化或有銹跡，應先清除氧化層和銹跡再測量，否則，無法讀取正確的測量值。
④每次測量完畢，應將轉換開關撥到空擋或交流電壓最高擋。
五、兆歐表
兆歐表又稱搖表。它的刻度是以兆歐（MΩ）為單位的。兆歐表由中大規模集成電路組成。兆歐表輸出功率大，短路電流值高，輸出電壓等級多（每種機型有四個電壓等級）。
選用兆歐表的額定電壓應與被測線路或設備的工作電壓相對應，兆歐表電壓過低會造成測量結果不準確；過高則可能擊穿絕緣。其額定電壓的選擇見表1-4。另外，兆歐表的量程也不要超過被測絕緣電阻值太多，以免引起測量誤差。
表1-4 兆歐表額定電壓的選擇
實例操作
兆歐表的使用方法如下。
①測量前必須切斷被測設備的電源，并接地短路放電，確實證明設備上無人工作后方可進行。被測物表面應擦拭干凈，有可能感應出高電壓的設備，應作好安全措施。
②兆歐表在測量前的準備：兆歐表應放置在平穩的地方，接線端開路，搖發電機至額定轉速，指針應指在“∞”位置；然后將“線路”、“接地”兩端短接，緩慢搖動發電機，指針應指在“0”位。
③作一般測量時只用“線路”和“接地”兩個接線端，在被試物表面泄漏嚴重時應使用“屏蔽”端，以排除漏電影響。接線不能用雙股絞線。
④兆歐表上有分別標有“接地（E）”、“線路（L）”和“保護環（G）”的三個端鈕。
測量線路對地的絕緣電阻時，將被測線路接于L端鈕上，E端鈕與地線相接如圖1-31（a）所示；
測量電動機定子繞組與機殼間的絕緣電阻時，將定子繞組接在L端鈕上，機殼與E端鈕連接如圖1-31（a）所示；
測量電纜芯線對電纜絕緣保護層的絕緣電阻時，將L端鈕與電纜芯線連接，E端鈕與電纜絕緣保護層外表面連接，將電纜內層絕緣層表面接于保護環端鈕G如圖1-31（a）所示。
圖1-31 用兆歐表測量絕緣電阻的接線
保護環G的作用如圖1-32所示。其中圖1-32（a）為未使用保護環，兩層絕緣表面的泄漏電流也流入線圈，使讀數產生誤差。圖1-32（b）為使用保護環后，絕緣表面的泄漏電流不經過線圈而直接回到發電機。
圖1-32 保護環的作用
⑤測量完后，在兆歐表沒有停止轉動和被測設備沒有放電之前，不要用手去觸及被測設備的測量部分或拆除導線，以防電擊。對電容量較大的設備進行測量后，應先將被測設備對地短路后，再停搖發電機手柄，以防止電容放電而損壞兆歐表。
六、電能表
電能表是用來測量電能的儀表，又稱電度表，火表，千瓦小時表，指測量各種電學量的儀表。
電能表根據工作原理，可分為感應式電能表、磁電式電能表、電子式電能表等。
實例操作
①單相電能的測量應使用單相電能表，其接線如圖1-33所示。正確的接法是電源的火線從電能表的1號端子進入電流線圈，從2號端子引出接負載；零線從3號端子進入，從4號端子引出。
圖1-33 DD型單相電能表測量電能的接線
②三相電能的測量。三相三線有功電能表的接線有直接接入和間接接入兩種，如圖1-34（a）、（b）、（c）所示。
圖1-34 三相三線有功電能表測量三相有功電能的接線
七、接地搖表
接地搖表又叫接地電阻搖表、接地電阻表、接地電阻測試儀。接地搖表按供電方式分為傳統的手搖式和電池驅動式；接地搖表按顯示方式分為指針式和數字式；接地搖表按測量方式分為打地樁式和鉗式。目前傳統的手搖接地搖表幾乎無人使用，比較普及的是指針式或數字式接地搖表，在電力系統以及電信系統比較普及的是鉗式接地搖表。
接地電阻測試儀工作原理圖，如圖1-35所示。
圖1-35 接地電阻測試儀工作原理圖
實例操作
接地搖表的使用方法如下。
①測量前準備：測量前，應先將接地裝置的接地引下線與所有電氣設備斷開。同時按測量接地電阻或低阻導體電阻以及測量土壤電阻率不同的使用目的，對照有關儀表的使用說明正確接線。
②測量：測量時應先將儀表放在水平位置，檢查檢流計指針是否對在中心線上（如不在中心線上，應調整到中心線上）。然后將“倍率標度”放在最大倍數上，慢慢轉動發電機搖把，同時旋轉“測量標度盤”，使檢流計指針平衡。
當指針接近中心線時，加快搖把轉速，達到120r/min，再調整測量標度盤，使指針指于中心線上。此時用測量標度盤的讀數乘以倍率標度的倍數即得所測的接地電阻值。