常用指示仪表的使用技巧

电工仪表是实现电磁测量过程所需技术工具的总称，一般用来测量电压、电流、电阻、电功率、电能、相位、频率、功率因数等。

一、电工仪表的分类

电工仪表的分类见表1-5。

图1-56 游标卡尺的读法

表1-5 电工仪表的分类

二、电工仪表的测量误差和准确度等级

1.测量误差

在测量过程中，由于受到测量方法、测量设备、测量条件及测试经验等多方面因素的影响，测量结果不可能是被测量的真实值，而只是它的近似值，任何的测量结果与被测量的真实值之间总是存在着差异，这种差异称为测量误差。

2.准确度等级

电工仪表分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0共7个准确度等级。不同准确度等级的电工仪表的基本误差也不同，见表1-6。

表1-6 不同准确度等级的电工仪表的基本误差

三、电工仪表的型号

仪表的产品型号可以反映出仪表的用途和工作原理。产品型号是按规定的标准编制的，对安装式和可携式仪表的型号规定了不同的编制规则。

1.安装式仪表型号的组成

安装式仪表型号的编制规则如图1-57所示。

图1-57 安装式仪表型号的编制规则

其中，形状第一位代号按仪表面板形状最大尺寸编制；形状第二位代号按外壳形状尺寸特征编制；系列代号按测量机构的系列编制，见表1-7。

表1-7 系列代号编制表

例如，44L2—V型电压表，型号中的“44”为形状代号，可以从有关标准中查出其外形和尺寸，“L”表示该表是整流系仪表，“2”表示设计序号，“V”表示该表用于测量电压。

2.可携式仪表型号的组成

电子可携式仪表不存在安装问题，所以将安装式仪表型号中的形状代号省略，即是它的产品型号。例如，T62－V型电压表，“T”表示该表是电磁系仪表，“62”表示设计序号，“V”表示该表是电压表。

四、电工仪表的标志

电工仪表的表盘上有许多表示其基本技术特性的标志符号，根据国家标准的规定，每一种仪表必须有表示测量对象单位、准确度等级、工作电流种类、相数、测量机构的类别、使用条件组别、工作位置、绝缘强度试验电压大小、仪表型号和各种额定值等标志符号。常见电工仪表和附件的表面标志符号见表1-8～表1-10。

表1-8 常见电工仪表工作电流种类的符号

表1-9 常见电工仪表工作原理的图形符号

五、万用表

万用电表简称万用表，又称为万能表、多用表。它是一种多功能、多量限便于携带的电工用表，一般的万用表可以用来测量直流电流、电压，交流电流、电压，电阻，电感，电容，音频电平等参数，有的万用表还可以用来测量二极管、晶体管的参数。

万用表有指针式万用表和数字式万用表两种。

指针式万用表主要由表头、测量电路、转换开关等组成。其原理是把被测量转换成直流电流信号，使磁电系表头指针偏转。

表1-10 常见电工仪表的图形符号

1.指针式万用表的使用

1）仪表的放置与零位检查。万用表使用时，要把表平放；检查指针是否指在零位，如不在零位，应进行调节。

2）插孔（或接线柱）的选择。测量前应检查测试表笔应接在什么位置。红表笔应接在红色或标有“＋”的插孔内（或接线柱上），黑表笔应接在黑色或标有“－”或“∗”的插孔内（或接线柱上），这样测量直流电参量时，永远红表笔接正极，黑表笔接负极，可防止因极性接反而烧坏仪表。有些万用表对特殊量的测量有专门的插孔（如MF500A型万用表面板上有5A和2500V两个专用插孔），在测量特殊量时应把红表笔插到相应的专用插孔内。

3）测量挡位的选择。使用时应根据不同的测量对象，将转换开关旋至相应的挡位上。有的万用表有两个转换开关旋钮，使用时要相互配合。例如MF500A型万用表，一个是测量挡位转换，一个是倍率转换。在进行挡位选择时，应特别小心，稍有不慎就有可能损坏仪表。特别是测量电压时如误选了电流或电阻挡，将会使表头损坏。所以选择了测量种类后，应仔细检查无误后再进行测量，特别是测试过程中改变被测量时更应小心。

4）量程的选择。测量电流电压时，应尽量使指针工作在满刻度的1／2～2／3以上的区域；测量电阻时，应尽量使指针指示在量程的1／3～2／3位置处。如果测量前无法估计被测量的大致范围，则应先把转换开关旋至量程最大的位置进行粗测，然后再选择适当的量程进行准确测量。改变量程时，必须将万用表与电路分离。

5）测量电压。测量电压时，电表应和被测电路并联，如被测量为直流，还应注意极性；如测前不知极性，可选电压最高一挡测量范围，然后两表笔快接快离。注意表的偏转方向，以辨别正负。测1000V以上的高电压时，必须使用专用的绝缘表笔和引线，先将接地表笔接好（一般为负极），然后一只手拿另一支表笔接在高压测量点上。千万不要两手同时拿着表笔，空闲的一只手也不要接触接地的金属元器件上。表笔、手指、鞋底等应保持干燥，必要时戴上橡胶手套或站在橡胶垫上。测量时最好另有一人看表，以免一人只顾看表而使手触电。

6）测量电流时万用表应与被测电路串联，测量直流电流时还应注意极性。测量大电流时要注意接触点连接紧密可靠。

7）测量电阻。

①调零。每一次测量电阻都必须调零，改变欧姆倍率挡后也必须重新进行调零。当调零无法达到欧姆表零位时，则说明电池电压太低，应更换电池。

②不允许带电测电阻。若带电测量，不仅测量不准而且有可能烧坏表头。所以测量前应先切断电源。电路中有电容时应先放电然后再测量。

③被测电阻不能有并联支路，否则其测量值是被测电阻与并联支路的电阻并联后的等效电阻。所以，如果不能确定被测电阻上是否有并联支路，必要时应将被测电阻一端从电路中断开再进行测量；而且，测量电阻时不能用手接触两表笔的金属部分，特别是在测量高阻值电阻时更应注意。

④万用表欧姆挡不能直接测量微安表、检流计等表头的电阻，也不能直接测标准电池。

8）用欧姆挡测晶体管参数。用欧姆挡测晶体管参数时，一般应选用R×100挡或R×1k挡。因为晶体管所能承受的电压较低，允许通过的电流较小。万用表欧姆低倍率挡的内阻较小，电流较大，如R×1挡的电流可达100mA，R×10挡电流可达10mA；高倍率挡的电池电压较高，一般R×10k以上倍率挡电压可达十几伏，所以一般不宜用低倍率挡或高倍率挡去测晶体管的参数。注意万用表的红表笔与表内电池负极相连，黑表笔与电池正极相连。

9）正确读数。万用表的表面有很多刻度标尺，应根据被测量的量限在相的标尺上读出指针指示的数值。另外，读数时应尽量使视线与表面垂直，对有反光镜的万用表，应使指针与其相重合，再进行读数。

10）注意操作安全：

①不允许用手接触表笔金属部分，否则会引起触电或影响测量准确度。

②不允许带电旋动转换开关，特别是在测量高电压和大电流时。否则，在转换过程中，转换开关的触刀和触点分离和接触瞬间产生电弧，使触点损坏。

③万用表使用完毕，应将表笔从插口中拔出，并将转换开关置“OFF”位置或交流电最高挡。

11）其他注意事项。

①万用表不能靠近强磁场区（如发电机、电动机等），要防止剧烈振动，不要放在潮湿或高温处。

②在干燥的天气，万用表表面的玻璃与指针之间易发生静电吸引现象，使指针停在某一刻度不回到零位，这时可站在地上（不绝缘），用湿润的绒布擦拭表盘，指针可返回零位。

③测量交流电压时，应考虑电压的波形，因万用表交流电压的刻度是按“正弦电压经整流后的平均值换算到交流有效值”来记刻度的，所以不能用来测量非正弦有效值（非正弦电压或电流有效值一般可用电动系或电磁系仪表来测量）。

12）指针式万用表常见故障及原因见表1-11。

表1-11 指针式万用表常见故障及原因

（续）

2.数字式万用表的使用

数字式万用表采用数字显示代替传统万用表的指针指示。数字式万用表具有很高的灵敏度和准确度，显示清晰美观，便于观看，且具有无视差、功能多样、性能稳定、过载能力强等优点，因而得到广泛的应用。

（1）数字式万用表的组成

数字式万用表由信号调节器、直流数字电压表和电源三大块组成，如图1-58所示。其中，信号调节器主要是进行被测参数与直流电压之间的转换，一般包括直流衰减器（进行直流测量）、A－D转换（进行交流测量）、I－V转换（进行电流测量）、Ω－V转换（进行电阻测量）等几个主要部分。直流数字电压表由A－D转换、计数器、译码显示器和控制器等组成。

DT－890系列万用表是我国当前较为流行的三位半数字式万用表。

图1-58 数字式万用表的组成

（2）DT－830型万用表的外形结构

DT－830型万用表的面板如图1-59所示。主要包括显示器部分、电源开关、量程选择开关、h_FE插口、输入插孔、输出插孔和电池盒等组成。

图1-59 DT－830型万用表的外形结构

1）显示器：采用三位半大字号LCD显示器，最大显示值为199.9。仪表具有自动调零和自动极性显示功能，如果被测电压或电流为负，则自动显示负号，仪表还具有电池电压不足提示功能、超量限指示功能等。

2）电源开关：字母“POWER（电源）”置“ON”为开，“OFF”为关。

3）量程开关：为6刀28掷开关，可用万用表的面板完成测试功能与量程的选择。

4）h_FE插口：采用四芯插座，标有B、C、E（E有两个，内部连通）。用于测量晶体管的h_FE。

5）输入插孔：共有4个输入插孔，分别标有“10A”、“mA”、“COM”和“V·Ω”，在“V·Ω”与“COM”之间标有750 V～和1000 V～，表示从这两个插孔输入的最大交流电压不得超过750V（有效值），最大直流电压不得超过1000V，在“mA”与“COM”之间标有MAX 200mA，表示最大输入电流为200mA；在“10A”与“COM”之间标有“10A MAX”表示最大输入电流10A。

6）电池盒：位于后盖下方，“OPEN”表示打开熔丝（0.5A）也装于其中。

（3）使用方法

1）测量直流电压：电源开关置“ON”（下同），量程开关置“DC V”内合适量程［未知被测量大小时，先用量限的最高挡（下同）］，红表笔接“V·Ω”孔，黑表笔接“COM”孔。

2）测量交流电压：量程开关置“AC V”内合适量程，红表笔插入“V·Ω”孔，黑表笔插入“COM”孔。对被测交流量，要求频率为45～500Hz，最大允许输入电压750V。

3）测量直流电流：量程开关置“DC A”范围内合适挡，红表笔接“mA”孔，黑表笔接“COM”孔。当被测电流在200mA～10A之间时，量程开关应接200mA／10A挡，红表笔接“10A”孔。

4）测量交流电流：量程开关置“AC A”范围内合适挡，表笔接法同3）。

5）测量电阻：量程开关置“Ω”范围内合适挡，红表笔连接“V·Ω”孔，黑表笔接“COM”孔。

注：200Ω挡的最大开路电压为1.5V，其余电阻挡约为0.75V。

6）测量二极管：量程开关置二极管挡，红表笔连接孔，接二极管正极；黑表笔接“COM”孔，接二极管的负极（开路电压为2.8V）。测试电流为（1±0.5）mA，测锗管应显示0.150～0.300V，测硅管应显示0.550～0.700V。

7）测量晶体管：根据晶体管选择“PNP”或“NPN”挡，把管子的电极插入h_FE插孔内。

8）检查电路通断：量程开关置蜂鸣器挡，红表笔连接“V·Ω”孔，黑表笔接“COM”孔。当被测电路电阻低于（20±10）Ω时，蜂鸣器发出声响，表示该段电路是通的。

（4）使用注意事项

1）使用前认真阅读说明书，熟悉仪表面板结构，弄清面板上各开关、旋钮和插孔等的作用及其使用方法。

2）不应在高温（超过400℃）、低温（低于0℃）、高湿（相对湿度高于80％）以及阳光直射情况下使用和保存。

3）如果事前无法估计被测电流或电压的大小，应先用其量程最高挡测量，然后再选用合适的量程。

4）数字式万用表的输入阻抗很高，当两表笔开路时，外界干扰会从输入端窜入，显示出没有规律变化的数字，这属于正常现象，一般情况下不会影响测量准确性，但当被测电压很低，其内阻又超过时，就会引入外界干扰，必要时可把表笔改接成屏蔽线，将金属屏蔽层接通大地，可消除表笔感应进去的干扰信号。

5）测交流时应用黑表笔（与“COM”孔相连）接被测电压的低电位端（如信号发生器的公共地端或机壳），以消除仪表对地分布电容的影响，减少误差。

6）数字式万用表交流挡反映的被测信号为正弦量时，与其平均值成正比的量（仅通过调节有关电阻，显示有效值），所以不能用于直接测量非正弦量的电压，如方波、矩形波、三角波、锯齿波等。当正弦信号的非线性失真大于5％时，测量误差会明显加大。

7）不宜在测量电压、电流时转换量程开关，严禁在测高电压（220V以上）或大电流（0.5A以上）时拨动量程开关，以防产生电弧、烧坏开关触点。

8）严禁带电测电阻。

9）在测量电阻或检测二极管时，红表笔接“V·Ω”孔，带正电；黑表笔接“COM”孔，带负电，这与模拟式万用表正好相反。

10）使用h_FE（晶体管电流放大倍数）插孔测量晶体管时，由于测试电压较低，向被测晶体管基极提供的电流仅10_μA左右，集电极电流I_C也较小，所以，被测晶体管在低电压小电流下工作，测出的h_FE仅作参考。对于穿透电流较大的锗管h_FE的测量值比专用仪器测量值偏高20％～30％。

（5）数字式万用表的检修

1）A－D转换器是数字式万用表的“心脏”，一旦数字式万用表发生故障，应首先检查和判断故障现象是在某一挡还是每一挡都存在。对所有挡都不能工作，应首先检查A－D转换电路和电源电路；若仅某一挡有问题，其余挡正常，说明A－D电路和电源电路正常。

2）直流200mV是三位半数字式万用表的基本量程，其余量程大多是在此基础上扩展而成。因此，检修数字式万用表时，首先应检查该挡是否正常工作，并判断故障是在A－D部分，还是在其他电路上。

数字式万用表的故障检修比较复杂，不同的型号所使用的元器件也不一定相同，维修时要区别对待，这里不多赘述。

六、钳形电流表

钳形电流表不需要断开被测电路就能进行电流测量，它的准确度较低，但因为使用非常方便，所以在维护工作中得到广泛的应用（见图1-60）。

1.结构原理

钳形电流表的结构如图1-61所示。它由电流互感器和整流系电流表组成。电流互感器的铁心可以开合，当捏紧扳手时，铁心张开，让被测电流导线进入铁心中，然后放手松开扳手，使铁心闭合。这时，通过电流的导线相当于电流互感器的一次绕组。二次绕组已在仪表内接好，通过整流电路与电流表连接。通过电流表可指示出被测电流的大小。

2.使用方法

（1）机械调零

使用前，检查钳形电流表的指针是否指向零位。如发现没指向零位，可用螺钉旋具轻轻旋动机械调零旋钮，使指针回到零位。

图1-60 钳形电流表实物图

图1-61 钳形电流表的外形示意图

1—钳形铁心 2—钳口 3—手柄 4—铁心开口按钮

（2）清洁钳口

测量前，要检查钳口的开合情况以及钳口面上有无污物。如钳口面有污物，可用溶剂洗净，并擦干；如有锈斑，应轻轻擦去。

（3）选择量程

测量时，应将量程选择旋钮置于合适位置，使指针偏转后能稳定停留在某刻度上，以减少测量误差。测量较小电流时，为了使读数准确，在条件许可时，可将被测导线多绕几圈后放进钳口进行测量，被测电流等于仪表的读数除以放进钳口中的导线圈数。

（4）读取数值

紧握钳形电流表手柄，按动铁心开口按钮打开钳口，将被测线路的一根载流导线置于钳口内中心位置，再松开铁心开口按钮，使两钳口表面紧紧贴合，将表持平，然后读数，即为测得的电流值。

（5）高量程挡存放

测量完毕，退出被测电线。将量程选择旋钮置于高量程挡，以免下次使用时不慎损伤仪表。

3.钳形电流表的日常维护

1）钳形电流表的准确度比较低，一般在2.5级以下，通常在不便于拆线或不能切断电路的情况下进行测量。

2）为使读数准确，钳口的结合面应保持良好的接触，如有杂声，应将钳口重新开合一次。若杂声依然存在，应检查钳口处有无污垢存在，如有，可用汽油擦拭干净。

3）测量完毕一定要把仪表的量程选择旋钮置于最大量程，以防下次使用时，因疏忽大意而造成损坏仪表的意外事故。

七、绝缘电阻表

绝缘电阻表用于测量电动机、电器和线路的绝缘电阻。

1.绝缘电阻表的结构原理

绝缘电阻表的基本结构是由直流高压电源和磁电系比率表两部分组成的。直流高压电源多由手摇发电机产生，也有用220V交流电经晶体管整流而来，还有用干电池经晶体管电路转换而来的。(www.xing528.com)

绝缘电阻表的原理如图1-62所示，图中点画线框内为绝缘电阻表的内部电路，固定在同一轴上的两线圈1、2相交成一定的角度。一个线圈与电阻R₂串联，另一个线圈与R₁及被测电阻R_x。串联，两支路并联后接到手摇发电机G的两端。当摇动发电机时，两线圈中同时有电流流过，与永久磁铁作用产生方向相反的转矩，使可动部分偏转，其偏转角与两电流比值大小成反比。绝缘电阻表有3个接线端子，分别为“地”（或“E”）、“电路”（“L”或“线”）、“保护”（“G”或“屏”）。

2.绝缘电阻表的使用

（1）绝缘电阻表电压等级的选择

一般额定电压在500V以下的电气设备，要选用额定电压为500～1000V的绝缘电阻表，额定电压在500V以上的电气设备应选用1000～2500V的绝缘电阻表。特别注意不要用输出电压太高的绝缘电阻表测量低压电气设备，否则有可能把被测设备损坏。绝缘电阻表常见故障及排除方法见表1-12。

图1-62 绝缘电阻表的结构原理示意图

表1-12 绝缘电阻表常见故障及排除方法

（续）

（2）接线

绝缘电阻表3个接线柱接法如下：

1）“电路”（或“线”、“L”）：与被测物体上和大地绝缘的导体部分相接。

2）“地”（或“E”）：与被测物体的外壳或其他导体部分相连。

3）“保护”（或“屏”）：只有在被测体表面漏电很严重的情况下才使用本端子。

例如：测量电动机或变压器的线圈对地绝缘电阻时，将绕组导线接于“电路”柱上，设备外壳和铁心接于“地”柱上，瓷套管表面绕几圈导线并接于“保护”柱上。测量电缆的芯线对外壳绝缘时，将电缆的芯线接“电路”柱，外壳接“地”柱，芯线的绝缘物接“保护”柱。

（3）测量前的检查

1）使用绝缘电阻表前，应对绝缘电阻表进行一次开路和短路试验，检查仪表是否良好，即在未接被测设备时，摇动绝缘电阻表到额定转速，指针应指到无穷大（∞）；然后将“线路”和“地”短接，缓慢摇动手柄，指针应指在零处。否则说明绝缘电阻表有故障。

2）测试前应将被测设备的电源切断，并接地短路放电2～3min，对含有大容量电感、电容等元件的电路也应先放电后测量。绝不允许绝缘电阻表测量带电设备的绝缘电阻。

（4）测量

将手摇发电机手柄由慢到快地摇动，若发现指针指零，说明被测绝缘物有短路现象，应立即停止摇动手柄，以免绝缘电阻表过热损坏；若指示正常，则应使转速平稳，且在额定的范围内（一般规定为120r／min±24r／min），等指针稳定后再读数。

（5）测试完毕后的处理

测试完毕后，当绝缘电阻表没有停止转动或被测物没有对地放电前，不可用手去触及被测物的测量部分，也不可进行拆线工作。特别是测量有大电容的电气设备时，必须先将绝缘电阻表与被测物断开，再停止手柄转动。这主要是为了防止电容放电损坏绝缘电阻表。

八、功率表

功率在直流电路中能反映被测电路中电压和电流的乘积（P=UI），在交流电路中除反映电流与电压之乘积外，还能反映其功率因数。

功率表俗称电力表（见图1-63），多采用电动系结构，既能测直流也能测交流；既可测正弦电路，也可测非正弦电路的功率。

部分常用携带式单相功率表的规格型号见表1-13。

图1-63 功率表实物图

表1-13 部分常用携带式单相功率表的规格型号

1.直流电路功率的测量

直流电路内负载功率P=UI。因此只要用直流电流表和电压表测量出电路中的电流和电压值，两者相乘即可。当电压表的内阻R_V＞＞负载电阻R_Z时，可按图1-64a接线。当电流表内阻R_A﹤﹤R_Z时，可按图1-64b接线。如果用直流功率表来测量直流电路的功率，如图1-65所示接线，功率表的读数就是被测负载的功率值。

图1-64 用直流电流表和电压表测量功率的电路

a）R_V＞＞R_Z时 b）R_A＜＜﹤R_Z时

2.单相交流电路功率的测量

在单相交流电路内，负载的功率P=UIcosφ，它可以用交流电流表、交流电压表和功率因数表测得的3个数值相乘求得。但由于此法用表较多，内阻影响大，又需同时读数，故一般不采用。常用的测量方法是用功率表直接测得。这是一种电动系交直流两用功率表，它由两组线圈组成：一组是电流线圈，负载电流通过它；一组是电压线圈。指针的偏转与负载的电压、电流以及它们的相位差的余弦乘积成正比，因此可以测量交流电路的功率。

由于它的测量与电流、电压之间的相位有关，所以电流线圈与电压线圈的接线必须按规定的方式连接，才能获得正确的测量值。仪表上注有“∗”或“＋、－”符号的端点应接在一起，如图1-65所示。

要注意功率表的读数是偏移格数，而实际功率值还要经过计算。

当需要对高电压、大电流电路进行功率测量时，功率表的量程不够，可按图1-66所示接线。这时电路的功率为

P=P₁K₁K₂

图1-65 用功率表测量功率的电路图

图1-66 带有互感器的功率表测量功率的电路图

3.三相交流电路功率的测量

在三相交流电路内，平均有功功率计算公式如下。

当负载星形联结时

P=U_L1I_L1cosφ_L1^＋UL2 IL2 cosφL2＋UL3 IL3 cosφL3

当三相电路完全对称时，三相电路的平均功率为

P=3U_xI_xcosφ_x=3UIcosφ

式中 U_x、I_x———相电压、相电流的有效值；

U、I———线电压、线电流的有效值；

cosφ———平均功率因数。

（1）有功功率的测量

1）三相四线制电路中有功功率的测量方法：用3只单相有功功率表按图1-67所示接线。此种方法无论三相电压是否对称，也无论三相电流是否平衡，测量的结果总是正确的。当三相电压全平衡且三相电流也完全对称时，可以用图中任何一只功率表来测量，然后把该表的读数乘以3就是三相有功功率值。

2）三相三线制电路中有功功率的测量方法：

①双功率表法。按图1-68所示接线，无论负载是星形联结还是三角形联结，三相功率值是两只功率表读数的代数和。此种测量方法，可以正确反映出三相三线制电路中的有功功

图1-67 用3只单相有功功率表测三相四线制电路中有功功率电路图

图1-68 用两只单相有功功率表测三相三线制电路中有功功率电路图

率，同时两个功率表的读数大小也可以反映出功率因数的变化。当P_L1=P_L3时，cosφ=1；当P_L1=0时，cosφ=0.5（感性）；当－P_L1=P_L3时，cosφ=0（感性）。应注意的是，每只功率表上承受的是线电压。

②三相有功功率表法。用三相有功功率表进行测量的接线，如图1-69所示，三相有功功率表实际上相当于两个单相功率表组合在一起的铁磁电动系（或电动系）仪表。它有两个电压主线圈和两个电流线圈，分别接于电路之中，其内部接法就是如图1-69所示的双功率表法。当采用电压或电流互感器时，电路的实际功率P为电表的读数P₁乘以电压互感器和电流互感器的比率，即P=P₁K₁K₂。

图1-69 三相有功功率表的接线电路图

a）直接接入法 b）带有电流互感器的接法

（2）无功功率的测量

如图1-70所示，用两只单相有功功率表，采用跨相90°接法，可以测量对称三相交流电路的无功功率。其值为两只有功功率表读数之和乘以3／2，单位为乏（var）。

九、电能表

电能表俗称为电能表（见图1-71），是用来测量某一时间段发电机发出电能或负载消耗电能的仪表。

图1-70 用两只单相有功功率表跨相90°测量三相电路中无功功率电路图

图1-71 电能表实物图

根据工作原理分类，电能表可分为感应系和电子系，在一般情况下，大多采用交流感应系电能表。根据接入方式分类，电能表可分为单相有功、三相三线有功、三相四线有功、三相三线无功和三相四线无功。根据付款方式，电能表可分为普通电能表和预付费电能表。

1.感应系电能表

感应系电能表是利用电磁感应的原理制作的。它由载流线圈产生交变磁场，在可动部分导体中产生感应电流，感应电流又和交变磁场相互作用产生驱动转矩，使仪表工作。

（1）单相电能表的结构和接线

单相电能表由驱动元件（包括电压元件和电流元件）、转动元件、制动元件和计数机构等组成，如图1-72所示。

单相电能表的接线如图1-73所示。其接线要求如下：

1）按负载电流大小选择适当截面的导线，电能表的标定电流应等于或略大于负载电流。

2）相线应接电流线圈首端（同名端一般用∗或＋号表示），零线应一进一出，相线、零线不能接反，否则会造成计量错误，甚至很不安全。

3）电能表电压连接片（电压小钩）必须连接牢固。

4）开关、熔断器应接在负载侧。

图1-72 单相电能表的结构示意图

1—电压元件 2—计数机构 3—铝盘 4—制动元件 5—电流元件

图1-73 单相电能表的接线电路图、示意图

a）原理电路图 b）实物示意图

（2）三相有功电能表的接线原理

三相有功电能表的接线原理如图1-74和图1-75所示。

2.电子系电能表

由于微电子技术和计算机技术的发展，高精度、高可靠性的电子元器件以及大规模集成电路的大量应用，使得电能表的电子化成为可能。电子系电能表就是采用微电子技术来计量电能的仪表，如果采用微机芯片也可称智能化仪表。一般它采用超低功耗大规模集成电路和SMT工艺制造，由于没有感应式电能表的电压、电流元件的铁心和线圈，自身重量轻、功率消耗小，这大大提高了产品的节能性和可靠性，且延长了使用寿命；而且，它具有补遗、叠加、超容量报警、预警提醒、断电警告、自动拉闸断电、使用各种特殊软件（如防窃电软件）及与计算机直接联网进行远程抄表等功能，在20世纪90年代就已经得到了广泛的应用。

DDSY283型单相电子式电能表的原理框图和接线图如图1-76和图1-77所示。

3.电能表的安装与维护

（1）安装

电能表属于在基准法规规范下的测量仪器，它的安装有如下要求：

1）电能表在出厂前经检验合格并加铅封。所以，首先应检查铅封是否完好，对于无铅封或铅封已开过的仪表，应请有关部门重新检验后方可使用。

图1-74 三相四线电能表的接线原理图

a）DT－25A型 b）DT－40～80A型

图1-75 三相三线电能表的接线原理图

a）实物示意图 b）接线原理图

图1-76 DDSY283型单相电子式电能表的原理框图

图1-77 DDSY283型单相电子式电能表的接线图

2）安装环境中如有潮湿、污染、振动、机械接触等，可能引起电能表测量功能的损坏，必须对其予以重视，且确实加以防护。

3）电能表的安装地点必须满足特殊需要，原则上不能在起居室、厨房、厕所、浴室与盥洗室、储藏间、潮湿房间、地下室、汽车库、油库、具有高温的暖气间、有火灾危险的工作间等处安装，应安装在室内通风干燥的地方。例如，专门的电能表房间，用户引入线的房间、走廊、楼梯间（但不是在梯级上）。尤其是电子系电能表，电子产品对温度、湿度的要求都很高，应该按照有关规定进行安装。

4）电能表用3根螺钉固定，底座应固定在坚固、耐火、不易振动的物体上，确保安装使用的安全性、可靠性，在有污秽或有可能损坏仪表的场所，仪表应用保护柜保护。尤其是电子系电能表内部采用插件较多，如果受到剧烈振动，很可能使插件板松动、元器件脱焊、接触不良甚至接线断开等，造成仪表故障。

5）从地面到电能表中部的距离应不少于1.1m，且不大于1.85m。

6）为了避免不允许的高温，电能表上部的接线空间不允许作为线路分配器来使用。

7）为了装设必要的过电流保护机构与线路器件，要求有足够的空间和保证损耗热量充分排出。

8）对于灯和电流回路插座的过电流保护机构，应装入导线保护开关。

9）电能表应按接线图正确接线。接线端钮盒的引入线应使用铜线或铜接头，端钮盒内螺钉应拧紧，避免因接触不良或引线太细发热而引起烧毁。

（2）维护

1）在电子式电能表编程中，使用校表台用手持终端编程器时，要关掉校表用的红外线光源及其他红外线光源。在红外通信时，RS－485接口不能操作；同样，在RS－485接口操作时，红外通信也不能同时进行。在对电能表设置计量常数时，不应有电流，否则可能会产生计量误差。不要将所有仪表编为同一编号，否则仪表在一起将无法进行红外线编程，也无法进行远程联网集中抄表。

2）在使用时，应经常有计划周期性地对电能表进行检查。外观检查主要有外壳、接线柱、表壳玻璃等是否完好；表面是否清洁，连接铜线是否松动，铜线绝缘层是否有烧结的迹象。

4.电能表常见故障与检修

（1）感应系电能表常见故障与检修

感应系电能表常见故障及排除方法见表1-14。

表1-14 感应系电能表常见故障及排除方法

（2）电子系电能表常见故障与检查

电子系电能表常见故障及排除方法见表1-15。

表1-15 电子系电能表常见故障及排除方法

（续）