1. 电工仪表的合理选择

合理选择电工仪表就是在保证测量要求的前提下,确定仪表的类型、准确度等级和量程等。

(1) 仪表类型的选择: 可参照7.1.1仪表分类。例如测量直流电量时,可广泛采用磁电系仪表和整流系仪表;测量正弦交流电量时常采用电磁系、电动系仪表,以便测量其有效值;测量非正弦交流电量时,用电磁系或电动系仪表测量其有效值,而用整流系仪表测量其平均值。

(2) 仪表准确度的选择: 从提高测量精度的角度来看,测量仪表的准确度等级越高越好,但仪表的准确度越高,对外界使用条件的要求就高,价格也高。因此,仪表准确度等级的选择,应从测量的实际要求出发,既要保证测量精度的要求,又要考虑其经济性,不可过分追求仪表的高准确度。通常将0.1、0.2级及以上仪表作为标准仪表用来精密测量,0.5级和1.0级作为实验室进行检修和试验用的测量仪表,1.5级及以下仪表作为一般工程的测量及作为安装式仪表使用。

与仪表配合使用的扩大量程的附加装置(如分流器、附加电阻器、电流和电压互感器等),其准确度等级要比仪表本身的准确度等级高1~3级,才能把测量误差限制在允许的范围以内。

(3) 仪表量程的选择: 只有在量程选得合理的情况下,仪表的准确度才能发挥其作用。仪表的量程必须大于或等于被测电量的最高值,被测量的指示范围应在标度尺满标度的20%~100%以内,才能保证达到该仪表的准确度。一般把被测电量指示范围选择在仪表标度尺满标度的后1/3 (甚至后1/4) 段,以充分利用仪表的准确度。在一般情况下,指针越接近标度尺的上限,测量误差就越小。

(4) 仪表内阻的选择: 仪表内阻要根据被测对象阻抗的大小来选择,否则会产生很大的测量误差。仪表内阻的大小,反映仪表本身的功耗。为使仪表接人被测电路后,不致影响电路原来的工作状态及减少仪表的功耗,要求电压表内阻及功率表电压线圈的电阻尽量大,且量程越高,内阻越大; 要求电流表内阻及功率表电流线圈的电阻尽量小,且量程越高,内阻越小。

(5) 仪表工作条件的选择: 选择仪表时,要考虑使用仪表时的环境条件和工作条件。例如在实验室使用或安装在开关板上使用,因条件不同,故对仪表的要求就不同。在使用仪表过程中,周围的环境温度、湿度、机械震动、外界电磁场强弱等因素,都必须周密考虑。

(6) 仪表绝缘强度的选择: 应根据被测电量及电路电压的高低,来选择仪表及其附加装置的绝缘强度,以防测量时损坏仪表,甚至发生人身事故。

上面叙述了电工仪表选择的一般原则。为了便于了解常用各类仪表的性能,正确选用仪表,现将各种电工指示仪表的性能列于表7-2中,供选择仪表时参考。

表7-2 各种电工指示仪表性能比较

型式
性能
磁电系 整流系 电磁系 电动系 铁磁电动系 静电系 感应系
测量基
本量(不
加说明时,
即是电流
或电压)
直流
或交流
的恒定
分量
交流平
均值(在正
弦交流下
刻度一般
按有效值
刻度)
交流
有效值
或直流
交流有
效值或直
流,交、直
流功率及
相位、频率
交流有
效值或直
流,交、直
流功率及
相位、频率
直流或
交流电压
交流
电能及
功率
使用频
率范围
一般
用于直
45~1 000Hz
(有的可达
5 000Hz)
一般用
于50Hz
一般用于
50Hz
一般用于
50Hz
可用于高
一般用
于50Hz
准确度
等级
一般为
0.5~2.5
级,高可
达0.1~
0.15级
0.5 ~
2.5级
0.2~
2.5级
一般0.5
~2.5级,
高可达0.1
~0.05级
1.5~
2.5级
1.0~
2.5级
1.0~
3.0级,
高可达
0.5级

限(大
致范
围)

几微
安到几
十安
几十微安
到几十安
几毫
安到
100A
几十毫
安到几十
几十毫
安到几十
几十
毫安到
几十安

几毫
伏到1kV
1V到数
千伏
10V
~1kV
10V到
几百伏
10V到
几百伏
几十伏
到500kV
几十
伏到几
百伏

续表

型式
性能
磁电系 整流系 电磁系 电动系 铁磁电动系 静电系 感应系
功率消耗 极小
波开影
  测量交
流非正弦
有效值的
误差很大
可测
非正弦
交流有
效值
可测非
正弦交流
有效值
可测非
正弦交流
有效值
可测非
正弦交流
有效值
可测
非正弦
交流有
效值
防御外
磁场能力
标尺分
度特性
均匀 接近均匀 不均匀 不均匀
(但功率刻
度均匀)
不均匀 不均匀 计数
器指示
过载能力
转矩
(指通过
表头电流
相同时)
较大 最大
准确度
等级的价
格(对同一
仪表的大
致比较)
便宜 最贵 较便宜 便宜
主要应
用范围
作直
流仪表
作万用
仪表
作安
装式及
一般实
验室仪
作板式
交直流标
准表及一
般实验仪
安装式
仪表
作高压
电压表
作电
能表

2. 电工仪表的正确使用

(1) 正确确定测量线路和接线方法。实际测量时,首先要根据被测电量的种类、测量要求和测点的结构情况,确定测量线路和接线方法。电量的种类是指电压、电流、电功率、功率因数、电阻、电感、电容等,一般根据被测电量的种类确定仪表与被测电路串联或并联。测量要求是指准确度要求、测量时间 (长期监测还是临时测量) 以及测量现场的环境条件等。测点的结构则指测点是高架线路还是一般设备的内部线路; 是电气控制柜内的接点还是线路板上元器件的接点等。确定测量线路和接线方法时要注意,对高电压或大电流的测量,引线要短而粗,接点要牢靠,以防止拉弧。如系对电路运行情况进行长期监测的,则要考虑仪表对电路运行的影响,并且对引线和接点的要求更高。针对各类不同的仪表,根据其接线要求,选择适当的测点来接线。

(2) 正确操作。使用仪表时,要按规定的位置安放仪表,注意远离热源、强磁场等。使用前要检查指针是否指零,否则要调零。测量时要检查仪表的量程,以防因被测电量超过仪表的量程而损坏仪表。读取仪表指示值时,须使视线与标度尺平面垂直; 标度尺表面若带有镜子,则应使指针与镜子中的影子重合再读数。读数时若指针位置在两条分度线之间,则可以估计一位数字,并使估计数字尽量接近测量的实际值。若仪表具有两条以上标度尺 (如万用表),则读数时必须认清,防止误读。

3. 电工仪表的日常维护

为了使电工仪表始终保持良好的工作状态,应注意日常的维护保养,工作要点如下:

(1) 在搬运和使用仪表时,要轻拿轻放,防止剧烈的振动和撞击。

(2) 保持仪表的清洁,使用完毕后应用细软布擦干净。

(3) 不用仪表时,应将仪表放在干燥的箱柜内,不要放在潮湿、过冷和过热的场所,还要防止有害气体对仪表的腐蚀。

(4) 仪表的附件和专用接线,应妥善保管,以保证使用时配件齐全。

(5) 对常用的仪表,应定期进行校验,以保证仪表的准确度。

(6) 仪表应有专人保管,并建立必要的管理制度。