第二节　电流和电压的测量仪表

一、电流表

测量电路电流的仪表，统称电流表。根据量程和计算单位的不同，电流表又分为微安表、毫安表、安培表、千安表等，表盘上分别标有μA、mA、A、kA等符号。电流表分为直流电流表和交流电流表，两者的接线方法都是与被测电路串联。

1.直流电流表

直流电流表是用来测量直流电路中电流的仪表，按机构原理分，有磁电式、电磁式和电动式等三种。建筑工程上常用的是磁电式直流电流表，其测量范围可分为微安表（μA），毫安表（mA），安培表（A）和千安表（kA）。

（1）直流电流表的接线方法。接线前要搞清电流表极性。通常，直流电流表的接线柱旁边标有“+”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。

直流电流表的接线方法，见图2-3。

（2）分流器的使用。由于磁电式直流电流表的电流通过游丝，游丝一般只能通过几十毫安的电流，最大不超过100mA，当需测量较大的电流，须将测量机构并联分流器来扩大电流表量程，如此就可以制成较大量程的电流表，这种方法叫“扩程”，对于同一电流表，可以通过并联不同的分流器，得到不同的量程，分流器有内外之分，当被测电流很大时（一般30A以上）时，采用外附分流器。分流器的额定值常不用电阻值表示，一般注明“额定电压”和“额定电流”，额定电压统一规定为30mV、45mV、75mV、150mV、300mV共五种，当测量机构的电压量限与分流器上的额定电压相等时，即可配用。这时电流表的量限即等于分流器上的额定电流。

对于高压电路中电流的测量，可采用电流表与电流互感器配套的方法，此处不再详述。

2.交流电流表

低压交流电流表按其接线方式，可分为直接接入和经电流互感器二次绕组接入等两种，直接接入式一般最大满偏电流为200A，经电流互感器二次接入的电流表，量程可达10kA。

常用的交流电流表主要有1T1型，42型方形仪表和59型、44型矩形仪表。

（1）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（图2-4）。

电磁式电流表采用电流互感器来扩大量程，其接线方法如图2-5所示。接线时，将电流互感器的一次绕组与电路中的负载串联，二次绕组接电流表。为了测量方便，电流互感器二次绕组的额定电流通常为5A，因此采用0～5A的电流表。通过电流互感器测量时，一般都将电流表装在配电盘上，表盘上标出规算好了的刻度数字，从表盘上可以直接读取所测量的电流值。

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的量程，如图2-6所示。

（2）使用事项：

1）交流电流表应与被测电路或负载串联，严禁并联，如果将电流表并联入电路，则由于电流表的内电阻很小，相当于将电路短接，电流表中将流过短路电流，导致电流表被烧毁并造成短路事故。

2）电流互感器的原绕组应串联接入被测电路中，副绕组与电流表串接。

3）电流互感器的变流比应大于或等于被测电流与电流表满偏值之比，以保证电流表指针在满偏以内。

4）电流互感器的副绕组必须通过电流表构成回路并接地，二次侧不得装设熔丝。

二、钳形电流表

1.钳形电流表简介

钳形表主要用于在不断开线路的情况下直接测量线路电流。它具有一个特殊的结构，即有一块可张开和闭合的活动铁芯，如图1-8所示。捏紧钳形电流表的扳手，铁芯张开，被测电路可穿入铁芯内；放松扳手，铁芯闭合，被测电路作为铁芯的一组线圈。在测量时将钳形表的磁铁套在被测导线上，导线相当于互感器的初级线圈，利用电磁感应原理，次级线圈中便会产生感应电流，与次级线圈相连的电流表指针便会发生偏转，指示出线路中电流的数值（图2-7）。

2.钳形电流表的型号和规格

常用钳形电流表的型号、规格及技术数据，见表2-4。

3.钳形电流表使用要点

（1）根据被测电流的频率，选择互感式或电流式钳形电流表，不得用钳形电流表去测量高压线路的电流。被测线路的电压不能超过钳形电流表所规定的使用电压，以防止绝缘层被击穿，造成人身触电。

（2）测量前，应检查仪表指针是否在零位。若不在零位，则应将表放平调到零位。同时应对被测电流的大小进行粗略估计，选择适当的量程。如果被测电流无法估计，则应先把钳形表置于最高档，逐渐下调切换，至指针在刻度的中间段为止。

（3）每次测量只能钳入一根导线。测量时应将被测导线（一根线）置于钳口中央部位，以提高测量准确度。当导线夹入钳口时，若发现有振动或碰撞声，应将仪表扳手转动几下，或重新开合一次，直到没有噪声才能读取电流值。测量大电流后，如果立即测量小电流，应开合钳口数次，以消除铁芯中的剩磁。测量结束后应将量程调节开关扳到最大量程挡位，以便下次的安全使用。

（4）在使用钳形电流表时，要尽量远离强磁场（如通电的自耦调压器、磁铁等）及其他导线，以减少磁场对钳形电流表的影响。

（5）测量较小的电流时，如果钳形电流表量程较大，可将被测导线在钳形电流表口内绕几圈，然后去读数。线路中实际的电流值应为仪表读数除以导线在钳形电流表上绕的匝数。

（6）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。

（7）测量完成后，应将挡位打到最大值，以免下次使用时由于未选择量程而损坏仪表。

4.钳形电流表使用注意事项

（1）使用前检查钳形电流表外观应完好，钳口铁芯无污垢、锈蚀。

（2）钳形电流表一般只能用于测低压电流，所测电路的电压不能超过钳形电流表所规定的数值，当被测电路电压较高时，应严格按有关规定进行测量。

（3）测量中不得换挡，必须将导线退出钳口后方可换挡。

（4）不得测量裸导线，以防止短路事故。

（5）不准将钳口套在开关的闸嘴上或保险管上进行测量。

三、电压表

测量电路电压的仪表叫做电压表，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，两者的接线方法都是与被测电路并联。

1.直流电压表

测量直流电路中电压的仪表称为直流电压表，按工作原理分为磁电式、电磁式和电动式等，按其量程范围，一般分为毫伏表（mV）、伏特表（V）和千伏表（kV）。

在直流电压表的接线柱旁边通常也标有“+”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2-8）。正负极不可接错，否则，指针就会因反转而打弯。

由于电压表与被测电路并联，其本身具有一定的内阻，所以能测到的电压将比实际电压大，形成测量误差，为了减少这种误差，必须使其内阻无限扩大，并且越大越好。

2.交流电压表

交流电压表按接线方式可分为低压直接接入测量和高压经电压互感器后在二次侧间接测量两种方式，低压直接接入式一般用在380V或220V电路中。

常用的交流电压表主要有1T1型、42型方形仪表和59型、44型矩形仪表。

交流电压表测量时，和直流电压表一样，也是并联接入电路，而且只能用于交流电路测量电压，当将电压表串联接入电路时，则由于电压表的内阻很大，几乎将电路切断，从而使电路无法正常工作，所以在使用电压表时，忌与被测电路串联。借助电压互感器测量交流电压如图2-9所示。

（1）电压互感器的接线必须遵守并联连接的原则。

（2）电压互感器的外壳和二次绕组应进行接地。

（3）电压互感器的一次绕组和二次绕组不允许短路，一、二次侧必须装设熔断器。

（4）电压互感器的变压比应大于或等于被测电压与电压表满偏值之比，以保证电压表指针在满偏刻度以内。

四、电流表和电压表使用要点

（1）使用电流表和电压表时，由于两种表的内阻大小不相同，不得用电流表去测量电压，也不能用电压表去测量电流，否则将烧坏仪表。

（2）在使用电流表和电压表时，要根据被测量可能出现的最大值，由较大的量程开始测量，最后正确选出合适的量程，以防仪表过载而烧坏。

（3）仪表使用前，应先进行仪表的调零工作。在仪表盘面上都装有零位调节器，若仪表的指针偏离了刻度尺上的零位刻度线，要用螺丝刀轻轻地旋转调零螺钉，使仪表的指针准确地指在刻度线的零位上。

（4）装有换相开关的电流表，当电动机启动时，应将换相开关转换到“0”位，以防止表针受到冲击。装有换相开关的电压表，平时也应将开关置于“0”位。这样，可以延长电表的使用寿命。

（5）为了防止因电流表和电压表过载而损坏，可采用二极管来保护。保护二极管的接线方法，如图2-10所示。