1.3　计量仪表与安装

1.3.1　电压表

电压表是测量电压的仪器，如图1-43所示。常用电压表——伏特表符号为V，在灵敏电流计里面有一个永磁体，在电流计的两个接线柱之间串联一个由导线构成的线圈，线圈放置在永磁体的磁场中，并通过传动装置与表的指针相连。大部分电压表都分为两个量程：0～3V、0～15V。电压表有三个接线柱，一个是负接线柱，两个是正接线柱，电压表的正极与电路的正极连接，其负极与电路的负极连接。电压表是一个相当大的电阻器，理想的认为是断路。

（1）电压表的接线　采用一只转换开关和一只电压表测量三相电压的方式，测量三个线电压的电路如图1-44所示。电压表的工作原理是：当扳动转换开关SA使触点1-2、7-8分别接通时，电压表测量的是AB两相之间的电压U_AB；扳动SA使触点5-6、11-12分别接通时，测量的是U_BC；当扳动SA使触点3-4、9-10分别接通时，测量的是U_AC。

（2）电压表的选择和使用注意事项　电压表的测量机构基本相同，但在测量线路中的连接有所不同。因此，在选择和使用电压表时应注意以下几点：

①类型的选择。当被测量是直流电时，应选直流表，即磁电系测量机构的仪表。当被测量是交流电压时，应注意其波形与频率。若波形为正弦波，只需测出有效值即可换算为其他值（如最大值、平均值等），采用任意一种交流表即可；若波形为非正弦波，则应区分需测量的是什么值，有效值可选用磁系或铁磁电动系测量机构的仪表，平均值则选用整流系测量机构的仪表。电动系测量机构的仪表常用于交流电压的精密测量。

②准确度的选择。仪表的准确度越高，价格越贵，维修也较困难。而且，若其他条件配合不当，再高准确度等级的仪表，也未必能得到准确的测量结果。因此，在选用准确度较低的仪表可满足测量要求时，就不要选用高准确度的仪表。通常0.1级和0.2级仪表作为标准表选用，0.5级和1.0级仪表作为实验室测量使用，1.5级以下的仪表一般作为工程测量选用。

③量程的选择。要充分发挥仪表准确度的作用，还必须根据被测量大小合理选用仪表量限，如选择不当，其测量误差将会很大。一般使仪表对被测量的指示大于仪表最大量程的1/2～2/3，而不能超过其最大量程。

④内阻的选择。选择仪表时，还应根据被测阻抗的大小来选择仪表的内阻，否则会带来较大的测量误差。因为内阻的大小反映仪表本身功率的消耗，所以测量电压时应选用内阻尽可能大的电压表。

⑤正确接线。测量电压时，电压表应与被测电路并联。测量直流电压时，必须注意仪表的极性，应使仪表的极性与被测量的极性一致。

⑥高电压的测量。测量高电压时，必须采用电压互感器。电压表的量程应与互感器二次的额定值相符，一般电压为100V。

⑦量程的扩大。当电路中被测量超过仪表量程时，可采用外附分压器，但应注意其准确度等级应与仪表的准确度等级相符。

⑧测量电压时，必须把电压表并联在被测电路的两端。

⑨“+”、“-”接线柱不能接反。

⑩正确选择量程。被测电压不要超过电压表的量程。使用时接一正一负，并联在电路中。

应注意仪表的使用环境要符合要求，要远离外磁场。

1.3.2　电流表

电流表（ammeter）又称“安培表”，是测量电路中电流大小的仪表，主要采用磁电系电表的测量机构。电流表如图1-45所示。

（1）电流测量电路　电流测量电路如图1-46所示。图中TA为电流互感器，每相一个，其一次绕组串接在主电路中，二次绕组各接一块电流表。三只电流互感器二次绕组接成星形，其公共点必须可靠接地。

（2）电流表的选择和使用注意事项　电流表和电压表的测量机构基本相同，但在测量线路中的连接有所不同。因此，在选择和使用电流表和电压表时应注意以下几点：

①类型的选择。当被测量是直流电时，应选直流表，即磁电系测量机构的仪表。当被测量是交流电流时，应注意其波形与频率。若波形为正弦波，只需测出有效值即可换算为其他值（如最大值、平均值等），采用任意一种交流表即可；若波形为非正弦波，则应区分需测量的是什么值，有效值可选用磁系或铁磁电动系测量机构的仪表，平均值则选用整流系测量机构的仪表。电动系测量机构的仪表常用于交流电流的精密测量。

②准确度的选择。仪表的准确度越高，价格越贵，维修也较困难。而且，若其他条件配合不当，再高准确度等级的仪表，也未必能得到准确的测量结果。因此，在选用准确度较低的仪表可满足测量要求时，就不要选用高准确度的仪表。通常0.1级和0.2级仪表作为标准表选用，0.5级和1.0级仪表作为实验室测量使用，1.5级以下的仪表一般作为工程测量选用。

③量程的选择。要充分发挥仪表准确度的作用，还必须根据被测量大小，合理选用仪表量限，如选择不当，其测量误差将会很大。一般使仪表对被测量的指示大于仪表最大量程的1/2～2/3，而不能超过其最大量程。

④内阻的选择。选择仪表时，还应根据被测阻抗的大小来选择仪表的内阻，否则会带来较大的测量误差。因为内阻的大小反映仪表本身功率的消耗，所以测量电流时应选用内阻尽可能小的电流表。

⑤正确接线。测量电流时，电流表应与被测电路串联测量直流电流时，必须注意仪表的极性，应使仪表的极性与被测量的极性一致。

⑥大电流的测量。测量大电流时，必须采用电流互感器。电流表的量程应与互感器二次的额定值相符，一般电流为5A。

⑦量程的扩大。当电路中被测量超过仪表量程时，可采用外附分流器，但应注意其准确度等级应与仪表的准确度等级相符。

⑧还应注意仪表的使用环境要符合要求，要远离外磁场。

1.3.3　电度表

（1）认识电度表　电工通常用电度表（又称电能表、火表、千瓦小时表，见图1-47），是用来测量电能的仪表。

单相电度表可以分为感应式单相电度表和电子式电度表两种。目前，家庭大多数用的是感应式单相电度表，其常用额定电流有2.5A、5A、10A、15A和20A等规格。

三相有功电度表分为三相四线制和三相三线制两种。常用的三相四线制有功电度表有DT系列。

三相四线制有功电度表的额定电压一般为220V，额定电流有1.5A、3A、5A、6A、10A、15A、20A、25A、30A、40A、60A等数种，其中额定电流为5A的可经电流互感器接入电路；三相三线有功电度表的额定电压（线电压）一般为380V，额定电流有1.5A、3A、5A、6A、10A、15A、20A、25A、30A、40A、60A等数种，其中额定电流为5A的可经电流互感器接入电路。

（2）单相电度表的接线　选好单相电度表后，应进行检查安装和接线。图1-48所示为交叉接线图，图中的1、3为进线，2、4接负载，接线柱1要接相线（即火线），这种电度表目前在我国最常见而且应用最多。

（3）单相电度表与漏电保护器的安装与接线　单相电度表与漏电保护器一起安装示意图如图1-49所示。

（4）三相四线制交流电度表的安装与接线　三相四线制交流电度表共有11个接线端子，其中1、4、7端子分别接电源相线，3、6、9是相线出线端子，10、11分别是中性线（零线）进、出线接线端子，而2、5、8为电度表三个电压线圈连接接线端子（电度表电源接上后，通过连接片分别接入电度表三个电压线圈，电度表才能正常工作）。图1-50（a）所示为三相四线制电度表直接接线的安装示意图。图1-50（b）所示为三相四线制交流电度表接线示意图，图1-50（c）所示为三相四线制电度表安装连接片接线示意图。

（5）三相三线制交流电度表的安装与接线　三相三线制交流电度表有8个接线端子，其中1、4、6为相线进线端子，3、5、8为相线出线端子，2、7两个接线端子空着（目的是与接入的电源相线通过连接片取到电度表工作电压并接入到电度表电压线圈上）。图1-51（a）所示为三相三线制交流电度表的安装及实际接线示意图，图1-51（b）所示为三相三线制交流电度表接线示意图。

（6）间接式三相三线制交流电度表的安装与接线　间接式（互感器式）三相三线制交流电度表配两只相同规格的电流互感器，电源进线中两根相线分别与两只电流互感器一次侧L1接线端子连接，并分别接到电度表的2和7接线端（2、7接线端上原先接的小铜连接片需拆除）；电流互感器二次侧K1接线端子分别与电度表的1和6接线端子相连；两个K2接线端子相连后接到电度表的3和8接线端并同时接地。电源进线中的最后一根相线与电度表的4接线端相连接并作为这根相线的出线。电流互感器一次侧L2接线端子作为另两相的出线。间接式三相三线制交流电度表的实际接线如图1-52（a）所示，间接式三相三线制交流电度表的接线线路如图1-52（b）所示。

（7）间接式三相四线制交流电度表的安装接线　间接式三相四线制电度表由一块三相电度表配用3只规格相同、比率适当的电流互感器，以扩大电度表量程。接线时3根电源相线的进线分别接在3只电流互感器一次绕组接线端子L1上，3根电源相线的出线分别从3只互感器一次绕组接线端子L2引出，并与总开关进线接线端子相连。然后用3根绝缘铜芯线分别从3只电流互感器一次绕组接线端子L1引出，与电度表2、5、8接线端子相连。再用3根同规格的绝缘铜芯线将3只电流互感器二次绕组接线端子K1与电度表1、4、7接线端子以及K2与电度表3、6、9接线端子相连，最后将3个K2接线端子用1根导线统一接零线。由于零线一般与大地相连，使各互感器K2接线端子均能良好接地。如果三相电度表中如1、2、4、5、7、8接线端子之间有连接片，应事先将连接片拆除。间接式三相四线制交流电度表的实际接线线路如图1-53（a）所示，间接式三相四线制交流电度表的接线线路如图1-53（b）所示。

随着数字电子技术的进步，老式机械电度表正逐步退出历史舞台，取代它的是计量更准、更便于管理的电子式电能（度）表。

1.3.4　功率表

功率表主要用来测量电功率，如图1-54所示。

在配电屏上常采用功率表（W）、功率因数表cosф、频率表（Hz）、三块电流表（A）经两只电流互感器TA和两只电压互感器TV的联合接线线路，如图1-55所示。

接线时注意以下几点：

①三相有功功率表（W）的电流线圈、三相功率因数表（cosф）的电流线圈以及电流表（A）的电流线圈与电流互感器二次侧串联成电流回路，但A相、C相两电流回路不能互相接错。

②三相有功功率表（W）的电压线圈、三相功率因数表（cosф）的电压线圈与电压互感器二次侧并联成电压回路，但各相电压相位不可接错。

③电流互感器二次侧“K2”或“—”端与第三只电流表A末端相连接，并需作可靠接地。