【2017年】六电参数的测量

第六章

电参数的测量第四节

接地电阻的测量第三节

兆欧表第一节

概述Evaluation

only.ed

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Aspo第se二.S节lide电s

桥for

.NET

3.5

Client

ProfiCopyright

2004-2011

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Ltd.学习目标:掌握电阻、电容、电感的测量方法。了解直流电桥Ev的al电u路at结i构on、o工nl作y原.理和技术特edw性i。t。hAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfiC理op解y交ri流gh电t桥2.00兆4欧-欧2表01及1接A地sp电os阻e测P量ty仪L的td原.理和结构。掌握电桥、兆欧表、接地电阻测量仪的选择、使用和维护方法。第一节

概

述一、电阻的测量方法据测量原理而言,可以分为直接测量和间接测量。Evaluationonly.edwith(1A)s直po接s测e.量Slidesfor.NET3.5ClientProfi利用Co专py门r测ig量h电t电阻20的04电-工20仪11表A对s地po那se组P进t行y测Lt量d.的方法。如利用电阻表或者直流电桥测量。(2)间接测量通过测量与电阻有关的电量,根据这些电量与电阻的关系计算出电阻。第一节 概 述电压表-电流表法也称伏-安法。电压表-电流表法测量电阻的线路通常有两种,即电压表前接合电压表后接。图6–1。Evaluationonly.edwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfiCopyright2004-2011AsposePtyLtd.图6-1 电压表-电流表法测量电阻的线路一般来说,电压表前接的线路,适合于被测电阻RS较大的情况。而电压表后接的线路,适合于被测电阻RS较小的情况。二、电容和电感的测量方法第一节

概

述(6

-

2)电容的测量方法电压表 - 电流表法。Eva串lu联at一i可on调o电nl感y.L,此方法ed

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Aspose.Sli要de求s电f压or表.内NE阻T很3大.5。Client

ProfiCopyright200若4电-2压01表1读A数sp为osUe,P电ty流L表td.图6-1 电压表-电流 读数为I,电源频率f为已知,则表法测量电容图6-1容的一种线路调节R、L、C

使毫安表读数最至位置2,保持R、L、C不变,调节标准电容Cs,使毫安表读数与上次读数相同,则此时有Cx=Cs。第一节 概 述(2)替代法。LC的介入使电路能够进入谐振状态,以使毫安表有较大的读数。Evaluationonly.edwithAspose.Slidesfo测r量.N时E,TS3.首5先C接li至en位t置Pr1,o,fiC替o代p法yr测i量g电ht20大0,4-并20记1下1该As读p数o数s；e然Pt后y将LtSd接.容的一种线路将电源频率f0和标准电感的数值带入上式即可确定被测电容。(6

-

3)第一节 概 述(3)谐振法。测量时，调节信号发生器的频率，使电压表读数最大，此时电路达到谐振，则:Evaluationonly.ed

w图it6

h-1As谐p振o法se测.量S电lides

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Ltd.第一节

概

述(4)电解电容的测量方法。测量前，应考虑以下因素:首先,电解电容的容量较宽,一般电容电桥的测量范围难于满足要求。Evaluation

only.edwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfi其次C,op电y解ri电gh容t的2数00值4随-随2频01率1变A化sp很os大e。PtyLtd.最后,电解电容的端钮(或引线)有“+”、“-”极性标志。在工作和测试时应保证“+”极性端的点位高于“-”极性端的点位。第一节

概

述图

6

-

6

用电压表测量电压表分别测出电压UX和YS，则有:①用电压表测量电解电容器。降压变压器T

和调节电位器RP

是用来调节测试交流电压的；电源E

供给被测电解电容器CX

S可得(6

-

4)和标准电容器

C

直流E流v偏al压u；ation

onl电y解.解电容的线路ed

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Profi测量C时opCXy与riCgSh是t串20联0接4-入2交0交1流1电As源p的os,e两Pt只y交L流t流d.第一节

概

述②电容电桥法测量电解电容器。图

6

-

7

电容电桥测量电解电容的线路这种方法适用于测量容量不大的电解电容器。流旁路电容。Evalu图a中t中iRoRn是o保n护ly电.阻,C是交ed

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ProfiCopyright2004这-2种0测11量A方sp法o的se步P骤ty与L一t般d.电桥相同，当电桥平衡时有:法测量电感的线路两端的电压U,则线圈的阻抗(6

-

5)第一节 概 述电感的测量方法空心电感的测量①电压表 - 电流表法Evaluationonly.edwit用h电As流p表os测e出.S电li流deIs,f用or.NET3.5ClientProfi高内阻的C电o压py表r测ig出ht电2感0线04圈-201图16A-s8po用s电e压P表t-y电L流t表d.第一节

概

述(6

-

6)(6

-

5)图6-8 用电压表-电流表法测量电感的线路Evaluationonly.edwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfi低频C情op况y,ri可g用ht测2量00直4流-2电01阻1的A方sp法os测e出PtRyX,L如tdf.已知,则被测电感图6-9用三表法测量电感的线路第一节 概 述②三表法利用电压表、电流表和功率表分别测量出电感线圈的U、I和P,然后计算电感,即(6

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Ltd.图6-11谐振法测量电感的桥式线路第一节 概 述③谐振法调节信号发生器的频率f和可调标准电容CS,使CS并联的电压表读数最大,此时电路谐振,有此外,用谐振法测电感页可以采用桥式线路,如图6-11所示。(6

-

9)Evaluation

only.ed图w6i-t1h0

A谐sp振o法s测e量.电Sl感i的d线e路s

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Ltd.第一节

概

述③谐振法0图

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谐振法测量电感的线路 图

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-

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谐振法测量电感的桥式线路(6

-

10)(6

-

11)Evaluationonly.edwithAspose.Slidesfor.NET3.5Client(6P-r-o9f)i若电C桥o电py源r频ig率ht为2f00,4有-2011AsposePtyLtd.第一节

概

述(2)铁心电感的测量大时,非线性不能忽略。采用电压表-电流表法或者若铁心电感线圈工作时无直流通过且动态范围不宽时,可以不考虑非线性,此时可用测量空心电感的方法来测量。Evaluationonly.ed

with当A铁sp心o电se感.S线l圈id工e作s

f时o无r

直.N流E通T通3过.但5

工Cl作ie电n流t

较Profi三表法,Co不p能yr用ig电h桥t测20量04。-2011AsposePtyLtd.当铁心电感线圈工作时有直流通过时,测量中必须加入等值的直流偏置电流。图6-12是这类电桥引入直流偏置的两种方法。第一节

概

述(2)铁心电感的测量图6-12用交流电桥测量铁心电感时引入直流偏置的两种方法Evaluation

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Ltd.第二节

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桥单臂电桥的原理电路(6-13)图6-13一、直流电桥直流电桥的分类可以分为直流单臂电桥和直流双臂电桥。直流单臂电桥Evaluation

only.ed

with①As工p作o作s原e.理S。lides

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Profi电桥Co平p衡yr时ig,h指t零20仪04-2011AsposePtyLtd.表 G 中无电流通过。可以得到第二节

电

桥把被测电阻 Rx接于 a-c桥臂上,其他用标准电阻或者可调标准电阻,可得通常把接入R2和R3的桥臂称为比例臂,接入R4的桥臂称为比较臂。(6

-

13)较,从而实现测量电阻的目的。Evaluation

only.edwith即A通sp过o电se桥.S,l把id被e测sf电o阻r.RNE与T标3准.5电C阻li进e行nt比ProfiCopyright

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Ltd.第二节

电

桥计的。(1)直流双臂电桥又称凯尔文电桥。用来测

10-5

1的小电阻。图6-13直流双臂电桥原理电路测量时,连接线电阻及接触电阻对测量的影响较大,必须设法消除,E直va流l双ua臂t电i电o桥n就on是l从y.这点出发设ed

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Profi①C工o作p作y原ri理g。ht

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Ltd.第二节 电 桥① 工作原理电桥平衡时，IG=0，则有I1=I2，I3=I4，由电路可得下面方程Evaluationonly.edwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfiCopyright2004-图2061-1113As直p流o双s臂e电P桥t原y理L电td路.解方程得:(6-16)第二节

电

桥图6-13直流双臂电桥原理电路①

工作原理。(6

-

16)(6

-

17)适当选择四个桥E臂valuationonly.edw电i阻th，A使sp得o:se.Slidesfor.NET3.5ClientProfiCopyright2004-2011AsposePtyLtd.2.直流电桥的技术特性第二节

电

桥可以获得很高的准确度。表

6

-

1

我国直流电桥的准确度等级Evaluationonly.edwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfiCopyright2004-2011AsposePtyLtd.电桥的准确度等级是指在其“基本量程”范围之内,在正确使用条件下,测量误差不会超过准确度等级的要求。表 6-2 列出了集中直流电桥的技术特性。第二节

电桥表6-2几种直流电桥的技术特性Evaluationonly.edwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfiCopyright2004-2011AsposePtyLtd.直流电桥可以制成单 - 双臂两用电桥,这种电桥的测量范围很大,如上表所示的 QJ17 等。第二节 电 桥直流电桥的使用方法根据被测电阻的阻值范围和对测量的准确度要求，正确选用电桥。正确选用外附Ev检al流u计at。iononly.edwith(3A)s当po需s外e.接Sl电i源de时s，f电o电r源.的NE正T负3.极5应C与li面e板n板t上P标rofi有“+”C.op“y-r”ig的h接t线20端04钮-分20别1连1连接As。posePtyLtd.把被测电阻接到电路面板上标有“Rx”的连个接线端钮上。测量前应估计被测电阻的阻值适当选择比例臂的倍率挡。3.直流电桥的使用方法第二节

电

桥测量时先将检流计的锁钮打开,然后按下电源按钮并锁住,以接通电源。测量完毕后,应先松开检流计按钮,再放开电源支路按钮,特别是E当va被l测ua元t件i件o中n含on有l电y.感量时,更ed

w应i遵th守A这sp一o顺se序.S。lides

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Profi(8)C在op某y些ri情gh况t应2注00意4以-以2下01几1点A。sposePtyLtd.① 对含电容元件测量时先给电容放电 1min 。② 需考虑温度影响时,应记录下温度。③ 精密测量中,改变电源极性,进行两次测量,取其平均值作为测量结果。二、交流电桥第二节

电

桥图

6

-

19

交流电桥的原理线路据复数相等条件有使IG=0时,有(6

-

18)下,复阻抗可以写为(6

-

19)交流电桥主要用于交流等效电阻及时间常数，电容及其介质损耗，自感及线圈品质因数等电参数。1.交流电桥的原理调节电桥的桥臂E参va数l，uationonly.ed

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Ltd.在正弦交流电的情况2.交流电桥的一般结构第二节

电

桥为了使电桥的结构简单和调节方便,一般将交流电桥中的两个桥臂设计为纯电阻,另外一个桥臂则根据线路和测量对象配置合适的电抗元件,而最后一桥臂则用于接入相应的E被va测l电ua抗t元i元o件n。only.edwith根A据sp被o测se元.S件l性id质e不sf同o,r交.N流E电T电桥3.可5分Cl为ie电n容t电Profi桥、电感Co电p桥yr两ig种h。t2004-2011AsposePtyLtd.需要注意的是,交流电桥的平衡必须饭仿佛调节两个桥臂的参数,所以交流电桥的平衡调节比直流电桥困难一些。第三节

兆欧表图

6

-

20

磁电系比率表的基本结构磁电系比率表是一种特殊形式的磁电系测量机构。一、结构和工作原理1.结构兆欧表的基本 Evaluationonly.edw结it构h式A一sp台os手e摇.S发lidesfor.NET3.5ClientProfi电机和一Co只py磁r电ig系ht2004-2011AsposePtyLtd.比率表。第三节 兆欧表工作原理磁电系比率表由于两个动圈中电流磁场作用,产生两个方向相反的转矩,若其中一个电流I1产生转动力矩,另一个电流I2产生反作用力Ev矩a。lu平a衡ti时on,o指n针ly偏.转角为 。edwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientProfi有Copyright2004-2011AsposePt(y6L-t2d0.)与测量电路中的电源电压无关。动圈1、内附电阻RC被测电阻RX串联；动圈2和内附电阻RV串联,承受相同电压U。有第三节

兆欧表(2)兆欧表Evaluation

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ProfiCopyright2004-2011AsposePtyLtd.图6-21 兆欧表的测量电路把上两式代入(6-20),既得(6-21)二、兆欧表的选择及使用维护方法第三节

兆欧表1.兆欧表的选择对于电压高的电气设备，必使用额定电压高和测量范围大的兆欧表进行测量。而对于电压较低E的va电l力ua设t备i备o，n其on内l部y.绝缘所能承edw受i的th电A压sp不o高se，.S应l选id用e额sf定o电r压.N低E的T的兆3.欧5表Cl。ientProfiCopyr表i6g-h3t兆20欧0表4电-压20等1级1选A择s举p例osePtyLtd.国产兆欧表主要技术参数第三节

兆欧表表6-4Evaluation

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Ltd.(3)一般测量,将被测端钮,E端接地。图

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测量线路绝缘电阻接线图第三节 兆欧表兆欧表的使用和维护方法在被测电气设备不带电的情况下测量。测试前,放置在水平地方,有水平调节的兆欧表调好本身水平位置,可以避免摇动发电机手柄时因表身摇动而影响读数E。valuationonly.ed

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Profi绝缘电阻Co接p到yrLig和htE两20个04-2011AsposePtyLtd.接线端钮上；若被测对戏那个为线路的绝缘电阻时,应将被测端连接到L接线2.兆欧表的使用和维护方法忌忽快忽慢而使是真摆动,加大误差。第三节

兆欧表(4)测量绝缘电阻时,放电机手柄应由慢渐快地摇动,若发现指针指零,说明被测绝缘物有短路现象。若指示正常,应使发E电va机l转ua速t稳i稳o定n在on规l定y.范围内,切ed

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Profi(5)C测op量y完ri毕gh后t,2当00兆4欧-欧2表01没1有A停sp止os转e动P或ty被L测td物.没有放电前,不可用手去触及被测物测量部分和进行拆线工作。第四节

接地电阻的测量表6-5在电力系统中,为防止电力设备绝缘层被击穿和因漏电是电力设备外壳带电,一般要把设备的外壳接地。接地装置必须十分可靠,其接地电阻必须保证在一定的范围之内。各类Ev接a地l装u置at的i接o地n电o阻n合ly格.值ed

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Ltd.一、电压表-电流表法第四节

接地电阻的测量而高内阻的电压表测量的是 Rx 上的电压降,按公式Rx = U/I即可算出被测接地电阻的数值。变压器起着隔离测量线路与交流电网的作用；辅助电流电极C用以构成接地电Evalu流at回i路on；o辅n助l助y电.位电极P用ed图wi6-t2h4

A电s电p压o表s–e–.电S流l表i表d法e测s量f以or构.成NE测T量3线.5路C。lient

Profi接地Co电p阻y的r线ig路ht2004-2011AsposePtyLtd.图中电流表测量的是流过被测电阻 A 的电流 I,二、电桥法第四节

接地电阻的测量图6-25电桥法测量接地电阻的线路测量接地电阻的原理线路如图6-25所示。测量中，需要二次对电桥进行平衡调节。首先把S接到位置“1”，调节可调电阻R使指零仪指针指零。此时R被E被v可al动u端at分io为n两o部nl分y.，设为R11和edRw1i2，th然A后sp将osSe接.到Sl位id置e“s2f”or，.重NE复T上3部.5，C得li到enR2t1和P和rofiR22，则被Co测p接yr地i电gh阻tR2Rx0按04下-2式0计11算A:sposePtyLtd.(6-22)三、补偿法第四节

接地电阻的测量原理:交流发电机输出电流I1，流经电流互感器TA一次绕组到接地体A，经大地和辅助电流电极CEvalua构ti成o一n一o个n闭ly合.回路。e图d6w-i2t6h补As偿p法o测s量e.接S地l电i阻de的s线路f路or.NET3.5ClientProfi接地Co电py流r在ig接ht地2电0阻04R-x2上01的1压A降sp为osIeRxP，ty接L地t电d电.阻RC时同样形成压降IRC。调节补偿电阻R，使电流I1流过电极A.P之间的接地电阻Rx后，且电流互感器二次绕组电流流过补偿电阻R后，P电极的电位与R可动端的电位相等，即检流计指零。这时有(6-23)四、接地电阻测量仪第四节

接地电阻的测量图6-27ZC-8型接地电阻测量仪常用的过长接地测量仪有ZC-8型和ZC-29型等几种。(1)结构Evaluation

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Ltd.第四节

接地电阻的测量辅助电极。测量时,分别用图

6

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ZC

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8型接地电阻测量仪(2)工作原理根据补偿原理制成