1、第九章第九章 电测量指示仪表的选择与校验电测量指示仪表的选择与校验第一节第一节 电测量指示仪表的技术特性比较电测量指示仪表的技术特性比较第二节第二节 电测量指示仪表的选择电测量指示仪表的选择 一、按被测量的性质选择仪表的类型 二、仪表准确度的选择 三、仪表量限的选择 四、仪表内阻的选择 五、仪表工作条件的选择第三节第三节 电流表和电压表的校验电流表和电压表的校验 一、校验的基本知识 二、直接比较法校验电工仪表的线路第四节第四节 功率表和电能表的校验功率表和电能表的校验 一、功率表的校验 二、电能表的校验 三、电能表校验步骤及校验接线思思 考考 题题 第九章第九章 电测量指示仪表的选择与校验电测
2、量指示仪表的选择与校验 为了在实际中更好地选择和使用各种指示仪表，对各种电测量指示仪表的技术特性进行比较是非常重要的。通过各方面特性比较，才能正确选择出合适的仪表。电测量指示仪表在使用一段时间后，其技术特性将发生变化，如果变化太大，将影响测量的准确性，因此，使用中的或修理后的电工仪表，都必须定期进行校验。本章将讨论有关仪表的选择和校验的相关问题。第一节第一节 电测量指示仪表的技术特性比较电测量指示仪表的技术特性比较 表9-1中给出了常用各种电测量指示仪表的技术特性综合比较，其中只列出了各种电工指示仪表的主要特性。应当指出：仪表的结构决定了它的特性，例如，整流系仪表是由磁电系表头与整流电路组成，
3、因此它具有磁电系仪表的部分特性，同时又具有由于整流电路（整流元件）所造成的特性。 表9-1中所列的静电系仪表，可直接测量几十千伏甚至更高的电压，亦可以测量很低的电压，并能交、直流两用。它的主要特性有： 1）能测量有效值，因为偏转角与U2成正比，因此能用来作传递仪表。 2）使用频率范围宽，能在直流和交流10Hz至几兆赫范围上使用。 3）输人阻抗高，测直流时，它的电阻是绝缘通路的漏泄电阻。在测量直流或交流时，功耗都极小。 4）非线性标尺，近似为平方规律，但可以用改变叶片形状等措施加以改善。第二节第二节 电测量指示仪表的选择电测量指示仪表的选择 合理地选择仪表和测量方法是完成某项测量任务的保证，所谓
4、合理选用是指在工作环境、经济比较、技术要求等前提下选择型式、准确度和量程均适当的仪表，以及选择正确的测量电路、测量方式、方法以保证要求的测量精度，一般按以下原则进行选择。 一、按被测量的性质选择仪表的类型一、按被测量的性质选择仪表的类型 1）看被测量是交流还是直流 直流可选用直流电位差计、磁电系、电动系或电磁系仪表。交流则可选用电动系和电磁系。由于直流测量的准确度一般比交流高，所以测量交流也可以先通过变换器，将交流转换成直流，然后用直流仪表进行测量。 2）看被测量是低频还是高频 对于50Hz的工频，电磁系、电动系、感应系都可以使用。电动系和整流系还可以扩大到几千Hz，超过1000Hz的交流，一
5、般要选用电子伏特计，也可选用热电系仪表，热电系仪表是热电变换器与磁电系的组合，交流电经电阻转换为热能，然后用变换器转换为直流电压再进行测量。 3）看被测量是正弦还是非正弦 常用交流表都是用正弦波的交流进行刻度的，并且一般皆刻成有效值。这些表都属于有效值电表，可以用来测量正弦波的有效值。如果要测量正弦波的平均值、峰值、峰峰值则可按表9-2的关系进行换算。表9-1 各种电工指示仪表的性能比较 型式型式性能性能磁电系磁电系整流系整流系电磁系电磁系电动系电动系铁磁电动系铁磁电动系静电系静电系感应系感应系测量基本量（不加说明时为测量基本量（不加说明时为电流或电压）电流或电压）直流或交流的恒定分量交流平均
6、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、频率等交流有效值或直流，交、直流功率及相位、频率等直流或交流电压交流电能及频率使用频率范围使用频率范围一般用于直流451000Hz（有的可达5000Hz）一般用于50Hz一般用于50Hz一般用于50Hz可用于高频一般用于50Hz准确度（等级）准确度（等级）一般为0.52.5级高可达0.10.05级0.52.5级0.52.5级一般为0.52.5级高可达0.10.05级1.52.5级1.02.5级1.03.0级量限大量限大致范围致范围电流电流几微安到几十微安几十毫安到几十安几毫安到100A左右几十毫安到几十
7、安几十毫安到几十安电压电压几千毫伏到1kV1V到数千伏10V到1kV左右10V到几百伏几十伏到500kV几十伏到几百伏功率损耗功率损耗小小大大大极小大波形影响波形影响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防御外磁场能力强强弱弱强强标尺分度特性标尺分度特性均匀接近均匀不均匀不均匀（功率均匀）不均匀不均匀过载能力过载能力小小大小小大大转矩（指通过表头电流相同转矩（指通过表头电流相同时）时）大大小小较大小最大价格（对同一准确度等级的价格（对同一准确度等级的仪表的大致比较）仪表的大致比较）贵贵便宜
8、最贵较便宜贵便宜主要应用范围主要应用范围作直流电表作万用电表作板式及一般实验室电表作板式交直流标准表及一般实验室电表板式电表作高压电压表作电能表求已知平均值有效值峰值峰峰值平均值1.111.573.14有效值0.9001.4142.83峰值0.6370.7072.00峰峰值0.3180.3540.500 如果用按正弦波刻度的有效值电表测量非正弦波，那么仪表读出的有效值是否等于非正弦波的真正有效值，必须视仪表的类型而定。电动系、电磁系仪表它们的转动力矩由有效值决定，所以不论被测电压或电流的波形是否是正弦，都可以直接读出有效值（当然还要看频率范围是否允许）。如果是整流系仪表，例如万用表，它们的转动
9、力矩由平均值所决定，读出的有效值，不等于被测的非正弦有效值，必须根据波形因数换算，即 （式9-1） 式中 U按刻度读出的电压值； 2.22正弦波半波整流波形因数； K被测电压波形因数（可参看表9-3）； Ux被测电压实际值。 可见测量非正弦电流或电压的有效值，选用电动系仪表，电磁系仪表读数比较方便，但频率范围有限，整流系仪表则增加换算的麻烦。 二、仪表准确度的选择二、仪表准确度的选择 选择电压表或电流表的准确度必须结合测量要求，根据实际需要选择合适的准确度。仪表的准确度既不能选的太低，也不能选的太高。因为选用高准确度的仪表，不仅价格高，而且使用时有许多严格的操作规范和复杂的维护保养条件，这便会
10、增加不必要的负担，同时也不一定都能收到准确的测量效果。表9-2 换算表UKUx22. 21名称波形峰值有效值平均值正弦波 半波整流后的正弦波全波整流后的正弦波三角波方 波方脉冲隔直后方脉冲锯齿波梯形波MUMUMUMU341MUMUMU1MUMUMUMUMUMUMUMUMUMUMU707. 0MU5 . 0MU5 . 0MU707. 0MU577. 0MU5 . 0MU577. 0MU637. 0MU318. 0MU637. 0表9-3电压波形因数 一般把0.1、0.2级仪表作为标准表或作为精密测量仪表。0.5、1.0级仪表作为实验室测量仪表，1.5级以下的作为一般工程测量仪表，超过0.1级则需
11、要选用比较仪表，例如电位差计。 因为测量误差为仪表误差和扩程装置误差两部分之和，所以应选择比测量仪器本身高23级的配套用的扩大量程的装置（例如分流器、附加电阻、互感器等）。 仪表与扩程装置配套使用时，它们之间的准确度关系见表9-4。表9-4仪表与扩程装置准确度关系 三、仪表量限的选择三、仪表量限的选择 所有指示仪表，只有在合理量限下，仪表准确度才有意义，否则测量误差会很大。例如用量限为150V，0.5级电压表，测量100V电压，测量结果中可能出现的最大绝对误差为 相对误差为 同一电压表测量20V电压可能出现的最大相对误差为 计算结果表明， 是 的五倍，故测量误差不仅与仪表准确度有关，而且与使用
12、的量限有密切关系，一定要把仪表准确度和测量结果误差区分开。)(75. 0150%5 . 0%VAKmm%75. 010075. 011xmA21仪表等级分流器或附加电阻电流或电压互感器0.10.10.51.01.52.55.0不低于0.05不低于0.1不低于0.2不低于0.5不低于0.5不低于0.5不低于1.00.2（加入更正值）0.2（加入更正值）0.2（加入更正值）1.01.0%5 . 32075. 022xmA 为了充分利用仪表准确度，应按标尺使用在后1/4段来选择量程，在标尺中间位置测量误差可能比后1/4段大两倍，应尽量避免使用标尺的前1/4段。 四、仪表内阻的选择四、仪表内阻的选择为
13、了减小误差，应根据测量对象电路中的阻抗大小，适当选择仪表的内阻。仪表内阻的大小、反映仪表本身的功耗。为了不影响被测电路的工作状态，电压表内阻应尽量大些，量程越大，内阻应越大。电流表内阻应尽量小些，量程越大，内阻应越小。 【例9-1】 用电磁系0.5级，量限为300V，内阻为10k的电压表，对图9-1电路中的R1上电压进行测量，计算由内阻影响产生的测量误差。 解： 的实际值为 用电压表测量值为 相对误差 为仪表基本误差0.5%的66倍。 若改用2.5级，内阻为2000k，量程为300V的万用表，则 可见由于电压表内阻大，尽管电压表准确度较低，而测量误差反而小。 【例9-2】 图9-2电路，用0.
14、5级，内阻为1000的毫安表测量电路的电流。电路电压为60V，负载电阻为400，求内阻影响带来的误差。 解：为电流实际值，即图9-1 电压表内阻对测量结果的影响1RU)(1501010103001VUR)(1001010101010101010103001VUR%33%10015050)(4 .149300211111 VRRRRRRRRRUvvvvR%4 . 0%1001501504 .149图9-2 电流表内阻对测量结果的影响)(15040060mAI 用毫安表测量值 可见在某种情况下，内阻对测量误差的影响远远超过仪表准确度对测量误差的影响。 五、仪表工作条件的选择五、仪表工作条件的选择
15、根据使用环境和工作条件（例如是在实验室使用还是安装在开关板上）、周围环境温度、湿度、机械振动、外界电磁场强弱等选用合适的仪表。 国家标准GB/T 7761976规定：仪表按使用条件分A、A1、B、B1、C ，它们的工作条件规定见表9-5。 标准还规定仪表外壳防护性能有：普通、防尘、防溅、防水、水密、气密、隔爆等七类一般不加说明的指普通式、A组仪表。 总之，选择电测量指示仪表必须全面考虑各方面因素，同时应抓住主要因素。例如对于高频，测量时频率误差是主要的，因此要选用电子系仪表。高精度的测量，准确度是主要的，因此要选用准确度比较高的仪表。如果要测量电压，被测的两点间电阻又比较大，则应选用内阻比较大
16、的电压表。表9-5仪表按使用条件规定第三节第三节 电流表和电压表的校验电流表和电压表的校验 电测量指示仪表在使用一段时间后，由于机械磨损、材料老化等因素的影响，其技术特性将发生变化。如果变化太大，将影响测量的准确性。因此，国家规定对使用中的或修理后的电工仪表，都必须校验。所谓校验，就是对仪表进行质量检查，看它是否达到规定的技术性能，特别是看准确度是否达到标定值。 一、校验的基本知识一、校验的基本知识 1.1.校验的基本方法校验的基本方法 对电工仪表进行校验，主要是测量被校验仪表在规定的条件下工作时，其准确度是否达到规定值。例如，测定被校验仪表防御外磁场性能，就是让被校验仪表在试验磁场中工作时，
17、测量其准确度是否达到规定值。 2.2.校验期限校验期限 根据国家规定：0.1、0.2、0.5级标准表每年至少进行一次校验。其余仪表的校验周期见表9-6。)(43100040060mAI分 组AA1BB1C工作条件温度04020504060相对湿度95%（+25）85%95%（+25）85%95%（+35）最恶劣条件温度406040605060相对湿度95%（+35）95%（+30）95%（+30）95%（+35）95%（+60）表9-6 电工仪表的校验期限 3.3.校验项目和检查方法校验项目和检查方法 仪表的校验项目、校验方法应按照国家对不同仪表的规定标准来确定，具体要查相关的规程。 4.4.
18、校验的一般步骤校验的一般步骤 1）校验前的检查：先检查外观，看是否有零件脱落或损坏之处，并轻轻摇晃被校表，看指针是否回到零位，如发现非正常现象，应予以消除。然后将仪表通电，使其指针在标尺上缓慢上升或下降，观察是否有卡针现象，如有，应经过修理后才能进行校验。 2）确定校验方法：根据仪表的类别及准确度确定校验方法，见表9-7。表9-7校验方法的选择 一般最常用的方法为直接比较法，即将被校表与标准表直接比较的方法。采用直接比较法时，标准表及与标准表配套使用的分流器、互感器的级别应符合表9-8中的规定，标准表的量限不应超过被校表量程上限的25%。仪表种类安装场所及使用条件校验周期配电盘指示仪表和记录仪
19、表主要设备和主要线路的配电仪表每年一次其他配电盘仪表每两年一次试验用指示仪表和记录仪表标准仪表每年一次常用的携带式仪表每年两次其他携带式仪表每年一次电能表标准电能表（回转表）每年两次发电机和主要线路（大用户）的电能表每年两次容量在5kW以上的电能表每两年一次容量在5kW一下的电能表每五年一次受检项目仪表类别检定方法直流下的基本误差及升降变差0.10.5 级直流及交直流标准表直流补偿法、数字电压法额定及扩大频率范围下的基本误差及升降变差0.10.5 级交直流两用及交流标准表交、直流比较法直流及交流下的基本误差及升降变差0.2 级工作仪表及0.55.0 级仪表直接比较法表9-8 标准表、分流器、互
20、感器及与被校表之间的级别关系 3）确定校验电路：根据所确定的校验方法和被校表的实际情况，选择校验电路。 4）校验时的工作条件：校验前仪表和附件的温度与周围空气的温度相同；有调零器的仪表应在预热前先将指示器调到零位，在校验过程中不允许重新调零。所有影响仪表示值的量应在该表技术说明书规定的范围内。 5.5.校验时测量次数的规定校验时测量次数的规定 1）检定被校表基本误差时，应在标度尺工作部分的每一个带有数字的分度线上进行如下次数的测量： 0.1级和0.2级标准表应进行4次，即上升下降各一次，然后改变通过仪表的电流方向，重复上述测量。 磁电系和0.5级以下的其他系列仪表仅需在一个电流方向上校验2次即
21、可。 2）对于50Hz的交直流两用仪表，一般应在直流下校验；对于有额定频率的交流仪表，应在额定频率下校验；对于有额定频率或扩展频率的交直流两用仪表（或交流仪表），一般对一个量限在直流下（或工频50Hz）全校，而对上限频率和下限频率只校三个数字分度线；当交直流两用仪表在直流下与交流下的准确度级别不同时，应分别在直流和交流下校验。 3）确定多量限仪表误差时，可采用如下方法： 共用一个标度尺的多量限电压表、电流表及功率表，可只对其中某一个量限进行全校，而其余量限只校四个数字分度线（即起始有效数字分度线、上限数字分度线、全部校验量限中正负最大误差数字分度线）。 可以采用测量附加电阻的方法对电压表的高压
22、档进行校验。 6.6.测量数据的计算、化整和仪表准确度的确定测量数据的计算、化整和仪表准确度的确定 1）测量数据的记录和计算，应按有效数字的规则进行。 2）计算被测仪表的准确度，应取标准表4次（或2次）测量结果的算术平均值作为被测量的实际值。 对0.1级和0.2级仪表，对上限的实际值化整后应有5位有效数字；对0.5级仪表，应有4位有效数字。 3）取各次测量的实际值与被测仪表示值之间的最大差值（绝对值）作为被校仪表的最大基本误差。 4）确定被校表准确等级时，取记录数据中差值最大的作为最大绝对误差m，然后根据被测仪表的限量Am，计算出最大引用误差 。然后按表1-1，取比 稍大的邻近一级的值，作为被
23、校仪表的准确度等级。 5）根据测量数据，可以得出更正值和更正曲线。被校表的准确度级别标准表的准确度级别与标准表一起使用的互感器级别与标准表一起使用的分流器级别不考虑更正考虑更正0.20.51.01.52.55.00.10.20.50.50.50.10.20.50.50.050.10.20.20.20.20.050.10.20.20.20.5 二、直接比较法校验电工仪表的线路二、直接比较法校验电工仪表的线路 下面介绍几个常用的电测量指示仪表校验线路。 1.1.电流表校验电路电流表校验电路 1）直流电流表的校验电路如图9-3所示，其中图9-3（a）所示的电路适合于校验量限较小的电流表，调节 、 可
24、以改变校验回路电压的大小，调节 可以改变校验回路的电阻的大小。这三个电阻配合使用，可以比较平滑地调节并准确地达到所需要的电流值，各可调电阻的选择应使其额定电流大于被校表的量限。 图9-3 直流电流表的校验电路 、 、 可调电阻； 限流电阻； 标准电阻； 标准电流表； 被校验电流表 图9-3（b）所示的是利用标准毫伏表校验电流表的线路，所测电流实际值可按下式进行计算 （式9-2）式中 标准毫伏表的示值，mV； 标准毫伏表的内阻，； 标准电阻的阻值，。 2）交流电流表的校验电路如图9-4所示，图中自耦调压器的 、 用来调节交流电源电压；降压变压器 具有降低交流电源电压以适应校验要求和把校验回路与电
25、网电压（220V）隔离开的作用，RP用来调节校验电流的大小。1RP2RP3RP1RP2RP3RPRnR0AxA)(10300ARRRRUInn0URnR1T2TDT图9-4 交流电流表的校验线路 标准交流电流表； 被校交流电流表， 、 自耦调压器， 降压变压器；RP可调电阻DT0AxA1T2T 2.电压表的校验线路 1）直流电压表的校验线路如图9-5所示，其中 、 是用来调节电压的两个可调电阻。通常 的电阻值比 的电阻值大很多倍，这样就可以利用 作粗调， 作细调，使电压的调节较为平滑，从而便于获得校验所需要的读数。 2）交流电压表的校验电路如图9-6所示。 图9-5直流电压表的校验电路 图9-
26、6交流电压表的校验电路第四节第四节 功率表和电能表的校验功率表和电能表的校验 一、功率表的校验一、功率表的校验 下面简单介绍用“假负载法”来校验单相功率表的方法。图9-7所示的是单相功率表的校验电路，在这一电路中，W0为标准功率表，Wx为被校功率表。功率表的电流大小由自耦调压器和进行调节，而加在功率表上的电压大小由和调节。图中B是移相器，调节B可以改变、的输出电压与、输出电压之间的相位差，也就是可以改变功率表电压线圈上的电压与电流线圈中电流之间的相位差，因此这种线路也可以用来校验低功率因数功率表。这种校验电路的特点是，功率表的电流线圈和电压线圈由两个互不相关的电路供电，仪表的指示并不反映真实的
27、负载功率，故称这种校验电路为“假负载法”。它的优点是消耗功率小，所用校验设备的容量小，而且被校表的功率消耗不会影响标准功率表的读数。 图9-7 单相功率表的校验线路 二、电能表的校验二、电能表的校验 1.1.电能表的校验方法电能表的校验方法 电能表的校验就是对电能表是否合格作出鉴定，其主要任务是利用标准仪表（器）确定电能表的准确度等级。通过校验如果发现电能表的某些特性，特别是误差特性达不到规定的要求时，就应利用电能表的调整装置进行调整，使其合乎标准要求。 校验时所使用的标准仪表（器）及辅助设备的准确度以及校验方法是否得当，均会影响校验结果的准确度。我们把标准仪表（器）的误差与测量方法误差之和称
28、为校验精度。一般要求校验装置的精度应比被校表的准确度高3倍，即校验装置的相对误差应不大于被校表相对误差的1/3。故只有选用质量较高的校验设备，校验方法得当，才能收到满意的校验结果。 2.2.校验内容校验内容 新制造的电能表按我国国家标准规定，制造厂对电能表的校验分为： 1）定型试验：它是由制造厂或委托的专门机构，按照国家标准和产品的技术条件，对新设计的电能表的样品所进行的鉴定试验。 2）型式试验：指制造厂按照国家标准和产品技术条件对其生产的电能表所进行的例行检查试验。该试验，每年至少要进行一次，目的是防止已定型的电能表的结构、工艺、主要材料改变时，或批量生产的电能表间断后又重新生产时，其技术指
29、标有所改变。型式试验项目有：测定工作转矩、摩擦转矩、圆盘转速，还要测定电压、频率、温度、波形、自热、过负载、外磁场等特性，以及进行耐压试验等。 3）出厂检验：是指制造厂的质量监督部门在电能表出厂前，对每只电能表是否合格所进行的检验。经检验合格的电能表应加盖封印并出具质量合格证书。出厂检验项目主要有：测定基本误差、起动、潜动、绝缘试验，检查标志、外观以及三相电能表逆相序影响试验等。 3.3.安装式电能表的检验安装式电能表的检验 安装式电能表的检验也称一般性试验或周期检验。它是指运行使用中的电能表，依照相应的检验制度和规程而进行的定期检验。目的是保证电能表计量的准确性和可靠性。我国将电能计量装置分
30、为四类，并对每一类的现场检验周期和轮换周期都作了相应的规定。例如交流电能表检定规程SD109-83中规定：第类电能表每年至少现场校验一次，每23年轮换一次。 电能表周期检验又分为试验室检验和现场检验。 1）试验室检验：对新出厂和预防或恢复性检修后的电能表，在投入运行使用之前，必须在试验室经过下列项目的检验：直观检查；起动试验；潜动试验；测定基本误差；绝缘强度试验；走字试验；需量表需量指示器试验等。 2）现场检验：就是按规定的检验周期，在电能表安装现场在实负荷下对表所进行的检验。现场检验主要项目是：在实际运行中测定电能表的误差；检查是否有计量差错，计量方式是否合理；检查电能表与互感器二次回路连接
31、是否正确。 一般性试验中，重要项目是测定电能表的基本误差。下面就介绍几种测定误差的方法： （1）瓦秒法 由电能表相对误差公式 可知，若通过电路的功率P在某一段时间t内保持不变，则在t时间内的实际电量 。于是电能表相对误差公式又可表示为%10000WWW（式9-3） 根据式（9-3），可采用一只标准功率表（瓦特表）监视电路的功率并使之保持不变，再用一只标准计时器测量时间t，然后将被试电能表指示的电量W与Pt之差，与Pt相比较，以确定其误差。把这样确定电能表误差的方法称为瓦特表秒表法，简称瓦秒法。 瓦秒法是检验标准电能表和进行电能表特性试验时的主要方法。瓦秒法对试验设备要求严格，操作麻烦，工效较低
32、，故检验普通电能表一般不用此法，而是采用“标准电能表法”。在应用瓦秒法检验电能表时，可采用下述两种方式： 1）定转测时法：定转测时法是在维持加在被试电能表上的功率P不变的条件下，测量被试电能表圆盘转N转所需实际时间t，与转N转的算定时间T（也称理论时间）相比较以确定误差。误差计算公式为（式9-4） 式（9-4）中的算定时间T(s)，可根据被试电能表的铭牌上标注的电能表常数（即理论常数）按式 或 求得 （式9-5）式中 N试验时选定的被试电能表圆盘转数，r； 被试电能表铭牌上标注的电能表常数，r/（kWh） P试验时通过被试电能表的实际功率，W。 算定时间T的物理意义是：在功率P保持不变的情况下
33、，被试电能表无误差时圆盘转N转所需的时间。 在校验电能表时，需测定不同负载点下的误差。为简化误差计算，可在校验前算出电能表在其额定功率（ ）下圆盘转N转所需的时间T。在其他不同功率下，若功率值比额定功率小（或大）几倍，就把选定转数N减小（或增大）几倍，这样就可使误差公式（9-4）中的算定时间T保持不变。 另外，为减小校验中的偶然误差，转数N的选择应保证算定时间T不致过小。例如2.0级表T50s；1.0级以上的表T100s。采用自动化计时的，可适当缩短算定时间，但也应保证转数N不少于1整转。 2）定时测转法：定时测转法是在维持加于被试电能表上的功率P不变的条件下，测定给定的时间t内，被试电能表圆
34、盘的实际转数N与该时间（t）内圆盘的算定转数（理论转数） 相比较以确定误差。 根据电能表常数的定义及其表达式 或 ，不难将电能表的相对误差公式 变为（式9-6）式中 C电能表的实际常数，r/（kWh）； 电能表铭牌上标注的常数，r/（kWh）。%100PtPtW%100%100ttTPtPtPT)(10003600sPCNTxWNC PTNC xCnPWNC PTNC %10000WWW%100%100 xxxCCCCNCNCNxC 根据直接接入式的电能表常数式 ，实际电能表常数和铭牌上标注的电能表常数可分别表示为： （式9-7） （式9-8） 将式（9-7）和式（9-8）代入式（9-6）则得
35、 （式9-9）式中 N实测圆盘转数，即在恒定功率P下，经选定时间t，圆盘的实际转数。 算定转数，即在上述相同条件下，根据铭牌常数按式（9-8）算出的圆盘应转转数。 在应用定时测转法时，选定时间t应不小于60s。同时还应使圆盘转数满足读数精度的要求，即圆盘的最小分度与转数相比，应不超过被试电能表基本误差定值的20%。 定转测时法与定时测转法相比，前者准确、校验效率高、操作较方便，不仅适用于校验普通电能表，也适用于校验标准电能表；后者只适用于校验标准回转式电能表。 （2）标准电能表法 标准电能表法是根据式 ，将一只标准电能表与被试电能表接在同一电路中，在相同的功率下运行同样时间，然后比较它们的圆盘
36、转数以确定误差，因此又将此法称为比较法。比较法的校验精度决定于标准电能表的误差和操作的偶然误差。既不需测定时间，也不要求维持功率不变，操作简便，得到了普遍应用。 如果被校电能表铭牌上标注的常数为 ，实测圆盘转数为N；标准电能表铭牌上标注的常数为 ，实测圆盘转数为n。将两只电能表同时接入校验电路后，它们指示的电量分别为 和 ，于是被校电能表的误差为（式9-10）式中 n标准电能表的实测转数，r； 标准电能表的算定转数，r。 算定转数 的物理意义是：当被校电能表无误差时，其圆盘转N转，对应标准电能表圆盘应转的转数，也可把 称为理论转数。如两只电能表接于同一电路后，则测得的电量应是相等的，于是必有下
37、列关系成立 =)/(10003600hkWrPnCnnPtNC10003600PtNCx010003600%10000NNN0N%10000WWWxC0CxCNW 00CnW %100%100%1000000nnNnnNCCCNCNCNxx0N0N0NxCNW 000CNW 所以 （式9-11）式中 试验时，选定的被校表圆盘转数，r； 标准电能表铭牌上标注的常数， ； 被校电能表铭牌上标注的常数， 。 在实际校表中，当考虑到校验时的接线方式、标准表和被试表是否经互感器接入等因素，还需将 乘以一个系数，于是式（9-11）变为 （式9-12） 系数可按下述公式计算 （式9-13）式中 、 被校电能
38、表铭牌上标注的电流、电压互感器的额定变比； 、 与校准电能表联用的标准电流、电压互感器的额定变比； 接线系数，由校验接线方式决定。 例如，当被校表和标准表均经互感器接入，则式（9-11）中的 应以标准表的一次常数代入； 应以被试表的二次常数代入，于是算定转数 为（式9-14） 应指出，当被校表和标准表铭牌常数给出形式不同时，必须将其均换算为 后才能用式（9-11）求算定转数 。现将电能表铭牌常数形式不同时， 的计算公式列于表9-9中。NCCNx00N0CxC0NNKCCNx00JYLYLKKKKKK1LKYKLKYKJK0C0N000YLYLxYLxYLKKKKCCNKKCKKCN)/(hkW
39、r0N0N 应该指出，当考虑标准电能表本身的误差 时，应将式（9-10）修正为 （式9-15） 在应用比较法校验电能表时，为减小人为误差和偶然误差，测量应不少于两次，然后取其平均值计算被校表的误差。另外，为提高标准电能表的读数精度，选定被校表圆盘转数时，应保证标准表的算定转数 不小于10r为宜。 【例9-3】 某三相三线有功电能表，其铭牌数据 ， ， 。用瓦秒法校验其在 ， 时的误差，实测圆盘转66r用124.2s，求误差的数值。 解：根据已知条件求得算定时间为 被校表在 ， 时的误差根据式（9-2）为 (%)%10000nnN0NVUe380AIb10500 xC)/(hkWr1cosbII
40、 )(7 .1241103805006610003600sT1cosbII %4 . 0%1002 .1242 .1247 .124%100ttT表9-9 电能表铭牌给出的 的计算公式0N被校电能表铭牌常被校电能表铭牌常数给出的形式数给出的形式标准电能表铭牌常数给出的形式标准电能表铭牌常数给出的形式)/(01hkWrC)/(02rhWC)/(03rsWC)/(1hkWrCx)/(2rhWCx)/(3rsWCxNCCNx1010NCCNx10201000NCCNx103010003600NCCNx10002010NCCNx100036003010NCCN021020NCCNx02303600NC
41、CNx02203600NCCNx0330 【例9-4】 用三只规格均为 ， ， 的单相标准电能表校验一只 型三相四线有功电能表。 型表的铭牌数据为3380/220V，340A， 。校表时取N=100r，测得三只标准表的圆盘转数分别为5.71r、5.81r和5.68r。如不计标准表误差，求被校电能表误差。 解：由题给条件可知，被校表为直接接入式，而标准电能表需经变比为220/100的电压互感器和40/ 5的电流互感器接入校验电路（接线见图9-9），由于被校表与标准表接线方式一致，故接线系数 。所以标准表算定转数根据式（9-14）为 由于采用三只标准电能表作为核验基准，故实测转数应为三只单相标准电
42、能表圆盘转数的代数和，即 被校电能表的误差根据式（9-15）求得 三、电能表校验步骤及校验接线三、电能表校验步骤及校验接线 1.1.校验方法步骤及技术要求校验方法步骤及技术要求 （1）直观检查 直观检查就是检查者用肉眼或简单工具对电能表的外观及其内部结构部件所进行的检查。此项检查是十分必要的，如相位角调整装置的电阻丝是否虚焊，可经直观检查及时发现，及时处理。如果未进行直观检查，有可能在电能表运行一段时间后，电阻丝脱落，造成相位角误差增大而使电能表计量不准确。 （2）绝缘强度试验 绝缘强度试验的内容有： 1）冲击电压试验：此项试验应在环境温度为1525，相对湿度为85%（A1组和B1组）或95%
43、（A组和B组）以下，大气压力为8601060MPa的条件下进行。方法是由一个冲击波电压发生器产生一个波头为1.2 、波尾为40 、峰值为6kV的冲击波电压，加到电能表的所有线路对外壳金属外露部分及基架之间，在相同的极性下试验10次，不应出现电弧放电和击穿现象，也不应出现机械损伤。冲击电压试验应在工频交流耐压试验之前进行。 2）工频交流耐压试验：该项试验条件同（1），试验时，将被试电能表施加频率为50Hz的正弦波交流电压1min，不应出现电弧放电现象，也不应出现机械损伤。试验电压数值，电能表检验规程已做了具体规定。 3）测定绝缘电阻：一般要求用500V的兆欧表测量其所有线路对金属外壳，或对绝缘材
44、料的金属外露部分之间以及不同电气回路之间的绝缘电阻，其值应不低于2.5M。VUn100AIb518000C)/(hkWr8DT8DT60 xC)/(hkWr)(045.171002205406010180000rKKCNCNYLx)(20.1768. 581. 571. 5321rnnnn%9 . 0%10020.1720.17045.17%1000nnNss （3）起动试验 起动试验就是测定电能表的起动电流，它是在 、 和 （对有功电能表）或 （对无功电能表）的条件下，测定使圆盘不停地转动的最小电流（即起动电流）值，此电流值应不超过规程的规定。做此项试验时，计数器同时进位的字轮应不超过两个。
45、 （4）潜动试验 潜动试验应检查是否有电压潜动和电流潜动两种情况。对安装式电能表，当电流线路中无电流，电压线路加80%110%的额定电压时，电能表圆盘转动不应超过一整转；对携带型精密电能表，当电压线路不加电压，电流线路加以标定电流，计数器停止转动时，其示值在1min内应无明显变化；对经互感器接入式的电能表，必要时，可在 或 的条件下，将电流线路通以1/ 5的起动电流，以检查电能表是否因有外磁场影响产生感应电流，而引起无负载潜动。 应该指出，做潜动试验时的接线方式，应与电能表实际运行时的接线方式相一致。以防止接线方式不同，各元件之间电磁干扰不同对潜动试验的影响。 （5）测定基本误差 测定基本误差
46、可采用瓦秒法或标准电能表法。无论采用哪种方法，都必须在检验规程中规定的条件下进行测量。对安装式电能表，一般应测量下列各负载点的误差： 1） 或 （感性或容性）时，测量10%、50%和100%标定电流下的误差，有的还需测量5%和150%标定电流下的误差。 2） （感性）和 （容性）或 （感性或容性）时，应测量20%和100%标定电流下的误差。 （6）走字试验 走字试验是做完上述各项试验后最后一项试验。目的是使电能表在较长时间通电情况下，检查或校核以下内容： 1）检查测定基本误差中是否有差错。 2）检查计数器的传动和进位是否正常。 3）核对电能表常数和计数器倍率是否正确。 走字试验的方法是：选一只
47、与被试电能表规格相同而且性能稳定的电能表（可称其为领头表）作为标准电能表，将其与一批被试表接入同一试验电路，在相同的条件下运行一段时间，然后将每只被试表计数器的示数与领头表计数器的示数加以比较。为便于比较，在通电试验之前，可将被试电能表的计数器，除最末一位字轮外，其余字轮的示数均拨至9。eUU eff 1cos1sincos1sin1cos1sin5 . 0cos8 . 0cos5 . 0sin 2. 2.校验有功电能表的接线校验有功电能表的接线 （1）校验单相有功电能表的接线 校验接线如图9-8所示，图中kWh为被校表，W0代表单相标准电能表或监视功率的功率表。校验时，电流线路和电压线路是分
48、别供电的，故称为虚负载法。图9-8（a）是将被校表电流、电压连接片拆开后接人校验电路，此种接线方式，被校表与标准表的接线位置可以互相对调。但由于连接片需拆开，在批量校验时会降低工作效率，而且校验后还需将连接片恢复才能供运行使用，因此容易发生连接片松动故障。为此，可采用连接片不拆开的接线方式，如图9-8（b）所示。采用此种方式应注意：接有连接片的端子一定要接于电源的进线端而不能接于电源的出线端，而且被校表与标准表的接线位置不能互相对调，目的是防止被校表电压线圈的励磁电流流经本表的电流线圈或流经标准表的电流线圈而造成误差。校验单相有功电能表时，误差的计算方法如前所述，其接线系数KJ=1。 图9-8
49、 校验单相有功电能表的接线（a）连接片拆开方式 （b）连接片不拆开方式注：1处为连接片位置 （2）校验三相四线有功电能表的接线 校验接线如图9-9所示。图中W1、W2、W3 代表三只单相标准有功电能表，或三只监视功率的标准功率表或一只三相标准有功电能表的三组元件，它们是经标准电压互感器和标准电流互感器接入校验电路的。当采用三只单相标准电能表（或功率表）时，标准表的读数应为三只标准表读数的代数和。当被校表的误差需修正时，应以标准表的组合误差予以修正。组合误差等于三只（或三组元件）单相标准表误差的算术平均值。 校验三相四线有功电能表时，误差的计算方法也同前所述，且其接线系数KJ=1。不过应用误差公
50、式时应注意：当采用瓦秒法时，各公式中的P值应为三只功率表读数的代数和；当采用标准表法时，各公式中的界定转数N0和实测转数n，均应为三只标准电能表算定转数的代数和及实测转数的代数和。 图9-9 校验三相四线有功电能表的接线 图9-10校验三相三线有功电能表的接线 TV标准电压互感器（3）校验三相三线有功电能表的接线 校验接线图如图9-10所示。 图9-10中，W1和W2 分别代表一只单相标准电能表或一只标准功率表，或三相三线标准电能表的一组元件，它们是经标准互感器接入校验电路的。当采用两只标准电能表（或两只功率表）时，标准表的读数应取两只表读数的代数和。当被校表误差需修正时，也是以标准表的组合误
