1、项目二常用电工工具、仪表及其使用2.1项目说明项目说明2.2基础知识基础知识2.3项目实训内容项目实训内容 2.1 项项 目目 说说 明明项目任务电工仪表和电工工具是电气安装、生产与维修工作的重要设备，熟悉和掌握这些电工仪表和工具的操作、使用方法是提高工作效率、保证电路性能和施工质量的重要条件，因此必须十分重视和掌握电工仪器、仪表和各种工具的正确使用方法。知识培养目标(1)了解各种电工工具的结构及其使用方法。(2)熟悉各种电工仪表的基本工作原理。能力培养目标(1)熟练掌握各种电工工具的使用方法。(2)熟练掌握各种电工仪表的使用方法。(3)培养分析问题与解决问题的能力。(4)培养团队协作能力。2
2、.2 基基 础础 知知 识识2.2.1 常用电工工具常用电工工具1试电笔试电笔又称低压验电器，是检验导线、电器是否带电的一种常用工具，它的检测范围是(50500)V，有钢笔式、螺丝刀式等形式。试电笔由笔尖、降压电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体等部分组成，如图2-1所示。图2-1 试电笔 使用试电笔时，必须按照图2-2所示的握法操作。图2-2 试电笔的握法低压验电器的使用方法和注意事项：(1)使用前，先要在有电的导体上检查电笔是否正常发光，以检验其可靠性。(2)在明亮的光线下往往不容易看清氖泡的辉光，应注意避光。(3)电笔的笔尖虽与螺丝刀形状相同，但它只能承受很小的扭矩，不能像螺丝刀那样使用，否则会
3、损坏。(4)低压验电器可以用来区分相线和零线，氖泡发亮的是相线，不亮的是零线。低压验电器也可用来判别接地故障。如果在三相四线制电路中发生单相接地故障，用电笔测试中性线时，氖泡会发亮；在三相三线制线路中，用电笔测试三根相线，如果两相很亮，另一相不亮，则说明这相可能有接地故障。(5)低压验电器可用来判断电压的高低。氖泡越暗，则表明电压越低；氖泡越亮，则表明电压越高。2螺丝刀螺丝刀又称起子，是用来紧固或拆卸带槽螺钉的常用工具。螺丝刀按头部形状的不同，可分为一字形和十字形两种，如图2-3所示。图2-3 螺丝刀一字形螺丝刀用来紧固或拆卸带一字槽的螺钉，其规格用柄部以外的体部长度表示，电工常用的有50 m
4、m、100 mm、150 mm等几种规格。十字形螺丝刀是专供紧固或拆卸带十字槽螺钉的，其长度和十字头大小有多种。另外，还有一种组合式螺丝刀，它配有多种规格的一字头和十字头，螺丝刀可以方便更换，具有较强的灵活性，适合紧固和拆卸多种不同的螺钉。3电工刀电工刀是用来剖削电线线头、切割木台缺口、削制木榫的专用工具。电工刀的外形如图2-4(a)所示。使用电工刀时，应将刀口朝外剖削。剖削导线绝缘层时，应使刀面与导线成45的锐角，以免割伤导线，如图2-4(b)、(c)所示。图2-4 电工刀及其剖削导线绝缘层的方法4钢丝钳 电工钢丝钳由钳头和钳柄两部分组成，钳头由钳口、齿口、刀口和铡口四部分组成，如图2-5(
5、a)所示。钢丝钳的用途很多，钳口用来弯绞或钳夹导线线头；齿口用来紧固或起松螺母；刀口用来剪切电线或剖削导线绝缘层；铡口用来铡切电线线芯、钢丝或铅丝等较硬金属。其用途如图2-5(b)(e)所示。图2-5 钢丝钳的结构与用途5尖嘴钳尖嘴钳的头部尖细，适用于在狭小的工作空间操作。其外形如图2-6(a)所示。尖嘴钳主要用于切断较细的导线、金属丝，还能夹持较小的螺钉、垫圈、导线等元件。图2-6 尖嘴钳和断线钳的外形6断线钳断线钳又称为斜口钳，外形如图2-6(b)所示，断线钳是专供剪断较粗的金属丝、线材及电线、电缆等用。7剥线钳剥线钳用来剥削直径3 mm及以下绝缘导线的塑料或橡胶绝缘层，其外形如图2-7所
6、示。它由钳口和手柄两部分组成。剥线钳钳口分有(0.53)mm的多个直径切口，用于不同规格线芯的剥削。使用时应使切口与被剥削导线芯线直径相匹配，切口过大难以剥离绝缘层，切口过小会切断芯线。图2-7 剥线钳2.2.2 常用电工仪器仪表常用电工仪器仪表1常用电工仪器仪表的一般知识1)电工仪表概述电工测量是电工实验与实训中不可缺少的一个重要组成部分，它的主要任务是借助各种电工仪器仪表对电流、电压、电阻、电能、电功率等进行测量，以便了解和掌握电气设备的特性、运行情况，检查电气元器件的质量情况。由此可见，正确掌握电工仪器仪表的使用是十分必要的。2)电工仪表的分类(1)指示仪表类：直接从仪表指示的读数来确定
7、被测量的大小。有安装式、可携式两种。(2)比较仪器类：需在测量过程中将被测量与某一标准量比较后才能确定其大小。如直流：电桥、电位差计、标准电阻箱；交流：交流电桥、标准电感、标准电容。(3)数字式仪表类：直接以数字形式显示测量结果。如数字万用表、数字频率计。(4)记录仪表和示波器类：如X-Y记录仪、示波器。(5)扩大量程装置和变换器：如分流器、附加电阻、电流互感器、电压互感器。3)指示仪表的分类常用指示类仪表又可以按以下七种方法来分类。(1)按仪表的工作原理分类，常用的有电磁式、电动式和磁电式，其他还有感应式、振动式、热电式、热线式、静电式、整流式、光电式和电解式等。(2)按测量对象的种类分类，
8、有电流表、电压表、功率表、欧姆表、电度表等。(3)按被测电流种类分类，有直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表。(4)按使用方式分类，有安装式仪表和可携式仪表。安装式仪表固定安装在开关板或电气设备的板面上，这种仪表准确度较低，但过载能力较强，且造价低廉。(5)按仪表的准确度分类，有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级。仪表的级别表示仪表准确度的等级。所谓几级是指仪表测量时可能产生的误差占满刻度的百分之几。表示级别的数字愈小，说明其准确度越高。0.1和0.2级表用作标准仪表和校验仪表；0.5、1.0、1.5级仪表用于实验时测量；2.5、5.0级仪表用于工程，一般装在配电盘和
9、操作台上。(6)按使用环境条件分类，有A、B、C三组。A组：工作环境在(0+40)，相对湿度在85%以下。B组：工作环境在(20+50)，相对湿度在85%以下。C组：工作环境在(40+60)，相对湿度在98%以下。(7)按对外界磁场的防御能力分类，有、四个等级。2电工测量仪表的选择1)类型各种仪表的选择除了根据用途选择仪表的种类外，还应根据使用环境和测量条件来选择类型，如配电盘、开关板及仪表板上所用仪表等采用适合垂直安装的类型，而实验室大多使用适合水平放置的类型。2)准确度在使用仪表时，测量仪表的准确度越高，其价格就越贵，因此在实际应用中须合理地选择仪表的准确度。3)量程当使用同一只仪表时，选
10、择量程的恰当与否也会影响测量的准确度。仪表量程的选择应根据测量值的可能范围来决定，被测量值范围较小时就要选用较小的量程，这样可以得到较高的准确度。通常选择量程时，应使读数占满刻度值的2/3以上为宜，至少也应使被测量值超过满刻度值的一半。当被测值无法估计时，要将多量程仪表先置于最大量程挡，然后根据仪表的指示调整量程，使其使用合适的量程挡。3钳形电流表钳形电流表是根据电流互感器的原理制成的，外形像钳子一样，如图2-8所示。测量时的导线从铁芯的缺口放入铁芯中央，这条导线就等于电流互感器的一次绕组，从表上就可以直接读数。图2-8 钳形电流表使用钳形电流表的注意事项：(1)进行电流测量时，被测载流导线的
11、位置应放在钳口中央，以免产生误差。如图2-9(a)所示。图2-9 钳形电流表的使用方法(2)测量前应先估计被测电流或电压的大小，再选择合适的量程。或先选用较大量程测量，然后再视被测电流的大小，减小量程。(3)测量后一定要把调节开关放在最大电流量程，以免下次使用时，由于未经选择量程而造成仪表损坏。(4)测量小于5 A以下的电流时，为了得到较准确的读数，在条件许可时，可把导线多绕几圈放进钳口进行测量，但实际电流值应为读数除以放进钳口内的导线根数，如图2-9(b)所示。4万用表1)万用表的组成万用表是一种可测量多种电量的多量程便携式仪表。由于它具有测量种类多、测量范围宽、使用和携带方便、价格低廉等优
12、点，常用来检验电源或仪器的好坏，检查线路的故障，判别元器件的好坏及数值等，因此应用十分广泛。如图2-10所示为MF47型万用表面板和表盘示意图。图2-10 MF47型万用表面板和表盘示意图一般万用表都可以测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等，有的万用表还可以测量音频电平、交流电流、电容、电感以及晶体管的值等。万用表的基本原理是建立在欧姆定律和电阻串联、并联分流、分压规律的基础之上的。万用表主要由表头、转换开关、分流和分压电路、整流电路等组成。在测量不同的电量或使用不同的量程时，可通过转换开关进行切换。2)使用万用表的注意事项(1)正确选择被测量电量的挡位，不能放错；禁止带电转换量程开关；切
13、忌使用电流挡或电阻挡来测量电压。(2)在测量电流或电压时，如果对于被测量电流、电压大小无法估计时，应先选到最大量程，然后再换到合适的量程。(3)测量直流电压或直流电流时，必须注意其极性。万用表的正、负端应分别与电路的正、负端相接。(4)测量电流时，应特别注意要把电路断开，将万用表串接于电路之中。(5)测量电阻时不可带电测量，并要将被测电阻与电路断开。使用欧姆挡时，换挡要重新调零。(6)每次使用完毕后，应将转换开关拨到空挡或交流电压最高挡，以免造成仪表损坏。5兆欧表兆欧表也称为绝缘电阻表，又称为摇表，它是测量绝缘电阻最常用的仪表。兆欧表主要用来测量绝缘电阻。一般用来检测供电线路、电机绕组、电缆、
14、电气设备等的绝缘电阻，以便检验其绝缘程度的好坏。它由手摇发电机和表头组成，如图2-11所示。图2-11 兆欧表外形图1)兆欧表的选择一般测量额定电压在500 V以下的设备时，选用(5001000)V的兆欧表；测量额定电压在500 V以上的设备时，选用(10002500)V的兆欧表。测量高压设备的绝缘电阻，不能用额定电压500 V以下的兆欧表，因为这时测量结果不能反映工作电压下的绝缘电阻。2)使用前的检查将L、E端开路，摇动手柄，如图2-12(a)所示，指针应指在“”处；再将L、E端短接，摇动手柄，如图2-12(b)所示，指针应指在“0”处，说明兆欧表是良好的，否则兆欧表是有误差的。图2-12
15、兆欧表的开路和短路试验3)兆欧表测量绝缘电阻(1)测量电动机的绝缘电阻时，将电动机绕组接于L端，机壳接于E端，如图2-13所示。(2)测量电动机的绕组间的绝缘性能时，将L端和E端分别接在电动机的两绕组间，如图2-14所示。图2-13 测量电动机的绝缘电阻 图2-14 测量电动机的绕组间的绝缘电阻(3)测量电缆对电缆外壳的绝缘电阻，除将电缆芯接L端和电缆外壳接E端外，还需要将电缆壳与线芯之间的内层绝缘部分接到保护环G端，以消除表面漏电产生的误差，如图2-15所示。图2-15 测量电缆的绝缘电阻4)使用兆欧表的注意事项(1)在进行测量前要先切断电源，将被测设备一定要进行放电(约需(23)min)，
16、以保障设备自身安全。(2)接线柱与被测设备间连接的导线不能用双股绝缘线或绞线，应用单股线分开单独连接，不能因绞线绝缘不良引起误差，应保持设备表面清洁干燥。(3)测量时，表面应放置平稳，手柄摇动要由慢渐快。(4)一般采用均匀摇动1 min后的指针位置作为读数，一般为120 r/min。测量中如发现指示为0，则应停止转动手柄，以防表内线圈过热而烧坏。(5)在兆欧表转动尚未停下或被测设备未放电时，不可用手进行拆线，以免引起触电事故。6接地电阻仪1)接地电阻及其要求电气设备运行时，为了防止设备漏电危及人身安全，要求将设备的金属外壳、框架进行接地。另外，为了防止大气雷电袭击，在高大建筑物或高压输电铁架上
17、都装有避雷装置，避雷装置也需要可靠接地。对于不同的电气设备，接地电阻值的要求也不同，电压在1 kV以下的电气设备，其接地装置的工频接地电阻值不应超过表2-1中的所列数值。2)接地电阻测定仪的结构原理接地电阻测定仪主要由手摇交流发电机、电流互感器、检流计和测量电路等组成，它是利用比较测量的原理工作的，结构原理如图2-16所示。图中E为被测的接地电极，P和C分别为电位和电流的辅助电极，被测接地电阻Rx位于E和P之间，而不包括辅助电极C的接地电阻Rc。图2-16 接地电阻测定仪的结构交流发电机的输出电流I，经电流互感器的一次绕组、接地电极E、辅助电极C构成一个闭合回路，在接地电阻Rx上形成的压降为U
18、x=IRx，在辅助电极的接地电阻Rc上形成的压降为Uc=IRc。3)接地电阻测定仪的使用下面以常用的ZC-8型接地电阻测定仪为例说明其使用方法。ZC-8型接地电阻测定仪的外形结构及电路如图2-17所示，测量使用步骤如下。(1)连接接地电极和辅助探针。先拆开接地干线与接地体的连接点，把电位辅助探针和电流辅助探针分别插在距接地体约20 m处的地下，两个辅助探针均垂直插入地面400 mm深，电位辅助探针应离近一些，两探针之间保持一定距离，然后用测量导线将它们分别接在P、C接线柱上，并把接地电极与E接线柱相接。(2)选择量程并调节测量度盘。在对检流计进行机械调零之后，先将量程开关置于100 挡，然后再
19、缓慢摇动发电机手柄，调节测量度盘，改变可动触点的位置，使检流计指针趋近于零。若测量度盘读数小于1，应将量程置于较小一挡重新测量。测量时须逐渐加快发电机的转速，使之达到120 r/min，并调节测量度盘，以使检流计指针完全指零。(3)读取接地电阻数值。当检流计指针完全指零后，即可读数，接地电阻值=测量度盘数量程值。图2-17 ZC-8型接地电阻测定仪的外形及电路7电度表电度表又称瓦时计，它是计量电能的仪表，即能测量某一段时间内所消耗的电能。单相电度表的外形如图2-18所示。图2-18 单相电度表的外形1)电度表的结构电度表的种类虽不同，但其结构是一样的。它由两部分组成：一部分是固定的电磁铁，另一
20、部分是活动的铝盘。电度表由驱动元件、转动元件、制动元件、计数机构、支座和接线盒等部件组成。单相电度表的结构如图2-19所示。图2-19 单相电度表的结构2)电度表的工作原理当通入交流电后，电压元件和电流元件的两种交变磁通穿过铝盘时，在铝盘内感应产生涡流，涡流与电磁铁的磁通相互作用，产生一个转动力矩，使铝盘转动。永久磁铁的作用是产生与转动方向相反的制动力矩，在一定的转动力矩作用下，可使铝盘以恒定的速度旋转。3)电度表的安装和使用要求(1)电度表应按设计装配图规定的位置进行安装。应注意不能安装在高温、潮湿、多尘及有腐蚀气体的地方。(2)电度表应安装在不易受震动的墙上或开关板上，墙面上的安装位置以不
21、低于1.8 m为宜。这样不仅安全，而且也便于检查和抄表。(5)电度表在额定电压下，当电流线圈无电流通过时，铝盘的转动不超过1转，功率消耗不超过1.5 W。根据实践，一般5 A的单相电度表每月耗电为1 kWh左右。所以，每月电度表总需要补贴总电度表1 kWh的电。(6)电度表装好后，开亮电灯，电度表的铝盘应从左向右转动。若铝盘从右向左转动，说明接线错误，应把相线(火线)的进出线调换一下。(7)单相电度表的选用必须与用电器总瓦数相适应。在220 V电压的情况下，根据公式P=IU，(式中，P为功率，单位为W；I为电流，单位为A；U为电压，单位为V。)可以算出不同规格的电度表可装用电器的最大(总)功率
22、，如表2-2所示。一般来说，对于一定规格的电度表所安装用电器的总功率是表2-2中最大(总)功率的1/31/4最为适宜。(8)电度表在使用时，电路不容许短路及用电器超过额定值的125%。注意电度表不要受撞击。(9)电度表不允许安装在10%额定负载以下的电路中使用。4)电度表的接线(1)单相电度表。在低压小电流电路中，电度表可直接接在线路上，如图2-20所示。一般在电度表接线盒的背面都有具体接线图。图2-20 单相电度表的接线 在低电压大电流线路中，若线路的负载电流超过电度表的量程，须经电流互感器将电流变小，即将瓦时计连接成间接式接在线路上，接线方法如图2-21所示。图2-21 经互感器接电度表(
23、2)三相二元件电度表。直接接入式的接线方法如图2-22所示，经过电流互感器的接线方法如图2-23所示。图2-22 三相二元件电度表接线 图2-23 三相二元件电度表经互感器的接线(3)三相三元件电度表。三相三元件电度表(用于三相四线制)直接接入的接线方法如图2-24所示。图2-24 三相四线三元件电度表的接线 2.3 项目实训内容项目实训内容2.3.1 项目实训内容一项目实训内容一1项目实训描述在本项目的训练中学生将会学习钢丝钳、尖嘴钳、螺丝刀的使用；学习电工刀、剥线钳的使用；学习手电钻的使用；学习验电器的使用。该项目是培养从事电工工作必备的基本能力。2项目实训要求1)老师先进行演示以下项目，
24、然后指导学生进行配电板的安装和测试(1)用螺丝刀紧木螺钉的方法。(2)用钢丝钳、尖嘴钳剪切、弯绞导线的方法。(3)用电工刀、剥线钳剥削、剖削导线的方法。(4)手电钻的使用方法。2)学生练习(1)用螺丝刀紧木螺钉。(2)用钢丝钳、尖嘴钳做剪切、弯绞导线练习。(3)用电工刀、剥线钳对废旧塑料单芯硬线做剖削和剥削导线练习。3项目所需设备、工具、材料项目所需设备、工具、材料见表2-3。4实训报告要求与考核标准1)实训报告要求整理实训操作结果，按标准写出实训报告。2)实训考核标准实训考核标准见表2-4和表2-5。2.3.2 项目实训内容二项目实训内容二1项目实训描述本项目是电工仪表的使用，从事电工行业的
25、工作除了会使用电工工具外，还需要能熟练使用各种电工仪表。在本项目的训练中学生将会学习钳形电流表、指针万用表、数字万用表、兆欧表、接地电阻测定仪的使用。该项目是从事电工工作必备的基本技能训练。2项目实训要求1)老师提出本节的实训内容(1)用万用表测量交流电压、直流电压、直流电流、电阻。(2)用直流单臂电桥测量电阻。(3)用兆欧表测量三相异步电动机相对相及相对地(外壳)的绝缘电阻。(4)用钳形电流表测量三相异步电动机空载运行时的电流。2)老师指导学生按照以下步骤实训(1)把单相变压器接上220 V交流电源，用万用表交流电压挡分别测量原、副边电压。测量结果填入表2-6。(2)调节稳压直流电源输出旋钮
26、，分别输出30 V、15 V、3 V直流电压，用万用表直流电压挡测量，结果填入表2-6。(3)把电阻为10、220、1 k、12 k、150 k分别接于直流稳压电源，调节输出直流3 V电压，用万用表直流电流挡测量通过各电阻的电流，测量结果填入表2-6。(4)用万用表电阻挡测量电阻，测量结果填入表2-6。(5)用直流单臂电桥测量电阻，测量结果填入表2-7。(6)把三相异步电动机接线盒打开，拆除各相绕组连接片，用兆欧表分别测量电动机三相绕组U、V、W之间的绝缘电阻，以及U、V、W相绕组对电动机外壳的绝缘电阻，测量结果填入表2-7。(7)在老师指导下，连接该三相异步电动机绕组(Y或连接)，接通三相电
27、源，用钳形电流表测量各线电流，测量结果填入表2-7。3)注意事项(1)用万用表测量交、直流电压。在测量直流电流及电阻时，必须把转换开关拨到相应测量挡，否则会损坏万用表。测量交流220 V电压时要注意安全操作，不能用手接触表笔导电部分。测各电阻时要注意换电阻挡时要重新调零。(2)由于兆欧表测量时输出为高压，因此在测量绝缘电阻时要注意安全。3实训报告要求与考核标准1)实训报告要求整理实训操作结果，按标准写出实训报告。2)实训考核标准实训考核项目如表2-6、表2-7所示。表 2-7 单臂电桥、兆欧表、钳形电流表使用练习 测量仪表 测量内容 测量结果 电阻 10 电阻 220 电阻 1 k 电阻 12 k 直流单臂电桥 电阻 150 k U-V 相间绝缘电阻 V-W 相间绝缘电阻 W-U 相间绝缘电阻 U 相对外壳间绝缘电阻 V 相对外壳间绝缘电阻 兆欧表 W 相对外壳间绝缘电阻 L1 线电流 L2 线电流 钳形电流表 L3 线电流 实训考核标准如表2-8所示。
