電工職業(yè)培訓(xùn)

電工職業(yè)培訓(xùn)湖北三峽技師學(xué)院尤大訓(xùn)學(xué)習(xí)目標(biāo)2.為參加全國(guó)職業(yè)資格鑒定考試作準(zhǔn)備。培訓(xùn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.提高專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能水平。培訓(xùn)內(nèi)容1.電工基本理論知識(shí)。2.電子技術(shù)及應(yīng)用3.電工儀表4.繼電器控制技術(shù)及操作5.PLC控制技術(shù)6.安全用電7.考前復(fù)習(xí)第一部分電工基本理論知識(shí)一、常用基本物理量二、兩個(gè)定律三、一個(gè)原理-------電磁感應(yīng)原理四、三個(gè)元件歐姆定律基爾霍夫定律電阻電容電感五、交流電路的分析方法1.單相交流電路的分析2.三相交流電路的分析第二部分電子技術(shù)及應(yīng)用一、常用電子器件及應(yīng)用電子線(xiàn)路是由電子器件組成。晶閘管（SCR）柵極（G）集電極（C）發(fā)射極（E）絕緣柵雙極晶體管（IGBT）絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管（FET）N溝道P溝道柵極（G）漏極（G）源極（S）1、二極管和三極管（1）二極管作用電路開(kāi)關(guān)整流限幅整流電路邏輯電路（2）三極管作用電路放大開(kāi)關(guān)控制放大電路開(kāi)關(guān)電路3、場(chǎng)效應(yīng)管

場(chǎng)效應(yīng)管是一種利用電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制電流的一種半導(dǎo)體器件，是僅由一種載流子參與導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件。從參與導(dǎo)電的載流子來(lái)劃分，它有電子作為載流子的N溝道器件和空穴作為載流子的P溝道器件。場(chǎng)效應(yīng)管：結(jié)型N溝道P溝道MOS型N溝道P溝道增強(qiáng)型耗盡型增強(qiáng)型耗盡型（電子作為載流子）（空穴作為載流子）

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管稱(chēng)金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管，是一種利用半導(dǎo)體表面的電場(chǎng)效應(yīng)，由感應(yīng)電荷的多少改變導(dǎo)電溝道來(lái)控制漏極電流的器件，它的柵極與半導(dǎo)體之間是絕緣的，其電阻大于109。增強(qiáng)型：VGS=0時(shí)，漏源之間沒(méi)有導(dǎo)電溝道， 在VDS作用下無(wú)iD。耗盡型：VGS=0時(shí)，漏源之間有導(dǎo)電溝道， 在VDS作用下iD。各種類(lèi)型MOS管的特性曲線(xiàn)絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管N溝道增強(qiáng)型P溝道增強(qiáng)型各種類(lèi)型MOS管的特性曲線(xiàn)絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管

N溝道耗盡型P

溝道耗盡型4、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）柵極（G）集電極（C）發(fā)射極（E）柵極（G）集電極（C）發(fā)射極（E）由PNP晶體管和N溝道MOSFET組合而成的IGBT稱(chēng)為N溝道IGBTIGBT的等效電路如圖1所示。由圖可知,若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓,則MOSFET導(dǎo)通,這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通;若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V,則MOSFET截止,切斷PNP晶體管基極電流的供給,使得晶體管截止。IGBT的轉(zhuǎn)移特性和輸出特性ICUGEUGE（th）-----開(kāi)啟電壓（2—6V）UGE增加ICUCEUGE（th）URM反向阻斷區(qū)有源區(qū)正向阻斷區(qū)飽和區(qū)5、晶閘管（SCR）

由于其開(kāi)通時(shí)刻可以控制，所以有人稱(chēng)之為繼二極管發(fā)明和應(yīng)用之后的又一次電子技術(shù)革命晶閘管及整流電路二、集成運(yùn)算放大器

集成運(yùn)算放大器.ppt三、逆變器逆變的概念前面我們介紹的各種可控整流電路都工作在整流狀態(tài)，是將交流電能變換成直流電提供給負(fù)載。逆變是把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，是整流的逆過(guò)程，是將直流電能變換成交流電回饋電網(wǎng)。上述的電路也可以工作在逆變狀態(tài)。?íì改變對(duì)負(fù)載的供電電壓改變對(duì)負(fù)載的供電頻率對(duì)變頻器的要求：

通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱(chēng)作“變頻器

為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個(gè)過(guò)程叫整流。

把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語(yǔ)為“inverter”(逆變器)。n=60f/p

n:同步速度

f:電源頻率

p:電機(jī)極對(duì)數(shù)

改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法

如果僅改變頻率而不改變電壓，頻率降低時(shí)會(huì)使電機(jī)出于過(guò)電壓（過(guò)勵(lì)磁），導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓。

輸出頻率在額定頻率以上時(shí)，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機(jī)的額定電壓。感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡(jiǎn)稱(chēng)為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。

由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個(gè)連續(xù)的數(shù)值（為2的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6），所以一般不適和通過(guò)改變?cè)撝祦?lái)調(diào)整電機(jī)的速度。

另外，頻率能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。

因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。

頻率和電壓的關(guān)系

導(dǎo)體切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，與磁感強(qiáng)度，有效長(zhǎng)度，和速度成正比。作為原型的轉(zhuǎn)子來(lái)說(shuō)，定子與轉(zhuǎn)子的切割速度就是轉(zhuǎn)子邊緣的線(xiàn)速度。所以，有U=BLv,（B：磁感強(qiáng)度，L：有效切割長(zhǎng)度；V：切割速度；U：導(dǎo)體兩端電動(dòng)勢(shì)）。圓形導(dǎo)體：線(xiàn)速度v=周長(zhǎng)x頻率f，那么，整理兩式：有U=BLx2πrxf，由此可見(jiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)子的物理結(jié)構(gòu)和勵(lì)磁電流不變的話(huà)，U=常數(shù)x頻率f，所以，當(dāng)頻率降低，定子電壓是要降低的。三相橋構(gòu)成的有源逆變電路

以三相全控橋式電路為例，這時(shí)電流Id仍保持與整流運(yùn)行狀態(tài)相同的流動(dòng)方向，但Ud改變了極性，功率由直流側(cè)流向可控整流電路的交流側(cè)電網(wǎng)。三相可控整流電路的這種逆變模式的工作狀態(tài)，只有如圖所示在直流側(cè)存在一個(gè)穩(wěn)定的能源時(shí)才是有可能的。

逆變按照負(fù)載是否為交流電源分為有源逆變和無(wú)源逆變。如果把變換器的交流側(cè)接到交流電源上，把直流電逆變?yōu)橥l率的交流電反送到電網(wǎng)去，稱(chēng)作有源逆變。如果變換器的交流側(cè)不與電網(wǎng)連接，而直接接到普通負(fù)載，稱(chēng)作無(wú)源逆變。

舉例來(lái)說(shuō)，這個(gè)穩(wěn)定的能源可以是一個(gè)光電或風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)所轉(zhuǎn)換出來(lái)的電能，經(jīng)過(guò)逆變電路變換成三相交流電再連接到統(tǒng)一的電網(wǎng)中去。逆變可以節(jié)能、提高系統(tǒng)性能的作用。如：有軌電車(chē)的制動(dòng)、吊車(chē)的下放貨物、電氣可逆調(diào)速系統(tǒng)等。

單相逆變電路的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，使用器件少，常用于幾KW以下的小功率逆變電源。三相橋式逆變電源應(yīng)用較多。1、逆變器的類(lèi)型

依據(jù)直流電源的類(lèi)型：依據(jù)輸出交流電壓的性質(zhì)：CVCF（恒頻恒壓）、VVVF（變頻變壓）、高頻脈沖型依據(jù)逆變器電路結(jié)構(gòu)：?jiǎn)蜗喟霕?、單相全橋、推挽式、三相橋式逆變器依?jù)開(kāi)關(guān)器件不同及換流關(guān)斷方式：自關(guān)斷、強(qiáng)迫關(guān)斷、有源逆變、負(fù)載反電動(dòng)勢(shì)、負(fù)載諧振換流逆變器。電壓型逆變器VSI電流型逆變器CSI無(wú)源逆直流交流（向負(fù)載直接供電）電壓型逆變電路:特點(diǎn)：C存在。C的作用：濾波和吸收無(wú)功功率適合于感性負(fù)載電流型逆變電路：特點(diǎn)：L存在。L的作用：濾波和吸收無(wú)功功率適合于容性負(fù)載電壓型逆變器VSI電流型逆變器CSI單相半橋單相全橋電壓型三相橋式逆變電路2、逆變電路的基礎(chǔ)（1）.逆變器的電路構(gòu)成整流器:將固定頻率和電壓的交流電能整流為直流電能,可以是不可控的，也可以是可控的。濾波器:將脈動(dòng)的直流量濾波成平直的直流量,可以對(duì)直流電壓濾波(用電容),也可以對(duì)直流電流濾波(用電感)

因?yàn)槟孀兤鞯呢?fù)載為異步電動(dòng)機(jī)，屬于感性負(fù)載，無(wú)論電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)或發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)，其功率因數(shù)總不會(huì)為1，總會(huì)有無(wú)功功率的交換，要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件來(lái)緩沖。整流器輸入AC濾波器逆變器DCDCAC輸出變頻器的電路構(gòu)成逆變器:將直流電能逆變?yōu)榻涣麟娔?直接供給負(fù)載,它的輸出頻率和電壓均與交流輸入電源無(wú)關(guān),稱(chēng)為無(wú)源逆變器。它是變頻器的核心。整流器輸入AC濾波器逆變器DCDCAC輸出（2）單相橋式逆變電路的原理（R負(fù)載）主電路波形圖輸出電壓（圖b）輸出電流（圖c）直流輸入電流（圖d）電壓型單相全橋逆變電路T1、T4一組和T2、T3另一組交替通、斷。電壓型單相方波逆電路工作原理臂內(nèi)換流：同一個(gè)導(dǎo)通臂內(nèi)的元件之間換流，而且換流是在ia=0時(shí)進(jìn)行的稱(chēng)自然換流。

臂間換流：指電流由一個(gè)導(dǎo)通臂轉(zhuǎn)移到另一個(gè)導(dǎo)通臂，換流是在ia≠0時(shí)進(jìn)行的，屬于強(qiáng)迫換流。當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)逆變狀態(tài)：T14,T23導(dǎo)通時(shí)，直流電源向負(fù)載傳輸能量。整流狀態(tài)：D14D23導(dǎo)通時(shí),負(fù)載向直流電源僅傳能量.因此，D14、D23為無(wú)功電流傳輸提供通路，C是用來(lái)吸收無(wú)功功率。當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)能量傳遞方向：（3）.三相橋式電壓型逆變器主電路結(jié)構(gòu)N'N+-UVWV1V2V3V4V5V6VD1VD2VD3VD4VD5VD6Ud2Ud2三相橋式電壓型逆變器--主電路結(jié)構(gòu)

反饋二極管用于提供負(fù)載滯后電流通路，可向電源反饋能量。反饋二極管與晶體管配合工作，在主開(kāi)關(guān)元件關(guān)斷后，同一相另一橋臂上的反饋二極管導(dǎo)通，為負(fù)載續(xù)流。N'N+-UVW圖5-9V1V2V3V4V5V6VD1VD2VD3VD4VD5VD6Ud2Ud2三相橋式電壓型逆變器--主電路結(jié)構(gòu)三個(gè)單相逆變電路可組合成一個(gè)三相逆變電路應(yīng)用最廣的是三相橋式逆變電路可看成由三個(gè)半橋逆變電路組成N'N+-UVW圖5-9V1V2V3V4V5V6VD1VD2VD3VD4VD5VD6Ud2Ud2三相橋式電壓型逆變器控制方式N'N+-UVW-V1V2V3V4V5V6VD1VD2VD3VD4VD5VD6Ud2Ud2（4）C-MOS場(chǎng)效應(yīng)管（增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管）組成的應(yīng)用（逆變）電路C-MOS場(chǎng)效應(yīng)管工作原理。（4）C-MOS場(chǎng)效應(yīng)管（增強(qiáng)型MOS場(chǎng)效應(yīng)管）組成的應(yīng)用（逆變）電路

電路將一個(gè)增強(qiáng)型P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管和一個(gè)增強(qiáng)型N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管組合在一起使用。

當(dāng)輸入端為低電平時(shí)，P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，輸出端與電源正極接通。當(dāng)輸入端為高電平時(shí)，N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，輸出端與電源地接通。在該電路中，P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管和N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管總是在相反的狀態(tài)下工作，其相位輸入端和輸出端相反。

這種低電壓、大電流、頻率為50Hz的交變信號(hào)通過(guò)變壓器的低壓繞組時(shí)，會(huì)在變壓器的高壓側(cè)感應(yīng)出高壓交流電壓，完成直流到交流的轉(zhuǎn)換。這里需要注意的是，在某些情況下，如振蕩部分停止工作時(shí)，變壓器的低壓側(cè)有時(shí)會(huì)有很大的電流通過(guò)，所以該電路的保險(xiǎn)絲不能省略或短接。

3、PWM控制技術(shù)PWM(PulseWidthModulation)：脈寬調(diào)制脈寬調(diào)制技術(shù)：通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)等效的獲得所需要的波形（含形狀和幅值）PWM技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，它使電力電子裝置的性能大大提高，因此它在電力電子技術(shù)的發(fā)展史上占有十分重要的地位。

現(xiàn)在使用的各種逆變電路都采用了PWM技術(shù)。1.如何用一系列等幅不等寬的脈沖來(lái)代替正弦半波SPWM波若要改變等效輸出正弦波幅值，按同一比例改變各脈沖寬度即可。正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)Ouωt>Ouωt>Ouωt>正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)

對(duì)于正弦波的負(fù)半周，采取同樣的方法，得到PWM波形，因此正弦波一個(gè)完整周期的等效PWM波為：OwtUd-UdSPWM是指按正弦波規(guī)律調(diào)制輸出脈沖列電壓中的各脈沖寬度，使輸出脈沖列電壓在斬控周期內(nèi)的平均值對(duì)時(shí)間按正弦規(guī)律變化。正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)

對(duì)于正弦波的負(fù)半周，采取同樣的方法，得到PWM波形，因此正弦波一個(gè)完整周期的等效PWM波為：OwtUd-UdSPWM是指按正弦波規(guī)律調(diào)制輸出脈沖列電壓中的各脈沖寬度，使輸出脈沖列電壓在斬控周期內(nèi)的平均值對(duì)時(shí)間按正弦規(guī)律變化。正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)

根據(jù)面積等效原理，正弦波還可等效為下圖中的PWM

波，而且這種方式在實(shí)際應(yīng)用中更為廣泛。OwtUd-Ud調(diào)制法根據(jù)正弦波頻率、幅值和半周期脈沖數(shù)，準(zhǔn)確計(jì)算PWM

波各脈沖寬度和間隔，據(jù)此控制逆變電路開(kāi)關(guān)器件的通斷，就可得到所需PWM波形本法較繁瑣，當(dāng)輸出正弦波的頻率、幅值或相位變化時(shí)，結(jié)果都要變化計(jì)算法2.正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）原理把希望輸出的波形作為調(diào)制信號(hào)，把接受調(diào)制的信號(hào)作為載波，經(jīng)過(guò)信號(hào)波的調(diào)制得到所期望的PWM波形。在載波與調(diào)制波的交點(diǎn)時(shí)刻對(duì)電路中開(kāi)關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，得到寬度正比于調(diào)制信號(hào)波幅值的脈沖。正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）原理根據(jù)三角波和正弦波相對(duì)極性不同，可分為：?jiǎn)螛O性SPWM雙極性SPWM

SPWM技術(shù)采用等腰三角波電壓作為載波信號(hào)，正弦波電壓作為調(diào)制信號(hào)，通過(guò)正弦波電壓與三角波電壓信號(hào)相比較的方法，確定各分段矩形脈沖的寬度。正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）技術(shù)

結(jié)合IGBT單相橋式電壓型逆變電路對(duì)調(diào)制法進(jìn)行說(shuō)明工作時(shí)V1和V2通斷互補(bǔ)，V3和V4通斷也互補(bǔ)控制規(guī)律：以u(píng)o正半周為例，V1通，V2斷，V3和V4交替通斷信號(hào)波載波圖6-4調(diào)制電路Ud+V1V2V3V4VD1VD2VD3VD4uoRLuruc當(dāng)然一個(gè)完整的逆變器還需要一些保護(hù)電路。比如過(guò)載保護(hù)、溫度保護(hù)、高低輸入電壓保護(hù)和濾波電路第三部分電工儀表

借助各種電工儀器儀表對(duì)電流、電壓、電阻、電能、電功率等進(jìn)行測(cè)量，稱(chēng)之為電工測(cè)量（電測(cè)）。電工儀表的種類(lèi)繁多，分類(lèi)方法也各有不同。大體上可以按以下方法分類(lèi)：

相關(guān)知識(shí)（了解內(nèi)容）電測(cè)儀表的分類(lèi)按照被測(cè)量的種類(lèi)分類(lèi)

次序被測(cè)量的種類(lèi)

儀表名稱(chēng)

符號(hào)

電流表毫安表電壓表千伏表功率表千瓦表電度表相位表頻率表歐姆表兆歐表1電流2電壓3電功率4電能5相位差6頻率7電阻AmAVkVWkWfMkWh按照工作原理分類(lèi)型式符號(hào)被測(cè)量的種類(lèi)磁電式整流式電磁式電動(dòng)式電流的種類(lèi)與頻率電流、電壓、電阻電流、電壓電流、電壓電流、電壓、電功率、功率因數(shù)、電能量直流工頻和較高頻率的交流直流和工頻交流直流及工頻與較高頻率的交流電測(cè)試指示儀表的組成

由測(cè)量線(xiàn)路和測(cè)量機(jī)構(gòu)兩部分組成。

測(cè)量線(xiàn)路：將被測(cè)量變換成測(cè)量機(jī)構(gòu)適應(yīng)的過(guò)渡電量，如衰減器、整流器等。由需要而定，并非所有電測(cè)量指示儀表都有。測(cè)量機(jī)構(gòu)：將過(guò)渡電量轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樀慕俏灰?。電測(cè)量指示儀表的核心。測(cè)量機(jī)構(gòu)的組成與原理

⒈組成驅(qū)動(dòng)裝置、控制裝置、阻尼裝置三大部分。⒉原理（1）被測(cè)量經(jīng)測(cè)量線(xiàn)路轉(zhuǎn)換后作用于驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)，從而指針偏轉(zhuǎn)；（2）轉(zhuǎn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)使控制裝置產(chǎn)生反轉(zhuǎn)矩，阻止轉(zhuǎn)動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)；（3）當(dāng)轉(zhuǎn)矩與反轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，指針平衡在一偏轉(zhuǎn)角上，在刻度盤(pán)上指示出確定值；（4）阻尼裝置使指針較快地穩(wěn)定在平衡位置處，便于讀數(shù)，縮短測(cè)量時(shí)間。一、電壓互感器和電流互感器優(yōu)點(diǎn)：隔離高壓，可降低儀表絕緣要求，保證操作者安全。降低表耗功率節(jié)省設(shè)備費(fèi)用，可同時(shí)接入幾種儀表一表多用（電流表標(biāo)準(zhǔn)量程5A，電壓表100V）

電壓互感器和電流互感器又稱(chēng)儀用互感器，是電力系統(tǒng)中使用的測(cè)量設(shè)備，其工作原理與變壓器基本相同。使用互感器的目的是：1．與小量程的標(biāo)準(zhǔn)化電壓表和電流表配合測(cè)量高電壓、大電流；2．使測(cè)量回路與被測(cè)回路隔離，以保障工作人員和測(cè)試設(shè)備的安全；3．為各類(lèi)繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)提供控制信號(hào)。1、電壓互感器：當(dāng)忽略漏抗時(shí)：

≈

==這樣，被測(cè)電壓U1=K?U2電壓互感器的工作原理

在測(cè)量交變電流的大電壓時(shí),為能夠安全測(cè)量在火線(xiàn)和地線(xiàn)之間并聯(lián)一個(gè)變壓器(接在變壓器的輸入端),這個(gè)變壓器的輸出端接入電壓表,由于輸入線(xiàn)圈的匝數(shù)大于輸出線(xiàn)圈的匝數(shù),因此輸出電壓小于輸入電壓,電壓互感器就是降壓變壓器.2、電流互感器：電流互感器的工作原理在測(cè)量交變電流的大電流時(shí),為能夠安全測(cè)量在火線(xiàn)(或地線(xiàn))上串聯(lián)一個(gè)變壓器(接在變壓器的輸入端),這個(gè)變壓器的輸出端接入電流表,由于輸入線(xiàn)圈的匝數(shù)小于輸出線(xiàn)圈的匝數(shù),因此輸出電流小于輸入電流(這時(shí)的輸出電壓大于輸入電壓,但是由于變壓器是串聯(lián)在電路中所以輸入電壓很小,輸出電壓也不大),電流互感器就是升壓(降流)變壓器.電流互感器的特點(diǎn)是：(1)一次線(xiàn)圈串聯(lián)在電路中，并且匝數(shù)很少，因此，一次線(xiàn)圈中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流．而與二次電流無(wú)關(guān)；(2)電流互感器二次線(xiàn)圈所接儀表和繼電器的電流線(xiàn)圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行。其主要作用是:1、將很大的一次電流轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的5安培；

2、為測(cè)量裝置和繼電保護(hù)的線(xiàn)圈提供電流；

3、對(duì)一次設(shè)備和二次設(shè)備進(jìn)行隔離?；ジ衅魇褂?/p>

A、在使用電壓互感器時(shí)應(yīng)注意：

1．副方不允許短路，否則會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流，燒壞互感器的繞組；

2．副方應(yīng)可靠接地；

3．副方接入的阻抗不得小于規(guī)定值，以減小誤差。

B、電流互感器在使用時(shí)應(yīng)注意：

1．在運(yùn)行過(guò)程中絕對(duì)不允許副方開(kāi)路。

2．副方應(yīng)可靠接地；

3．副方回路阻抗不應(yīng)超過(guò)規(guī)定值，以免增大誤差。二、兆歐表1、定義：兆歐表是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)測(cè)量電氣設(shè)備絕緣電阻的便攜式儀表。2、結(jié)構(gòu)：一般的兆歐表主要由手搖直流發(fā)電機(jī)、磁電系比率表和測(cè)量線(xiàn)路組成。

2、兆歐表的結(jié)構(gòu)

兆歐表的結(jié)構(gòu)示意圖1、2-動(dòng)圈3-永久磁鐵4-帶缺口的圓柱形鐵心

5-極掌6-指針ZC25型兆歐表內(nèi)部線(xiàn)路圖外部接線(xiàn)端鈕手搖直流發(fā)電機(jī)

ZC25型兆歐表外形圖線(xiàn)路端鈕L屏蔽端鈕接地端鈕E3、、工作原理（1）被測(cè)電阻Rx接在“L”與“E”端鈕之間。（2）搖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)的手柄，發(fā)電機(jī)兩端產(chǎn)生較高的直流電壓，線(xiàn)圈1和線(xiàn)圈2同時(shí)通電。（3）通過(guò)線(xiàn)圈1的電流Il與氣隙磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M1；通過(guò)線(xiàn)圈2的電流I2也與氣隙磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生反作用力矩M2，M1與M2方向相反.（4）由于氣隙磁場(chǎng)是不均勻的，所以轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M1不僅與線(xiàn)圈1的電流I1成正比，而且還與線(xiàn)圈1所處的位置（用指針偏轉(zhuǎn)角α表示）有關(guān)。4、兆歐表的選擇（1）兆歐表的額定電壓一定要與被測(cè)電氣設(shè)備或線(xiàn)路的工作電壓相適應(yīng)。（2）兆歐表的測(cè)量范圍要與被測(cè)絕緣電阻的范圍相符合，以免引起大的讀數(shù)誤差。(3)兆歐表的額定電壓應(yīng)根據(jù)被測(cè)電氣設(shè)備的額定電壓來(lái)選擇。測(cè)量500V以下的設(shè)備，選用500V或1000V的兆歐表；額定電壓在500V以上的設(shè)備，應(yīng)選用1000V或2500V的兆歐表；對(duì)于絕緣子、母線(xiàn)等要選用2500V或3000V兆歐表。（1）兆歐表的接線(xiàn)

1）兆歐表有三個(gè)接線(xiàn)端鈕，分別標(biāo)有L（線(xiàn)路）、E（接地）和G（屏蔽）。

2）當(dāng)測(cè)量電力設(shè)備對(duì)地的絕緣電阻時(shí)，應(yīng)將L接到被測(cè)設(shè)備上，E可靠接地即可。5、兆歐表的使用1）開(kāi)路試驗(yàn)

在兆歐表未接通被測(cè)電阻之前,搖動(dòng)手柄使發(fā)電機(jī)達(dá)到120r/min的額定轉(zhuǎn)速,觀(guān)察指針是否指在標(biāo)度尺“∞”的位置。表筆分開(kāi)兆歐表的開(kāi)路試驗(yàn)(2）兆歐表的檢查2）短路試驗(yàn)

將端鈕L和E短接，緩慢搖動(dòng)手柄，觀(guān)察指針是否指在標(biāo)度尺的“0”位置。表筆短接

兆歐表的短路試驗(yàn)1）觀(guān)測(cè)被測(cè)設(shè)備和線(xiàn)路是否在停電的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量。并且兆歐表與被測(cè)設(shè)備間的連接導(dǎo)線(xiàn)不能用雙股絕緣線(xiàn)或絞線(xiàn)，應(yīng)用單股線(xiàn)分開(kāi)單獨(dú)連接。(3)兆歐表的使用2）將被測(cè)設(shè)備與兆歐表正確接線(xiàn)。(3)兆歐表的使用

測(cè)量電機(jī)或設(shè)備絕緣電阻時(shí)，E端接電機(jī)或設(shè)備外殼，L端接被測(cè)繞組的一端；測(cè)量電機(jī)或變壓器繞組間絕緣電阻時(shí)先拆除繞組間的連接線(xiàn)，將E、L端分別接于被測(cè)的兩相繞組上；

測(cè)量線(xiàn)路對(duì)地絕緣電阻時(shí)，E端接地，L端接于被測(cè)線(xiàn)路上；

兆歐表有三個(gè)接線(xiàn)柱：線(xiàn)路(L)、接地(E)、屏蔽(G)。根據(jù)不同測(cè)量對(duì)象，作相應(yīng)接線(xiàn)。

測(cè)量電纜絕緣電阻時(shí)E端接電纜外表皮(鉛套)上，L端接線(xiàn)芯，G端接芯線(xiàn)最外層絕緣層上。

3)搖動(dòng)手柄時(shí)應(yīng)由慢漸快至額定轉(zhuǎn)速120r／min。3）正確讀取被測(cè)絕緣電阻值大小。同時(shí)，還應(yīng)記錄測(cè)量時(shí)的溫度、濕度、被測(cè)設(shè)備的狀況等，以便于分析測(cè)量結(jié)果。兆歐表的讀數(shù)4)測(cè)量完畢，待兆歐表停止轉(zhuǎn)動(dòng)和被測(cè)物接地放電后方能拆除連接導(dǎo)線(xiàn)。

電橋電路是電磁測(cè)量中電路連接的一種基本方式。由于它測(cè)量準(zhǔn)確，方法巧妙，使用方便，所以得到廣泛應(yīng)用。電橋電路不僅可以使用直流電源，而且可以使用交流電源，故有直流電橋和交流電橋之分。直流電橋主要用于電阻測(cè)量，它有單電橋和雙電橋兩種。前者常稱(chēng)為惠斯登電橋，用于1～106范圍的中值電阻測(cè)量；后者常稱(chēng)為開(kāi)爾文電橋，用于10-3～1范圍的低值電阻測(cè)量。電橋的種類(lèi)繁多，但直流單電橋是最基本的一種，它是學(xué)習(xí)其他電橋的基礎(chǔ)。三、電橋和接地電阻儀1、電橋

直流電橋：?jiǎn)坞姌颍ɑ菟沟请姌颍y(cè)中值電阻雙電橋（開(kāi)爾文電橋）測(cè)低值電阻

惠斯登電橋的原理R１、R２、R０、Rｘ組成電路的4個(gè)橋臂，Rｘ為待測(cè)電阻。在一般情況下，b、d兩點(diǎn)電位不相等，檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。若調(diào)整R１、R２、R０使得檢流計(jì)中沒(méi)有電流通過(guò)（IG=0），則說(shuō)明b、d兩點(diǎn)達(dá)到同電位，這時(shí)我們稱(chēng)電橋達(dá)到“平衡”，此時(shí)滿(mǎn)足下列關(guān)系：IＧ=

0IＧ=

0若已知R１、R２、R０，則可由上式求出Rｘ。上式又叫電橋平衡條件。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一般先選定比率R1/R２，再調(diào)節(jié)R０使電橋達(dá)到平衡。一般R０及R１、R２均用準(zhǔn)確度較高的電阻（達(dá)到0.01級(jí)），測(cè)出的Rｘ的精度也較高。電橋法測(cè)量電阻的誤差主要來(lái)源于三個(gè)方面：一是R1、R2及R0本身的誤差；二是檢流計(jì)本身的靈敏度；三是觸點(diǎn)誤差。2.電橋的靈敏度S

我們用電橋靈敏度S反映電橋?qū)﹄娮柘鄬?duì)變化的分辨能力。電橋靈敏度S的定義是S＝（格）它表示電橋平衡后，被測(cè)電阻的相對(duì)改變量為一個(gè)單位時(shí)引起的檢流計(jì)偏轉(zhuǎn)的格數(shù)，S越大，電橋就越靈敏。在實(shí)際操作中被測(cè)電阻Rｘ的阻值是不能改變的，一般常用ΔR０

/R０來(lái)代替ΔRｘ

/Rｘ求S值。

3、雙臂電橋原理：（1）雙臂電橋原理圖：?jiǎn)伪垭姌蚺c雙臂電橋的區(qū)別1、原理不同：?jiǎn)螛騼?nèi)部只有一個(gè)橋臂回路，雙橋有兩個(gè)橋臂回路：內(nèi)臂和外臂，外臂用于測(cè)量被測(cè)電阻的數(shù)值，內(nèi)臂用于消除引線(xiàn)電阻影響。

2、用途不同：?jiǎn)螛蛞话阌糜跍y(cè)量10歐以上的電阻，雙橋一般測(cè)量小于10歐的電阻。

3、測(cè)量端鈕數(shù)不同：?jiǎn)螛騼蓚€(gè)測(cè)量端，雙橋4個(gè)測(cè)量端。

4、測(cè)量電源不同：?jiǎn)螛蛞话汶妷涸?v以上，電流較小；雙橋一般電壓小于1.5v，電流較大。5、內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同：?jiǎn)螛蛉齻€(gè)測(cè)量橋臂一般為獨(dú)立結(jié)構(gòu)；雙橋的內(nèi)臂和外臂需要聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)，阻值保持同步，結(jié)構(gòu)比單橋復(fù)雜。

6、單橋除橋臂電阻外，不需要另外的標(biāo)準(zhǔn)電阻；雙橋需要另外增加標(biāo)準(zhǔn)電阻，標(biāo)準(zhǔn)電阻有的是內(nèi)附的，有的是外接的。

7、限于測(cè)量電流不能很大的條件，雙橋的靈敏度一般比單橋要低。

8、雙橋一般需要較粗的導(dǎo)線(xiàn)連接，一般要求其引線(xiàn)電阻不大于被測(cè)電阻的十分之一。

9、單橋、雙橋的抗干擾能力沒(méi)有明顯區(qū)別，這與何種電橋和電橋內(nèi)部的放大板性能以及電橋質(zhì)量等有關(guān)

（2）不可小看的接觸電阻和導(dǎo)線(xiàn)電阻。（3）四端鈕接法。圖示（第三片所示）從工作原理上分析可見(jiàn)，由于運(yùn)用了三項(xiàng)有效措施，使得雙臂電橋能夠消除或減小附加電阻對(duì)測(cè)量低電阻的影響。

1）Rx和Rs都采用了四端鈕接法，它轉(zhuǎn)移了附加電阻（包括導(dǎo)線(xiàn)電阻與接觸電阻）的相對(duì)位置，使得附加電阻不再與低電阻Rx和Rs相串聯(lián)，將附加電阻（A1、C1接觸電阻）轉(zhuǎn)移到電源回路中去，消除了它們對(duì)測(cè)量的影響。

2）橋臂電阻分別比相應(yīng)的附加電阻大的多，從而可以將附加電阻忽略不計(jì)。

3）Rx與Rs采用足夠粗的導(dǎo)線(xiàn)聯(lián)接，使得附加電阻r（又稱(chēng)跨線(xiàn)電阻）很??；又由于4個(gè)橋臂電阻R1，R2，R3，R4比Rx，Rs要大的多，于是，當(dāng)雙電橋平衡時(shí)，橋臂電流I1和I2必然比流過(guò)Rx和Rs的電流I3小的多。這樣，附加電阻的電壓降與四個(gè)橋臂電阻以及Rx，Rs上的電壓降相比小的多，因而可以忽略不計(jì)。

4、測(cè)量導(dǎo)體的電阻率實(shí)驗(yàn)指出，導(dǎo)體的電阻與其長(zhǎng)度L成正比，與其橫截面積S成反比，即：式中比例系數(shù)稱(chēng)為導(dǎo)體的電阻率，可按下式求出式中d為圓形導(dǎo)體的直徑。因此當(dāng)測(cè)得d、L和R之后，可求得導(dǎo)體的電阻率。

單臂直流電橋45型雙臂直流電橋QJ44型單臂直流電橋23型電源QJ23型儀器系惠斯登電橋線(xiàn)路。在量程1Ω～9.999MΩ范圍內(nèi)的電阻極為方便，具有內(nèi)附指零儀及電源，整個(gè)測(cè)量機(jī)構(gòu)裝在金屬外殼內(nèi)，輕便且便攜帶，適用于實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)使用。QJ23型儀器系惠斯登單臂電橋檢流計(jì)電源按鈕檢流計(jì)按鈕被測(cè)電阻外接電源檢流計(jì)接線(xiàn)柱比率臂比較臂QJ23型直流單臂電橋結(jié)構(gòu)儀器結(jié)構(gòu)與各部分名稱(chēng)

1、結(jié)構(gòu)

(1)、本產(chǎn)品系一單臂電橋，主要由比例臂、比較臂、放大臂、指零儀及電池組等組合而成。(2)、比較臂由四個(gè)十進(jìn)盤(pán)組成，最大可調(diào)11110歐，最小步進(jìn)為1歐。(3)、放大器采用運(yùn)算放大器，接在指零儀的輸入端，以提高指零儀的靈敏度。(4)、所有線(xiàn)繞電阻均采用高穩(wěn)定性錳銅電阻絲，以無(wú)感式繞制在磁骨加上。(5)、QJ23儀器性能穩(wěn)定，靈敏度高，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。主要技術(shù)數(shù)據(jù)及規(guī)格

1、總有效量程：1Ω～9.999MΩ。

2、測(cè)量盤(pán)：1000Ω×10+100Ω×10+10Ω×10+1Ω×10。

3、量程系數(shù)：×0.001、×0.01、×0.1、×1、×10、×100、×1000。

4、溫度、相對(duì)濕度使用范圍：

有效量程≥106Ω為10℃～30℃、25%～75%。

有效量程≥106Ω為15℃～35℃、25%～80%。

5、內(nèi)附電源、3V、(1#)干電池二節(jié)9V6F22疊成電池一節(jié)。

6、外型尺寸：270×230×140mm3。

7、重量小于2Kg。使用方法

1、打開(kāi)儀器底部電池盒蓋，按極性裝二節(jié)1號(hào)電池及一節(jié)9V6F22疊成電池。調(diào)整項(xiàng)1(指零儀零位調(diào)整器)使指零儀指零位。2、被測(cè)電阻接到項(xiàng)9(測(cè)試電阻接線(xiàn)端鈕)、開(kāi)始測(cè)量時(shí)，可逆時(shí)針?lè)较蛐齽?dòng)項(xiàng)4，以減小指零儀靈敏度，當(dāng)測(cè)定到大致值后再增大靈敏度。觀(guān)看視頻：使用QJ23單臂電橋測(cè)量電阻2、接地電阻測(cè)試儀（1）、接地電阻測(cè)試要求：a.交流工作接地，接地電阻不應(yīng)大于4Ω；b.安全工作接地，接地電阻不應(yīng)大于4Ω；c.直流工作接地，接地電阻應(yīng)按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具體要求確定；d.防雷保護(hù)地的接地電阻不應(yīng)大于10Ω；e.對(duì)于屏蔽系統(tǒng)如果采用聯(lián)合接地時(shí)，接地電阻不應(yīng)大于1Ω。

（2）接地電阻的定義

接地電阻就是通過(guò)接地裝置泄放電流時(shí)表現(xiàn)出的電阻，它在數(shù)值上等于流過(guò)接地裝置入地的電流與這個(gè)電流產(chǎn)生的電壓降之除。

式中，U——接地裝置的對(duì)地電壓，即接地體與大地零電位參考點(diǎn)之間的電位差。

I——通過(guò)接地裝置泄放入大地的電流。（3）接地的作用接地是利用大地作為接地電流回路，在設(shè)備與大地之間實(shí)現(xiàn)低阻抗的連接，它將設(shè)備接地處的電位固定為所允許的值。接地的目的一是為設(shè)備的操作人員提供安全保障；二是防止設(shè)備損壞和提高設(shè)備工作的穩(wěn)定性。接地的作用主要是防止人身遭受電擊、設(shè)備和線(xiàn)路遭受損壞、預(yù)防火災(zāi)和防止雷擊、防止靜電損害和設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行。

（4）接地電阻的測(cè)量

接地電阻的測(cè)量是按照上述公式來(lái)進(jìn)行的：給接地裝置（接地極或接地網(wǎng)）施加一個(gè)電流I，測(cè)量出接地極（網(wǎng)）上的電壓U，電壓與電流相除，就得到了接地電阻。

看似簡(jiǎn)單，但是，這個(gè)電流如何正確的施加，這個(gè)電壓如何測(cè)量準(zhǔn)確，卻并不是每個(gè)測(cè)量者都知道。1）測(cè)量電流的施加與電流輔助極

測(cè)量電流是指“流過(guò)接地裝置入地的電流”。這個(gè)電流與導(dǎo)線(xiàn)中流過(guò)的電流是不一樣的。在導(dǎo)線(xiàn)中，電流沿導(dǎo)線(xiàn)流動(dòng)，形成連續(xù)的閉合回路，其路徑是確定的和可預(yù)見(jiàn)的。而“流過(guò)接地裝置入地的電流”卻擴(kuò)散到大地里，流到很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的地方。它是怎么形成閉合回路，以滿(mǎn)足電流的連續(xù)性和閉合性規(guī)律呢？

如果這個(gè)電流是雷擊形成的雷電流，這個(gè)電流是從雷云經(jīng)過(guò)雷電放電通道進(jìn)入接閃器和引下線(xiàn)，再經(jīng)過(guò)接地裝置向四周大地?cái)U(kuò)散傳播，最后經(jīng)過(guò)云——地之間的廣大空間以位移電流的形式，回到雷云，滿(mǎn)足電流的連續(xù)性與閉合性的規(guī)律。可是，我們?cè)谶M(jìn)行接地電阻測(cè)試時(shí)，為了能夠向接地裝置注入（施加）測(cè)試電流，我們首先必須解決電流的歸路或收集問(wèn)題。這就是必須找到或人為制作一個(gè)電流回路。在三極直線(xiàn)法和三角形法測(cè)量接地電阻時(shí)需要在遠(yuǎn)方臨時(shí)打一個(gè)輔助電流極，其目的就是為了給電流提供一個(gè)回路。2）測(cè)量電壓與輔助電壓極

公式中的電壓是指接地裝置（網(wǎng)）與大地零電位參考點(diǎn)之間的電壓。大地零電位參考點(diǎn)在哪里，如何取得，是接地電阻測(cè)試中的另一個(gè)重要問(wèn)題。顯然我們不可能到無(wú)窮遠(yuǎn)的地方去找零電位參考點(diǎn)，而是在一個(gè)較近的可以接受的地方尋找零電位參考點(diǎn)。

在接地電阻測(cè)量中，需要在選做零電位參考點(diǎn)的地方打一個(gè)輔助電壓極，用一根導(dǎo)線(xiàn)將參考電位取回來(lái)，它與接地裝置（網(wǎng)）的電位之差，就是我們需要的電壓U。要找一個(gè)真正的零電位參考點(diǎn)在現(xiàn)實(shí)測(cè)量工作中可能很不容易，但我們能夠找到一個(gè)盡可能接近零電位的地方，或者其誤差是可以接受的地方。如果這個(gè)點(diǎn)的電位不是真正的零電位，而是比零電位大一點(diǎn)，或小一點(diǎn)，那最后得到的電壓和測(cè)得的接地電阻就會(huì)有或大或小的誤差。多大的誤差能夠?yàn)槲覀兯邮?，這就需要通過(guò)測(cè)量結(jié)果來(lái)判斷。在這里，不僅要了解測(cè)量原理，還要具備相應(yīng)的實(shí)際測(cè)量經(jīng)驗(yàn)?？傊瑸楸ＷC接地電阻測(cè)量的準(zhǔn)確，關(guān)鍵就在于零電位參考點(diǎn)選取的正確與否以及對(duì)測(cè)量結(jié)果的判斷。

大地零電位參考點(diǎn)在哪里呢？有的人有一種誤解，認(rèn)為大地總是處于零電位的。他們認(rèn)為，地電位就是零電位，這是不正確的。其實(shí)，只要地中有電流流過(guò)，就有電壓降，這兒的地就不是零電位。沒(méi)有電流流過(guò)的地，才是電氣上的零電位地。因此，嚴(yán)格地說(shuō)，零電位在離被測(cè)接地裝置（網(wǎng)）很遠(yuǎn)的地方。對(duì)于單根金屬管接地極來(lái)說(shuō)，離接地極的距離在20m以上才可以認(rèn)為是零電位。

輔助電壓極的任務(wù)就是取回零電位，因此怎樣獲得準(zhǔn)確的零電位點(diǎn)，是測(cè)準(zhǔn)接地電阻的關(guān)鍵。

使用常規(guī)方法測(cè)量接地電阻的原理電路如圖所示。圖中，RX為待測(cè)接地體E的接地電阻，X、D分別為電壓（位）極、電流極與被測(cè)接地體之間的距離。電源接通后，電流沿電流極、接地體構(gòu)成回路。