正確使用功率表應(yīng)注意的主要事項(xiàng)

郭麗華

泰州創(chuàng)業(yè)水電安裝服務(wù)有限公司 225300

功率表是電氣測(cè)量中常用的儀表之一。功率表的使用正確與否直接影響到測(cè)量精度及儀表的完好，因此必須注意正確使用。

功率表的的量程包含三重含義：即電流量程、電壓量程和功率量程。電流量程是指在儀表的串聯(lián)回路中容許通過的最大工作電流；電壓量程是指在儀表的并聯(lián)回路上所能承受的最高工作電壓；功率量程則等于電流量程與電壓量程的乘積，也即當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)COSφ=1時(shí)的儀表滿刻度的功率值。

在實(shí)際測(cè)量中，COSφ往往不等于1而小于1，因此僅使被測(cè)功率不超過儀表的功率量程是不夠的。因在COSφ<1時(shí)，指針雖未達(dá)到滿刻度偏轉(zhuǎn)，但被測(cè)的電流或電壓可能已超過了功率表的電流或電壓量程，因而將導(dǎo)致功率表損壞。因此，在選擇功率表時(shí)，還要注意被測(cè)電路的電流和電壓，不能超過功率表的電流和電壓量程。

此外，在使用功率表時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1、功率表的正確接線

在實(shí)際測(cè)量中，較常用的功率表為電動(dòng)系功率表。它是由電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)和附加電阻R1構(gòu)成，如圖1所示。

功率表的接線必須遵守“發(fā)電機(jī)端守則”。因?yàn)殡妱?dòng)系功率表的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)矩與兩個(gè)線圈中的電流方向有關(guān)。若其中一線圈中的電流方向接反了，轉(zhuǎn)矩就會(huì)改變方向，此時(shí)不僅無法讀數(shù)，而且可能會(huì)將指針打彎。為防止線圈接反，通常在兩線圈對(duì)應(yīng)于電流流進(jìn)的端鈕上，均標(biāo)注上“*”或“±”等標(biāo)志，稱作發(fā)電機(jī)端。功率表在接線時(shí)，應(yīng)使電流和電壓線圈的發(fā)電機(jī)端接到電源同一極性的端鈕上，以保證兩個(gè)線圈的電流方向都從發(fā)電機(jī)端流入。這就是功率表接線的“發(fā)電機(jī)端守則”。

功率表的正確接線如圖2所示。其共同特點(diǎn)是，在所規(guī)定的正方向下，兩線圈中的電流I1、I2都從發(fā)電機(jī)端流入，符合“發(fā)電機(jī)端守則”。不同的是，圖2（a）中的電壓線圈支路接在電流線圈前面，稱為電流線圈前接電路；而圖2（b）接在后面，稱為電壓線圈后接電路。這兩種接線形式的誤差是不一樣的，應(yīng)注意正確。

（1）電壓線圈前接電路

由于電流線圈和負(fù)載直接串聯(lián)，因此電流線圈電流I1等于負(fù)載電流I。但因電壓線圈接在電流線圈面前，故電壓線圈接在電流線圈前面，故電壓線圈支路兩端的電壓為負(fù)載電壓U=I·R和電流線圈壓降I·r1之和（設(shè)r1為電流線圈的內(nèi)阻）。而功率表的讀數(shù)將是負(fù)載功率的內(nèi)阻）。而功率表的讀數(shù)將是負(fù)載功率和電流線圈消耗的功率之和，因此造成了測(cè)量誤差。顯然，只有當(dāng)負(fù)載功率遠(yuǎn)大于電流線圈消耗的功率時(shí)，測(cè)量結(jié)果才較正確。因此，電壓線圈前接電路適用于R遠(yuǎn)大于r1時(shí)的情況。

（2）電壓線圈后接電路

由于電壓線圈支路直接和負(fù)載并聯(lián)，因此加在功率表電壓線圈支路兩端的電壓就等于負(fù)載電壓。但由于電流線圈接在電壓線圈支路的前面，所以通過電流線圈的電流I1包括了負(fù)載電流I和電壓線圈支路的電流=U1/r2兩部分（設(shè)r2為電壓線圈支路消總電阻）。這樣，功率表的讀數(shù)為負(fù)載功率（U1/r2）之和，也將造成測(cè)量誤差。顯然，只有當(dāng)負(fù)載功率遠(yuǎn)大于電壓線圈支路消耗功率，也即R

2、功率表的量程選擇

便攜式功率表一般都制成多量程的。其功率量程由電流量程和電壓量程所決定，因此功率量程的擴(kuò)大是通過電流量程和電壓量程的擴(kuò)大來實(shí)現(xiàn)的。電動(dòng)系功率表電流量程的擴(kuò)大，一般是通過兩段電流線圈（常將電流線圈分為兩段或若干段）連接方式的改變來實(shí)現(xiàn)的，如圖3（a）所示。通常可利用功率表盤上的兩金屬連接片來改變連接方式。當(dāng)兩金屬連接片接成“=”形狀時(shí)表示兩電流線圈串聯(lián)，電流量程為I；若兩金屬片接成“‖”狀，則表示兩電流線圈并聯(lián)，電流量程為2I，擴(kuò)大一倍。電壓量程的擴(kuò)大，則用改變附加電阻R1的方法來實(shí)現(xiàn)，如圖3（b）所示。通常是利用功率表表盤上電壓線圈接線端位置的改變來實(shí)現(xiàn)的。

測(cè)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)事先估計(jì)的被測(cè)量電路的電流和電壓，選擇功率表的電流和電壓量程。為可靠起見，可選擇儀表的電流、電壓量程稍大于被測(cè)電路的工作電流、電壓。電流和電壓量程選定后，功率量程就隨之確定，即為電流量程和電壓量程的乘積。

3、功率表的讀數(shù)

多量程功率表因只有一條刻度標(biāo)尺共用，故通常在標(biāo)尺上不標(biāo)瓦數(shù)，而僅標(biāo)注分格數(shù)。因此，選用不同的電流量程和電壓量程時(shí)，每一分格所代表的瓦數(shù)也就不同。測(cè)量結(jié)果應(yīng)根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)n和每格瓦數(shù)C由下式求出：

P=Cn（W） C=UeIe/ae（W/格）

式中：UeIe—分別為所選的電壓和電流量程；

ae—儀表標(biāo)尺的滿刻度格數(shù)。

例如，用電壓量程為300V、電流量程為5A，滿刻度格數(shù)為150格的功率表去測(cè)量某一電路功率時(shí)，若指針的偏轉(zhuǎn)格數(shù)為80格，則

C=UeIe/ae=300*5/150=10W/格

P=Cn=10*80=800W

4、功率表反向偏轉(zhuǎn)的處理

在功率表正確接線情況下測(cè)量時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生指針反偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象。一般在以下兩種情況下發(fā)生：一是在負(fù)載端實(shí)際有電源，使負(fù)載支路不是消耗功率而是在發(fā)出功率；另一種情況是發(fā)生在用單相功率表去測(cè)三相電路功率，由于功率表中電壓線圈上電壓U和電流線圈中電流I之間的相位差超過900而導(dǎo)致功率為負(fù)值。此時(shí)，可通過改變接于功率表側(cè)面的極性開關(guān)，使指針改為正偏轉(zhuǎn)，而最終測(cè)得的功率值應(yīng)加上一負(fù)號(hào)。

5、不能用普通的功率表去測(cè)量低功率因數(shù)電路的功率

普通功率表標(biāo)尺是按照額定功率因數(shù)COSφ=1來刻度的。由于功率表的轉(zhuǎn)矩和偏轉(zhuǎn)角均與被測(cè)功率P=UICOSφ成正比，即當(dāng)COSφ較小時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角減小，所示功率小，不便于讀數(shù)。同時(shí)，由于轉(zhuǎn)矩很小，儀表本身的功率損耗、摩擦等因素對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響就較大，會(huì)造成很大的測(cè)量誤差。所以測(cè)量低功率因數(shù)電路的功率時(shí)，必須采用專用的低功率因數(shù)功率表而不能用普通功率表。