项目19单相电能表的认识与使用

单相电能表的认识与使用
四、学习形式 五、考核标准 六、原理说明 电能表按其测量的相数分类，分单相电能表和三 相电能表。单相电能表的额定电压一般为220V，用于 220V的单相供电线路中。额定电流有1A、2A、3A、4A、 5A、10A等多个等级，表示单相电能表允许长期流过 的最大安全电流。有时单相电能表的额定电流标有两 个值，如3（6）A，表示该单相电能表的额定电流为 3A，但如果通过不超过6A的电流，也能保证其测量的 精度。
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5.单相电能表的读数 使用单相电能表计算用户消耗的电能时，应将用户 这一次电能表的读数减去上一次电能表的读数，差值即 为在这一段时间内用户消耗的电能。 6.单相电能表的正确使用 （1）选择电能表的类型：根据任务要求，适当选 择电能表的类型。单相用电时（一般家庭为此种用电）， 选用单相电能表；三相用电时选用三相四线、三相三线 电能表，除成套配电设备外，一般不采用三相三线制电 能表。
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一、能力目标
二、主要使用材料和工具
主要使用材料和工具见表19-1。
表19-1 主要使用材料和工具
名称 单相电能表 螺丝刀（一字、十字）
剥线钳 交流电流表 白炽灯及灯座
导线 开关 万用表
数量 1块 各1把 1把 1块 1套 若干 1个 1块
推荐仪器参数 0～0.5A M500
单相电能表的认识与使用
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1.单相电能表的组成 单相电能表的外形见图19-2。 当用户的用电设备工作时，其面板窗口中的铝盘 将转动，带动计数机构在其机械式计数器窗口中显示 出读数。电路中的负载越重，铝盘旋转越快，用电也 越多。 单相电能表一般是采用电磁感应原理制成的，因 此叫感应系电能表。 单相电能表的结构示意图如图19-3所示，其主要 由驱动部分、转动部分、制动部分、积算机构组成。
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（3）与电能表连接的导线必须使用铜芯绝缘导 线，导线的截面积应能满足导线的安全载流量及机械 强度的要求。
（4）极性要正确：相线是1进3出，零线是2进4 出，在接线盒里端子的排列顺序，总是左为首端1， 右为尾端4。
（5）电能表的电压联片（电压小钩）必须连接 牢固。
（6）在低压大电流线路中测量电能，电能表须 通过电流互感器将电流变小后接入。
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（4） 积算机构 由一套计数装置组成，用来计算电能表转盘的转数， 以显示所测定的电能。 以上的四个部分称为一套电磁系统。单相电能表具有 一套电磁系统，又叫单元件电能表；具有两套电磁系统的 三相电能表称为二元件三相电能表（两套电磁系统共用一 个积算机构）；具有三套电磁系统的三相电能表称为三元 件三相电能表（三套电磁系统共用一个积算机构）。 电能表的潜动是指负载电流为零时电能表的转动。按 规定电能表在线路电压为额定电压的80％和110％时，铝盘 的潜动不应超过一圈。
三、项目及工艺要求 1.用万用表测量单相电能表端子之间的电阻 。 2.按图19-1 单相电能表的原理接线图接线。 3. 观察单相电能表的潜动。 断开负载，使电能表的电流线圈回路电流为零，再 进行观察。 4.测算负载功率。 接通电路，用秒表记录单相电能表铝盘转一圈所需 时间 (或10圈平均)，按下式计算功率。 P 1000 3600 式中 C ——单相电能表仪表常数（r/kW·h） C T
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图19-1 单相电能表的原理接线图
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5. 测算负载功率因数。 用万用表测量电源电压，并读取交流电流表读数， 按下式计算功率因数。
cos 1000 3600
C T U I
6. 观察单相电能表铝盘反转。 将单相电能表1、2端子的接线对调，观察铝盘转动 情况。 注意：千万不可以将单相电能表2、3或1、4接线端 子对调，否则会烧坏单相电能表或电源。 7.本项目中单相电能表应与地面垂直放置。
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图19-2 单相电能表的外形图
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图19-3
单相电能表结构示意图
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（1）驱动部分 由电流部件和电压部件组成，用来将交变的电流和 电压转变为交变的磁通，切割转盘形成转动力矩，使转 盘转动 。 （2）转பைடு நூலகம்部分 由铝制圆盘和转轴等部件组成，它能在驱动部件所 建立的交变磁场作用下连续转动。 （3）制动部分 由制动永久磁铁和铝盘等部件组成，其作用是在转 盘转动时产生制动力矩，使转盘转速与负载的功率大小 成正比，从而使电能表能反映出负载所消耗的电能。
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2.单相电能表的工作原理 根据电磁感应原理，当交流电流通过电能表的电 流线圈和电压线圈时，在线圈中会产生交变磁通，该 磁通穿过铝盘时，在铝盘上产生涡流，而这些涡流又 与交变磁通相互作用产生电磁力矩，驱动铝盘转动。 同时，转动的铝盘又在制动磁铁的磁场中，也会在铝 盘中产生涡流，制动磁铁的磁场与这个涡流相互作用， 又产生了制动力矩，制动力矩的大小与铝盘的转速成 正比。当转动力矩与制动力矩平衡时，铝盘以稳定的 速度转动。其转速与被测负载的功率的大小成正比， 根据其转速的大小从而测量出负载所消耗的电能。
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3.单相电能表接线方式 单相电能表主要用来测量单相电能，每个电能表 的下部都有一个接线盒，接线盒内设有四个引出线端 钮，如图19-4 所示。电压线圈的首端（5）与电流线 圈的首端（1）在出厂时已在接线盒中连好。电能表 的接线盒盖上一般都有电路接线图，其直入式接线方 法有：跳入式、顺入式，其接线原理如图19-5和图 19-6所示。目前所用电能表的接线方式多数为跳入式。
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图19-4单相电能表的接线方法（跳入式）
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图19-5 单相电能表跳入式接线原理图
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图19-6 单相电能表顺入式接线原理图
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4.单相电能表接线要求 （1）接线前，检查电能表的型号、规格应与负荷的 额定参数相适应；检查电能表的外观，应完好。 （2）根据给定的单相电能表测定或核实其接线端子。 具体做法是：用万用表的×100或×1K档，测定哪两个端 子接同一个线圈，且测出该线圈的电阻值；根据电阻值 的大小，区分出电压线圈和电流线圈。电压线圈导线细， 匝数多，电阻大，一般额定电压220V的电能表的电压线 圈的直流电阻约为800～1200Ω。电流线圈导线粗，匝数 少，电阻小，一般万用表指示为0Ω。