兆欧表、电能表工作原理及接线

兆欧表
手摇式兆欧表的原理电路如图1所示。

图中G为手摇发电机，发电机组件由摇柄、防逆转系统、传动齿轮、离心式摩擦调速系统、发电机等组成；电路系统由倍压整流电路及测量装置磁电式双动圈流比计组成，仪表的指针固定在双动圈上。

仪表的三个接线柱分别是：线路端L、接地端E、屏蔽端G。

其工作原理如
下：
图1 手摇式兆欧表原理电路图
顺时针摇动兆欧表手柄时，手柄使棘轮、齿轮、离心摩擦调速等机构转动，并带动发电机转子以5倍于手柄的转速旋转，定子线圈输出交流电压。

棘轮系统是防止转子逆转，离心摩擦调速系统防止转子超速。

手柄以额定转速转动时，定
子线圈将输出的交流电压，经二极管V
1、V
2
，电容C
1
、C
2
倍压整流后，在A、B
两端输出直流高压。

测量时被测电阻Rx接于兆欧表的“线路端L”与“接地端E”之间。

电流线
圈L
1、电阻R
C
和被测电阻R
X
相串联，电压线圈L
2
和电阻R
V
相串联，然后再并联
接至A、B两端。

设线圈L
1电阻为r
1
，线圈L
2
电阻为r
2
，当摇动手摇发电机时，
兆欧表将输出直流高电压U，则两个线圈通过的电流分别为：
两式相除得：
式中的r
1、r
2
、R
C
、R
V
均为定值，仅R
X
为变量，所以改变R
X
会引起比值I
1
／
I 2的变化。

由于线圈L
1
与线圈L
2
绕向相反，流入电流I
1
和I
2
在永久磁场作用下，
在两个线圈上分别产生两个方向相反的转矩T
1和T
2,
由于气隙磁场不均匀，因此
T 1和T
2
既与对应的电流成正比又与其线圈所处的角度有关。

当T
1
≠T
2
时指针发生
偏转，直到T
1=T
2
时，指针停止。

指针偏转的角度只决定于I
1
和I
2
的比值，此时
指针所指的刻度是被测设备的绝缘电阻值。

当E端与L端短接时，I
1
为最大，指针顺时针方向偏转到最大位置，即“0”
位置；当E、L端未接被测电阻时，R
X 趋于无穷大，I
1
=0，指针逆时针方向转到
“∞”位置。

电能表
1、单相电表工作原理：
单相有功电度表（简称：单相电度表）由接线端子、电流线圈、电压线圈、计量转盘、计数器构成。

当电表接入被测电路后，被测电路电压加在电压线圈上，被测电路电流通过电流线圈后，产生两个交变磁通穿过铝盘，这两个磁通在时间上相同，分别在铝盘上产生涡流。

由于磁通与涡流的相互作用而产生转动力矩，使铝盘转动。

制动磁铁的磁通，也穿过铝盘，当铝盘转动时，切割此磁通，在铝盘上感应出电流，这电流和制动磁铁的磁通相互作用而产生一个与铝盘旋转方向相反的制动力矩，使铝盘的转速达到均匀。

由于磁通与电路中的电压和电流成比例，因而铝盘转动与电路中所消耗的电能成比例，也就是说，负载功率越大，铝盘转得越快。

铝盘的转动经过蜗杆传动计数器，计数器就自动累计线路中实际所消耗的电能。

1）直接接入法：
如果负载的功率在电度表允许的围，即流过电度表电流线圈的电流不至于导致线圈烧毁，那么就可以采用直接接入法。

单相电度表共有四个接线端子，从左至右按1、2、3、4编号，如下图接线一般有两种一般是1、3接进线，2、4接出线；另一种是按1、2接进线，3、4接出线。

无论何种接法，相线（火线）必须接入电表的电流线圈的端子。

由于有些电表的接线特殊，具体的接线方法需要参照接线端子盖板上的接线图去接。

图2 电能表直接接入法
2）经互感器接入法：
在用单相电度表测量大电流的单相电路的用电量时，应使用电流互感器进行电流变换，电流互感器接电度表的电流线圈。

接法有两种：
（1）单相电度表5和1端未断开时的接法。

由于表短接片没有断开，所以互感器的K2端子禁止接地。

如图3a
（2）单相电度表5和1端短接片已断开时的接法。

由于表短接片已断开，所以互感器的K2端子应该接地。

同时，电压线圈应该接于电源两端。

如图3b
a
b
图3 电能表经互感器接入法
2、三相电表工作原理
三相有功电能表用来测量三相交流电路中电源输出（或负载消耗）的电能。

由于测量电路接线方式不同，三相有功电能表又分三相三线制和三相四线制两种。

三相四线有功电度表(DT型)，可对三相四线对称或不对称负载作有功电量的计量；而三相三线有功电度表(DS型)，仅可对三相三线对称或不对称负载作有功电量的计量。

三相三线有功电能表的工作原理与单相有功电能表的工作原理基本上相同，三相有功电能表由电流、电压元件产生一移进磁场，同时与制动力矩相互作用，使铝盘在磁场中获得的转速正比于负载的有功功率，从而达到计量电能的目的。

三相四线有功电能表工作时，由三组电流、电压元件产生一移动磁场，作用在铝盘上的总转矩为三组元件产生的转矩之和，使铝盘在磁场中获得的转速正比于负载的有功功率，从而达到计量电能的目的。

1）直接接入法：
电能表的①、④、⑦接线端分别接电源火线A、B、C，接线端⑩的左边接电源零线。

电能表接线端③、⑥、⑨的出线分别是负载的A、B、C火线，接线端⑩的右边是负载的零线。

接线端①和接线端②、接线端④和接线端⑤、接线端⑦和接线端⑧应可靠连接。

图4：三相电表直接接入式安装
2）经互感器接入法
度表测量大电流的三相电路的用电量时，因为线路流过的电流很大，例如300-500A，不可能采用直接接入法，应使用电流互感器进行电流变换，将大的电流变换成小的电流，即电度表能承受的电流，然后再进行计量。

一般来说，电流互感器的二次侧电流都是5A，例如300/5,100/5。

图5 三相电能表经互感器接入法3、电能表的型号
电能表的型号一般由五部分组成，各部分意义如下。