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第三部分 水电站常用仪表用具使用方法

第一章 仪表使用方法
一、电工测量和仪表的基本知识
电力工业的主要产品是电能，它是人们的感觉器官不能直接感觉和反映的。在电能的生产、传输、分配和使用等环节中、只有通过各种仪表的测量才能对电能质量负荷情况等加以监视，才能保证生产的安全和经济运行。电工测量要解决的主要问题是测量方法的选择、数据的分析和处理及测量设备的使用等。
1、电工测量和测量方法
各种电量或磁量的测量，统称为电工测量，即将测的电量或磁量，跟作为测量单位的同类标准电量或磁量进行比较，从而确定这个被测量的大小的过程。
在电工测量中，凡是可以用来直接指示的仪器表读取被测量的数据而无需度量器的直接参与的方法，叫做直读法。
与直读法相对应，凡是在测量过程中需要度量器的直接参与，并通过比较仪器来确定被测量数据值的方法，称为比较法。根据被测量与标准量比较方法的不同，比较法可以分为差值法、零值法和代替法三种。
不管是直读法，还是比较读法，被测量的数值都可以分在一次试验中直接读出，这种测量方法中做直接测量。在电工测量中有时还用到间接测量的方式。根据被测量与其他量的函数关系，先测得其他量，然后再根据公式把被测量推算出来。
间接测量的误差比直接测量大，而且还要进行计算，通常只有在直接测量有困难时才采用。
2、任何测量都要力求准确。但是实际的测量中，由于测量方法、仪表仪器、试验条件和观测经验等方面的因素的影响，使得测量结果不可能是被测量的实际值，而是它的近似值。一般把测量值和被测量的实际值之间的差别叫做误差。
根据性质的不同，测量误差一般分为系统误差、偶然误差和疏失误差三类。
（1）系统误差。这是一种在测量过程中或者遵循一定的规律变化，或者保持不变的误差。造成系统误差的原因主要有测量设备的误差、测量方法的误差、测量装置的安装或配线不当、周围环境条件的变化以及测量人员经验不足、反映不准等因素。
（2）偶然误差。这是一种大小和符号都不固定的具有偶然性的误差。产生偶然性误差的原因很多，例如温度、湿度、磁场、电场、电源频率等偶然变化，都会引起偶然误差。
（3）疏失误差。这是由测量中的疏失所引起，是一种明显地歪曲测量结果的误差。
3、仪表的误差
所有用于电式测量的仪器仪表，统称为电工仪表。对于各种仪表。不论质量如何，它的指示值和被测量的实际值之间总是存在着某种程度的差别，这种差别就叫作仪表的误差。误差愈小，仪表就愈准确。因此，仪表的准确度也是用误差大小来表示的，但它说明了的是仪表指示值和实际值之间的接近程度。
根据产生误差的原因，仪表误差分为两类：
（1）基本误差。仪表的正常工作条件下，由于结构、工艺等方面不够完善而产生的误差，它是仪表本身所固有的一种误差。
（2）附加误差。由于工作条件的改变而造成额处的误差。仪表的误差，通常用绝对误差、相对误差和引用误差来表示。
4、对仪表的主要技术要求
为保证测量结果准确、可靠，对电工指示仪表的技术要求主要有下列几个方面：
（1）有足够的准确度；
（2）有合适的灵敏度；
（3）仪表本身消耗的功率；
（4）有良好的读数装置；
（5）有良好的阻尼；
（6）有足够的绝缘强度和过载能力。
二、钳形电表
通常在测量电流时，需将被测电路断开，才能将电流表或电流表互感器一次侧串接到电路中去。为了在不断开电路的情况下测量电流，可用钳形电流表。
用来测量交流电流的钳形电流表，是由电流互感器和电流表组成的。当握紧扳手时，电流互感器铁芯可以张开，然后将被测电流的导线卡入钳口作为电流互感器的一次侧线圈。放松扳手时，使铁芯的钳口闭合后，接在二次线圈上的电流表便指示出被测电流大小。这种钳表可有几种不同的量程，由转换开关加以切换。
三、兆欧表
兆欧表是一种专门用来测量绝缘电阻伯可携式仪表，在电气安装、检修和试验中，应用广泛。又称摇表。
兆欧表和其他仪表不同的地方是它本身带有高压电源，这对测量高压电气设备的绝缘电阻是十分必要的。困为在低压下测量出来的绝缘电阻并不能反映在高压工作条件下真正的绝缘电阻值。
1、兆欧表的使用
（1）兆欧表的选择。兆欧表的额定电压应根据被测电气设备的额定电压来选择。一般说来，额定电压为500V以下的设备，选用500V或1000V的兆欧表（兆欧表的电压过高，可能在测试时损坏设备的绝缘）；额定电压在500V以上的设备，则用1000V或2500V的兆欧表。此外，还应注意它的测量范围和被测绝缘电阻的数值要相适应，以免引起过大的读数误差。
（2）使用前的检查。使用前应检查兆欧表是不是完好。为此，先将兆欧表的端钮开路，摇动手柄到发电机的额定转速，观察指针是否指“∞”；然后将“地”和“线”端钮短接，摇动手柄，观察指针是否指“零”。如果指针不对，则需调试后再使用。
（3）注意安全。为了保证安全，严禁在设备带电情况下测量其绝缘电阻。对具有电容的高压设备，在停电后，还必须进行充分的放电，然后才可测量。用兆欧表测量过的设备，必须及时加以放电。
（4）接线的方法。一般测量时，将被测电阻接在端钮“线”（L）和“地”（E）之间即可。
端钮“屏”（G）是用来屏蔽表面电流的。例如，在测量电费的绝缘电阻时，要测量的是电费线芯和外皮之间的绝缘电阻，即电缆内体积电流Iv经的电阻。但是，由于绝缘材料表面漏电流Is的存在，会使测量结果不准确。特别是在绝缘表面不干净以及湿度很大的场合，可能使测量结果受到严重歪曲。为了排除表面电流的影响，在绝缘表面加一个金属的保护环，然后用导线将保护环和兆欧表的端钮“屏”相连，如图14-2所示。这样表面电流Is将不在通过兆欧表的测量机构，而直接和发电机构成回路，从而消除了它的影响。
此外，兆欧表的“线”和“地”端钮都要通过绝缘良好的导线和被测设备相连。如果导线绝缘不好，或者用双股线来连接时，都会影响测量结果。
（5） 手摇发电机的操作在测量开始时，手柄的摇动应该慢些，以防止在被测绝缘损坏或有短路现象时，损坏兆欧表。在测量时，手柄的转速应尽量接近发电机的额定转速（约120r/min）。如果转速太慢，则发电机的电压过低，兆欧表的转距很小。这时，由于动圈导丝或多或少存在的残余力距和可动部分的摩擦，将给测量结果带来额外的误差。
四、万用表
万用表又叫万能表，是一种多用途的电表。一般万用表可以用来测量直流电源、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等量，并具有多种量程。有的万用表还可以测量交流电流、电容、电感以及用晶体管的简易测试等。由于万用表具有用途广、量程多和使用方便等许多优点，所以得到了广泛的使用。
使用万用表时，必须注意以下几点：
1、接线要正确
万用表面板上的插孔（或接线桩）都有极性标记，用来测直流时，要注意正、负极性；在万用表的欧姆档去判别二极管的极性时，应记住其“+”插孔是接自内附电池的负极。测电流时，仪表和电路串联；测电压时，仪表和电路关联。
2、 测量档位要正确
测量档位包括测量对象的选择及量程的选择，测量前应根据测量的粗略估计，选择相应的档位。有的万用表采用两个转换开关，一个用来转换测量对象，一个用来切换量程。由于万用表的测量对象多、量程多，所以在使用时一定要注意调准测量档位，否则可能使仪表受到严重损伤。为了使测量结果更加准确，量程的选择应使读数要标尺的一事实上刻度范围之内。
此外，在用欧姆档测试晶体管参数时，通常应选Rx100A或Rx1k档。否则将因测试电流过大（用Rx1档时），或电压太高（用Rx10k档时）而可能使被测试晶体管损坏。
万用表在使用完毕后，应把转换开关旋至交流电压的最高档，这样可以防止在下次测量时由于粗心而发生的事故。
3、使用之前要调零
为了得到准确的结果，在使用万用表之前应注意其指针应指零。在测量电阻之前，还以应进行欧姆调零，并应注意欧姆调零的时间要短，以减小电池的消耗。如果用调零旋钮已无法使指针达到欧姆零位，则说明电池的电压已经太低，需要更换。
4、严禁在被测电阻带电的情况下，进行电阻的的测量
若在被测电阻连电的情况下测量电阻，由于被测电阻上电压串入，不仅会严重歪曲测量结果，甚至烧坏表头。
此外，电流和电压量程的切换，严禁在带电的情况下进行，以免使转换开关烧坏。
第二章 安全用具
一、安全用具的作用和分类
（一）安全用具的作用
在生产活动中，电业工作人员要经常使用各种安全用具，这些用具不仅对完成工作任务起一定的作用，而且对保护人身安全起着重要的作用。生产实践告诉我们，人体不能接近带电导体一事实上的距离内，更不能接触及带电导体，否则将会遭到电击伤害。另外，对运行的电气设备安全地进行巡视，改变运行方式、检修试验等，也需利用电气安全用具来实际。如在带电的电气设备上或邻近带电设备的地方工作时，为了防止工作人员触电或被电弧灼伤，必须使用安全用具。因此，为了防止电气工作人员在工作中触电、电弧灼伤、高空摔跤等事故，必须使用电气安全用具。
（二）安全用具的分类
电气安全用具分绝缘安全用具和一般防护安全用具两大类。绝缘安全用具又分为基本安全用具和辅助安全用具两类。
1、绝缘安全用具
（1）基本安全用具。是指那些在长期接触带电部分工作的情况下，绝缘强度可靠地承受设备工作电压的工具。属于这一类的用具有高压绝缘棒、高压验电器、绝缘夹钳等。
（2）辅助安全用具。是指绝缘强度不能跟随电气设备或线路的工作电压，而只能加强基本安全用具的保护作用，用来防止接触电压、跨步电压、电弧灼伤对操作人员的伤害。所以，不能用辅助安全用具直接接触高压电气设备的带电部分。属于这类的安全用具有绝缘手套、绝缘靴（鞋）、绝缘垫、绝缘站台等。
2、一般防护安全用具
一般防护安全用具是指那些本身没有绝缘性能，但可以起到防护工作人员发生安全事故的用具。这种安全用具主要用作防止停电检修设备突然来电、产生感应电压以及防止工作人员走错间隔、误登带电辅助设计电弧灼伤、高空坠落等。这些安全用具虽不具有绝缘性能，但对防止工作人员发生伤亡是必不可少的。属于这一类的安全用具有携带型地线、防护眼镜、安全帽、安全带、标示牌、临时遮栏等。
二、基本安全用具
（一）绝缘棒
绝缘棒又称绝缘杆、操作杆。它的主要作用是接通或断开高压隔离开关、跌落保险；安装和拆除携带型接地线以及带电测量和试验工作。绝缘棒的结构主要由工作部分、绝缘部分和握手部分组成。
使用和保管绝缘棒应注意以下几点事项：
（1）使用绝缘棒时，工作人员应带绝缘手套和穿绝缘靴，以加强绝缘棒的保护作用；
（2）在下雨、下雪或潮湿天气，在室外使用绝缘棒时，应装有防雨的伞形罩，以使伞下部分的绝缘棒保持干燥；
（3）使用绝缘棒时注意防止碰撞，以免损坏表面的绝缘层；
（4）绝缘应存放于干燥的地方，以免受潮，一般应放在特制的架子或垂直悬挂在专用的架子上，以免变形弯曲；
（5）绝缘棒不得直接与墙或地面接触，以免碰伤其绝缘表面；
（6）绝缘棒应定期进行绝缘试验，一般每年试验一次。
（二）验电器
验电器又称为测电器、试电器或电压指示器。验电器可分为高压和低压两类。
利用带电导体尖端放电产生的虬风，使指示叶片旋转民，以表示有电的新形高压验电器。它具有灵敏度高、选择性强、信号指示鲜明、操作方便等优点。不论在线路、杆塔上或变电所内都能正确、明显地指示电力设备有无电压。该验电器适用于6KV及以上的交流电压。
GHY高压回转验电器主要由回转指示器和长度可以自由伸缩的绝缘棒等组成。GHY的使用方法和注意事项有：
（1）使用前，应按所测试设备（线路）的电压等级，选用合适型号的回转指示器和绝缘棒；
（2）使用前，应观察回转指示器叶片有无脱轴现象，脱轴者不得使用。然后将回转指示器握在手中轻轻摇晃，其叶片应稍有摆动；
（3）当现场的在停电的条件下使用验电器时，使用前，必须用GFS型高压发生试验器对回转指示器进行检验，证明良好后才可使用；
（4）把试验过的回转指示器旋在绝缘棒上固定，并用绸布将其表面试净，然后转动至所需角度，以便使用时观察方便；
（5）根据电力设备所需试验的电压等级，将绝缘棒拉伸至规定长度，绝缘棒上标有红线，红线以上部分表示内有电容元件，且属带电部分，该部分应按安全工作堆积要求与临近导体或接地体保持必要的安全距离；
（6）使用验电器时，工作人员的手必须握在绝缘棒护环以下的部分，不准超过护环；
（7）在测试时，应逐渐靠近被测设备，一旦指示器叶片开始正常回转，即说明该设备带电，应随即离开被测设备，不要长期回转，以保证验电器的使用寿命；
（8） 本验电器在多回路不行架空线上，对其中任一回路进行验电时，均不受其它运行线路感应电压的影响。当电缆或电容器上存在残余电荷电压时，回转指示器叶片仅短时间缓慢转动几圈，即自行停转；因此它可以准确鉴别设备停电与否；
（9）不得强烈振动或冲击回转指示器，应妥善保管，不准擅自调整拆装；
（10）回转验电器只适用于户内或户外良好天气下使用凡雨、雪等环境，禁止使用；
（11）每次使用完毕，在收缩绝缘棒及取下回转指示器放入包装袋之前，应将表面尘埃试净，并存放在干燥通风的地方，避免受潮；
（12）为保证使用安全验电器应每半年进行一次预防性电气试验。
三、辅助安全用具
（一）绝缘手套、绝缘靴
绝缘手套可使人的两手与带电设备绝缘，因此，可作为在高压电气设备是进行操作的辅助安全用具，在低压带电设备上工作时，又可以作为基本安全用具使用。
绝缘手套由特种橡胶制成。
绝缘手套应有足够的长度，戴上后，应超过手腕10cm，外对绝缘手套有严格的电气要求，因此普通或医疗、化学用的手套不能代替绝缘手套。
绝缘靴（鞋）也由特种橡胶制成，绝缘靴通常不上漆，这是和涂以有光泽墨漆的橡胶水靴在外观上所不同的。
使用绝缘手套和绝缘靴（鞋）时，应注意以下几点：
（1）绝缘靴（鞋）不得当寸靴或其他用，同时，其他非绝缘靴（鞋）也不能代替绝缘靴（鞋）使用；
（2）每次使用前应进行外部检查，要求表面无损坏、磨损或破漏、划痕等，有砂眼漏气的禁止使用。检查绝缘手套的方法是：将手套朝手指方向卷曲，当卷曲到一定程度时，内部空气因体积减小，压力增大，手指鼓起而不漏气者，即为良好；
（3）使用绝缘手套时，最好里面戴一双棉纱手套，这样夏天可以防止出汗操作不便，冬天可以保暖。带手套时，应将外衣袖口放入手套的伸长部分；
（4）为了使用方便，一般现场应配备大号和中号绝缘靴各一双，以便大家都能使用；
（5）绝缘鞋的使用期限应以大底磨光为限，即当大底露出黄色胶（绝缘层）时，就不能再穿用了。
绝缘手套和绝缘靴的保存应注意下列事项：
（1） 使用后应擦净、晾干，绝缘手套还应洒上一些滑石粉，以免粘连；
（2）绝缘手套和绝缘靴应放在干燥通风的处所，即放在专用的橱、柜内，并与其他工具分开存放，其上不得堆压任何物件；
（3）不得与石油类的油脂接触，合格和与不合格的绝缘手套和绝缘靴不能混放在一起，以免使用时拿错。
绝缘手套和绝缘靴（鞋）每半年试验一次。
（二） 绝缘垫、绝缘台
绝缘垫又称绝缘胶板，也是一种辅助安全用具，一般铺在配电装置室等地面上，以使带电操作开关时，增加操作人员对地绝缘，同时可以用来防止接触电压和跨步电压对人体的伤害。在低压配电室地面上角绝缘垫，操作时可以戴绝缘手套和绝缘靴，起到绝缘作用。因此在1KV及以下时，绝缘垫可作为基本安全用具。绝缘垫是特种橡胶制成的，为了防滑，常在其表面制有条纹。
绝缘台也是一种用在任何电压等级的电力装置中，作为带电工作的辅助安全用具。绝缘台可以代替绝缘垫或绝缘靴。绝缘台的台面是用干燥的木板或木条做成，四脚用绝缘瓷瓶作台脚。
四、一般防护安全用具
为了保证电业人员在工作中的安全和健康，除在作业中使用安全用具和辅助安全用具外，还应使用必要的个人防护用具，如安全带、安全帽、防护眼镜等。
（一） 安全带
安全带是防止高空作业工作高空坠落的用具。在架空线路杆塔上和变电所户外构架上进行安装、检修、施工时，为了防止作业人员从高空摔落，必须用安全带予以防护，否则可能会出事故。
安全带由带、绳、金属配件三部分组成，根据作业性质的不同，其结构形式也不同。
安全带的质量标准主要是破断强度，即要求安全带在一定静拉力试验时不契断为合格。安全带由大、小两根组成。小带用在围束工作人员的腰部偏下处，作为束紧用；大带则系在电杆或牢固的构架上。
（二）安全帽
安全帽对头部队建设保护作主要基两点：
（1）将载荷尔蒙由帽传递分布在头盖骨的整个面积上，避免集中打击一点；
（2）由头与帽顶之间的空间吸收能量，直到缓冲作用；因此可减轻或避免伤害。
安全帽在设计和制造上已怪胎满足冲击吸收和抗穿透性能的要求，能较有效地防止重物落下伤人。
安全帽有普通安全帽和电报警安全帽两种。
（三）携带型地线
当高压设备停电检修或进行其他工作时，为了防止停电检修设备突然来电和邻近高压带电设备所产生的感应电压对人体的危害。另外，为了放尽断电电气设备的剩余电荷，携带型地线是必不可少的安全用具。
携带型地线装设时，应先接好接地端，后挂导线端；拆卸时其顺序与闭市顺序相反。
接地线使用和保管注意事项：
（1）使用时，接地线的连接器装上后接触应良好，并有足够的夹持力。
（2）应检查接地铜线和短路铜线的连接是否牢固。
（3）接地线有统一的编号，存放在固定的位置。
（四）遮栏、标示牌
遮栏是主要用来防护工作人员意外碰触或过分接近带电部分而造成人身事故的一种安全防护用具，也可作为检修时，工作位置与带电设备之间安全距离不够时的隔离用具。遮栏有一般遮栏、绝缘档板和绝缘罩三种。
一般遮栏上标“止步、高压危险”字样，或悬挂其他标示牌，提醒工作人员注意。
标示牌的作用是警告工作人员，不得接近设备的带电部分，提醒工作人员在工作地点采取安全措施，以及表明禁止向某设备合闸送电，指示为工作人员准备的工作地点等。
标示牌可以分为：警告型、提示型。
警告型如“禁止合闸，有人工作”、“禁止合闸，线路有人工作！”、“禁止攀登，高压危险！”等。
提示型为“在此工作！”、“从此上下！”、“止步，高压危险！”等。
标示牌使用的处所是：在一经合闸即可送电到施工设备的断路器合隔离开关操作把手上，挂“禁止合闸，有人工作！”。在线路断路器和隔离开关把手上挂“禁止合闸，线路有人工作！”。在室外和室内工作地点或施工设备上，挂“在此工作！”。在施工地点临近带电设备的遮栏上、室外工作地点的围栏上、禁止通行的过道上、高压地点、室外构架、工作地点临近带电设备的横梁上，挂“止步，高压危险”。在工作人员上下的铁架、梯子上，挂职“从此上下！”。在工作人员上下的铁架临近可能上下的另外铁架上、运行中变压器的梯子上，挂“禁止攀登，高压危险！”

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