第6卷 钳形电流表与仪用互感器测量电流和电压 山东省（春季高考）《电气测量技术》（高教版·第4版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第6卷 钳形电流表与仪用互感器测量电流和电压 单元过关卷《电气测量技术》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 现代钳形电流表可能具备哪种通信技术，以便远程监控电流（ ） A. 蓝牙 B. Wi-Fi C. RFID D. 以上都有可能 【答案】D 【解析】现代钳形电流表可能配备蓝牙、Wi-Fi等无线通信技术，甚至一些特殊型号可能采用RFID或其他无线技术以实现远程监控和数据传输。 2. 在强电磁干扰环境下使用钳形电流表时，应采取哪些措施以提高测量准确性（ ） A. 增加测量次数并取平均值 B. 使用防磁外壳的钳形电流表 C. 远离干扰源进行测量 D. 以上都是 【答案】D 【解析】在强电磁干扰环境下，多种措施可结合使用以提高测量准确性。 3. 钳形电流表多久需要校准一次（ ） A. 每月 B. 每年 C. 根据使用情况定期 D. 从不，因为测量准确 【答案】C 【解析】校准频率取决于使用频率和工作环境，一般建议根据使用情况定期校准。 4. 测量不能断电线路上的电流应选用（ ） A. 万用表 B. 交流电流表 C. 交流电压表 D. 钳形电流表 【答案】D 【解析】钳形表可在不断开电路的情况下测量电流，适合带电测量。 5. 万用表的电流钳口在测量电流时有什么作用（ ） A. 用于夹持导线 B. 用于测量电压 C. 用于测量电阻 D. 用于放大读数 【答案】A 【解析】电流钳口设计用于夹持导线，使得测量直流电流时无需切断电路。 6. 钳形表表头是（ ） A. 电压表 B. 电流表 C. 欧姆表 D. 功率表 【答案】B 【解析】钳形表核心功能是测量电流，表头为电流表，通过电磁感应转换为电流值显示。 7. 关于钳形电流表工作原理，下列说法正确的是（ ） A. 测量直流电流时不需要电流互感器 B. 电流互感器二次侧电流与一次侧电流大小相等 C. 利用电磁感应将大电流转换为小电流测量 D. 测量过程中不需要闭合电路 【答案】C 【解析】无论是测量交流还是直流（部分采用霍尔效应原理结合电流互感器），钳形电流表都需要电流互感器；电流互感器二次侧电流与一次侧电流成比例，大小不相等；它利用电磁感应原理将被测大电流转换为小电流进行测量；测量时被测电路需有电流通过，即要闭合电路，所以选 C。 8. 钳形电流表主要用于测量哪种类型的电流（ ） A. 直流电流 B. 交流电流 C. 脉冲电流 D. 任意类型电流 【答案】B 【解析】钳形电流表主要设计用于非接触式测量交流电流，因其能够夹住通电导线而无需断开电路。 9. 以下关于钳形电流表说法错误的是（ ） A. 钳形电流表是电压互感器与电流表的组合 B. 改变量程时应将钳口断开 C. 为减小误差，被测导线应位于钳口中央 D. 携带方便，无需断开电源和线路即可直接测量 【答案】A 【解析】钳形表是电流互感器与电流表的组合，非电压互感器。 10. 互感器的容量是指什么（ ） A. 互感器可以承受的最大电流 B. 互感器可以承受的最大电压 C. 互感器的变比 D. 互感器的负载能力 【答案】D 【解析】互感器的容量通常指的是其负载能力，即互感器可以安全承载的负载功率。 11. 仪用互感器的铁芯通常采用什么材料制成，以减少能量损失？（ ） A. 铜 B. 铝 C. 硅钢片 D. 不锈钢 【答案】C 【解析】仪用互感器的铁芯常用硅钢片叠制而成，以减少涡流和磁滞损耗，提高互感器的效率。 12. 干式电压互感器适用于______场合（ ） A. 高压 B. 低压 C. 潮湿 D. 高温 【答案】B 【解析】干式电压互感器散热和绝缘性能相对较弱，一般适用于低压场合。 13. 电流互感器的额定电流变比为100/5，当二次侧电流为3A时，一次侧电流为（ ） A. 3A B. 60A C. 15A D. 20A 【答案】B 【解析】一次侧电流（I（100/5）×3=60A），故B正确。A未用变比计算，C、D计算错误。 14. 仪用互感器在测量过程中，为什么需要保持二次侧开路（对电压互感器）或短路（对电流互感器）？（ ） A. 防止互感器损坏 B. 提高测量精度 C. 减小测量误差 D. 以上都是 【答案】A 【解析】电压互感器二次侧开路会产生高电压，可能损坏设备；电流互感器二次侧短路则能确保电流正确传输，防止互感器过热或损坏。 15. 三相三线制电能表的电压互感器一次绕组额定电压通常为（ ） A. 220V B. 380V C. 100V D. 根据实际电路电压而定 【答案】B 【解析】三相三线制电能表用于三相三线制电路，其电压互感器一次绕组额定电压通常为线电压 380V，这样才能准确测量三相三线制电路的电压，从而实现电能的准确计量。 16. 在使用多个仪用互感器的复杂电路中，应注意（ ） A. 互感器之间的相互干扰 B. 随意连接 C. 只考虑单个互感器的参数 D. 不用考虑极性 【答案】A 【解析】在复杂电路中有多个互感器时，要注意它们之间的相互干扰，避免影响测量结果。 17. 在电力系统中，为什么电压互感器二次侧通常不允许短路？（ ） A. 短路会导致一次侧电压升高 B. 短路会导致互感器烧毁 C. 短路对测量精度无影响 D. 短路是保护设备的一种措施 【答案】B 【解析】在电力系统中，电压互感器二次侧如果短路，会导致电流急剧增大，可能超过互感器的额定电流，从而产生大量热量，使互感器过热甚至烧毁。因此，电压互感器二次侧通常不允许短路。 18. 仪用互感器的二次侧绕组通常接有什么设备，以保护设备和人身安全？（ ） A. 熔断器 B. 继电器 C. 隔离开关 D. 电流互感器 【答案】A 【解析】仪用互感器的二次侧绕组通常接有熔断器，以防止二次侧短路或过载时损坏设备或危及人身安全。 19. 在三相三线制电能表配有电压、电流互感器的间接式接线中，电流互感器的二次绕组（ ） A. 可以开路 B. 严禁开路 C. 可以短路 D. 必须接地但不能短路 【答案】B 【解析】电流互感器的二次绕组严禁开路。因为开路时，二次侧电流为零，一次侧电流全部用于激磁，会使铁芯磁通急剧增加，导致铁芯发热严重，可能烧毁互感器，同时会在二次侧产生很高的感应电动势，危及人员和设备安全。 20. 选择仪用互感器时，主要考虑的因素不包括（ ） A. 测量范围 B. 精度要求 C. 互感器颜色 D. 被测电路类型 【答案】C 【解析】选择互感器主要考虑测量范围、精度要求和被测电路类型，颜色不是选择的因素。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 测量电动机电流时只需测一相。（ ） 【答案】错误 【解析】需测量三相电流以判断是否平衡，单相信号无法全面反映电机运行状态。 22. 测量时，被测导线在钳口内的位置不影响测量结果。（ ） 【答案】错误 【解析】被测导线应位于钳口中央，否则磁场不均匀会影响测量的准确性。 23. 钳形电流表测量出的电流值总是正值，因为电流没有方向。（ ） 【答案】错误 【解析】电流是有方向的，但钳形电流表通常只显示绝对值，不区分方向。不过，有些钳形电流表具有方向指示功能。 24. 钳形电流表测量电流时，通过改变电流表的量程来改变钳口的尺寸。（ ） 【答案】错误 【解析】钳形电流表的量程调整并不改变钳口的物理尺寸，而是通过内部的测量电路和放大倍数来实现的。 25. 电流互感器在工作时，其二次侧绕组必须开路以保证测量准确。（ ） 【答案】错误 【解析】电流互感器工作时，二次侧绕组应近似短路连接，以确保电流几乎全部从一次侧流过，实现电流变换。 26. 电压互感器的二次绕组可以短路。（ ） 【答案】错误 【解析】电压互感器二次绕组短路会导致大电流，烧毁设备，必须通过熔断器保护，严禁短路，错误。 27. 电流互感器的二次绕组可以开路。（ ） 【答案】错误 【解析】电流互感器二次绕组开路会导致铁心饱和、感应高压，危及安全，严禁开路，错误。 28. 选择仪用互感器时，只需考虑其额定电压，无需考虑额定电流。（ ） 【答案】错误 【解析】选择互感器时，需同时考虑其额定电压和额定电流等额定参数，以确保其能在规定条件下正常工作。 29. 电压互感器和电流互感器的二次侧都必须接地。（ ） 【答案】正确 【解析】接地属于保护措施，防止一次侧高压窜入二次侧，保障人身和设备安全。 30. 电压互感器的铁 心和二次侧必须有一端接地。（ ） 【答案】正确 【解析】判断电压互感器铁 心和二次侧是否必须有一端接地这一说法的正确性。 【详解】电压互感器的铁 心和二次侧有一端接地，是为了防止一、二次侧绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备安全，所以该说法正确。 【点睛】重点在于理解接地是为防护绝缘击穿带来的危害。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 互感器的变比如何影响测量结果？ 【答案】互感器的变比是初级和次级绕组之间的电流或电压比。正确的变比对于确保测量结果的准确性至关重要。如果变比设置不当，可能会导致测量读数不准确，从而影响保护和监控系统的可靠性。 【解析】互感器变比决定一次侧与二次侧电流或电压之间的换算关系。电流互感器通常按一次电流与二次电流之比确定变比，测量时应将二次侧仪表读数乘以额定变比，换算出一次侧实际电流；电压互感器则按一次电压与二次电压之比进行换算。若选用的变比与被测电流或电压范围不匹配，或换算时使用了错误变比，会使读数按比例产生偏差；互感器长期超负荷还可能产生变比误差和相位误差，影响测量、保护及监控系统的准确性和可靠性。 32. 简述电流互感器的外形特点​。 【答案】电流互感器外形多为圆柱形或方形，外壳通常由绝缘材料制成，如环氧树脂、瓷质等；具有一次绕组接线端子和二次绕组接线端子，一次绕组匝数少、导线粗，二次绕组匝数多、导线细；部分电流互感器带有金属屏蔽罩，以减少电磁干扰。​ 【解析】电流互感器的外形因结构和用途不同，可呈环形、圆柱形、方形或穿心式等。其外壳通常采用环氧树脂、瓷质等绝缘材料，具有良好的绝缘和机械防护性能。绕组式电流互感器一般设有一次、二次接线端子，一次绕组匝数少、导线较粗，二次绕组匝数多、导线较细；穿心式电流互感器则常由一次导体直接穿过铁芯，未必设置独立的一次绕组端子。部分产品还设置金属屏蔽或防护结构，以减小电磁干扰并提高运行安全性。 33. 为什么电流互感器的次级绕组在任何情况下都不应该开路？ 【答案】电流互感器的次级绕组如果开路，会导致初级电流全部转换成磁通，从而在次级绕组产生极高的电压，这不仅可能损坏设备，还可能对操作人员构成致命危险。因此，次级绕组必须始终保持闭合回路。 【解析】电流互感器正常工作时，二次电流产生的磁动势会抵消一次电流产生的大部分磁动势，使铁芯中的磁通保持在正常范围内。二次绕组开路后，二次电流为零，磁动势抵消作用消失，一次电流将在铁芯中产生很大的磁通，可能造成铁芯严重饱和。为维持磁通变化，二次绕组两端可能感应出数千伏甚至更高的危险电压，既可能击穿绝缘、损坏互感器和二次设备，也可能造成人身触电事故，同时会导致铁芯发热。因此，电流互感器二次侧运行时不得开路；检修或拆除仪表前，应先将二次绕组可靠短接并接地，严禁直接断开二次回路。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 案例：某电力系统中，电流互感器实际容量长期超过额定容量运行，一段时间后，测量电流出现较大偏差。问题：（1）分析测量偏差增大的原因；（2）应采取什么措施避免类似问题？ 【答案】（1）原因：若电流互感器二次回路实际负荷容量超过其额定负荷，二次回路所需感应电压增大，铁芯工作磁通升高，容易进入饱和区，使励磁电流明显增大，变比误差和相位误差超出允许范围，因而测量电流出现较大偏差；若同时存在一次电流长期超过额定值，还会造成绕组发热并加剧误差。 （2）措施：根据一次额定电流、准确级和实际二次负荷正确选择电流互感器，使实际二次负荷不超过额定负荷，并校核一次热稳定和动稳定条件；减小二次回路接触电阻和导线电阻，避免使用过长或过细的二次导线；定期检查负荷、温度、绝缘及接线状态，发现过载或异常及时处理；必要时更换额定容量、准确级和变比合适的电流互感器。不得未经计算和设计确认将多台电流互感器随意并联运行。 【解析】电流互感器的额定容量通常体现为二次侧允许承担的额定负荷。二次负荷过大时，为使二次电流流过负荷，互感器需要提供更高的二次感应电压，铁芯磁通随之增大，容易出现磁饱和。饱和后励磁电流增加，用于传递到二次侧的电流分量减少，导致变比误差和相位误差增大，仪表显示值可能偏低或偏离实际值。长期过负荷还会使绕组和绝缘温度升高，缩短设备寿命；若一次电流也超过额定值，则会进一步造成热负荷增大并加剧误差。为避免问题，应按一次电流、准确级、额定负荷及热稳定条件选型，确保二次实际负荷不超过额定值，合理配置并维护二次回路，定期监测温度和负荷，必要时更换合适规格的互感器。多台电流互感器只有在变比、极性、准确级、额定负荷和接线方式等均经专门设计校核后才能采用，不能作为一般性的随意并联措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第6卷 钳形电流表与仪用互感器测量电流和电压 单元过关卷《电气测量技术》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 现代钳形电流表可能具备哪种通信技术，以便远程监控电流（ ） A. 蓝牙 B. Wi-Fi C. RFID D. 以上都有可能 2. 在强电磁干扰环境下使用钳形电流表时，应采取哪些措施以提高测量准确性（ ） A. 增加测量次数并取平均值 B. 使用防磁外壳的钳形电流表 C. 远离干扰源进行测量 D. 以上都是 3. 钳形电流表多久需要校准一次（ ） A. 每月 B. 每年 C. 根据使用情况定期 D. 从不，因为测量准确 4. 测量不能断电线路上的电流应选用（ ） A. 万用表 B. 交流电流表 C. 交流电压表 D. 钳形电流表 5. 万用表的电流钳口在测量电流时有什么作用（ ） A. 用于夹持导线 B. 用于测量电压 C. 用于测量电阻 D. 用于放大读数 6. 钳形表表头是（ ） A. 电压表 B. 电流表 C. 欧姆表 D. 功率表 7. 关于钳形电流表工作原理，下列说法正确的是（ ） A. 测量直流电流时不需要电流互感器 B. 电流互感器二次侧电流与一次侧电流大小相等 C. 利用电磁感应将大电流转换为小电流测量 D. 测量过程中不需要闭合电路 8. 钳形电流表主要用于测量哪种类型的电流（ ） A. 直流电流 B. 交流电流 C. 脉冲电流 D. 任意类型电流 9. 以下关于钳形电流表说法错误的是（ ） A. 钳形电流表是电压互感器与电流表的组合 B. 改变量程时应将钳口断开 C. 为减小误差，被测导线应位于钳口中央 D. 携带方便，无需断开电源和线路即可直接测量 10. 互感器的容量是指什么（ ） A. 互感器可以承受的最大电流 B. 互感器可以承受的最大电压 C. 互感器的变比 D. 互感器的负载能力 11. 仪用互感器的铁芯通常采用什么材料制成，以减少能量损失？（ ） A. 铜 B. 铝 C. 硅钢片 D. 不锈钢 12. 干式电压互感器适用于______场合（ ） A. 高压 B. 低压 C. 潮湿 D. 高温 13. 电流互感器的额定电流变比为100/5，当二次侧电流为3A时，一次侧电流为（ ） A. 3A B. 60A C. 15A D. 20A 14. 仪用互感器在测量过程中，为什么需要保持二次侧开路（对电压互感器）或短路（对电流互感器）？（ ） A. 防止互感器损坏 B. 提高测量精度 C. 减小测量误差 D. 以上都是 15. 三相三线制电能表的电压互感器一次绕组额定电压通常为（ ） A. 220V B. 380V C. 100V D. 根据实际电路电压而定 16. 在使用多个仪用互感器的复杂电路中，应注意（ ） A. 互感器之间的相互干扰 B. 随意连接 C. 只考虑单个互感器的参数 D. 不用考虑极性 17. 在电力系统中，为什么电压互感器二次侧通常不允许短路？（ ） A. 短路会导致一次侧电压升高 B. 短路会导致互感器烧毁 C. 短路对测量精度无影响 D. 短路是保护设备的一种措施 18. 仪用互感器的二次侧绕组通常接有什么设备，以保护设备和人身安全？（ ） A. 熔断器 B. 继电器 C. 隔离开关 D. 电流互感器 19. 在三相三线制电能表配有电压、电流互感器的间接式接线中，电流互感器的二次绕组（ ） A. 可以开路 B. 严禁开路 C. 可以短路 D. 必须接地但不能短路 20. 选择仪用互感器时，主要考虑的因素不包括（ ） A. 测量范围 B. 精度要求 C. 互感器颜色 D. 被测电路类型 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 测量电动机电流时只需测一相。（ ） 22. 测量时，被测导线在钳口内的位置不影响测量结果。（ ） 23. 钳形电流表测量出的电流值总是正值，因为电流没有方向。（ ） 24. 钳形电流表测量电流时，通过改变电流表的量程来改变钳口的尺寸。（ ） 25. 电流互感器在工作时，其二次侧绕组必须开路以保证测量准确。（ ） 26. 电压互感器的二次绕组可以短路。（ ） 27. 电流互感器的二次绕组可以开路。（ ） 28. 选择仪用互感器时，只需考虑其额定电压，无需考虑额定电流。（ ） 29. 电压互感器和电流互感器的二次侧都必须接地。（ ） 30. 电压互感器的铁 心和二次侧必须有一端接地。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 互感器的变比如何影响测量结果？ 32. 简述电流互感器的外形特点​。 33. 为什么电流互感器的次级绕组在任何情况下都不应该开路？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 案例：某电力系统中，电流互感器实际容量长期超过额定容量运行，一段时间后，测量电流出现较大偏差。问题：（1）分析测量偏差增大的原因；（2）应采取什么措施避免类似问题？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $