As leituras que você está recebendo estão totalmente corretas. O problema é que você está interpretando mal os resultados. Quando falamos de tensões CA, existem vários tipos de medidas que podem ser tomadas. Especificamente de interesse aqui são:
1) Tensão de pico 2) Tensão RMS
Se você quiser se aprofundar na teoria disso, consulte:
Cálculos RMS
Mas o ponto principal é que o relacionamento para uma SINA ONDA é:
Vrms = Vpico * 0.707
No seu caso, você mediu um PEAK valor de 320V / 160V. Se convertermos para RMS, obtemos:
320 * 0.707 = 226V 160 * 0.707 = 113V
Esses valores são um pouco baixos, mas estão dentro da faixa "normal" das tensões da rede elétrica. A especificação no ponto de uso é 105% -90% da nominal 240 / 120, o que significa que a linha HH deve estar acima de 216V e as linhas HN devem estar acima de 108V.
Mais sobre isso aqui:
Alcance de voltagem