Токоизмерительные клещи способы измерения

Что такое токовые клещи, для чего они нужны и как ими пользоваться

Правила измерений гласят, что вольтметр подключается к необходимому участку электрической цепи параллельно, а амперметр – последовательно. Следовательно, чтобы замерить силу тока, надо искусственно создать разрыв цепи и подключить к нему измерительный прибор. Для упрощения и ускорения измерений используются клещи токоизмерительные, которые работают по принципиально другому методу – их устройство позволяет замерять интенсивность электромагнитного поля, что всегда возникает вокруг проводника.

Устройство токоизмерительных клещей

Изначально, электроизмерительные клещи представляли собой трансформатор, к которому подключён измерительный прибор – амперметр.

Клещи, которые являются видимой частью устройства, одновременно являются первичной обмоткой трансформатора. Если внутри неё поместить проводник, по которому протекает электрический ток, то благодаря электромагнитному полю он индуцируется на обмотку трансформатора. Далее ток переходит на вторичную обмотку, с которой уже снимаются показания амперметром.

Первые модели клещей создавались как дополнение к измерительным приборам, просто позволяющее удобнее контактировать с измеряемым участком цепи.

Показания амперметра, которые получались с их помощью, приходилось дополнительно пересчитывать, учитывая коэффициент трансформации, что указывался на приборе. Также сам принцип работы позволял измерять значения только переменного тока, так как с постоянным трансформатор не работает – чтобы его замерить нужно было пользоваться другими устройствами.

Такие модели несколько дороже, но отличаются более высоким качеством и точностью работы.

Также использование измерительных клещей в паре с цифровым мультиметром избавляет оператора от необходимости вычислять измеряемое значение тока, так как калькулятор уже встроен в схему прибора.

Возможности токоизмерительных клещей

Если изначально клещи создавались как дополнение к профессиональным измерительным приборам, то дальнейшие возможности промышленности по миниатюризации и упрощении устройств сделали этот прибор относительно недорогим и доступным рядовым пользователям для бытового применения.

При этом сфера его использования постоянно растет и только стандартные задачи, которые можно выполнять с его помощью включают следующие пункты:

• Измерение силы тока в отдельно взятом проводнике, который мало того, что не отсоединен от схемы, но и находится под напряжением.
• Определение фактической мощности любого электроприбора в разные моменты времени и в зависимости от нагрузки.
• Определение фактической нагрузки на всю электросеть дома или квартиры «в реальном времени».
• Проверка электросети на предмет несанкционированного подключения.
• Проверка наличия утечки тока на корпус электроприбора.

Преимущества и недостатки

Токоизмерительные клещи получили широкое распространение благодаря ряду преимуществ, что определяют выбор в их пользу, при необходимости иметь «на подхвате» соответствующее устройство:

• Максимально возможная простота, размеры устройства и точность измерений.
• Возможность использование для замеров в высоковольтных цепях и микротоков.
• Принцип работы клещей позволяет создавать устройства различного дизайна и функционала.

• Простота интеграции с другими электроизмерительными устройствами. К примеру, очень эффективными показали себя токовые клещи, совмещенные с мультиметром – границы возможностей для бытового применения у таких устройств очень сложно себе представить, так как они могут быть укомплектованы датчиком температуры и прочими «плюшками», расширяющими функционал.

Используя электроизмерительные клещи надо учитывать некоторые присущие таким устройствам недостатки:

• Так как прибор реагирует на электромагнитное поле, то есть некоторая зависимость от положения провода внутри первичной обмотки (кольца) и его положения – желательно располагать клещи перпендикулярно измеряемому проводнику.
• Чувствительное устройство может быть очень восприимчиво к токам наводки, которые могут возникать при наличии большого количества проводников рядом с измеряемым.
• Простота схемы устройства открывает широкие возможности для изготовления некачественных клонов устройств зарекомендовавших себя производителей. Такие копии не комплектуются должными схемами защиты и точность их показаний оставляет желать лучшего.

Разновидности токовых клещей

В зависимости от используемой схемы и даже внешнего вида самого устройства, электроизмерительные клещи подразделяются на несколько типов:

• Стрелочные. Прибор аналогового типа, активной частью которого является одновитковый трансформатор переменного тока, а измерительный прибор подсоединен к его вторичной обмотке. Это одни из первых моделей токоизмерительных клещей – они отличаются невысокой стоимостью и наглядностью вывода результатов измерений в случае с переменной силой тока. Общий недостаток таких устройств – высокая чувствительность к механическим колебаниям – если прибор не находится на жесткой поверхности то результат измерения может быть показан неправильно. Также для использования таких приборов нужен определенный навык – зачастую приходится вручную переводить показания амперметра в реальные значения в соответствии с коэффициентом трансформации. Ещё такой прибор рассчитан на определённую частоту электрического тока.
• Цифровые. Вывод показаний на дисплей такого прибора определяется микроконтроллером, который автоматически производит все необходимые вычисления и (в зависимости от модели) может быть настроен на отображение непосредственно силы тока или мощности.

• Мультиметр. Универсальное устройство класса все-в-одном – измерительные клещи встроены прямо в корпус прибора, что определяет удобство его использования. Количество функций и способов измерения определяется моделью мультиметра, поэтому правильным названием устройства будет не электрические клещи с мультиметром а наоборот. Зачастую такие приборы работают с датчиком Холла, поэтому их можно использовать как токовые клещи постоянного тока.
• Высоковольтные. Основное применение – электрические цепи, с током стандартной частоты и напряжением, превышающим 1 кВ. Такие устройства обладают повышенной устойчивостью изоляции и дополнительно могут крепиться на диэлектрической штанге, чтобы оператор не приближался вплотную к проводнику, с которого берутся замеры. Это специализированное профессиональное устройство, которое предназначено только для одной единственной функции – измерение переменного тока. При необходимости замерить силу постоянного тока используются другие устройства и методы.

Порядок работы с токоизмерительными клещами

Способы измерения с помощью токоизмерительных клещей в целом ничем не отличаются при использовании бытовых мультиметров (до 1000 Вольт) или профессиональных (свыше 1000 Вольт) приборов.

В зависимости от цели измерений, весь процесс с помощью клещей, совмещенных с мультиметром, будет проходить следующим образом:

• Среди проводов выделяются тот, с которого надо снять показания. Если обхватить клещами сразу несколько проводников, то результат измерения будет неправильным.
• На тестере выставляется необходимый режим и диапазон. Если измеряется переменный ток, то это будут литеры AC, а когда прибор поддерживает измерение постоянного, то DC. При этом, на шкале надо выбрать значение чуть больше того, которое планируется измерить. Если предполагаемая сила тока неизвестна, то начать измерения надо с самой большой шкалы.
• Клещи раскрываются и нужные проводник помещаются внутри. Для наиболее точного измерения провод желательно расположить по центру контура, перпендикулярно корпусу прибора.
• Измерение произойдет автоматически и на дисплее отобразятся результаты.

Полезные нюансы проведения измерений

Знание некоторых физических законов и особенностей строения прибора позволят расширить сферу его применения.

Если ток в проводнике очень маленький и тестер не может точно его определить, то можно «помочь» прибору, намотав проводник на одну из половинок клещей. В таком случае на дисплее отобразится сумма токов и чтобы узнать точное значение надо разделить полученный результат на количество витков.

Если ток больше того, что может показать тестер, то на дисплее отобразится единица. В таком случае надо выставить больший диапазон измерений и повторить замеры.

Обнаружить ток утечки получится и без поиска его наличия на заземляющем проводе (подсоединённому к корпусу прибора). Для этого можно воспользоваться способностью тестера показывать сумму токов нескольких помещенных в электроизмерительные клещи проводников. Если обхватить клещами сразу фазу и ноль, то на дисплее должен высветиться ноль, так как наведенные электромагнитные поля взаимно компенсируются (они должны быть одинаковыми по силе и различными по направлению). В случае наличия утечки, значения на дисплее будет отличным от ноля – если это так, то надо искать место пробоя изоляции на корпус.

Если на корпусе измерительного прибора есть кнопка «Hold», это поможет измерять ток в труднодоступных местах, к примеру, если тестером туда можно дотянуться, а дисплей при этом видно не будет. В таком случае надо обхватить токовыми клещами провод, нажать на эту кнопку и полученный результат зафиксируется на дисплее – теперь его можно посмотреть в удобном месте.

Что нужно учитывать при выборе устройства

На рынке представлено большое количество устройств, функционал которых заметно различается, что напрямую влияет на его стоимость. Приобретая клещи универсальные токовые, надо учитывать, что это всё-таки специализированный инструмент для определения силы тока в проводнике, находящегося под напряжением. Поэтому стоит для себя решить – нужны ли в этом приборе такие функции, к примеру, как проверка конденсаторов, диодов и транзисторов.

Основные задачи, которые должен выполнять прибор:

• Измерение силы тока и напряжения (в идеальном варианте переменного и постоянного).
• Прозвонка проводов (желательно со звуковым сигналом)
• Определение частоты тока.

Желательные опции, которые в некоторых случаях облегчают работу:

• Фиксация результатов замеров – кнопка «Hold»
• Возможность выставления ноля – если соседние провода дают наводку.
• Возможность замера тока пускового броска, который в несколько раз больше номинального.
• Автоматический выбор диапазона при отображении результатов.
• Плюсом будет возможность подключения термощупа для измерения температуры.
• Большой дисплей с подсветкой.

Также в обязательном порядке надо обратить внимание на качество пластика, отсутствие на поверхности устройства металлических деталей и какие используются элементы питания (чтобы их можно было без проблем найти и заменить, в случае необходимости)

Наглядно про токовые клещи на видео:

Как итог – измерительные токовые клещи это устройство, значительно упрощающее работу профессионального электрика и домашнего мастера, который привык все делать своими руками. Использование прибора, в целом, не отличается от проведения измерений тестером или мультиметром – оно интуитивно понятно и доступно даже людям с минимальными навыками, но в ряде случаев понадобятся некоторые знания для интерпретации полученных результатов измерений.

Источник

Токоизмерительные клещи: проверка и измерение тока клещами в электрических цепях

Клещи для токоизмерения – это такие специальные устройства, которые повсеместно используются для замеров без потребности цепного разрыва, или же какого-либо дополнительного электрического контакта с ней.

Вместо этого данное приспособление измеряет силу образовавшегося магнитного поля, которое и порождает ток.

Для корректной работы рекомендуется подбирать подходящий тип устройства, проверять их должным способом (о вариантах мы поговорим далее), а также примерно понимать принцип их устройства и работы. Рассмотрим основные нюансы.

Проверка токоизмерительных клещей

Дабы рассматриваемые нами клещи позволяли получать максимально корректный результат, очень важно проводить их соответствующие поверки. Они представляют собой перечни операций, осуществляемых для подтверждения соответствия прибора установленным нормам.

При проведении проверки осуществления определение погрешности, которая в итоге должна быть сравнена с допустимой. Последняя указывается в документации устройства.

Существует несколько типов поверкой токовых клещей, таких как:

1. Первичные поверки. Они осуществляются несколько раз – в процессе выпуска устройства, при его ввозе в другую страну или же после проведенных ремонтов.
2. Периодические поверки. Они являются плановыми. Проводятся такие исследования после истечения межповерочного интервала времени.
3. Внеочередные поверки. Их следует проводить либо же в случае потери документов на устройство, либо же после нарушения целостности прибора вследствие того или иного механического воздействия на него.
4. Инспекционные поверки. Они осуществляются непосредственно под метрологическим контролем. Для этого должно быть соответствующее решение государственного органа.
5. Экспертные поверки. Они проводятся только в том случае, если существуют определенные разногласия по поводу получаемых результатов прибора.

Нормы и периодичность испытания приборов:

Напряжение электроустановок, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Продолжительность испытания, мин	Переодичность испытания
До 1	2	5	Раз в 24 мес.
От 1 до 10	40	5

Результаты поверки обязательно вносятся в паспорт приборов. Если устройство было признано таким, что непригодно к использованию, должно быть соответствующее извещение об этом.

Типы клещей

Существует несколько типов приборов. Прежде всего их делят по конструкции и напряжению эксплуатации. В этом плане приборы встречаются таких видов:

• Одноручные клещи. Они применяются по отношению к цепям, напряжение в которых явно не более чем 1 кВ. Такие приборы имеют вид небольшой по своим габаритам изолированной рукоятки. Для того чтобы осуществить раскрытие магнитопровода, достаточно использовать всего лишь одну руку. С ее помощью нужно выполнить нажатие на соответствующий рычаг.

• Двуручные клещи для токоизмерения. Их используют в сетях с напряжением от 2 до 10 кВ. Для того чтобы эксплуатировать такой прибор, понадобится сразу две руки, так как у него производитель предусмотрел две рабочие рукоятки. Длина их изолированных частей при этом весьма значительная – свыше 38 сантиметров.

По своему внешнему виду приборы тоже могут быть разными. На рынке присутствуют такие их модели, как:

1. Аналоговые клещи. Они оснащены дисплеем со стрелкой, а также соответствующей ему измерительной шкалой. Для того чтобы подобные устройства работали, требуется соответствующий источник питания. Вследствие всех этих особенностей аналоговые приборы до сих пор пользуются спросом. Они быстро способны реагировать на изменения тока, предоставляя данные об этом весьма удобным способом.

1. Цифровые клещи. Они оборудованы жидкокристаллическим экраном где и отражается определенное значение измеряемого тока. Для работы данного устройства обязательно необходимо использовать дополнительный источник питания.
2. Клещи высоковольтного типа. Данные приборы отличаются прежде всего своей улучшенной изоляцией. Она позволяет предотвратить воздействие напряжения электроцепи на человека, измеряющего ток.

Дополнительно стоит отметить, что на рынке присутствуют токоизмерительные приборы, оборудованные датчиком Холла. Это уже более усовершенствованный механизм, который дает возможность с высокой точностью проводить замеры постоянной компоненты.

Принцип работы токоизмерительных клещей в электрических цепях

Отличительной особенностью клещей считается то, что в цепях они функционируют таким же образом, как и одновитковые трансформаторы. Первая их обмотка – провод, который потребовалось проанализировать, а вот вторичная обмотка находится на приборе. Именно к ней подключается амперметр, предоставляющий пользователю возможность получения того или иного значения.

Для определения величины измерения в начальной цепочке следует сразу узнать его максимальный уровень во вторичном типе обмотки. При этом принимается во внимание коэффициент трансформирования.

После того, как магнитопровод будет подключен к измеряемой сети, в нем возникает магнитное поле с переменным током. Именно он индуцирует ЭДС во вторичной обмотке. Ток, который появляется в этом месте, меряется корпусным амперметром. Его значение выдается после на экран.

Измерение клещами постоянного и переменного тока

Для измерения разных типов тока посредством клещей используется совершенно одинаковая методика. Главное – предварительно выбрать необходимый режим работы.

Перед тем, как пользоваться устройством, необходимо убедиться в том, что на прибор не влияют никакие посторонние источники напряжения.

К примеру, результаты устройства могут исказить некоторые асинхронные электрические двигатели, определенные виды трансформатора, аппараты для сварки, а также блоки питания (импульсные). Все они могут реализовать большие поля с электромагнитными волнами, что могут индуцировать наведенную ЭДС в магнитопроводе.

Для измерения тока при помощи клещей нужно:

1. Постановка ручки переключателя в необходимое положение.
2. Ввод проводника в пространство магнитопровода.
3. Считывание результатов из дисплея прибора.

Таким образом, никаких особых навыков или же знаний для работы с клещами не нужно. На более новых моделях есть особый датчик IFLex, что применяется для замеров в весьма стесненных условиях.

Если начать анализировать два проводника вместе, их магнитные потоки должны сложиться вместе. На дисплее будет отображен общий результат. К примеру, токи в фазе и нуле без наличия утечек являются равными по величине и противоположными по значению.

В таких ситуациях прибор должен показать нулевой результат. Если он имеет какое-то значение, можно говорить о серьезных проблемах в сети электричества.

Как пользоваться токоизмерительными клещами

Если вы хотите измерить и узнать значение потребляемой электроэнергии в сетях 220 В (в квартире, доме), то можно рассчитать по формуле:

Вам нужно измерить нагрузку потребляемой электроэнергии вашей квартиры, дома или какого-нибудь электроприбора. Переключатель диапазонов ставим в положение АСА 200. Раскройте клещи и охватите один провод из дух (желательно фазу). Через мгновение прибор покажет какое то значение, например, 8 А.

По формуле вычисляем потребляемую мощность:

P = 8 ⋅ 220 ⋅ 1 = 1760 Вт = 1,76 кВт

Видео о том, как пользоваться токовыми клещами:

Данный прибор– это удобный специализированные устройства, которые позволяют быстро и легко осуществить замеры тока. На большинстве устройств имеется кнопка, которая отвечает за фиксацию полученного результата. Это упрощает работу в стесненных местах, где невозможно постоянно следить за дисплеем прибора.

Источник