Измерение напряжения высоковольтными клещами

СОДЕРЖАНИЕ:

Можно ли высоковольтными клещами измерять 220-380 вольт?

Измерительные клещи – назначение

Клещи токоизмерительные представляют собой прибор, основным назначением которого является измерение электрического ток без разрыва электрической цепи и нарушения ее функционирования.

Дополнительно этот прибор способен измерять также напряжение, частоту, температуру (в некоторых моделях).

В соответствии с измеряемыми величинами электроизмерительные клещи делятся на амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры, ампервольтметры.

К самым распространенным относятся клещевые амперметры для измерения переменного тока, получившие название токоизмерительных клещей. С их помощью можно быстро измерить ток в проводнике, не разрывая и не отключая электрическую цепь. Электроизмерительные клещи могут применяться в электроустановках до 10000В.

О назначении многих электрических приборов и инструментов известно любому обывателю – все знают, зачем нужен паяльник или электрическая дрель. Но далеко не у каждого, даже не на каждом предприятии найдутся токоизмерительные клещи.

Несмотря на это, токовые клещи предназначены для широкого использования, просто очень многие не знают о существовании такого прибора и не умеют ним пользоваться.

Где применяются электроизмерительные клещи?

Клещи токоизмерительные могут стать незаменимым помощником как для бытовых потребителей, так и на предприятиях различных масштабов. С их помощью возможно:

  • – определять фактическую нагрузку в сети. Чтобы определить нагрузку однофазной сети, осуществляется замер на вводном кабеле, полученное значение тока в амперах умножается на напряжение в сети и косинус угла между фазами (cos φ). Если отсутствует реактивная нагрузка (мощные индуктивные элементы, дроссели, двигатели), то последнее значение принимается равным единице (cos φ = 1).
  • – для измерения мощности различных приборов. В случае возникновения необходимости измеряется сила тока участка цепи с подключенным потребителем. Мощность определяется по вышеописанной формуле.
  • – для проверки функционирования приборов учета потребления электроэнергии, например, сверки показаний счетчиков с фактическим потреблением.

Конструкция и обозначения

В состав электроизмерительных клещей любой модификации входят следующие основные части: клещи-магнитопровод, переключатель диапазонов и функций, дисплей, выходные разъемы, кнопка фиксации измерений. В данной статье рассматриваются токовые клещи марки mastech M266.

Переключатель может быть установлен в одно из положений режимов измерений:

  1. – DCV – постоянное напряжение;
  2. – ACV – переменное напряжение;
  3. – DCA – постоянный ток;
  4. – ACA – переменный ток;
  5. – Ω – сопротивление;
  6. – значок диода – проверка диодов;
  7. – значок сигнала – прозвонка с зуммером.

Три входных разъема прибора имеют защиту от перегрузки. При подключении прибора черный провод щупов подсоединяется к разъему «COM», а красный – к разъему «VΩ». Третий разъем, обозначенный как «EXT», применяется для подключения измерителя изоляции.

Порядок измерения тока

Переключатель пределов устанавливается в положение, соответствующее необходимому диапазону измерения переменного тока. Токовые клещи подключаются к измеряемому проводнику.

Если на дисплее наблюдается только значение «1», то необходимо переключатель пределов установить на более высокое значение, так как возникла перегрузка.

Порядок измерения напряжения

Красный провод щупа подсоединить к разъему «VΩ», черный – к «COM». Переключатель пределов установить в положение, соответствующее измеряемому диапазону.

Щупы подсоединить к измеряемой нагрузке или источнику напряжения. На экране прибора будет наблюдаться измеряемое напряжение, а также его полярность. Если на экране наблюдается только значение «1», то переключатель пределов необходимо переключить на более высокое значение, так как возникла перегрузка.

Порядок измерения сопротивления

Щупы прибора так же, как и при измерении напряжения. Переключатель диапазонов установить на диапазон «Ω». Если прибор используется для прозвонки, то переключатель нужно установить в соответствующее положение. Если сопротивление измеряемого участка схемы меньше 50 Ом, то будет звучать сигнал зуммера.

Электроизмерительные клещи – принципы работы

В работу простейших токоизмерительных клещей переменного тока положен принцип одновиткового трансформатора тока.

Его первичная обмотка представляет не что иное, как провод или шину, в которой измеряется ток. Вторичная обмотка, имеющая больше количество витков, намотана на разъемный магнитопровод и находится в самих клещах. К вторичной обмотке подключен амперметр.

Измерив ток, который протекает во вторичной обмотке с учетом известного коэффициента трансформации измерительного трансформатора, можно получить величину тока, измеряемую в проводнике.

Заметим, что с помощью токоизмерительных клещей измерять ток (а по сути – нагрузку) в цепи совсем не сложно и очень удобно. Сам процесс измерения заключается в следующем.

С помощью рукоятки выставляется измеряемая величина. Клещи размыкаются, в них пропускается проводник, рукоятка отпускается и клещи замыкаются. Дальнейший порядок использования электроизмерительных клещей точно такой же, как и при обращении с обычным тестером.

Подсоединять клещи можно как к изолированному, так и неизолированному проводу. Самое главное – охватываться должна только одна шина. На индикаторе прибора отображается величина тока измеряемой цепи.

Чтобы обеспечить работу в труднодоступных местах, современные токовые клещи обычно оснащаются кнопкой, фиксирующей показания.

Таким образом, если охватить проводник и нажать кнопку, то после размыкания магнитокопровода на экране прибора сохранится зафиксированное измеренное показание прибора.

По токоведущей части, которая охвачена магнитопроводом, проходит переменный ток. В магнитопроводе создается переменный магнитный поток, в результате которого во вторичной обмотке возникает электромагнитная индукция – по ней (вторичной обмотке) начинает протекать ток, который измеряется амперметром.

Современные токоизмерительные клещи выполняются по схеме, в которой сочетается трансформатор тока и выпрямительный прибор. Она позволяет выводы вторичной обмотки присоединять к измерительному прибору через набор шунтов, а не напрямую.

Как пользоваться токоизмерительными клещами

Как измерить нагрузку сети в квартире?

Переключатель диапазонов устанавливается в положение АСА 200. Раскрыв токовые клещи, на вводе в квартиру охватить ними изолированный провод, зафиксировать показания, которые появились на экране прибора.

Полученная величина умножается на напряжение сети 220 В, косинус берется равным единице.

Пример. Допустим, прибор показывает 6А. Это значит, что нагрузка сети квартиры составляет:

Р = 6 · 220= 1320 Вт = 1.32 кВт.

По этим данным можно проверить правильность работы счетчика потребляемой электроэнергии, соответствие фактической нагрузке вводного кабеля и др.

Маленькая хитрость при измерениях

Как можно измерить небольшой ток с помощью электроизмерительных клещей?

Для того, чтобы измерить токоизмерительными клещами небольшую силу тока, необходимо провод, на котором нужно узнать ток, намотать несколько раз на разомкнутый магнитопровод. Предел измерений установить на минимальное значение.

Для того, чтобы определить фактическое значение тока, необходимо показания прибора разделить на количество витков провода, намотанного на магнитопровод.

Необходимо понимать, что так можно делать, если провод изолирован. При этом наматывать нужно аккуратно не перегибая сам провод.

Похожие материалы на сайте:

  • 1) Как измерять мультиметром
  • 2) Как выбрать токовые клещи

Как замерить нагрузку клещами

В электротехнике используется большое количество различных инструментов и приборов. Большое значение имеют токовые клещи, как пользоваться которыми знают не все. Данное устройство позволяет измерять ток, не размыкая электрическую цепь. Специфическая конструкция этого инструмента представлена разными видами и моделями.

Устройство и основные функции токовых клещей

Токоизмерительными клещами проводятся необходимые измерения без разрыва или отключения электрической цепи. В некоторых моделях присутствуют дополнительные функции, позволяющие измерять напряжение, частоту и температуру.

Основным преимуществом этого инструмента является возможность проведения измерений в широком диапазоне мощности, с максимальным значением до 1 тыс. киловатт.

В стандартной схеме имеются сами магнитопроводные клещи, переключатель диапазонов и функций, дисплей, кнопки, фиксирующие результаты измерений и разъемы.

С помощью основных функций выполняются измерения тока и напряжения постоянного и переменного значения, сопротивления, проверка диодов и тестирование поврежденных участков. Инструмент оборудован специальной защитой, исключающей перегрузку.

Существует такое понятие как трансформаторное усиление сигнала. Данный эффект лежит в основе принципа работы трансформаторных клещей. В результате, все измерения проводятся довольно простым способом.

Измеряемый проводник заводится в систему раздвижного магнитопровода. В этот момент он выступает в роли первичной трансформаторной обмотки для катушки магнитопровода.

Электрический ток, протекающий через проводник, будет иметь различные характеристики, которые и буду отражаться в измерительной части.

Таким образом, с учетом принципа работы, все клещи токоизмерительные разделяются на приборы измерения постоянного или переменного тока. Некоторые виды моделей, выполненные в комбинированном варианте, позволяют измерять обе величины.

Токовые клещи широко используются в промышленности и в быту. Они являются многофункциональным устройством, позволяющим определять фактическую нагрузку электрической сети, мощность различных приборов и устройств. С помощью токовых клещей можно определить количество потребляемой электроэнергии. какими-либо приборами и устройствами.

При работе с данным инструментом следует учитывать возможные недостатки в его работе. Так, расположение прибора полностью влияет на полученные показания. Среди дешевых устройств нередко попадаются такие, у которых результаты измерений вызывают большие сомнения. И, наконец, правильные и точные показания во многом зависят от умения пользоваться этим прибором.

Как пользоваться токоизмерительными клещами

При помощи токоизмерительных клещей можно провести быстрое измерение параметров электрического тока. Поэтому от того как выставлены токовые клещи, во многом зависит точность полученных данных.

Для того чтобы избежать ошибок, необходимо последовательно и точно выполнять определенные действия. Прежде всего, выставляется измеряемая величина. После этого, клещи раскрываются и устанавливаются непосредственно на измеряемый проводник.

Далее клещи замыкаются и соприкасаются с проводом. Показания индикатора отразят полученную величину. Фиксирующая кнопка используется для труднодоступных мест. Она позволяет фиксировать полученные данные в течение определенного времени.

При работе с токоизмерительными клещами необходимо соблюдать установленные правила безопасности. В первую очередь нужно изучить инструкцию по эксплуатации. Запрещается производить измерения параметров, превышающих технические характеристики устройства. При работе под напряжением должна соблюдаться предельная осторожность.

При оценке состояния действующих электроустановок или выполнении ремонтных работ под напряжением электрикам приходится замерять и сравнивать значения токов, протекающие по различным цепочкам. Это позволяет анализировать оперативную схему, своевременно устраненять возникающие неисправности.

Довольно часто все это необходимо выполнять без разрыва электрических цепей чтобы не нарушить технологический процесс питания потребителей электроэнергией.

Замерять токи нагрузок без прекращения электроснабжения можно двумя способами:

1. обыкновенными амперметрами, создавая через них вначале обходные шунтирующие цепочки и вводя в работу за счет искусственного разрыва тока в заранее подготовленном месте. По окончании замеров требуется восстанавливать электрическую схему, выполнить в обратном порядке все предыдущие технологические операции;

2. с помощью специально предназначенного для этого инструмента — токовых клещей.

Каждый электрик должен знать:  Как выбрать кабель для электрической проводки в доме

Первый метод измерения сложен, трудоемок, опасен, требует высокой квалификации работников, хорошей предварительной подготовки. Поэтому им стараются пользоваться только в крайних случаях, а в повседневной практике измерения выполняют токовыми клещами.

Какие существуют типы токоизмерительных клещей

Чаще всего на практике встречаются с постоянным (выпрямленным) или переменным синусоидальным током. Для обоих этих видов созданы различные конструкции клещей, которыми можно измерять величину и даже направления протекания мощности без разрыва схемы питания потребителей в действующей электроустановке.

Фотография ниже демонстрирует замер отклонения угла вектора тока от направления базового напряжения в измерительных цепях защитных устройств.

Способ замера токов утечек через нарушенную изоляцию электрооборудования автомобиля с помощью клещей постоянного тока и амперметра показан на фотографии.

Используемая схема замера собрана таким способом, что сами клещи показывают ток, протекающий по проводу, подключенному к зажиму амперметра. Оба прибора демонстрируют одну и ту же величину, хоть и работают на различных диапазонах чувствительности.

Этот пример наглядно демонстрирует удобство и точность измерения различными приборами. Токовые клещи измерения постоянного тока менее распространены, чем конструкции для переменного, но в последнее время их производство значительно увеличилось.

Так же следует учитывать, что производители измерительного оборудования сейчас наладили выпуск клещей комбинированного использования, которыми можно работать в цепях постоянного и переменного тока. Такая конструкция, например, воплощена в модели Fluke 376 и ей подобных.

Приведенные на трех первых фотографиях токовые клещи обладают цифровым дисплеем, сразу отображающем первичные величины измеряемых параметров электрической схемы. Но, в арсенале измерительных средств электриков все еще работает большое количество приборов со стрелочными указателями и шкалой, состоящей из нескольких поддиапазонов.

При пользовании такими конструкциями необходимо внимательно снимать отсчет, а иногда и вводить поправочные коэффициенты.

По величине применяемого напряжения токовые клещи подразделяются на устройства, работающие:

Они отличаются классом защиты применяемой изоляции и требуют разного соблюдения правил безопасности.

Чтобы правильно пользоваться любыми подобными приборами необходимо знать принцип их работы и конструкцию.

Проверка отсутствия посторонних потребителей

С помощью токовых клещей можно проверить несанкционированное подключение потребителей к кабелю питания. Для этого достаточно на вводном щите установить клещи в режиме измерения нагрузки и, оставив обычное питание включенным, отключить все светильники и освободить все розетки от приборов, то есть обеспечить холостой ход для вводного кабеля.

Если клещи в этом случае покажут нулевое значение, то несанкционированного подключения и токов утечек нет. В противном случае необходимо внимательно разбираться с причиной образования подобной нагрузки.

Рекомендации по обеспечению безопасности и точности измерений

1. Любой измерительный прибор предназначен для использования при определенных технических условиях и работах с конкретными нагрузками. С этими характеристиками следует ознакомится заранее и соблюдать их при эксплуатации.

Например, для приборов компании Fluke применяется маркировка CAT III 600 V или CAT III 300 V. Она указывает, что электрическая схема прибора выполнена с защитой от кратковременных перенапряжений в измеряемой сети до 600 или 300 вольт соответственно.

Если предел измеряемой величины неизвестен, то на приборе выставляют режим максимальной величины.

2. Рабочая изоляция на раздвижном магнитопроводе и измерительных кончиках предохраняет пользователя от создания несанкционированных коротких замыканий при работе под напряжением. Необходимо следить за ее состоянием. Особенно актуально это положение при замере токов на оголенных, неизолированных проводах.

3. Токовые клещи относятся к средствам измерения. Они должны проходить периодическую метрологическую поверку в электроизмерительной лаборатории и иметь ее штамп на корпусе или свидетельство о поверке, срок действия которых ограничен.

4. Поскольку токовые клещи используются для работ под напряжением, то обязательным условием их безопасной эксплуатации является периодическое испытание слоя изоляции на прочность в электроиспытательной лаборатории с оформлением протокола проверки и проставлением соответствующего штампа.

Без прохождения испытания изоляции и поверки использовать клещи в работе, даже только что приобретенные у производителя, запрещено правилами. Повреждения могут возникнуть при нарушении нормативов хранения или транспортировки. Предпродажная подготовка инструмента в магазине не способна выявить возникшие дефекты.

5. Перед измерениями сопротивлений необходимо убедиться в отсутствии на них потенциалов напряжений. Они могут не только влиять на точность показаний, но и повредить, сжечь чувствительные цепи измерения образованием опасных токов.

6. Работа с токовыми клещами под напряжением относится к разряду опасной для жизни человека. К ней допускается только обученный и подготовленный персонал с группой по электробезопасности не ниже третьей.

Электрик Инфо — электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.

Информация и обучающие материалы для начинающих электриков.

Кейсы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.

Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+

Перепечатка материалов сайта запрещена.

Развод на ремонт

Как измерить ток в цепи при подключенном потребителе на 380 и 220 В очень быстро и с максимальным анализом данных? Для этого нужно один раз немного потрудится, зато потом Вы избавитесь от многих проблем.

Как измерить ток в цепи

Для цепи 220 В нужно взять три одножильных провода, желательно сечением порядка 2,5 кв.мм., вилку под евро, колодку на три контакта и розетку тоже под евро.

Для цепи 380 В необходимо четыре аналогичных провода, розетку на 380 В, вилку на 380 В и колодку на четыре клеммы. Можно обойтись без колодок, их я использую для замера величины напряжения в цепи.

Итак, пора поговорить про идею, она не нова, новое только в реализации. Ток в цепи измеряется мультиметром типа “клещи” 266 CLAMP METER .

Он измеряет ток, когда проводник находится внутри его измерительных клещей. А как к примеру измерить потребляемый ток в цепи утюга? Там ведь отдельного провода нет, поэтому и родилась идея сделать переходник с раздельными проводами, т.е.

между потребителем и электросетью поставить такой разветвлитель с раздельными проводами. Соответственно можно мерить потребляемый ток любого потребителя в любом месте, для меня это удобно.

Особенно легко проверить потребление тока электродвигателем, по каждой фазе и нулю, сразу виден перекос фаз, если он есть. В общем монтаж простейший.

Монтаж разветвителей

Монтируем три провода на вилку под евро:

Монтаж проводов на вилку под евро

Монтируем эти провода на клеммную колодку:

И на розетку под евро, цвет проводов особой роли не играет, нужно только запомнить, к каким клеммам они подключены:

В итоге получается вот такая конструкция:

Разветвитель в сборе

Включаем в розетку сделанного разветвителя например, паяльник и втыкаем в розетку электросети. Последовательно по проводам проверяем величину потребляемого тока. Начнем с коричневого провода:

Замер тока на коричневом проводе

Затем измеряем на черном проводе, на обоих проводах показания одинаковые и составляют 0,2А :

Измерение на черном проводе

Ну и в конце измеряем на голубом проводе, подсоединенном к контакту заземления, в результате чего видим, что ток здесь равен нулю:

Измерение на голубом проводе

Точно таким же образом собираем разветвитель на трехфазной розетке:

Разветвитель на три фазы

Его также включаем в трехфазную розетку, нагрузку в розетку разветвителя :

Разветвитель на три фазы

На нем таким же образом производим измерения тока и проводим анализ результатов:

Измерение на трехфазном разветвителе

Анекдот про разветвитель

Однажды попросили Разветвителя прочитать лекцию студентам про измерение тока в цепи . Во время лекции один студент задает вопрос: ” Я так и не понял, почему нельзя измерить ток клещами сразу на всех проводах, ведь так же удобней”. Можно измерить – ответил мудрый Разветвитель – Только результат превзойдет все Ваши ожидания.

Прошу оставить свои замечания и предложения в комментариях или поделиться этой информацией в социальных сетях.

С уважением, Владимир.

Как пользоваться мультиметром с клещами

Практически у каждого мужчины в доме имеется небольшой набор инструментов, и среди них обязательно будет присутствовать мультиметр. Это привычный прибор, и как пользоваться им, знает почти каждый. А вот мультиметр с токовыми клещами уже диковинка.

Что это такое

В повседневной практике токовые клещи используют энергетики, когда нужно измерить силу тока в высоковольтных проводах без их разрыва и последующего подключения амперметра. Внешне они похожи на клещи, прикрепленные к мультиметру, отсюда и название.

На самом деле это токовый трансформатор с раздвижным магнитопроводом, во вторичную обмотку которого включен стрелочный или цифровой амперметр. Длинные диэлектрические ручки нужны для безопасности. Принцип действия заключается в измерении тока проходящего через токовый трансформатор.

Устройство мультиметра с клещами следующее:

  • усики клещей выполняют из трансформаторной или заменяющей ее стали и покрывают изоляцией;
  • роль первичной обмотки трансформатора играет электрический провод, которые охватывают усики клещей. То есть, на первичной обмотке всего один виток;
  • вторичная обмотка наматывается на эти же клещи, количество витков зависит от того, какие токи предполагается измерять. Обмотка спрятана под изоляцией.

На клещах указывается коэффициент трансформации. Выглядит примерно так: 100/5А. Это отношение номинального тока первичной обмотки к номинальному току вторичной обмотки. Амперметр, включенный во вторичную обмотку трансформатора, производит измерение тока, наведенного проводом, который охватывают клещи.

Электроизмерительные клещи бывают двух видов – до 1000 В и высоковольтные. В быту применяются клещи до 1000 В. В современных токовых клещах, для удобства пользователей, совместили функции амперметра для измерения переменного тока с другими приборами типа вольтметра, омметра и получился мультиметр с токоизмерительными клещами.

Кроме этого бывают измерительные клещи для постоянного и переменного тока, основанные на эффекте Холла. Если на тонкую полупроводниковую пластину подать электрический ток и при этом она располагается под прямым углом к какому-нибудь магнитному полю, то на концах пластины появляется напряжение. Оно пропорционально напряженности магнитного поля, действующей на пластину.

Использование эффекта Холла позволяет измерять как переменный, так и постоянный ток, так как датчик реагирует только на амплитуду напряженности, а направление поля для него значения не имеет. Кроме этого, датчик реагирует мгновенно на изменение напряженности. Поэтому он может фиксировать и форму сигнала.

Конструктивно, измерительные клещи, основанные на эффекте Холла, ничем не отличаются от обычных, измеряющих при помощи трансформаторов тока. Для обычного пользователя это все тот же мультиметр.

Как измерять

Пользоваться мультиметром с клещами несложно. Вначале нужно выставить режим измерения переменного или постоянного тока. С помощью переключателя на мультиметре выбираются необходимый сектор с обозначениями режимов и останавливаются на шкале с предполагаемыми значениями.

После этого нажатием рычага клещи размыкаются. Исследуемый проводник вводится в область захвата, и клещи смыкаются. На дисплее высветятся показания прибора. На некоторых тестерах с клещами есть специальная кнопка фиксирующая показание. Тогда достаточно нажать на нее для сохранения результата измерения. Это удобно при измерениях в труднодоступных местах.

Шкалу измерения надо выбирать так, чтобы показания прибора находились в области максимальных значений. В таком случае погрешность измерений будет минимальной. Иногда, показания мультиметра с токоизмерительными клещами лежат близко к 0, но провести измерения необходимо.

Каждый электрик должен знать:  Как определить экономически выгодные режимы использования трансформаторов двухтрансформаторных

В этом случае используют простой способ. Проводник скручивают в несколько витков и клещами захватывают все провода. На приборе зафиксируется какое-то значение.

Его нужно разделить на количество проводов проходящих через клещи и получить искомое значение тока, проходящего через проводник.

Сделать самому

Если человек немного разбирается в электронике, имеет цифровой мультиметр, то можно довольно быстро сделать к нему дополнение. Для этого понадобится любой датчик Холла, в продаже они имеются, и ферритовое кольцо.

Кольцо раскалывают на две части, к одному концу крепится датчик, и к его контактам припаивают провода. Полукольца крепят к прищепке или чему-нибудь подобному. Концы проводов вставляют в гнезда мультиметра. Прибор переводится в режим милливольтметра.

Если в ферритовое кольцо поместить проводник, по которому протекает ток, то на милливольтметре можно будет наблюдать какие-то значения.

В зависимости от используемого датчика, коэффициент преобразования напряженности магнитного поля в электрическое напряжение будет разным, но постоянным для конкретного датчика.

С помощью эталонных токов можно отградуировать шкалу. В результате получится простая и удобная приставка к мультиметру.

Как выбрать

На сегодняшний день, на рынке имеется множество тестеров с клещами и без них. Разброс цен не так уж и велик. Возникает проблема выбора. В первую очередь необходимо определиться, для чего он нужен, какие задачи он должен решать.

Если нужно замерить токи в электропроводке автомобиля, то придется приобрести прибор с датчиками Холла, хотя они немного дороже.

Кроме этого, мультиметры, в зависимости от производителя, могут измерять переменные и постоянные токи и напряжения, сопротивления, емкость, частоту, мощность.

Набор функций зависит от разработчиков аппаратуры. Но за универсальностью гнаться не нужно, это сказывается на цене и характеристиках тестера. Хорошо, если в комплекте с прибором идет подробная инструкция по эксплуатации. После учета всех факторов можно делать покупку.

Как пользоваться токовыми клещами »

Основная задача электроизмерительных клещей измерение тока без разрыва проводника, современные приборы обладают функциями измерения напряжения, емкости, температуры, мощности и т.д. Принцип измерения основан на токовом трансформаторе или эффекте Холла.

Токовые клещи, работающие на принципе трансформатора тока, измеряют только переменный ток, т.к. трансформатор не пропускает через себя постоянный ток. Первичная обмотка это провод, обхватываемый токовыми клещами, а вторичная внутри токовых клещей с токовым датчиком.

Обхватить несколько витков одного проводника, то на вторичной обмотке ток во столько же раз увеличится. Это удобно для измерения небольших переменных токов, при этом нужно разделить полученное значение тока на количество витков.

Внешне токовые клещи, работающие на трансформаторе тока, отличаются отсутствием насечек на губках и диапазона постоянного тока.

Токовые клещи, работающие на эффекте Холла, измеряют и постоянный и переменный ток. Принцип работы на эффекте Холла основан на измерении напряжения на гранях полупроводниковой пластины, через которую протекает постоянный ток, помещенной в магнитное поле перпендикулярно к ней. Магнитное поле образуется вокруг проводника, который обхватили токовыми клещами.

Изменение тока в проводнике, вызывает изменение магнитного поля вокруг проводника, что вызывает изменение напряжения на чувствительном элементе Холла. Напряжение чувствительном элементе преобразуется и выводится на экран в виде значения тока. Для токовых клещей, работающих на эффекте холла, важно располагать проводник перпендикулярно к губкам токовых клещей.

Измерение тока

Для работы на нашем приборе APPA 133 выберем режим переменного тока А

обхватим один провод. Выбор диапазона измерения в APPA 133 автоматический, в других приборах возможно необходимо выбрать диапазон. Если размещать проводник не перпендикулярно или не по рискам, то погрешность показаний увеличивается до 3 %.

Для измерения броскового переменного тока необходимо выбирать режим “inrush current”, например в случае измерения пускового тока электродвигателя. Для измерения макс мин тока выбираем соответствующий режим.При включенной печке максимальный ток 8,47 А.

Если обхватить сразу два провода, то токовые клещи покажут ноль, т.к. сумма токов двух проводников с разной полярностью равна нулю.

Если показания прибора не ноль, то имеется ток утечки или значение находится в пределах погрешности прибора. При измерении нескольких проводов одновременно значение тока будет суммой токов всех проводов.

Утечка тока может проявиться например, если вода из крана бьет током, нужно проверить ток утечки электрического бойлера.

Измерение напряжения

Для измерения постоянного и переменного напряжения выставим переключатель на V. Наш прибор имеет автоматический выбор диапазона, а так же позволяет измерять частоту. Переключать между режимами необходимо при отсоединенных проводах. У APPA 133 имеется защита от высокого напряжения более 1000 В.

Видим напряжение 221,1 В, частота 49,97 Гц.

При включенной печке видим что напряжение упало до 211,1 В, частота не изменилась. Произошло это из-за того что сечения проводов не хватает на мощность печки, что вызывает перегрузку и нагрев проводов. Необходимо поменять провода на более толстого сечения.

Измерение потребляемой мощности

Полная мощность (В*А) равна квадратному корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. Реактивная мощность (Вар) равна произведению напряжения и тока, умноженному на синус угла сдвига фаз между ними. Если нет потребителей с реактивной мощностью (двигатели, трансформаторы), то полная мощность нагрузки будет равна активной.

Активная мощность вычисляется в приборе по формуле произведение напряжения на ток. Если прибор не позволяет измерять мощность, то полученный ток умножим на 220 В и получим мощность нагрузки. Для измерение активной мощности с помощью APPA 133 переводим переключатель W

. Переключать между режимами необходимо при отсоединенных проводах.

Вставляем щупы в розетку и обхватываем проводник.

Активная мощность потребления компьютера 28 Вт, а при включенной печке потребляемая мощность повысилась до 1728 Вт (

=211,1 В * 8,47 А). В APPA 133 так же можно измерить коэффициент мощности, отрицательное значение говорит о емкостном характере нагрузки (ток опережает напряжение), положительное значение говорит о индуктивном характере нагрузки (ток отстает от напряжения).

Выбрать токовые клещи можете в каталоге.

Как правильно пользоваться токоизмерительными клещами

В большинстве моделей мультиметров функции измерения переменного тока ограничены в пределах до 10 максимум 20 Ампер. Но самым главным недостатком этих приборов и методики измерения токов является необходимость разрыва цепи. В современных моделях токоизмерительных клещей эти недостатки исключены, они позволяют делать измерения бесконтактным методом.

Принцип работы токоизмерительных клещей: для чего предназначены

В основе методики бесконтактного измерения тока клещами заложен принцип трансформатора.

Проходящий по цепи ток через рамку магнитопровода клещей наводит кратный по величине коэффициенту трансформации ток во вторичной катушке измерительного прибора.

Цифровая электроника обрабатывает сигнал и на дисплее отображается истинная величина тока. Такая конструкция клещей идеально подходит для измерения величины переменного тока.

Измерительные клещи в контур, которого вставлен датчик Холла, способны измерить величину как постоянного, так и переменного тока. Датчик реагирует на переменный и постоянный ток, походящий через провод, помещенный в пространство внутри рамки.

Магнитный потоком на датчике наводится ток, кратный по величине в месте измерения. Далее значения обрабатываются, и измеряемые значения тока высвечивается на дисплее в цифровом виде, бывают приборы со стрелочной индикацией.

Высокое быстродействие датчика Холла позволяет измерять и заносить в память прибора импульсные всплески токовых нагрузок.

В современных приборах используется схема в совокупности, которой трансформатор тока с вторичной обмотки передает сигнал на шунтирующие элементы выпрямителя, это позволяет снизить ток и обезопасить процесс измерений. Читайте также статью: → Измерение силы тока в электрических сетях.

Виды токоизмерительных клещей

В первую очередь, как и мультиметры, токоизмерительные клещи можно разделить по принципу отображения измеряемых величин:

  • Аналоговые (стрелочные) эти приборы были первыми в применении методики измерения тока трансформаторным принципом, количеством витков в катушках вторичной обмотки менялись пределы измеряемых величин.

Внешний вид токоизмерительных клещей со стрелочной шкалой

Достоинства таких приборов, высокая точность измерений в настроенном диапазоне частот, чаще всего 50Гц стандарт в сети промышленного питания.

Недостатком можно считать узкую полосу частот для измерений и чувствительность стрелочного механизма к механическим воздействиям.

  • Приборы с цифровой индикацией

Эти модели отображают величины измеряемых параметров в цифровом значении на жидкокристаллических мониторах. Электронная схема обрабатывает сигналы снимаемых параметров, может автоматически изменять пределы измерений, калибровать прибор и записывать показания в памяти.

Цифровые токоизмерительные клещи

Самым главным достоинством этих моделей считается простота процесса измерений и возможность подключать их к другому электронному оборудованию, компьютерам, осциллографам, частотомерам.

В большинстве случаев на таких конструкциях отсутствует дисплей, отображающий показания, подключаемые приборы расширяют возможности измерительных клещей и показывают измеряемые величины.

Как недостаток можно отметить низкую точность показаний по сравнению со стрелочными аналогами.

В отдельный вид можно выделить токоизмерительные клещи для высокого напряжения. Читайте также статью: → Токоизмерительные клещи.

  • Токоизмерительные клещи высокого напряжения

Конструктивное исполнение таких клещей предусматривает длинные диэлектрические ручки для безопасности обслуживающего персонала. Этот инструмент применяется на электрических понижающих подстанциях выше 1000В, 6000кВ/380/220В; 10000кВ/380/220В.

Такими клещами можно измерять только переменный ток высокого напряжения.

Основные элементы конструкции токоизмерительных клещей

Производителей много и все модели клещей имеют некоторые отличия по размерам, количеству функций и пределов измерений. Но есть элементы, которые являются общими и обязательными для всех марок токоизмерительных клещей:

  • Раздвижной контур магнитопровода на пружине из шихтованного ферромагнита с намотанной на него многовитковой катушкой, которая является вторичной обмоткой измерительного трансформатора;
  • Амперметр в качестве которого может применятся, стрелочный или цифровой прибор подключенные к вторичной катушке через шунтирующие выпрямляющие элементы;
  • Корпус, в котором находятся элементы питания и электронная плата преобразования сигналов с переключателем выбора режима и пределов измерений;
  • Для клещей высокого напряжения длинные диэлектрические ручки.

Потребителями больше всего востребованы модели, где все перечисленные элементы интегрированы в одном корпусе мультиметра. Таким прибором можно производить измерения:

  • Переменного и постоянного токов бесконтактным способом;
  • Переменного и постоянного напряжения;
  • Сопротивления;
  • Некоторые модели имеют функции термометра;
  • Мощность измеряют не все приборы, на тех где эта опция есть, положение переключателя режимов ставится на значение «Р». Запрограммированный процессор прибора, учитывая значения тока, напряжения автоматически просчитывает величину мощности. Показания отображаются на дисплее или стрелочной шкале в Вт или кВт.

Приборы такого типа практически универсальны, позволяют измерять малые постоянные токи щупами при разрыве цепи, большой переменный ток бесконтактным методом и другие параметры цепи.

Обозначения, органы управления режимов и пределов измерения

Рассмотрим модель токоизмерительных клещей, наиболее востребованную у потребителей, когда в одном корпусе с мультиметром совмещаются функции бесконтактного измерения величины тока.

Обозначение режимов на модели Fluke 376

Основные органы управления, которыми выставляются режимы, и пределы измерений являются, переключатель режимов и пределов, разъемы в которые вставляются щупы для измерения. Обозначения на корпусе указывают положение переключателя для необходимого режима.

  • Сектор DCV – для измерения постоянного напряжения (обозначение V — );
  • Сектор ACV – измерение переменного напряжения ( V

);

  • DCA – измерение постоянного тока (A — );
  • ACA – для измерения переменного тока (A

    );

  • Ω — знак Ома указывает на положение переключателя для измерения сопротивления;
  • Знак диода или зуммера обозначает режим прозвонки диодов и целостности проводов или отдельных участков цепи;
  • Кнопка HOLD для фиксации измеряемых значений
  • Разъемы для подключения щупов используются для измерений мультиметром напряжения, постоянного тока малых величин, сопротивления. Обозначенный знаком «СОМ» для подключения черного провода отрицательной полярности, красный щуп подключают в разъем с обозначением «VΩ». Бывают модели с тремя разъемами для измерения постоянного тока в пределах 10 –20А по методике последовательного подключения в цепи. Разъем со знаком «EXT» используют для подключения режима проверки изоляции.
  • Токоизмерительные клещи марки Mastech

    На фото изображен бесконтактный процесс измерения постоянного тока потребляемого лампой накаливания от аккумулятора.

    Основные характеристики токоизмерительных клещей Mastech M 266

    Измеряемые параметры Пределы и погрешность
    U — 1000 (+/- 0,8%)V
    U

    750 (+/- 1,2%)V
    Переменныйток, А 200 (+/- 2,5%)1000 (+- 3,5%)
    Сопротивление в кОм 2 /20 (+/- 1,0%)
    Звуковой индикатор *
    Режим прозвонки *
    размеры 96 × 235 × 46 (мм)
    масса 310 гр.

    Расположение органов управления и места установки режимов на различных моделях могут отличаться, но обозначения на корпусе делаются стандартные.

    Характеристики токоизмерительных клещей METRAclip 86

    Измеряемые параметры Пределы измерений
    I A A — 60 ; 600
    A

    60 ; 600 ; 900
    AC+DC 60 ; 60060 ; 600 ; 900
    Напряжение в В U

    60 ; 600 ; 1000
    U — 60 ; 600 ; 1000
    AC+DC 60 ; 600 ; 100060 ; 600 ; 1400
    Частота 5 ..19,99 кГц ( диапазон измерений напряжения)5 ..2999 Гц ( диапазон измерения тока)
    Мощность Активная 5998 Вт ; 59,98 ; 599,8 ; 900 кВт

    Как измерить ток с помощью клещей

    Рассмотрим пример на бытовом уровне, измерения тока в цепи 220В обычно величины нагрузки в частном доме или квартире не превышают 16 – 25 ампер. Устанавливаем органы управления в соответствующее положение:

    • Переключатель предела измерений переменного тока на отметку АСА 200;
    • Нажимаем на рычаг, размыкающий магнитопровод, заводим провод фазу или ноль вовнутрь рамки и закрываем клещи;
    • В идеальном случае провод, на котором производятся измерения, должен располагаться перпендикулярно плоскости рамки, и находится в ее центре.
    • Показания тока в Амперах должны отображаться на дисплее, исходя из этих показаний, можно вычислить другие параметры, например потребляемую мощность.
    • Если ток в нагрузки будет 8 А, расчеты проводятся по обычным законам ома из начальных курсов по физике.

    Р = IхU = 8×220 = 1760 W или 1,76 кВт. Все просто, таким образом можно проверять правильность показаний счетчика.

    Преимущества и недостатки токоизмерительных клещей

    Не зависимо от марки и производителя в токоизмерительных клещах есть общие преимущества перед другими измерительными приборами и недостатки:

    Преимущества

    • Клещами можно производить измерения тока без разрыва цепи для последовательного подключения прибора;
    • Простота и безопасность измерений даже в цепях с напряжением до 10 000В;
    • Бесконтактный метод расширяет пределы измерений до 10 000В, что невозможно сделать обычными амперметрами при последовательном включении в цепи;
    • Малые габариты приборов, удобное использование в труднодоступных местах;
    • Возможность фиксировать показания в памяти.

    Недостатки

    • Необходимость точного расположения провода по отношению плоскости рамки, не всегда получается эти условия выполнить в тесном пространстве распределительных щитов;
    • Невысокая точность измерений, максимальный класс 2.5.

    Цены и критерии выбора токоизмерительных клещей разных производителей

    У потребителей большим спросом пользуются универсальные приборы, в которых токоизмерительные клещи сочетаются в одном корпусе с мультиметром. Стоимость разных моделей таких приборов не сильно отличается между собой, но значительно превышает стоимость обычного мультиметра.

    Прежде чем купить клещи, надо определиться, для каких целей они вам нужны. Если вы не занимаетесь электротехническими работами, то вам не требуется приборы высокого класса точности и с большим количеством опций. Достаточно будет функций для измерения основных параметров, которые проверяются в быту:

    • Величина переменного и постоянного тока;
    • Величина переменного и постоянного напряжения;
    • Потребляемая мощность, чтобы не затруднять себя расчетами;
    • Термометр, сопротивление.
    Марка прибора Переменный ток Постоянный ток Доп. Опции мультиметра Цена в руб.
    АТА-2500 клещи с адаптером * * 6350
    YATO YT-73091 * * 2550
    VA318 * * * 11200
    Ц4502 предел измерений 0 — 750 А * 10200

    Такие функции как измерение частоты, памяти измеряемых значений не обязательны, учитывайте свои финансовые возможности. Профессионалам необходим полноценный прибор с классом точности не ниже 2,5 и необходимым интервалом измерения рабочих частот.

    Характерные ошибки при использовании приборов

    • Самой распространенной ошибкой по статистике считается не правильная установка режима и пределов измерения.

    Надо быть внимательнее, перед тем как поместить провод в рамку магнитопровода, убедитесь, что переключатель установлен в соответствующий режим.

    • Внимательно следите за состоянием элемента питания, батарея должна выдавать напряжение 9В. При снижении до 6,4В показания прибора будут с очень большой погрешностью;
    • Для точности показаний по возможности устанавливайте рамку клещей относительно провода, в котором измеряется ток в перпендикулярной плоскости;

    Пример расположения рамки относительно провода при измерении

    • При измерении сопротивления и напряжения убедитесь, что щупы вставлены в соответствующие гнезда.

    Часто задаваемые вопросы

    1. На трехфазном электродвигателе часто выбивает тепловое реле, при измерении клещами токов нагрузки на одной фазе показывает 17А на остальных по 12А, в чем причина и как это можно исправить?

    По всей видимости, обмотка электродвигателя фазы на которой 17А, подгорает, пробита изоляция межвитковое замыкание. При дальнейшей эксплуатации ток будет расти и защита срабатывать чаще, пока не сгорит двигатель. Надо перематывать обмотку.

    1. Купил клещи, почему то не могу измерить ток зарядки аккумулятора и потребления при включенных фарах, испробовал все режимы, в чем может быть причина?

    Внимательно посмотрите документацию на клещи, аккумулятор выдает постоянный ток, скорее всего у вас модель с магнитопроводом, работает по принципу трансформатора. Таким инструментом можно измерить только переменный ток. Для проверки токов на транспортных средствах используют модели токоизмерительных клещей с датчиком Холла. Ими можно измерить постоянный и переменный ток.

    1. Чайник работает решил измерить потребляемый ток, выставил предел 40 А, на дисплее показывает 0А, почему?

    Все правильно, в шнуре от чайника два провода, прибор в данном случае показывает разницу токов меду ними. Для правильного измерения надо в рамку токоизмерителя поместить один проводник фазу или ноль.

    1. С магнитопроводом на принципе трансформатора все понятно, а как работает датчик Холла?

    Если взять прямоугольную металлическую пластину поместить ее в магнитное поле, между полюсами магнита и пропустить через нее ток в направлении от грани В к грани А, то на гранях D-C возникает электрический потенциал( напряжение). Это напряжение пропорционально силе тока проходящего через пластину. Учитывая отношения этих пропорций, величина напряжения используется для преобразования в измерительных приборах и выдачи на дисплей истинных показаний тока.

    Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

    Как пользоваться токоизмерительными клещами?

    Если вы не знаете как пользоваться токоизмерительными клещами, то смело читайте данную статью. Здесь вы найдете инструкцию по их эксплуатации, снабженную подробными фотографиями. Тут я использовал модель, которая на данный момент оказалась у меня под рукой. Это токовые клещи Fluke 302+. Данную инструкцию можно применить практически к любым подобным устройствам.

    Пользоваться данными устройствами очень легко. Конструкция токовых клещей позволяет проводить измерения на действующей электроустановке без каких-либо дополнительных монтажных работ и без разрыва цепи электропитания. Это является их огромным плюсом. Для измерения необходимо установить переключатель в нужное положение, обхватить клещами провод и зафиксировать показания тока.

    Главная трудность в таких измерениях заключается в выделении отдельного одиночного проводника. Если клещами обхватить весь провод (фазный и нулевой проводники), то вы получите сумму токов, протекающих по обоим жилам.

    В идеале тут должен высветиться нуль, так как токи протекающие по фазному и нулевому проводникам равны по величине, но противоположны по направлению. Как показано на фотографии ниже вы ничего не узнаете и так измерять ток нельзя.

    Хотя если в таком положении клещи покажут какое-либо значение тока отличное о нуля, то это будет означать, что в данной цепи есть утечка, равная полученному значению.

    Поэтому необходимо найти место, где данные проводники разделяются, и где есть возможность подлезть клещами. Например, в распределительном щитке в месте подключения фазы к автоматическому выключателю. К сожалению этого сделать можно не везде. Это является их небольшим минусом, но возможность измерения без разрыва цепи его полностью перекрывает, по крайней мере в моей деятельности.

    Я работаю в связевых помещениях, где категорически запрещено обесточивать оборудование связи, поэтому токовые клещи являются единственным устройством, которым возможно померить ток и посчитать потребляемую нагрузку.

    Как они устроены и какие бывают виды читайте в статье: Что такое токовые клещи и зачем они нужны?

    Ниже инструкция описана на моделе Fluke 302+. Это качественные и хорошие токоизмерительные клещи, но они могут измерять только переменный ток. Постоянный ток другими моделями клещей измеряются аналогично как и переменный, только необходимо переключить их в режим измерения постоянного тока.

    Перед любыми измерениями убедитесь, что ваша модель токоизмерительных клещей сможет для этого подойти. На них указано максимальное значение тока, которое можно ими измерить. В моем случае это переменный ток до 400А. Хотя такие большие токи вы у себя дома не встретите и поэтому дома подойдут любые модели.

    Также на самих измерительных приборах указывается категория безопасности. В моем случае на моделе Fluke 302+ имеется маркировка:

    • CAT III 600 V – это означает, что устройство защищено от кратковременных скачков напряжения внутри оборудования при эксплуатации в составе стационарных систем напряжением до 600В, например распределительных панелей, фидеров и ответвлений, а также систем освещения крупных зданий.
    • CAT IV 300 V – это означает, что устройство защищено от кратковременных скачков напряжения от оборудования первичного уровня электроснабжения напряжением до 300В, например электрического счетчика, установки воздушной или подземной системы общего пользования.

    Инструкция как пользоваться токоизмерительными клещами

    1. Находим место, где можно свободно обхватить клещами одиночный проводник.
    2. Переводим ручку переключения режимов измерения в нужное положение. В сети переменного тока на указатель A

    или AAC. В сети постоянного тока на указатель A- или ADC. Данные обозначения дополнительно дублируются на дисплее.

    Напомню, что мои клещи функцию измерения постоянного тока не поддерживают и поэтому на них данного обозначения нет.

  • Нажимаем на кнопку раскрытия клещей.
  • Обхватываем нужный проводник и устанавливаем клещи перпендикулярно плоскости провода.
  • Отпускаем кнопку раскрытия клещей. Так замыкается цепь магнитопровода и происходит измерение тока.

  • Записываем полученное значение тока на дисплее. Если его плохо видно, то можно результаты измерения зафиксировать, нажав кнопку “Hold”. Потом можно убрать клещи и увидеть измеренное значение тока. Оно будет показываться на экране пока вы не нажмете снова кнопку “Hold”.
  • Выше я описал основные функции токоизмерительных клещей, т.е.

    измерение тока без разрыва цепи. Думаю, что все понятно.

    Для универсальности данного прибора практически все производители добавляют в его конструкцию дополнительные функции. Это возможность измерения других параметров, таких как напряжение, сопротивление и т.д. Об этом я расскажу в следующей статье: “Дополнительные функции токоизмерительных клещей”.

    Добавить комментарий