Как пользоваться токовыми клещами: Токоизмерительные клещи: описание и область применения

Как пользоваться токовыми клещами »

Принцип работы токовых клещей

 

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 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 A_AC. В сети постоянного тока на указатель A- или A_DC. Данные обозначения дополнительно дублируются на дисплее. Напомню, что мои клещи функцию измерения постоянного тока не поддерживают и поэтому на них данного обозначения нет.
3. Нажимаем на кнопку раскрытия клещей.

4. Обхватываем нужный проводник и устанавливаем клещи перпендикулярно плоскости провода.

5. Отпускаем кнопку раскрытия клещей. Так замыкается цепь магнитопровода и происходит измерение тока.
6. 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”.

Сегодня нам так не хватает улыбок:

Сидят два электрика на столбе. Мимо них идет старушка.
Первый электрик:
– Бабуль, подай, пожалуйста, провод.
Старушка:
– Какой, милай, этот?
Электрик:
– Нет, бабуль, другой.
Старушка подает.
– На, сынок.
Первый электрик второму:
– Я же говорил, что “ноль” , а ты – “фаза”, “фаза” !!!

Как измерять ток с помощью клещей

Цифровой мультиметр, часто рассматриваемый в основном как устройство для измерения напряжения, оснащенный клещами, может быстро измерять ток.

1. Определите, является ли измеряемый ток переменным или постоянным.
2. Выберите для своего цифрового мультиметра клещи, которые предназначены для измерения определенного тока или могут измерять как переменный, так и постоянный ток.

   Примечание: Ознакомьтесь с техническими характеристиками дополнительных клещей и определите, выдает ли клещи уровень тока или уровень напряжения.

3. Определите ожидаемый максимальный ток цепи, сверившись с паспортной табличкой компонента или номиналом выключателя. Принадлежности для вставных зажимов доступны в различных диапазонах предустановок. Определите, достаточен ли диапазон вашего мультиметра или клещей для его измерения. Если нет, выберите инструмент, оборудованный для более высоких диапазонов.

   Примечание: Если счетчик имеет токовые клеммы с предохранителями, убедитесь, что его предохранители исправны.

4. Настройте цифровой мультиметр следующим образом:
   • Чтобы измерить переменного тока с помощью клещей токового выхода, поверните циферблат на mÃ/Ã.
   • Вставьте черный щуп в разъем COM.
   • Для принадлежностей с втычными клещами, которые производят переменный ток на выходе, подключите красный измерительный провод к гнезду mÃ/Ã. Эти клещи предназначены только для измерения переменного тока и, в зависимости от масштабного коэффициента клещей, подают на цифровой мультиметр 1 мА на каждый 1 А измеряемого тока (1 мА/А).
   • Выполните шаги 6-8 ниже.
   • Для измерения переменный/постоянный ток с зажимом выхода напряжения, поверните циферблат на мВ переменного тока для переменного тока или на мВ постоянного тока для постоянного тока.
   • Вставьте черный щуп в разъем COM.
   • Для принадлежностей с втычными клещами, создающими выходное напряжение, вставьте красный измерительный провод в гнездо V. Эти клещи предназначены для подачи на цифровой мультиметр 1 мВ, 10 мВ или 100 мВ на каждый 1 А измеренного тока.
   • Выполните шаги 6-8 ниже.
5. Откройте бранши, нажав на спусковой крючок инструмента.
6. Вложите один проводник внутрь зажимов. Перед снятием показаний убедитесь, что челюсти полностью закрыты.
7. Просмотрите показания на дисплее.

   Совет: Клещи измеряют ток в цепи путем измерения напряженности магнитного поля вокруг одного проводника. По возможности отделяйте тестовый проводник от окружающих проводников на несколько дюймов. Цель: не допустить, чтобы зажим улавливал блуждающие магнитные поля. Если разделение невозможно, сделайте несколько замеров в разных местах одного и того же проводника. Не измеряйте экранированные проводники, так как магнитные поля значительно уменьшаются или даже исчезают.

Анализ измерения тока

Информация о потреблении тока в системе, компоненте или цепи очень полезна при устранении неполадок.

Электрические компоненты, такие как двигатели, часто имеют паспортную табличку, на которой указаны характеристики цепи компонента. Текущее измерение можно сравнить с этим рейтингом, чтобы определить исправность рабочего состояния компонента.

Измерение тока: чтобы определить, сколько нагрузка (компонент, например двигатель) потребляет от системы. Вы также можете измерить общую нагрузку на цепь.

Двигатель, например, перегружен, если потребляет больше номинального тока, и недогружен, если потребляет меньше.

При поиске и устранении неполадок технический специалист может выполнить базовое измерение и следить за перегрузкой, перегрузкой по току или дисбалансом тока между фазами.

Как правило, токи выше номинальных обычно указывают на проблему, которая может вызвать дополнительные проблемы. Более высокий ток приводит к более высокой температуре, что может привести к пробою изоляции и выходу компонентов из строя.

Большинство цифровых мультиметров могут измерять постоянный или переменный ток только до 10 А. Более высокий ток необходимо уменьшить с помощью токоизмерительных клещей, которые могут измерять ток в цепи от 0,01 А до 1000 А путем измерения силы электрического тока. поле вокруг проводника.

Для достижения максимальной эффективности рекомендуется проводить измерение тока при первой установке оборудования и во время нормальной работы. Эти измерения можно использовать для сравнения с базовыми уровнями при поиске и устранении неполадок в будущем.

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

Найдите подходящий мультиметр

Как пользоваться токоизмерительными клещами

Готовы учиться? Советы по использованию токоизмерительных клещей, соответствующие меры предосторожности и многое другое

Обзор

Для измерения таких параметров, как ток и напряжение, вам понадобится специальный прибор. Такие приборы, как аналоговые мультиметры и цифровые мультиметры, часто используются для измерения тока, но они требуют размыкания цепи, чтобы измерительные выводы прибора можно было вставить в цепь последовательно. Во многих случаях это невозможно или практически невозможно сделать. Размыкание цепи также сопряжено с риском, например, поражения электрическим током.

Токоизмерительные клещи удобны в таких ситуациях. Эта страница предлагает подробное объяснение того, как использовать токоизмерительные клещи, а также соответствующие меры предосторожности.

Что такое токоизмерительные клещи?

Токоизмерительные клещи представляют собой прибор в форме прищепки, который можно закрепить на проводе под напряжением для измерения тока, который он несет. В качестве принципа измерения токоизмерительные клещи обнаруживают магнитное поле, создаваемое током, протекающим по проводу, для измерения значения тока.

В отличие от таких приборов, как мультиметры, эта конструкция имеет то преимущество, что позволяет измерять ток, не требуя разрыва измеряемой цепи. Вообще говоря, существует два типа токоизмерительных клещей:

• Модели, предназначенные для измерения тока нагрузки
• Модели, предназначенные для измерения тока утечки

Приборы можно дополнительно классифицировать на основе других различий, например, измеряют ли они постоянный ток (DC). ) или переменного тока (AC), а также используют ли они выпрямление по среднему значению или метод среднеквадратичного значения. Модели тока нагрузки используются для измерения обычных цепей переменного тока. Некоторые последние модели токоизмерительных клещей могут измерять как ток нагрузки, так и ток утечки.

Основной метод использования токоизмерительных клещей

В этом разделе представлено простое для понимания введение в использование токоизмерительных клещей для измерения тока нагрузки и тока утечки.

Информация, относящаяся к обоим типам

Вообще говоря, клещи для измерения тока нагрузки и тока утечки используются одинаково. Во-первых, если ваши токоизмерительные клещи позволяют вам выбирать постоянный или переменный ток, выберите тип тока, подходящий для цепи, которую вы хотите измерить. Затем установите диапазон измерения в зависимости от величины измеряемого тока. При измерении постоянного тока не забудьте выполнить настройку нуля.

Когда вы будете готовы, откройте зажимы токоизмерительных клещей и зажмите ими провод, который вы хотите измерить. Расположите провод в центре зажима для максимальной точности измерения.

Использование токоизмерительных клещей

Токоизмерительные клещи, предназначенные для измерения токов нагрузки, могут закрепляться только на одном проводе. Будьте осторожны, чтобы не зажать прибор вокруг нескольких проводов одновременно, так как это помешает правильному измерению.

Использование клещей для измерения тока утечки

Токоизмерительные клещи, предназначенные для измерения токов утечки, требуют большей осторожности. Провода заземления следует измерять отдельно. При измерении цепи переменного тока закрепите прибор вокруг всех проводов (двух, если они однофазные, и трех, если трехфазные).

При измерении тока утечки два провода могут быть зажаты одновременно.

Ток утечки — это ток, который течет на землю через сопротивление изоляции нагрузки, и может составлять несколько десятков мкА, если подключено много нагрузок. С помощью токоизмерительных клещей можно определить мельчайшую разницу, протекающую в обоих направлениях, и идентифицировать ее как ток утечки.

Чего следует избегать

Как и в случае с аналоговыми и цифровыми мультиметрами, при использовании токоизмерительных клещей необходимо помнить о некоторых мерах предосторожности. Например, если вы оставите клещевой измеритель мощности подключенным после использования, слишком большой ток, протекающий через клещевой датчик, может повредить прибор.

Кроме того, избегайте зажима прибора на оголенном проводнике; токоизмерительные клещи следует использовать только для измерения изолированных проводников (хотя это зависит от конкретного используемого датчика тока).

Токоизмерительные клещи обеспечивают высокий уровень безопасности, поскольку они не требуют обрезания измеряемого провода, но важно использовать их при максимальном номинальном напряжении между клеммами и землей или ниже него. Наконец, барьер инструмента указывает на предел безопасности, поэтому никогда не прикасайтесь ни к чему со стороны челюсти барьера во время использования инструмента.

Выбор лучших токоизмерительных клещей

Как описано выше, токоизмерительные клещи доступны в различных моделях, которые предназначены для различных применений, например, в зависимости от того, предназначены ли они для измерения постоянного или переменного тока. Следовательно, необходимо выбирать инструмент в зависимости от предполагаемого применения. Например, для измерения аккумулятора, используемого в автомобиле, источнике бесперебойного питания (ИБП) или фотогальваническом элементе, вам понадобятся токоизмерительные клещи, способные измерять постоянный ток.

С другой стороны, если вы хотите измерить ток нагрузки или ток утечки в цепи переменного тока, такой как освещение или линии электропередач в доме, здании или на заводе, вам понадобятся токоизмерительные клещи переменного тока. Выберите токоизмерительные клещи переменного тока нагрузки для обычных измерений или токоизмерительные клещи для измерения тока утечки, если вам необходимо измерить токи утечки, вызванные дефектами изоляции или током, протекающим в заземляющем проводе электрического оборудования.

Безопасное использование токоизмерительных клещей

Токоизмерительные клещи представляют собой удобные приборы, позволяющие измерять ток и другие параметры, просто зажимая провод, который не нужно обрезать.