Нередко возникает необходимость , без разрыва электрической цепи. Для выполнения такой операции специально разработаны клещи токовые постоянного тока и аналогичный инструмент для переменного тока. Таким образом, осуществляется контроль над силой тока, потребляемой различными приборами и установками, однако все оборудование продолжает работать без остановки. Поэтому токовые клещи, наряду с мультиметром, являются наиболее востребованным инструментом, которым пользуется каждый профессиональный .
Конструкция и основные виды токовых клещей
Основными элементами токоизмерительных клещей являются: магнитопровод специфической формы (1); кнопка управления магнитопроводом (2); переключатель способов измерения (3); дисплей (4); гнезда подключения щупов (5); кнопка, фиксирующая результаты измерений в памяти устройства (6).
Токочувствительная часть прибора изготавливается из элементов повышенной чувствительности на основе . В других конструкциях может использоваться специальный трансформатор. Определенный тип анализатора, установленный в приборе, позволяет выполнять измерения переменного и постоянного тока или только переменного.
Клещи переменного тока получил наибольшее распространение, в основном из-за простой конструкции и низкой цены. В основе принципа действия таких клещей используется трансформаторное усиление сигнала. Порядок измерения очень простой. Проводник, на котором будет измеряться ток, заводится в раздвигающийся магнитопровод. Для катушки, намотанной на магнитопровод, данный проводник будет исполнять роль первичной обмотки трансформатора. Величина переменного тока, проходящего через проводник, оказывает влияние на значение выходного напряжения измерительного элемента. То есть, напряжение будет меняться, при соответствующих изменениях величины тока.
Клещи постоянного тока начали использоваться после того, как был обнаружен эффект Холла. В проводнике, по которому протекает ток, изменяется напряженность магнитного поля. За счет этого в точке измерения потенциала формируется соответствующий магнитный поток. Это привело к разработке специального датчика, чувствительного к постоянному и переменному магнитным полям. Этот датчик обеспечивает дополнительное преимущество токовых клещей в виде быстродействия. Это позволяет точно устанавливать даже короткие броски тока.
Способы измерений токовыми клещами
Измерять ток, протекающий в проводнике, можно разными способами. Наибольшее распространение получило измерение электрического тока, протекающего по одному проводнику. Измеряемый проводник необходимо завести в клещи, расположенные под прямым углом, относительно плоскости проводника. Далее на приборе нужно выставить соответствующий диапазон измерений. Полученное значение тока выводится на дисплей.
Другой вариант заключается в возможности одновременного измерения тока, протекающего сразу по нескольким проводам. В этом случае измеряется разница величин, протекающих по ним токов.
Если требуется измерить малые величины тока, в этом случае допускается усиление сигнала, поступающего на датчик. С этой целью на магнитопровод измерительного устройства наматывается проводник. Определение реального значение тока определяется делением значения тока, выведенного на дисплей, на число витков проводника.
Конструктивные особенности токовых клещей
В зависимости от конструкции и назначения существует несколько видов токовых клещей.
- Устройства со стрелочными индикаторами . Эти приборы одни из первых стали оборудоваться трансформаторными измерительными системами, где используется изменяющееся количество витков во вторичной цепи. Преимуществом таких клищей является их низкая стоимость, а также диапазон рабочих частот, позволяющий добиваться точных результатов измерений действующей величины тока. В качестве недостатка следует отметить слишком узкий диапазон частот. Стрелочный индикатор очень чувствителен к ударам, которые могут привести к снижению точности измерений.
- Приборы с цифровыми индикаторами . В большинстве современных измерительных устройств имеются микроконтроллерные системы, предназначенные для обработки сигналов. Это значительно упрощает считывание полученных данных, дает возможность пользоваться автоматической калибровкой диапазонов измерения. Все измеренные величины токов могут записываться в память прибора. Данные устройства очень простые в обращении, однако измерения тока, по форме отличающегося от синусоиды, недостаточно точные.
- Конструкция токовых клещей с возможностью подключения к осциллографу и мультиметру . За счет этого существенно расширяются возможности этих устройств. У таких клещей на корпусе отсутствует дисплей для индикации измеряемых сигналов. Сочетание двух приборов позволяет получать высокоточные результаты измерений. Недостатком является необходимость использования в процессе работы дополнительного прибора для индикации.
Во многих случаях современные токовые клещи постоянного тока представляют собой универсальные устройства, с помощью которых можно , сопротивление и другие параметры электрической цепи.
Необходимость измерения электричества возникает не только у работников соответствующего профиля, но и у обычных людей. В этом случае становятся незаменимыми клещи электроизмерительные, отличающиеся удобством и простотой использования.
Разновидности
Данный инструмент позволяет произвести замеры практически всех электрических параметров, к примеру напряжения или тока. При этом в процессе не изменяется работа сети, и не происходит ее разрыв. Устройства разделяются на несколько видов в зависимости от измеряемых величин:
- ампервольтметр;
- ваттметр;
- амперметр;
- фазометр;
- омметр.
Наибольшей популярностью пользуются токоизмерительные клещи, необходимые для определения переменного тока в проводнике. Они учитывают физические процессы который имеет две обмотки. Первая представляет собой шину с измеряемыми параметрами, а вторая имеет соединение со специальным магнитопроводом.
Для чего предназначены электроизмерительные клещи
В первую очередь они используются для вычисления нагрузки сети. В однофазном варианте работы производятся в следующей последовательности: на входящем проводнике осуществляются замеры, полученные параметры умножаются на напряжение в сети и косинус межфазного угла (при отсутствии реактивной нагрузки он равен единице).
Также при помощи подобного инструмента можно определять мощность электрооборудования или бытового устройства. Вычисляется результат по формуле, в которой должно учитываться значение тока на определенном участке цепи.
Кроме этого, токоизмерительные клещи подходят для проверки приборов электроучета, в частности выяснения корректности их функционирования. Так можно узнать, нет ли расхождений в показаниях счетчика и фактическом энергопотреблении.
Конструкция
Главными элементами инструмента является рабочая часть, производящая измерения, обмотка и магнитопровод. Последний представляет собой рукоять, между ним и рабочим элементом находится обмотка, выступающая в качестве изоляции. Такую конструкцию имеют все агрегаты независимо от специфики работы и измеряемого напряжения. Стоит отметить, что в одноручных инструментах рукоять отсутствует, ее функции выполняет изолирующее соединение.
Электроизмерительные и изолирующие инструменты разделяются на два вида в зависимости от того, для чего предназначены электроизмерительные клещи, то есть от мощности сети. Двуручные устройства подходят для работ с напряжением до 10 кВ, в то время как предел одноручных составляет 1 кВ. Первый вариант обеспечивает измерение без размыкания электросети, при этом показатели должны соответствовать установленным нормативам: длина ручек должна быть более 13 см, а изолирующая деталь составлять не менее 38 см. К оборудованию, используемому для маломощных сетей, не предъявляются подобные требования.
Правила использования
Для начала нужно раскрыть инструмент и взять им один кабель, который может иметь любую фазу. После закрытия на экране высвечиваются параметры определяемой величины. Если нужно произвести замеры в месте с усложненным доступом, можно воспользоваться специальной кнопкой, предназначенной для фиксации показаний. То есть величины будут отображаться на экране даже после отсоединения от проводника. Использование возможно на установках любого вида, как закрытого, так и открытого. Измерения на открытом воздухе должны производиться только при условии подходящих погодных условий и отсутствии осадков.
Работа с электроизмерительными клещами осуществляется только при оснащении специальными диэлектрическими перчатками. Также человеку, занимающемуся произведением замеров, необходимо находиться на поверхности, обладающей изолирующими функциями. Инструмент подлежит систематической проверке в случае интенсивного использования, она основана на высоком уровне напряжения и производится раз в два года. При покупке устройства для работ в домашних условиях нужно обратить внимание на наличие проверки изготовителем, которая указывается на специальном штампе. Несмотря на то что клещи электроизмерительные доступны каждому человеку, необходимо проявлять осторожность при использовании этого инструмента и соблюдать установленные правила. Желательно, чтобы замеры производились двумя людьми - один занимается снятием параметров, а другой считывает и записывает итоговые значения.
Как выбрать
Качественные материалы, используемые для изготовления, - это главный параметр выбора. На современном рынке представлено множество бюджетных инструментов китайского производства, но они, как правило, произведены из резины и пластмассы низкого качества и имеют характерный резкий запах.
Стоимость таких изделий небольшая, так же как и срок службы. При этом, если нужны клещи электроизмерительные цифровые для бытового применения, не стоит выбирать приборы с обширным перечнем функций и возможностей использования, так как большая часть из них останется невостребованной, а цена на них достаточно высокая. Оптимальным вариантом станет устройство, производящее замеры вольтажа, сопротивления и силы тока.
Подготовка к использованию
Работы могут производиться в токоведущих элементах как с изоляцией, так и без нее. Клещи электроизмерительные перед использованием должны быть тщательно осмотрены на наличие неисправностей, после чего рукоять и изолирующий элемент необходимо протереть чистой сухой тканью. Также во время осмотра нужно обратить внимание на стыки деталей магнитопровода: на них не должно быть следов коррозии и загрязнений, а изолирующая часть должна иметь равномерное покрытие без видимых повреждений. Стоит отметить, что частицы ржавчины на магнитопроводе снизят плотность прилегания его элементов, в итоге результаты измерений окажутся неверными. Как было указано ранее, неотъемлемым дополнением к инструменту являются
Что нужно знать
В процессе измерения клещи электроизмерительные необходимо держать на вытянутых или согнутых руках, при этом они не должны касаться заземленных и токоведущих кабелей. Это необходимо для обеспечения безопасности и предотвращения случайного соприкосновения рук оператора с токоведущими частями.
Для изготовления изолирующей детали и рукояти используются специальные материалы. Рабочая часть может иметь металлическую основу или же производиться из изоляционного материала. Если для изготовления губок использовалась сталь, то на них должны быть закреплены накладки, предотвращающие повреждение патрона предохранителя в процессе проведения манипуляций.
Смена предохранителей без снятия напряжения выполняется в защитных очках. Перед применением клещи осматривают для проверки их исправности и целостности лакового покрытия изолирующих частей.
Особенности
На клещи электроизмерительные цена может варьироваться в зависимости от качества изготовления, имеющихся функций и конструкции. В среднем такой инструмент обойдется в сумму в пределах 3000-4000 рублей.
Со стороны ручек на изолирующем элементе присутствует ограничитель в виде упора или кольца, диаметр которого на 10-15 мм превышает размер рукояти. Рабочая деталь должна иметь эргономичную форму, обеспечивающую плотное сжатие электрозащитных средств и патрона предохранителя. определяются удобством пользования.
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.
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:
до 1000 вольт;
или выше 1 кВ.
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.
Как устроены токовые измерительные клещи
Устройство различных моделей может значительно отличаться в зависимости от сроков их изготовления и сложности внутренней схемы. Но принципы замера и органы управления практически везде идентичны. Поэтому за основу изучения примем модель Fluke 376, которая обладает большими возможностями и, соответственно, имеет увеличенное количество функций и органов управления ими.
Принципы работы, заложенные в конструкцию
В диэлектрическом корпусе любого прибора размещены:
трансформатор тока с (а) разъемным магнитопрводом и системой рычагов его управления, (б) вторичной обмоткой;
измерительная система с информационным табло;
органы управления и переключения режимов работы;
контактные гнезда.
Для питания токовых клещей может использоваться электрическая энергия измеряемой цепи или комплект автономных источников напряжения, например, двух батареек АА.
За основу работы принят обыкновенный трансформатор тока с разъемным магнитопроводом и вторичной обмоткой, витки которой пересекает магнитный поток, наводящий в них вторичный ток. Его величину, а в отдельных конструкциях и направление, определяет измерительная система, отображающая на дисплее конечный результат с учетом коэффициента трансформации в первичных амперах.
Чтобы выполнить замер необходимо проводник с током поместить внутрь магнитопровода. Для этого:
нажатием на клавишу разводят подвижные элементы магнитопровода;
вводят внутрь образовавшегося промежутка провод с током;
отпускают клавишу и отслеживают полное соприкосновение подвижных контактов.
При работе внутри тесных шкафов с большим количеством электрического оборудования иногда бывает сложно продеть наконечник раздвижного магнитопровода через проводник с током. Для упрощения подобной операции на модели Fluke 376 предусмотрен дополнительный измерительный датчик. Он входит в состав комплекта прибора и при необходимости легко подготавливается для проведения замера.
Для безопасного выполнения работ под напряжением клещи комплектуются измерительными концами с изолирующим наконечниками и колпачками. При установке в корпус прибора они утапливаются в его конструкции. В совокупности с хорошо изолированными наконечниками это позволяет снизить возможные ошибки в работе, исключить несанкционированное создание случайных коротких замыканий и получение электрических травм.
Органы управления токовых клещей
Положения кругового переключателя режимов показаны вставками текса на третьей сверху картинке. Их работу дополняют кнопки управления, расположенные на корпусе.
Кнопка ZERO используется для переключения внутри режимов клещей, установленных центральным круглым переключателем, а MIN/MAX — позволяет уточнять предел измерения.
Кнопка INRUSH предназначена для оценки пускового тока. Удобство пользования прибором в условиях затемненного рабочего места значительно обеспечивает встроенная подсветка, которая вводится в работу нажатием на крайнюю правую кнопку внизу с изображением освещения.
Чтобы зафиксировать текущие показания на дисплее у боковой поверхности клещей установлена кнопка HOLD.
У каких-то моделей токовых клещей часть этих функций может отсутствовать или реализовываться другим способами, но общие принципы измерения сохраняются для всех подобных приборов.
Как выполнять замеры токовыми клещами
Подготовительные операции
Перед каждым измерением необходимо проверять влияние посторонних источников напряжения и создаваемых ими наводок на точность работы прибора.
Мощные асинхронные электродвигатели, силовые трансформаторы и автотрансформаторы, дроссели, сварочные аппараты, при работе могут создавать сильные электромагнитные поля, которые станут индуктировать наведенную ЭДС в магнитопроводе. Чтобы их учесть клещи ставят в положение измерения переменного тока, плотно замыкают раздвижные элементы магнитопровода и контролируют нулевое показание токов на дисплее.
Способы измерения токов
Конструкция измерительного прибора позволяет определить величину тока простыми действиями: установкой переключателей режима в соответствующее положение и вводом проводника в пространство раздвижного магнитопровода. Числовое выражение замеряемой величины автоматически высвечивается на дисплее.
Такая технология применяется на всех клещах без исключения. Но на усовершенствованных устройствах можно пользоваться датчиком IFLex. Он облегчает работу в стесненных условиях.
Подобная операция всегда выполняется для отдельного провода потому, что проходящий от него ток создает в магнитопроовде или датчике IFLex магнитный поток, который и преобразуется клещами в показание отсчета.
Если же внутри магнитопровода окажется помещено два проводника с током, то магнитные потоки от них сложатся и клещи покажут общий результат.
Поскольку при нормальной изоляции отсутствуют утечки, то токи в фазе и нуле будут равны по величине и противоположно направлены, как показано на фотографии стрелками и знаками +I и -I. Каждый из них создаст магнитный поток, которые сложатся и уничтожат действие друг друга. В результате на табло при нормальной изоляции должен отображаться нулевой результат.
Если же клещи показывают в такой ситуации другое значение, то это серьезная причина для поиска неисправности в действующей электропроводке.
Полезные советы для измерения токов
Дополнительный кабель с вилкой и розеткой
Для замера тока потребления электроприбора, например, утюга может возникнуть сложность с . В сплошном кабеле сделать это без его вскрытия невозможно. Вопрос можно легко решить подключением нагрузки через переходник с раздельными жилами.
Повышение чувствительности измерения для малых токов
У обычных клещей бывает сложно определить значения маленьких токов из-за низкой очувствленности прибора. Выход из этого положения довольно простой: пропустить проводник с измеряемым током через магнитопровод токовых клещей несколько раз, как показано на фотографии выше. В этом случае суммарный магнитный поток увеличивается пропорционально количеству витков и так же возрастает показание на дисплее.
Остается только величину отсчета разделить на количество витков и получить точное значение даже для маленьких токов.
Следует учитывать, что этот прием подходит только для работы с гибкими, изолированными проводниками.
Способы измерения напряжения
Использование токовых клещей в режиме вольтметра в принципе ничем не отличается от подобных измерений другими приборами.
Съёмные концы проводников устанавливают в гнезда клешей, которые предварительно переведены в режим измерения напряжения переключателями. Вторые концы изолированных проводов прикладывают к потенциальным клеммам и снимают отсчет на дисплее, как показано на фото выше.
Особенности измерения сопротивления, частоты. температуры
Способы измерения мощности потребления
Прямого метода замера и отсчета мощности у токовых клещей нет, но ими можно выполнить эту операцию косвенно. Для этого потребуется описанными выше приемами определить:
- CAT III 600 V – это означает, что прибор защищен от кратковременных бросков напряжения внутри оборудования при эксплуатации в стационарных сетях с напряжением до 600 В.
- CATIV 300 V – это означает, что прибор защищен от бросков напряжения внутри оборудования первичного уровня электроснабжения напряжением до 300 В. Примером такого оборудования может служить обычный электрический счетчик.
- Установить требуемый диапазон на переключателе.
- Нажать на кнопку раскрытия магнитопровода.
- Обхватить одиночный проводник в сети переменного или постоянного тока (если такая возможность поддерживается прибором).
- Расположить токовые клещи перпендикулярно направлению провода.
- Снять показания с дисплея.
ток нагрузки;
Можем сделать вывод, что мощность потребления составляет два киловатта.
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.
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.
Для замера больших токов, как правило, применяют бесконтактный метод, — особыми токовыми клещам. Токовые клещи – измерительное устройство, имеющее раздвижное кольцо, которым охватывают электропровод и на индикаторе прибора отображается величина протекающего тока.
Превосходство подобного метода бесспорно, — чтобы замерить силу тока нет нужды разрывать провод, что в особенности немаловажно при измерении больших токов. В данной статье приводится описание токовые клещи постоянного тока , которые вполне возможно сделать своими руками.
Описание конструкции самодельных токовых клещей
Для сборки устройства понадобится чувствительный датчик Холла, к примеру, UGN3503. На рисунке 1 изображено устройство самодельной клещи. Необходим, как уже сказано, датчик Холла, а так же, кольцо ферритовое диаметром от 20 до 25 мм и крупный «крокодил», к примеру, подобный как на проводах для запуска (прикуривания) автомобиля.
Ферритовое кольцо необходимо точно и аккуратно распилить либо разломить на 2-е половинки. Для этого ферритовое кольцо необходимо сначала подпилить алмазным надфилем или пилкой для ампул. Далее, поверхности разлома ошкурить мелкой шкуркой.
С одной стороны на первую половинку ферритового кольца приклеить прокладку из чертежного ватман. С другой стороны на другую половинку кольца наклеить датчик Холла. Приклеивать лучше всего эпоксидным клеем, только нужно проследить, чтобы датчик Холла хорошо прилегал к зоне разлома кольца.
Следующий шаг – соединяем обе половинки кольца и обхватываем его «крокодилом» и приклеиваем. Теперь при нажатии на ручки «крокодила» ферритовое кольцо будет расходиться.
Электронная схема токовых клещей
Принципиальная электрическая схема приставки к мультиметру изображена на рисунке 2. При протекании тока по электропроводу, вокруг него появляется магнитное поле, и датчик Холла фиксирует силовые линии, проходящие через него, и формирует некоторое постоянное напряжение на выходе.
Данное напряжение усиливается (по мощности) ОУ А1 и идет на выводы мультиметра. Соотношение напряжения на выходе от протекающего тока: 1 Ампер = 1 мВольт. Подстроечные сопротивления R3 и R6 — многооборотные. Для настройки необходим лабораторный блок питания с минимальным током на выходе около 3А, и встроенным амперметром.
Сперва подсоедините данную приставку к мультиметру и выставьте её на нуль путем изменения сопротивления R3 и среднем положении R2. Далее, перед любым измерением необходимо будет выставлять ноль потенциометром R2. Выставьте на блоке питания наименьшее напряжение и подсоедините к нему большую нагрузку, например, электролампу, применяемую в фарах автомобиля. Затем на один из проводов, подсоединенный к данной лампе, зацепите «клещи» (рисунок 1).
Повышайте напряжение, до тех пор, пока амперметр блока питания не покажет 2 ампера. Подкрутите сопротивление R6 так, чтобы величина напряжения мультиметра (в милливольтах) соответствовала данным амперметра блока питания в амперах. Еще несколько раз проконтролируйте показания, меняя силу тока. Посредством этой приставки возможно мерить ток до 500А.
Назначение большинства электроприборов известно многим людям: практически все знают, что измеряют вольтметром, а что амперметром. Мало у кого возникнет вопрос: «Для чего нужен паяльник?» Однако, даже не у каждого электрика в инструментарии есть токовые клещи. Этот инструмент является очень полезным и способен сильно сократить время электротехнических работ. Дополнительно этот прибор можно использовать для измерения напряжения и частоты тока в цепи. С его помощью также можно измерить мощность в цепи, фактическую нагрузку в сети и даже осуществить проверку электросчетчиков, например, сверку показаний с фактическим потреблением. В этой статье описывается принцип работы инструмента и рассказывается как пользоваться токоизмерительными клещами (ТК) на примере моделей DT 266 FT и Fluke. Эта инструкция будет применима практически ко всем подобным устройствам.
Принцип работы
Как следует из названия ТК или клещи Дитце предназначены для измерения силы переменного тока в цепи без ее разрыва. В основе работы токоизмерительного инструмента лежит принцип простейшего трансформатора тока. В этом случае первичной обмоткой является шина или кабель с измеряемым током, а роль вторичной играет захват клещей, внутри которого расположена вторая многовитковая обмотка, намотанная на магнитопровод из ферромагнитного материала. Переменный ток в проводе (первичной катушке) создает переменное магнитное моле, силовые линии которого проходят через вторичную обмотку, возбуждая в ней ЭДС, пропорционально величине тока в первой катушке. Таким образом, измеряя возникающую ЭДС, можно найти силу тока в первой катушке (проводе).
Конструкция
Современные токоизмерительные клещи вне зависимости от производителя и модификации содержат следующие элементы: магнитопроводы с подвижной скобой-рычагом, переключатель диапазонов измерений, экран, выходные разъемы для щупов (в этом случае клещи могут быть использованы как обычный мультиметр) и кнопку фиксации токовых измерений (фото ниже).
Рисунок 1 – ТК S-line DT 266 FT
Большинство современных токовых измерителей также включают в себя внутренний трансформатор с диодным мостом. В этом случае выводы вторичной обмотки подключаются через шунт. В зависимости от диапазона измеряемых сил токов, токовые клещи могут быть одноручными (для напряжений до 1000 В) и двуручными с дополнительными изолированными ручками (для напряжений от 2 до 10 кВ включительно). Токоизмерительные устройства, предназначенные для измерений более 1 кВ, имеют длину изолятора на менее 38 см, а рукояток – не менее 13 см.
Как правило, на корпусе прибора указывается категория безопасности и максимальный измеряемый ток. Например:
Правила безопасности при работе
Токоизмерительные клещи разрешается использовать только в закрытых помещениях или на открытых пространствах в сухую погоду. Измерять силу тока можно как на кабелях, покрытых изоляцией, так и на оголенных. Перед использованием человеку необходимо надеть защитные перчатки, а под ноги подложить диэлектрическое основание и надеть специальные ботинки.
Порядок измерений
Как правило, использование токоизмерительных клещей не вызывает особых трудностей. Перед тем, как пользоваться инструментом, стоит уделить большое внимание технике безопасности, о чем было сказано ранее.
Как правильно пользоваться токоизмерительными клещами:
Часто трудность использования токоизмерительных клещей заключается в выделении одиночного проводника: при попытке снять показания с обычного кабеля, идущего из розетки, на экране должен высветиться ноль. Это происходит потому, что токи фазного провода и нулевого проводника равны по величине и противоположны по направлению. Следовательно, магнитные потоки, создаваемые ими взаимно компенсируются. Если же токовые показания отличны от нуля, то это свидетельствует о наличии , величина которой равна полученному значению. Поэтому для измерений нужно найти место, где провода разделяются и выделить одиночную жилу. В качестве такого места можно использовать распределительный щит или место подключения фазового провода к автоматическому выключателю. Тем не менее это не всегда можно сделать, что ограничивает область применения токоизмерительных клещей.
Если в процессе измерений на экране высвечивается единица, то это говорит о том, что значение силы тока в проводе находится за пределами диапазона измерений. В этом случае необходимо увеличить диапазон токовых измерений с помощью переключателя. При проведении измерений в труднодоступных местах можно использовать кнопку Hold. С ее помощью можно зафиксировать результат последнего измерения и посмотреть его, убрав клещи. Нажав на Hold второй раз, можно сбросить значение.
Наглядно увидеть, как работать токоизмерительными клещами, Вы можете на видео инструкции ниже:
Правильное использование инструмента
Полезная «хитрость»
Если требуется измерить малое значение силы тока, то необходимо сделать несколько витков провода на разомкнутом магнитопроводе, а переключатель диапазонов установить на минимум. После этого необходимо снять показания, а для определения фактического значения разделить полученное число на количество намотанных витков.
Пример использования
Приведем пример того, как пользоваться токоизмерительными клещами при измерении нагрузки в сети 220 В, например в квартире. В этом случае переключатель необходимо установить в положение AC 200. Далее необходимо токовыми клещами обхватить изолированный проводник и снять показания. После этого полученную величину силы тока нужно умножить на напряжение в сети 220 В. Например, если прибор показывает 5 А, то потребляемая мощность в сети составит P = U * I = 5 * 220 = 1100 Вт или 1.1 кВт. Полученное значение можно использовать для проверки работы приборов учета электроэнергии.
Напоследок предлагаем просмотреть видео, на котором наглядно показывается, как пользоваться токовыми клещами DT-266 и Fluke 302+, достаточно популярными на сегодняшний день:
Нравится(0 ) Не нравится(0 )