Как пользоваться токоизмерительными клещами

Как пользоваться токоизмерительными клещами

Токоизмерительные клещи – это прибор для измерения электрического тока без разрыва электрической цепи. То есть, чтобы пользоваться этим инструментом, не надо разрезать провод и применять щупы. Как правило токовые клещи не делают в виде отдельного устройства, а встраивают в многофункциональные приборы – мультиметры, которые могут измерить множество других параметров: напряжение, сопротивление, температуру.

Токовые клещи как пользоваться

    Пользоваться токоизмерительными клещами несложно:
  • находим место, где можно свободно обхватить клещами одиночный проводник;
  • переводим ручку переключения режимов измерения в положение
    A

    (в сети переменного тока)
    или на указатель A- (в сети постоянного тока);

  • нажимаем на кнопку раскрытия клещей;
  • обхватываем нужный проводник и устанавливаем клещи перпендикулярно плоскости провода;
  • отпускаем кнопку раскрытия клещей, замыкая тем самым цепь магнитопровода;
  • происходит измерение тока и полученное значение отображается на дисплее.
  • Как измерить ток, если не можем найти одиночный провод

    Основная проблема при работе с токоизмерительными клещами – очень сложно найти одиночный проводник. Нельзя вот так просто обхватить токовыми клещами провод от электрочайника: прибор при этом просто ничего не покажет.

    Как правило все провода электроприборов состоят из трех изолированных жил (фаза, ноль, земля) и упакованы в одну общую изоляцию. А нам нужен отдельный проводник, не будешь же ради этого резать кабель.

    Но я знаю два способа, как как обойти этот момент.

    1. Делаем простейший переходник-удлинитель из отдельных проводников, где легко можно обхватить клещами одиночный провод:

    2. Проводим измерение во входном щитке. Для этого отключаем все электроприборы в квартире, кроме того, на котором нам надо измерить потребляемый ток. Во входном щитке провода с центрального автомата выведены отдельно. Обхвтываем токоизмерительными клещами один из проводников и снимаем показания.

    Токовые клещи принцип работы

    Как работают токоизмерительные клещи? Работа этого токоизмерительного прибора переменного тока основана на принципе одновиткового трансформатора. Его первичная обмотка представляет провод или шину, в которой измеряется ток. Вторичная обмотка намотана на разъемный магнитопровод и находится в самих клещах.

    Измерив ток, который протекает во вторичной обмотке, можно получить величину тока в проводнике.

    Как повысить точность измерения

    При измерении небольшой силы тока, намотайте проводник (в котором измеряется ток) несколько раз на магнитопровод. В этом случае суммарный магнитный поток увеличивается пропорционально количеству витков и также возрастает показание на дисплее. Величину отсчета разделите на количество витков и получите точное значение даже для маленьких токов.

    Пример использования токовых клещей

    Приведем пример того, как пользоваться токоизмерительными клещами при измерении нагрузки в сети 220 В.

      Например, мы хотим измерить потребляемую мощность электрического чайника;

    устанавливаем переключатель в положение A

    ;

  • токовыми клещами обхватываем одиночный проводник;
  • снимаем показания;
  • полученную величину силы тока умножаем на напряжение в сети 220 В.
  • Так, если прибор показывает 7,16 А, то потребляемая мощность составит:

    Как пользоваться токоизмерительными клещами видео

    Используем токоизмерительные клещи

    В практике прокладки, ремонта или замены электрических кабелей часто возникает потребность проверить предельную мощность, которая передаётся кабелем. Для этой цели можно применить мультиметр или тестер, фиксируя значение силы тока при помощи щупов, подключаемых последовательно с измеряемым участком цепи. Однако это не всегда удобно: обе руки работающего заняты, надлежащая электробезопасность измерений не соблюдается, да и подходящего места для размещения мультиметра можно не найти. Лучше воспользоваться токоизмерительными клещами.

    Принцип действия

    Для чего предназначены токоизмерительные клещи

    Они представляют собой разновидность электрического тестера с широкими губками, которые могут зажимать электрический проводник. Первоначально они разрабатывались как универсальный инструмент для измерения переменного тока. Однако по мере совершенствования своей конструкции в составе клещей появились входы для приёма измерительных проводов и другие датчики, которые поддерживают широкий диапазон измеряемых величин. Незаменимые в качестве контрольного инструмента, зажимы измерителя облегчают работу в ограниченных пространствах и позволяют работать с проводниками под напряжением без прерывания цепи. Являясь высокоточным измерителем, клещи не могут быть изготовлены в неспециализированных мастерских или своими руками.

    В измерительных клещах реализуется принцип магнитной индукции, который позволяет определить значение тока бесконтактным способом. Электрический ток, протекающий через проводник, наводит вокруг него магнитное поле. Поскольку полярность часто меняется, то при этом происходят динамические колебания магнитного поля, которые пропорциональны силе тока.

    Все типоразмеры токоизмерительных клещей работают с использованием эффекта Холла — наличия поперечного напряжения, возникающего при помещении проводника в магнитное поле. Внутри корпуса находится трансформатор, который определяет интенсивность магнитных колебаний, преобразуя их значение в показание силы переменного или постоянного тока. Поэтому, даже при небольшом значении возникшей разности потенциалов, датчик обнаружит магнитное поле. Это напряжение, которое пропорционально току, затем усиливается и измеряется (смотреть рисунок 1). Таким образом измеряются очень мощные токи.

    Как измерить ток, используя трансформатор

    При пропускании проводника через зажимы прибора, ток проходит через эти зажимы, выполняя роль железного сердечника силового трансформатора. Далее ток поступает во вторичную обмотку, которая подключена через шунт входа измерителя. Из-за соотношения количества вторичных обмоток к числу первичных обмоток, намотанных вокруг сердечника, ток, поступающий на вход, намного меньше. Обычно первичную обмотку представляет один проводник, вокруг которого зажаты губки. Если вторичная обмотка будет, например, иметь 1000 витков, то ток вторичной обмотки будет в 1000 раз меньше того, что протекает по первичной обмотке. Таким образом, 1 ампер в измеряемом проводнике будет производить только 1 миллиампер на входе прибора. Увеличив число витков во вторичной обмотке, можно легко измерить мощные токи.

    Читайте также:  Как установить внутреннюю розетку

    Как измерить постоянный ток, ведь он протекает через проводники с фиксированной полярностью? Здесь магнитное поле вокруг проводника не изменяется, и обычным способом зарегистрировать соответствующие показания невозможно. Поэтому клещи вокруг такого проводника замыкают с некоторым зазором (смотреть рисунок 2).

    Катушка Роговского и её применение в токоизмерительных клещах

    В современных конструкциях рассматриваемых приборов имеются и другие датчики — вольтметры, омметры — которые повышают универсальность прибора. В частности, конструкции измерительных клещей, использующие катушку Роговского, пригодны для определения значений переменного тока, в том случае, если измерения ведутся в стеснённых условиях.

    Катушка Роговского представляет собой устройство, состоящее из гибкой спиральной катушки с проводом, который проходит через центр катушки на другую её сторону, так что обе клеммы находятся на одном конце (смотреть рисунок 3). Катушка должна быть обмотана вокруг проводника, где будет производиться замер. Протекание переменного тока в проводнике вызывает индукцию напряжения в катушке.

    Измерение с помощью катушки Роговского имеет несколько преимуществ:

    1. С её помощью можно измерять токи в увеличенном диапазоне значений — от 100 мА до 100 кА и даже более.
    2. Сама катушка гибкая, тонкая, легкая и прочная.
    3. Поскольку магнитные материалы отсутствуют, катушки Роговского не могут насыщаться и, следовательно, обладают высокой способностью выдерживать большие нагрузки.
    4. Невосприимчивость к постоянному току.
    5. Широкая частотная полоса пропускания, достигающая нескольких МГц.

    Использование в токовых клещах катушки Роговского сопряжено и с рядом ограничений, например, обязательным присутствием внешнего источника напряжения, которое должно подаваться на интегратор. Однако самым большим недостатком является наличие фазового сдвига, зависящего, в свою очередь, от положения катушки (вертикального и горизонтального). Ошибку позиционирования нельзя компенсировать с помощью датчика, поэтому приходится подключать к разъёмам клещей дополнительные измерительные провода Dewesoft.

    Основные функции

    Измерительные клещи доступны с рядом функций, которые облегчают получение точных показаний и обработку результирующих данных. Среди таких функций:

    • Истинное среднеквадратичное значение. Поскольку переменный ток меняет направление несколько раз в секунду, он представляется синусоидальной волной. Амплитуда волны постоянно изменяется в течение периода, поэтому результаты измерений могут в разные моменты времени немного различаться. Встраиваемая функция True-RMS (среднеквадратичное значение) преобразует сигналы переменного тока в сигналы постоянного тока эквивалентного значения для более стабильных и точных показаний;
    • Регистратор данных. Его назначение — хранить данные во внутренней памяти, с возможностью последующего вызова;
    • Ingress Protection Rating. Функция классифицирует и оценивает степень защиты корпусов от проникновения влаги и инородных тел. Чем выше класс защиты, тем в более широком диапазоне сред могут использоваться токоизмерительные клещи;
    • Последовательные порты. Они являются средством передачи данных со счетчика на компьютер, где может происходить дальнейшая обработка результатов. Общие интерфейсы включают Ethernet, USB, FireWire или RS-232;
    • Пусковое устройство: функция обеспечивает пользователям точное измерение сильных скачков тока, которые имеют место в двигателях во время их запуска. Это измерение необходимо при устранении таких неполадок, как нежелательные отключения устройств защиты от перегрузки по току.
    • Дисплей автоматического выбора диапазона. При этом автоматически устанавливается правильный диапазон измеряемых величин, избавляя пользователей от необходимости регулировать начальное положение переключателей.

    Вид рабочей панели токоизмерительных клещей представлен на рисунке 4.

    Как выбрать типоразмер токоизмерительных клещей

    Большинство современных исполнений способны регистрировать также значения таких характеристик электрической цепи как напряжение, частота, мощность, ёмкость и сопротивление. Однако при помощи клещей можно определять температуру (от датчиков или термопар), а также использовать их для быстрого испытания сопротивления «выдержать/не пройти», в результате которого можно определить, замкнута или разомкнута цепь. При проведении теста на непрерывность, если цепь замкнута, прибор подаёт звуковой сигнал, поэтому смотреть на дисплей не нужно.

    Позиции выбора, которые должны приниматься во внимание:

    1. Требующийся диапазон измерений.
    2. Какими должны быть размеры и конфигурация зажимов/челюстей.
    3. Какой класс защиты требуется.
    4. Какой должна быть точность измерения.
    5. Каким набором аксессуаров комплектуется устройство.
    6. Соответствуют ли клещи нормам безопасности для проведения работы.

    Как замерить параметр безопасно? Вне зависимости от степени защищённости прибора от внешних опасностей, работать с клещами необходимо только в защитных рукавицах, как показано на рисунке 5.

    Долговечность данного измерительного устройства зависит также от строгого соблюдения инструкций изготовителя, а также от сроков периодической поверки техники в специальных лабораториях.

    Пример использования клещей для измерений силы тока в однофазной сети показан на рисунке 6, а процедура калибровки — на рисунке 7.

    При необходимости приобретения данных измерительных устройств, необходимо обращаться в организации, имеющие лицензию на данный род деятельности. Токоизмерительные клещи от сертифицированных производителей — это гарантия точности и качества прибора, возможность его своевременного ремонта или замены.

    Читайте также:  Как отремонтировать светодиодную лампу своими руками

    Видео по теме

    Для чего предназначены токоизмерительные клещи?

    Измерение количества электричества, прошедшего за единицу времени через сечение проводника (сила тока — I), традиционно осуществляется при разрыве цепи с подключением в этот момент к нему специального устройства, производящего измерение. Токоизмерительные клещи применяются для определения интенсивности электромагнитного поля, возникающего рядом с проводником. Их использование ускоряет и упрощает процесс измерений.

    Что измеряют токоизмерительными клещами?

    Перед приобретением этого прибора нужно определиться, для каких целей предназначены электроизмерительные клещи.

    Они представляют собой трансформатор с подключенным амперметром. Непосредственно устройство — первичная обмотка трансформатора. Размещение внутри нее проводника способствует индуцированию электротока на обмотку из-за возникающего электромагнитного поля. Затем он попадает на вторичную обмотку катушки, показания с которой считываются амперметром. Показания этого прибора пересчитывают с поправкой на коэффициент трансформации, указываемый на нем. Трансформатор с постоянным током не работает, поэтому описанные токовые клещи — для переменного тока.

    Электроизмерительные клещи, изготовляемые сегодня, используются для значений, измеряемых при постоянном токе. На место амперметра помещается датчик Холла, улавливающий наличие и напряжение электромагнитного поля.

    Используя эти приборы, производят следующие замеры:

    • нагрузку сети, имеющуюся в наличии по факту;
    • точность показаний различного оборудования, предназначенного для учета электроэнергии, сравнивая показания на них с показаниями, полученными при измерении клещами;
    • мощности бытовых и использующихся в профессиональной деятельности электроприборов.

    Токовые клещи для постоянного тока дороже своих аналогов для переменного вида, но более точные и имеют повышенные показатели качества.

    Инструмент, использующийся совместно с цифровым мультиметром, позволяет избавить пользователя от вычислений искомой величины, поскольку прибор имеет встроенный калькулятор.

    Принцип работы токоизмерительных клещей

    При использовании любых способов основной принцип — измерение. Он аналогичен как при применении мультиметров для повседневного использования (до 1000 В), так и профессиональных (выше 1000 В). Бытовые измерительные клещи одноручные, а профессиональные — преимущественно двуручные. Приобретать профессиональные приборы имеет смысл при работе с высоковольтными сетями.

    Электроизмерительные клещи, соединенные с мультиметром, позволяют выполнять процесс измерения в такой последовательности:

    • обнаруживается провод для измерения электротока (обхват инструментом нескольких проводов при замере способствует получению неверного результата);
    • подбираются диапазон и режим тестера — при неизвестном значении I измерения начинают с наибольшей шкалы;
    • помещают в токовые клещи тот проводник, в котором необходимо измерить I (для достижения точного измерения провод размещают по центру перпендикулярно относительно корпуса прибора).

    Режим измерения — автоматический, цифры отображаются на дисплее.

    На простом примере можно продемонстрировать, как проверить нагрузку в сети 220 В. Положение переключателя клещей для того, чтобы померить ток — АС 200, клещи обхватывают проводник, после чего снимают показания. Находят произведение измеренного значения и напряжения. Рассчитанная величина может сопоставляться со значениями электросчетчиков.

    Конструктивные элементы токоизмерительных клещей

    Электроизмерительные клещи в своем составе имеют следующие основные элементы:

    • разъемы, в которые подключаются соответствующие щупы;
    • дисплей, на котором отображается результат измерения;
    • переключатель режимов;
    • кнопку разжатия инструмента;
    • магнитопровод (сами клещи).

    При измерении постоянного тока схема прибора включает:

    • трансформатор электротока;
    • мост выпрямления.

    Вторичная обмотка к ключам подключается комплектом шунтов.

    Токовые клещи подразделяются на одно- и двуручные. Одноручные в конструкции объединяют рукоятку и изолирующую часть. Раскрытие осуществляется нажимным рычагом. Работа производится одной рукой.

    У двуручных приборов размер ручек превышает 13 см, а изолирующая часть — от 38 см и более. Конструктивной особенностью является их использование 2 руками.

    При покупке определяются, выбирая, как выбрать необходимый инструмент. В торговых точках присутствует большой ассортимент этих устройств с различным функционалом, от чего на них и зависит цена. При покупке потребитель должен определиться с необходимым функционалом, часть из которого может быть излишней.

    В основном инструмент предназначен для решения следующих задач:

    • измерять напряжение в сети и выдавать амперы;
    • определять частоту электротока;
    • прозванивать провода.

    Режимы измерений

    Применяют 2 метода определения силы тока:

    • прямое;
    • непрямое (индуктивное) измерение.

    Первый способ производится при подсоединении амперметра к разрыву электрической цепи. Электроток проходит через прибор, на дисплее появляется информация о значении величины I.

    Достоинства этого метода:

    • точность измерения, зависящая от класса оборудования;
    • легкость и доступность выполнения замеров.
    • невозможно измерять из-за особенностей конструкции большие величины электротоков;
    • без разрыва нельзя замерить параметры цепи;
    • замеры выполняются только в той цепи, которая подключена к прибору.

    Если электроизмерительные клещи выступают как трансформатор тока в роли вторичной катушки, то используется индуктивный способ.

    • безопасность;
    • осуществляются замеры больших значений электричества;
    • нет необходимости в разрыве цепи для осуществления измерений;
    • мобильность выполняемых замеров.

    Но и он не лишен недостатков:

    • измерения нельзя выполнить в труднодоступных местах;
    • при небольших значениях определяемых параметров — большая погрешность.

    При применении этого инструмента для электрика полезно знать некоторые нюансы, улучшающие качество проводимых операций.

    При рассмотрении, как пользоваться токоизмерительными клещами при слишком маленьком значении I в проводнике, не определяемом тестером в точности, нужно воспользоваться наматыванием проводника на одну из рабочих частей прибора. На дисплей выводятся сведения о суммарном показателе, точное значение определяют отношением полученной величины к числу витков.

    Читайте также:  Как стабилизировать напряжение в частном доме

    Если значение электротока больше максимально возможного для тестера, на экране появляется «1». Диапазон выполняемых замеров увеличивается, они повторяются.

    Ток утечки обнаруживают при его поиске на заземляющем проводе, а также при обхвате клещами для измерения тока нуля и фазы. Если на экране появится число, отличное от «0», то утечка присутствует, пробой изоляции нужно искать на корпусе.

    При наличии кнопки «Hold» моделью токоизмерительных клещей можно измерять электроток в труднодоступных местах. При производстве подобного действия токовые клещи охватывают провод, после чего нажимается эта кнопка, что приводит к фиксации значения на экране, после чего ее просматривают в любом доступном месте.

    Переключатель режимов измерений может находиться в различных положениях в зависимости от того, замеры какого показателя осуществляются. Так, при определении постоянного тока его помещают в положение «DCA», а напряжения — «DCV», для переменных видов — «ACA» и «ACV» соответственно. Также переключатель позволяет осуществлять прозвонку, проверку диодов и сопротивления.

    Подключение щупов осуществляется через разноцветные разъемы, имеющие различное буквенно-символьное обозначение. Провод красного цвета подключается к такому же разъему, имеющему надпись «VΩ». Разъем такого же цвета «EXT» предназначен для подключения измерителя изоляции. Провод нейтрального подключается к одноцветному разъему с символьным обозначением «СОМ».

    Меры безопасности при работе

    Взаимодействие с любыми приборами, контактирующими с электричеством, требует соблюдения некоторых мер безопасности. Не являются исключением и рассматриваемые клещи. Во время активных действий, проводимых ими, запрещается:

    • при их подключении к токоведущим элементам дотрагиваться до открытых разъемов;
    • при работе под напряжением измерять сопротивление;
    • переключать диапазоны при нахождении проводника в инструменте;
    • превышать максимумы перегрузочной способности инструмента для некоторого диапазона.

    С профессиональным инструментом в электроустановках с напряжением выше 1000 В работу проводят 2 работника: 1 с III группой и 1 — с IV.

    Как пользоваться токовыми клещами

    Измерение токовыми клещами позволяет в кратчайшие сроки, без разрыва токовой цепи и нарушения технологического процесса питания потребителей определить основные электрические величины: силу тока, напряжение, мощность, фазовые углы.

    Разновидности и устройство

    На рынке представлено немало видов электроизмерительных клещей различных моделей и марок, которые различают преимущественно по целевому предназначению. Например, клещевой амперметр, вольтметр, фазометр, ваттметр или прибор, объединяющий в себе несколько функций. Это не влияет ни на то, как пользоваться токовыми клещами, ни на их принципиальную конструкцию, которая включает:

    • разъемные клещи-магнитопровод;
    • ЖК дисплей;
    • переключатель для выбора функций и диапазона измерений;
    • контактные гнезда для подключения щупов в зависимости от модели;
    • кнопку для фиксации текущих показаний.

    Одноручные клещи рассчитаны на работу с сетями, напряжение в которых не превышает 1000 В, а приборы, имеющие дополнительные изолированные ручки, адаптированы под напряжение до 10 кВ.

    Принцип работы

    Кабель или шина, в которых необходимо измерить проходящий ток, играют роль первичной обмотки. Вторичная обмотка – захваты клещей, внутренняя полость которых заполнена многовитковой обмоткой на сердечнике из ферромагнитного материала. Силовые линии создаваемого в первичной катушке магнитного поля при прохождении через вторичную обмотку возбуждают в ней ЭДС. Поскольку ее величина пропорциональна силе тока в первой катушке, то измерение ЭДС позволит определить искомую величину.

    Порядок измерений токовыми клещами:

    Последовательность действий при работе токоизмерительными клещами:

    • перевести переключатель в требуемый диапазон измерений. Если характеристики цепи неизвестны, начинать следует с наибольшего диапазона;
    • раскрыть магнитопровод;
    • поместить одиночный проводник переменного или постоянного тока во внутреннее пространство клещей и сомкнуть их;
    • клещи разместить перпендикулярно проводу или шине;
    • считать показания с экрана.

    При нахождении внутри магнитопровода двух проводников (фаза и ноль) их магнитные потоки взаимно компенсируются, и на табло отобразится нулевой результат. Если же в подобной ситуации высветилось иное значение, это свидетельствует о наличии утечек и неисправности сети.

    Одиночную жилу для проведения измерений при отсутствии доступных участков с разделением проводов можно найти в распределительном щите или же в местах подключения фазовых проводов к автоматическому выключателю.

    Как пользоваться токовыми клещами: дополнительные рекомендации

    • для измерения тока потребления бытовых приборов без вскрытия сплошного кабеля можно использовать переходник с раздельными жилами;
    • для более точного замера маленьких токов, проходящих через гибкий изолированный провод, его следует пропустить через магнитопровод несколько раз – намотать несколько витков на одну из сторон клещей. Полученную на дисплее величину необходимо разделить на количество витков;
    • измерения напряжения, сопротивления, частоты производятся по алгоритму, аналогичному принципу действия обычного мультиметра при установке переключателя функций в соответствующее положение;
    • для замера мощности потребления измеряют ток потребления и рабочее напряжение, после чего перемножают полученные показания. Например, для сети 220В при токе 4А мощность Р = 220 х 4 = 880 Вт.

    Еще одно обязательное правило при выполнении измерений токовыми клещами – неукоснительное соблюдение положений техники безопасности, подробно изложенных в инструкции к каждому прибору.

    Посмотреть ассортимент и купить токовые клещи вы можете на соответствующей странице нашего сайта. Получить консультацию специалистов вы можете в нашем магазине, по телефону или непосредственно на сайте с помощью формы обратной связи или онлайн-консультанта.