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

    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.

    Токовые клещи

    Что такое токовые клещи

    Токовые клещи – это прибор, который замеряет силу тока без разрыва цепи.

    Для того, чтобы замерять ток мультиметром, надо каждый раз разрывать провод, что не очень удобно на практике.

    С помощью токовых клещей вопрос решается на раз и два.

    Виды токовых клещей

    Существуют два вида токовых клещей:

    1. Токовые клещи постоянного тока.
    2. Токовые клещи переменного тока.

    Клещи, которые могут замерять силу тока постоянного напряжения сделаны на эффекте Холла – они в разы дороже. Но они также сочетают в себе и токовые клещи переменного напряжения.

    Клещи, которые замеряют силу тока переменного напряжения сделаны на принципе трансфор матора, поэтому они дешевые. Они не могут измерять силу тока постоянного напряжения.

    Внешне они друг от друга ничем не отличаются. Я рекомендую брать те, которые умеют измерять силу тока как постоянного, так и переменного напряжения.

    Измерения токовыми клещами

    Не так давно я себе заказал токовые клещи Mastech. До чего понравился прибор! В руке лежит как литой, да и переключать крутилку очень удобно большим пальчиком. Эти клещи умеют измерять силу тока как постоянного, так и переменного напряжения.

    Нажимаем на курок, и губки раздвигаются)

    Но на этом ништяки не заканчиваются. В комплекте идет полнофункциональный мультиметр с автоматическим подбором диапазонов.

    Давайте проверим на работоспособность данный прибор и глянем на сколько он врет. Настало время опытов. Погнали!

    Собираем схемку из лампочки на 12 В и и блока питания. На блоке питания тоже выставляем 12 Вольт.

    Замеряем силу тока постоянного напряжения с помощью блока питания, потом замеряем силу тока с помощью китайского мультиметра, ну а потом замеряем силу тока токовыми клещами и сравним показания всех эти трех амперметров, встроенных в наши приборчики.

    Итак, сначала у нас силу тока будет замерять сам лабораторный блок питания:

    Лампочка потребляет 1,7 Ампер

    Теперь меряем силу тока вот по такой схеме китайским мультиметром DT9202

    Результат такой же, как и на блоке питания. 1,7 Ампер.

    Замеряем силу тока постоянного напряжения

    Ну а теперь в дело идут токовые клещи. Для начала выбираем диапазон измерения постоянного тока:

    Потом убираем прибор подальше от разных проводов и других приборчиков, чтобы не было наводок. Далее нажимаем желтую кнопочку “SEL”, обнулив наши клещи

    Вот теперь полный порядок, можно и замерять 😉

    При замере силы тока клещами есть золотое правило: всегда захватываем только один провод!

    Слева – правильный замер, справа – неправильный.

    Хватаем проводок, чтобы он у нас был в полости губок. Расположите проводок по центру полости – так измерение будет чуточку точнее.

    Получили 1,71 Ампер, что и требовалось доказать ;-).

    Но почему значение с минусом, то есть “-1,71 Ампер”. В чем дело?

    Если присмотреться, то можно увидеть стрелочку на одной из губок, которая показывает направление движения электрического тока.

    Значит, в нашем опыте электрический ток течет в направлении, противоположном стрелочке, так как на дисплее высвечивается значение с минусом.

    А давайте перевернем клещи:

    Прибор показывает 1,73 Ампера. Ну вот, сейчас значок “минус” исчез. Значит ток течет по направлению стрелки. Погрешность измерения токовых клещей составила 30 миллиампер. Думаю, это вполне нормальная погрешность для такого прибора.

    Замеряем силу тока переменного напряжения

    Давайте теперь замеряем силу тока переменного напряжения. Для этого возьмем лампу накаливания на 220 Вольт

    и подключим ее к сети 220 Вольт вот по такой схеме, чтобы замерить силу тока переменного напряжения

    Ставим на мультиметре крутилку на значок

    A, что означает измерение силы тока переменного напряжения и смотрим на показания

    Мультиметр показывает 70 миллиампер.

    Ну а теперь замеряем все это дело с помощью клещей, поставив крутилку на значок

    A, не разрывая цепь:

    Тоже 70 миллиампер 😉

    Ну вроде бы все сходится). Одно нажатие на курок, и замер сделан! Не прибор, а чудо)

    Маленькие хитрости при замерах

    Есть также еще одна фишка для замера малой силы тока. Но для наглядности я покажу на большой силе тока. Используем всю ту же самую лампу накаливания на 12 вольт и лабораторный блок питания с выставленным напряжением в 12 Вольт.

    Делаем первый замер:

    Токовые клещи показали 1,75 Ампер. Видать лампа еще на нагрелась, поэтому выдало чуть больше, чем в прошлом опыте.

    А теперь знаете что? Давайте сложим замеряемый проводок бубликом в два витка и снова сделаем замеры:

    На дисплее высветилось значение 3,54 Ампера.

    Добавим еще один виток. Итого стало 3 витка:

    Прибор нам показал 5,31 Ампера.

    Ну и напоследок добавим еще один виток. Итого стало 4 витка:

    Прибор нам показал 7,12 Ампер.

    Не заметили никакую закономерность? А она до боли простая:

    Общий ампераж = количество витков помноженный на ампераж одного витка.

    То есть если у нас 4 витка показывает 7,12 Ампер, то 7,12/4=1,78 Ампер

    Если 3 витка показывает 5,31 Ампер, то 5,31/3=1,77 Ампер

    И для двух витков, получаем 3,54/2=1,77 Ампер.

    То есть по сути, чтобы точнее измерить малые токи, мы наматываем как можно больше витков, замеряем, а потом делим значение на токовых клещах на количество витков.

    Где купить токовые клещи

    Как я уже сказал, их можно без труда найти на Алиэкспрессе.

    Заключение

    В заключении хотелось бы сказать, что токовые клещи мне очень понравились, не только потому что они могут замерять силу тока, но и содержат в себе полноценный мультиметр с автоматическим определением диапазона. Вот на них документац ия на русском языке. Ну что могу еще сказать? Микроамперы и миллиамперы особо не замеряешь. Так что данный класс прибора можно отнести к промышленной электронике, где “гуляют” большие токи. Но в моей домашней лаборатории этот прибор все равно найдет достойное место.

    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.

    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.

    Видео по теме