Предназначены для измерения электрических величин - тока, напряжения, мощности, фазового угла и др. - без разрыва токовой цепи и без нарушения ее работы. Соответственно измеряемым величинам существуют клещевые амперметры, ампервольтметры, ваттметры и фазометры.
Наибольшее распространение получили клещевые амперметры переменного тока, которые обычно называют токоизмерительными клещами . Они служат для быстрого измерения тока в проводнике без разрыва и без вывода его из работы. Электроизмерительные клещи применяются в установках до 10 кВ включительно.
Магнитное поле ощущается в воздушном зазоре, который содержит эффект полупроводникового зала ток, протекающий через кремниевый чип, отклоняется магнитным полем, создающим напряжение, перпендикулярное направлению потока электронов. Направление магнитного поля зависит от направления тока в проводе и указывается показаниями плюс и минус ампер. Стрелка в кольце зажима указывает полярность.
Так как они настолько полезны для электроснабжения и производства аккумуляторов, мы охотились на них и можем предложить их по очень доступной цене. Это важный инструмент для автомагазинов, лабораторий электроники, магазинов велосипедов, лабораторий по разработке продуктов, техников для инвалидных колясок и всех, кто должен знать, сколько ампустов течет в проводе. Они хороши для работы в переполненных распределительных коробках, панелях и жгутах проводов.
Простейшие токоизмерительные клещи переменного тока
работают на принципе одновиткового трансформатора тока, первичной обмоткой которого является шина или провод с измеряемым током, а вторичная многовитковая обмотка, к которой подключен амперметр, намотана на разъемный магнитопровод (рис. 1, а).
Рис. 1. Схемы токоизмерительных клещей переменного тока: а - схема простейших клещей с использованием принципа одновиткового трансформатора тока, б - схема, сочетающая одновитковый трансформатор тока с выпрямительным устройством, 1 - проводник с измеряемым током, 2 - разъемный магнитопровод, 3 - вторичная обмотка, 4 - выпрямительный мостик, 5 - рамка измерительного прибора, 6 - шунтирующий резистор, 7 - переключатель пределов измерений, 8 - рычаг
Лучшие измерители тока и щипцы тока в сравнении. Токовые зажимы из теста мультиплексора пинцета - это цифровые измерительные приборы, которые используются для определения электрического тока проводника. В отличие от обычных мультиметров используется косвенный метод измерения, в котором ток измеряется с помощью магнитного поля, окружающего проводник.
Таким образом, измерения могут быть выполнены без открытия схемы и интеграции измерительного прибора. Таким образом, характерная для хвостов конструкция устройств также характерна, так что измеряемый проводник может быть закрыт. Поэтому устройства также называются токовыми клещами, токовыми измерительными щипцами, амперметром щипцов, толкателями тока или щипцами. также оснащены дополнительными измерительными проводами и, следовательно, также позволяют определять дополнительные электрические переменные, такие как напряжение, сопротивление или частоты, что также возможно при использовании классического мультиметра.
Для охвата шины магнитопровод раскрывается подобно обычным клещам при воздействии оператора на изолирующие рукоятки или рычаги клещей.
Переменный ток, проходя по токоведущей части, охваченной магнитопроводом, создает в магнитопроводе переменный магнитный поток, индуктирующий электродвижущей силой (ЭДС) во вторичной обмотке клещей. В замкнутой вторичной обмотке ЭДС создает ток, который измеряется амперметром, укрепленным на клещах.
Диапазон устройств на рынке велик. Здесь вы найдете самую важную информацию о теме токовых зажимов и измерении тока. Токовые клещи, также известные как щипцы или измерители тока, являются цифровым измерительным устройством для определения электрических основных переменных. Основной областью применения является бесконтактное и потенциальное измерение номинальных токов. В верхней части устройства имеется круглый железный сердечник, который можно открывать и закрывать посредством движения клеща. Таким образом, проводник, подлежащий измерению, может быть легко покрыт без открытия самой схемы.
В современных конструкциях токоизмерительных клещей применяется схема, сочетающая трансформатор тока с выпрямительным прибором. В этом случае выводы вторичной обмотки присоединяются к электроизмерительному прибору не непосредственно, а через набор шунтов (рис. 1, б).
Электроизмерительные клещи бывают двух типов: одноручные для установок до 1000 В и двуручные для установок от 2 до 10 кВ включительно.
Конструктивные элементы токоизмерительных клещей
Это также позволяет измерять установки, которые нельзя отключить. Однако токовый зажим может правильно измерить силу тока проводника только в том случае, если он может быть покрыт индивидуально. Если кабель и обратный проводник закрыты, можно определить только токи утечки.
Этот термин обычно используется как синоним для современных зажимов, поскольку в современных конструкциях они теперь имеют дополнительные измерительные провода и, следовательно, почти такие же функции, как и классический мультиметр. В принципе, зажим тока используется исключительно для определения интенсивности тока. Для того, чтобы иметь возможность использовать устройства также для измерения дополнительных электрических основных переменных, сегодня они оборудованы как обычный мультиметр.
Электроизмерительные клещи имеют три основные части: рабочую, включающую магнитопровод, обмотки и измерительный прибор, изолирующую - от рабочей части до упора, рукоятки - от упора до конца клещей.
У одноручных клещей изолирующая часть служит одновременно рукояткой. Раскрытие магнитопровода осуществляется с помощью нажимного рычага. Электроизмерительные клещи для установок 2 - 10 кВ имеют длину изолирующей части не менее 38 см, а рукояток - не менее 13 см. Размеры клещей до 1000 В не нормируются.
Железный сердечник токового зажима позволяет определить электрические токи. Обычно он изготовлен из ламинированных электрических пластин или феррита и состоит из двух частей, которые можно открывать и закрывать в виде язычка. Фиксированная часть закрепляется непосредственно на корпусе измерителей тока, в то время как подвижная часть может быть открыта с помощью реле давления. Закрывающая пружина гарантирует, что обе части будут спрессованы вместе, когда реле давления не будет приводиться в действие.
Контактные поверхности обеих частей сердечника особенно мелкозернистые и согласованы друг с другом. Когда усилители закрыты, обе части сжаты настолько плотно, что магнитные потери можно сохранить как можно ниже. Токовые зажимы могут использоваться не только для определения прямого и переменного токов, но и для многочисленных дальнейших целей. Если в измерительных измерителях тока имеются дополнительные измерительные кабели, можно также измерить другие электрические основные переменные, такие как напряжение постоянного и переменного тока, сопротивление, емкость или частоту, в зависимости от оборудования и функционального диапазона модели.
Правила пользования клещами. Электроизмерительные клещи могут применяться в закрытых электроустановках, а также в открытых в сухую погоду. Измерения клещами допускается производить как на частях, покрытых изоляцией (провод, кабель, трубчатый патрон предохранителя и т.п.), так и на голых частях (шины и пр.).
Человек, производящий измерение, должен пользоваться диэлектрическими перчатками и стоять на изолирующем основании. Второй человек должен стоять сзади и несколько сбоку оператора и читать показания приборов электроизмерительных клещей.
В чем разница между мультиметром и электроизмерительными клещами?
Также возможно провести испытание диода и непрерывности со многими токовыми зажимами. При использовании соответствующих аксессуаров можно использовать даже специальные функции, такие как измерение температуры. Кроме того, хорошие зажимы тока оснащены всеми функциями комфорта, которые облегчают работу с устройствами. Это может быть, например, освещенный дисплей или расширенная функция памяти для измеренных значений.
Измерение тока с помощью токового зажима
Постоянный ток и переменный ток в амперах Напряжение и переменное напряжение в вольтах Сопротивление в омах Емкость в фарате Частота в сердечных диодах и проверка на непрерывность.
- Измерение температуры через термопару.
- Освещенная функция памяти дисплея.
Электроизмерительные клещи типа Ц20 с раздвижным магнитопроводом и выпрямитель цыц прибором относятся к измерительным трансформаторам тока. Эти клещи позволяют при охвате магнитопроводом проводника с переменным током частоты 50 Гц измерять ток ток в пределах от 0 до 600 А. Здесь первичной обмоткой является сам проводник с током, возбуждающим в замкнутом ферромагнитном магнитопроводе переменный магнитный поток, который наводит во вторичной обмотке ЭДС, где включен электроизмерительный прибор.
Текущие плоскогубцы имеют относительно большой диапазон измерения, который ограничен только двумя критериями на верхнем и нижнем концах шкалы. Вниз диапазон измерения ограничен чувствительностью сердечника. Если магнитное поле измеряемого проводника слишком слабое из-за остаточной намагниченности или полей окружающей среды, электрические токи не могут быть определены. Тем не менее, для получения полезных измеренных значений, токопроводящие линии с несколькими витками могут проходить через щипцы. Результаты, которые во много раз выше, должны быть интерпретированы соответствующим образом.
Ток, измеряемый прибором, прямо пропорционален току в охваченном клещами проводнике и отсчитывается по шкале с делениями от 0 до 15, если рычажный переключатель клещей установлен в положение 15, 30 или 75 А, либо по нижней шкале с делениями от 0 до 300, когда этот переключатель находится в положении 300 (300 А).
Электроизмерительные клещи типа Ц20 позволяют также измерять переменное напряжение до 600 В частоты 50 Гц, для чего их зажимы присоединяют проводниками к тем точкам электрической цепи, между которыми измеряется напряжение, а рычажный переключатель ставится в положение 600 В, при котором вторичная обмотка трансформатора тока замыкается накоротко.
Однако верхняя часть диапазона измерений ограничивается только размером отверстия для плоскогубцев. При модели, которая может полностью покрыть соответственно большое поперечное сечение проводника, могут быть обнаружены даже электрические токи в кило-амперном диапазоне.
Измерение переменного тока с помощью токовых клещей
Простые токовые зажимы могут измерять только переменный ток. В этом случае используется простой принцип трансформатора, в котором две катушки намотаны вокруг сердечника сердечника для обмена переменным напряжением. Токопроводящий проводник, который размещен вокруг сердечника, является первичной катушкой. Внутри текущего щитка находится вторичная катушка, намотанная из медной проволоки вокруг сердечника. Ток от проводника, который намагничивает сердечник, таким образом индуцируется пропорционально во вторичной катушке и может быть определен непосредственно в измерительной системе.
Электроизмерительные клещи: а - тока, б - мощности
Электроизмерительные клещи типа Д90 с раздвижным ферримагнитным магнитопроводом и ферродинамическим прибором дают возможность измерять активную мощность без разрыва цепи тока путем охвата ими проводника с током и присоединения прибора двумя проводниками со штепсельными вилками к напряжению сети.
Измерение постоянного тока с помощью токовых клещей
Токовые зажимы для измерения переменного тока не нуждаются в собственном источнике тока, так как они получают требуемую энергию от измеряемого проводника. Хорошие токовые клещи также могут измерять постоянный ток в дополнение к переменному току. В этом случае, однако, модели полностью отличаются от метода построения от простых токовых зажимов, так что могут быть обнаружены даже токи постоянного тока. Однако слабый сигнал должен быть усилен электронным способом, чтобы можно было получить полезные измерения.
Клещи предназначаются для измерения при двух номинальных напряжениях - 220 и 380 В частоты 50 Гц и соответственно трех номинальных значениях токов - 150, 300, 400 А или 150, 300, 500 А, что даст при номинальном коэффициенте мощности Cosφ =0,8 соответствующие номинальные пределы измерения активной мощности: 25, 50, 75 кВт и 50, 100, 150 кВт.
Отсчеты в пределах измерений 25, 50, 100 кВт производятся по верхней шкале 0 - 50, а с пределах 75, 150 кВт - по нижней шпале 0 - 150. Переключение напряжений осуществляется штепсельными вилками, из которых одна вставляется в генераторное гнездо с маркировкой «*»: а другая - в гнездо с отметкой 220 или 380 В.
Подготовка к использованию
Принцип измерения также использует метод компенсации, так что ни сердечник, ни датчик Холла не влияют на точность измерения. Устройства требуют своего собственного источника энергии в виде батарей, аккумуляторных батарей или силовых разъемов. Как правило, измеренные значения выводятся непосредственно на дисплей текущих зажимов. Измеренные значения преобразуются с помощью электронных схем и отображаются пользователю. Результаты измерения были визуализированы только с помощью вращающихся железных измерительных систем.
Переключение пределов измерения по току производится рычажным переключателем, который устанавливают в одно из шести положений, отвечающих величинам номинального напряжения сети и номинального значения измеряемой активной мощности.
Электроизмерительными клещами типа Д90 можно измерять активную мощность в трехфазных цепях, для чего необходимо магнитопроводом охватить линейный провод, а обмотку напряжения подключить на соответствующее линейное или фазное напряжение. При симметричном режиме достаточно измерить мощность одной фазы и результат измерения умножить на три, а при несимметричном режиме выполнить поочередное измерение соответствующих мощностей согласно схемам двух или трех приборов и полученные результаты алгебраически сложить.
Тем более, что хорошие язычки являются токовыми зажимами того же тока, поскольку встроенный усилитель в любом случае имеет внутренний источник энергии, поэтому они также изготавливаются с дисплеем. Более того, современные пинцеты предоставляют мне дополнительные измерительные провода почти весь спектр функций обычного мультиметра.
Альтернативой дисплею является так называемый адаптер токового зажима. Вместо устройства отображения имеются дополнительные разъемы или кабели, через которые измеренное значение может быть передано на другие устройства, такие как осциллографы, измерительные сканеры или мультиметры.
Погрешность измерения при пользовании электроизмерительными клещами типов Ц20 и Д90 не превышает 4% данного предела измерения при любом положении самих клещей, так и проводника в окне магнитопровода.
Для стационарного измерения силы тока в сети используются щитовые измерительные приборы. В распределительных щитках их функцию выполняют модульные амперметры, реле мощности. Возможно измерение потребляемого тока и на некоторых моделях счетчиков электрической энергии.
Специальным вариантом токового зажима являются так называемые щипцы тока утечки, которые используются для измерения токов утечки. Токи утечки тока, которые протекают через проводник, который на самом деле не поддерживает ток. Эти нежелательные токи также называются током утечки и происходят главным образом в больших электрических системах. Как правило, это относительно небольшие токи.
Хотя эти токи утечки можно также измерить с помощью обычного токового зажима, они слишком подвержены внешним воздействиям, таким как, например, магнитные переменные поля соседней линии. Специальные токовые язычки утечки имеют более высокую чувствительность и могут обнаруживать небольшие токи более 1 микроампер.
Но, если потребуется измерить ток на участке цепи, то сделать это при помощи мультиметра или тестера затруднительно. Придется предварительно снять напряжение, отключить проводник на требуемом участке и подключить в его разрыв прибор. После проведения измерений эти же действия проделать в обратном порядке.
Удобнее провести такие измерения, используя прибор, специально предназначенный для измерения силы тока без разрыва цепи – токоизмерительные клещи .
Поэтому клещи токов утечки значительно дороже, чем традиционные токовые зажимы, и используются исключительно в профессиональных приложениях. Приборы, представленные в тесте мультиплексора пинцета, оцениваются на основе различных критериев. Отчеты испытаний делятся на следующие.
Здесь мы объясним функции текущего зажима. В дополнение к стандартной функции для определения интенсивности тока хороший анемометр щипцов обеспечивает многочисленные дополнительные функции. Например, напряжение и сопротивление можно также измерить с помощью пинцета с отдельными измерительными линиями. Многие устройства могут также использоваться в качестве диодов и проходных тестеров. Некоторые модели даже оснащены специальными функциями, такими как измеритель температуры или удобные функции, такие как освещенный дисплей.
Принцип действия токовых клещей
Токовые клещи выполняют измерения по принципу, используемому в трансформаторах тока . Только магнитопровод их измерительного трансформатора выполнен размыкающимся. Это необходимо для помещения проводника с измеряемой величиной внутрь магнитопровода. Проходящий внутри него ток наводит в сердечнике переменный магнитный поток. Внутри прибора на магнитопроводе расположена измерительная обмотка . Магнитный поток наводит в ней ЭДС, поступающую затем на измерительную схему прибора.
Ранние модели токоизмерительных клещей были аналоговыми . Напряжение с измерительной обмотки, проходя через магазин сопротивлений, необходимый для переключения пределов измерения, сразу попадало на рамку измерительного механизма. Механизм, само собой, был стрелочным . Снятие показаний с него выполнялось при наблюдении стрелки под прямым углом. Иначе в данные измерений вносилась погрешность.
Но это не всегда удобно, так как измерения производятся не в идеальных условиях, на токоведущих частях электроустановки, находящихся под напряжением. Наклон головы к прибору для отсчета показаний вносил в процесс измерений риск попасть под напряжение.
Современные приборы выполняются электронными . В них сигнал с измерительной обмотки попадает на аналогово-цифровой преобразователь. С него уже цифровой сигнал идет на счетное устройство, преобразующее данные в информацию, отображаемую на жидкокристаллическом дисплее. Переключение пределов измерения остается аналоговым. При изменении положения переключателя изменяется значение сопротивления, включенного последовательно или параллельно с измерительной обмоткой. Для защиты измерительной части от повреждений при неправильном выборе предела измерений выполняется схема защиты .
Для расширения функциональных возможностей токовых клещей их совмещают с мультиметрами .
При этом пользователь получает в руки не просто амперметр, а комплект приборов, позволяющий оперативно искать неисправности как в распределительных сетях, так и в бытовой технике.
Клещи для измерения постоянного тока
Указанная конструкция имеет один недостаток: в ее основе лежит принцип действия трансформатора, а он не может преобразовывать постоянный ток . Но в электротехнике устройства, работающие на постоянном токе, применяются, и их все больше.
Для измерения постоянного тока клещи дополняются датчиками, работающими на эффекте Холла . Эти датчики реагируют на магнитное поле, создаваемое проводником с током. Чем больше магнитный поток этого поля, чем больше величина выходного сигнала датчика Холла. А поскольку эта зависимость линейна, то этот эффект удобно использовать для измерений.
Клещи с датчиками Холла могут не только показать величину тока в цепи, но и его направление .
Работа с токоизмерительными клещами
Хранятся и переносятся клещи в защитном чехле . Он предотвращает появление на их корпусе загрязнений, снижающих его сопротивление, в результате чего снижается их электробезопасность. В этом чехле хранятся и транспортируются соединительные проводники для проведения измерений комбинированными приборами (мультиметрами). Доставать прибор из чехла необходимо на месте проведения измерений.
Перед использованием прибора убеждаются, что:
- выбран правильный предел измеряемый величины , для чего анализируют, какого порядка ток может протекать в проводнике, переменный он или постоянный;
- не нажата клавиша фиксации показаний ;
- при использовании прибора не возникнет угрозы для жизни работающего , в случае сомнений в том, что прикосновения к токоведущим частям не произойдет, пользуются диэлектрическими перчатками.
В случае, если доступ к проводнику с током затруднен (проводник короткий или переплетен с другими), используя диэлектрические перчатки распутывают проводники и выгибают их так, чтобы появилась возможность захвата магнитопроводом токовых клещей. Если есть опасность отрыва проводников или сомнения в надежности их крепления в контактных системах электроаппаратуры, напряжение с участка снимают и подготавливаются с измерениям без угрозы устроить аварию.
По ПУЭ провода, подходящие к счетчикам электрической энергии, выгибаются так, чтобы к ним осуществлялся доступ для измерения токов клещами. Правда, требование это соблюдается не всегда.
При измерениях работающий постоянно следит за своем положением в пространстве, чтобы не коснуться шин, находящихся под напряжением и вращающихся деталей машин и механизмов (если измерения производятся непосредственно на электродвигателе). Если увидеть показания прибора затруднительно, используется кнопка фиксации показаний . После ее нажатия можно вынуть клещи и рассмотреть данные на дисплее в спокойной обстановке.
Магнитопровод клещей должен надежно сомкнуться . Если это не произойдет, показания будут занижены или их не будет вовсе. Поэтому закрытию магнитопровода не должно ничего мешать, а поверхность его в месте закрытия всегда должна быть чистой, без грязи и пыли.
Токоизмерительные клещи в составе измерительных приборов
Для измерений в электроустановках применяются приборы, способные измерять ток для производства комплексных измерений. К ним относятся:
- вольт-ампер-фазометры;
- анализаторы качества электроэнергии.
Вольт-ампер-фазометры (ВАФы) применяют не только для проверки токов в цепях, но и углов между ними и напряжениями в сети. Применяются они обычно для проверки правильности подключения приборов учета и устройств релейной защиты. Результатом применения такого прибора является построенная по данным измерения векторная диаграмма токов и напряжений, по которой делается заключение о правильности подключения устройства или режиме работы сети.
Для подключения анализаторов качества электроэнергии также используются токовые клещи, входящие в состав прибора и соединяемые с ним шнуром. Прибор подключается к сети в выбранном месте для измерений и остается так некоторое время, достаточное для сбора информации о величинах токов и напряжений в сети, углов между ними. Затем данные считываются с него в компьютер и анализируются.
По такому же принципу работают и всевозможные виды портативных регистраторов , при помощи которых записывают режим работы сети с целью выявления причин внезапно возникающих аварийных процессов.
Порядок использования и меры безопасности токовых клещей, входящих в состав этих приборов, тот же самый, что и для токоизмерительных клещей общего назначения.