Как пользоваться токоизмерительными клещами: конструкция, назначение виды

Инструкция по использованию

Использование клещей для работы в ситуации, когда используется напряжение до 1000 Вольт ничем не отличается от тех, которые применяются в высоковольтных цепях. Далее будет рассмотрен порядок использования бытовых токоизмерительных клещей.

Использование рассматриваемого инструмента зависит от вида проводимых измерений. Обычно процедура выполняется следующим образом:

Нужно в электрической схеме определить, с какого провода будут сниматься показания. Нужно помнить. Что если клещами обхватить не один, а большее количество проводов, то в результате будет получен неправильный результат.
На тестирующем приборе требуется выставить нужный режим измерения. Его выбор зависит от поставленной задачи. При этом нужно будет определить не только вид измерения, но и необходимую шкалу. Если о ней не имеется информации, то выбирают самую большую.
Клещи сначала нужно раскрыть, а затем обхватить проводник

Важно обеспечить перпендикулярность его расположения плоскости, в которой расположены клещи. Желательно, чтобы при этом проводник располагался в центре контура.
Измерение произойдёт в автоматическом режиме

Результат можно будет увидеть на дисплее прибора.

Если на дисплее показана единица, значит ток превышает предельное значение этой величины. Чтобы точно определить искомую величину, нужно переключиться на больший диапазон.

Документ(откроется в новой вкладке):Руководство по эксплуатации токоизмерительных клещей

Как пользоваться токоизмерительными клещами

Ток, протекающий по единственному проводнику

При измерении тока протекающего по одному проводнику

, необходимо выбрать режим измерений, путем установки переключателя в необходимое положение, и подключить токовые клещи к измеряемому проводнику. При необходимости, сделать это нужно с использованием кнопки разжатия магнитопровода.

В том случае, если токоизмерительные клещи выводят на информационный экран цифру «1», следует сменить положение переключателя режимов на более высокое значение.

Ток, протекающий по нескольким проводникам

При единовременном измерении тока протекающего по нескольким проводникам

(например, силовой кабель), в магнитопровод токоизмерительных клещей требуется завести несколько проводников. При этом прибор будет производить измерения разностной величины тока, протекающего по проводникам. То есть, если производить измерения в однофазной сети, в которой имеется только «фазный» и «нулевой» провод, то прибор будет мерить ток утечки в нагрузке.

Измерение напряжения

Чтобы измерить напряжение, требуется подсоединить красный провод щупа к разъему для подключения щупов — «VΩ», черный провод щупа к разъему — «COM». Затем с помощью переключателя выбрать режим в соответствии с измеряемым диапазоном.

Щупы требуется подсоединить к источнику напряжения. На экране прибора отобразится полярность и измеряемое напряжение.

Измерение сопротивления

При измерении сопротивления щупы подсоединяются к токовым клещам так же, как в случае с измерением напряжения

. Переключатель необходимо установить в положение «Ω». При сопротивлении участка цепи, на котором производится измерение, менее чем 50 Ом прибор просигнализирует звуковым сигналом.

Измерение клещами постоянного и переменного тока

Для измерения разных типов тока посредством клещей используется совершенно одинаковая методика. Главное – предварительно выбрать необходимый режим работы.

К примеру, результаты устройства могут исказить некоторые асинхронные электрические двигатели, определенные виды трансформатора, аппараты для сварки, а также блоки питания (импульсные). Все они могут реализовать большие поля с электромагнитными волнами, что могут индуцировать наведенную ЭДС в магнитопроводе.

Для измерения тока при помощи клещей нужно:

1. Постановка ручки переключателя в необходимое положение.
2. Ввод проводника в пространство магнитопровода.
3. Считывание результатов из дисплея прибора.

Таким образом, никаких особых навыков или же знаний для работы с клещами не нужно. На более новых моделях есть особый датчик IFLex, что применяется для замеров в весьма стесненных условиях.

Если начать анализировать два проводника вместе, их магнитные потоки должны сложиться вместе. На дисплее будет отображен общий результат. К примеру, токи в фазе и нуле без наличия утечек являются равными по величине и противоположными по значению.

Как пользоваться токовыми клещами »

Основная задача электроизмерительных клещей измерение тока без разрыва проводника, современные приборы обладают функциями измерения напряжения, емкости, температуры, мощности и т.д. Принцип измерения основан на токовом трансформаторе или эффекте Холла. 

Токовые клещи, работающие на принципе трансформатора тока, измеряют только переменный ток, т.к. трансформатор не пропускает через себя постоянный ток. Первичная обмотка это провод, обхватываемый токовыми клещами, а вторичная внутри токовых клещей с токовым датчиком.

Обхватить несколько витков одного проводника, то на вторичной обмотке ток во столько же раз увеличится. Это удобно для измерения небольших переменных токов, при этом нужно разделить полученное значение тока на количество витков.

Важно

Внешне токовые клещи, работающие на трансформаторе тока, отличаются отсутствием насечек на губках и  диапазона постоянного тока.

Токовые клещи, работающие на эффекте Холла, измеряют и постоянный и переменный ток. Принцип работы на эффекте Холла основан на измерении напряжения на гранях полупроводниковой пластины, через которую протекает постоянный ток, помещенной в магнитное поле перпендикулярно к ней. Магнитное поле образуется вокруг проводника, который обхватили токовыми клещами.

Изменение тока в проводнике, вызывает изменение магнитного поля вокруг проводника, что вызывает изменение напряжения на чувствительном элементе Холла. Напряжение чувствительном элементе преобразуется и выводится на экран в виде значения тока

Для токовых клещей, работающих на эффекте холла, важно располагать проводник перпендикулярно к губкам токовых клещей

Измерение тока

Для работы на нашем приборе APPA 133 выберем режим переменного тока А~ обхватим один провод. Выбор диапазона измерения в APPA 133 автоматический, в других приборах возможно необходимо выбрать диапазон. Если размещать проводник не перпендикулярно или не по рискам, то погрешность показаний увеличивается до 3 %.

Для измерения броскового переменного тока необходимо выбирать режим “inrush current”, например в случае измерения пускового тока электродвигателя. Для измерения макс мин тока выбираем соответствующий режим.При включенной печке максимальный ток 8,47 А.

Если обхватить сразу два провода, то токовые клещи покажут ноль, т.к. сумма токов двух проводников с разной полярностью равна нулю.

Если показания прибора не ноль, то имеется ток утечки или значение находится в пределах погрешности прибора. При измерении нескольких проводов одновременно значение тока будет суммой токов всех проводов.

Утечка тока может проявиться например, если вода из крана бьет током, нужно проверить ток утечки электрического бойлера.

Измерение напряжения

Для измерения постоянного и переменного напряжения выставим переключатель на V. Наш прибор имеет автоматический выбор диапазона, а так же позволяет измерять частоту. Переключать между режимами необходимо при отсоединенных проводах. У APPA 133 имеется защита от высокого напряжения более 1000 В.

Видим напряжение 221,1 В, частота 49,97 Гц.

При включенной печке видим что напряжение упало до 211,1 В, частота не изменилась. Произошло это из-за того что сечения проводов не хватает на мощность печки, что вызывает перегрузку и нагрев проводов. Необходимо поменять провода на более толстого сечения.

Измерение потребляемой мощности

Полная мощность (В*А) равна квадратному корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. Реактивная мощность (Вар) равна произведению напряжения и тока, умноженному на синус угла сдвига фаз  между ними. Если нет потребителей с реактивной мощностью (двигатели, трансформаторы), то полная мощность нагрузки будет равна активной.

 Активная мощность вычисляется в приборе по формуле произведение напряжения на ток. Если прибор не позволяет измерять мощность, то полученный ток умножим на 220 В и получим мощность нагрузки. Для измерение активной мощности с помощью APPA 133 переводим переключатель W~. Переключать между режимами необходимо при отсоединенных проводах.

Вставляем щупы в розетку и обхватываем проводник.

Активная мощность потребления компьютера 28 Вт, а при включенной печке потребляемая мощность повысилась до 1728 Вт (~=211,1 В * 8,47 А). В APPA 133 так же можно измерить коэффициент мощности, отрицательное значение говорит о емкостном характере нагрузки (ток опережает напряжение), положительное значение говорит о индуктивном характере нагрузки (ток отстает от напряжения).

Выбрать токовые клещи можете в каталоге.

Как пользоваться токовыми клещами

Методика измерений цифровыми клещами в целом ничем не отличается от измерений бытовым мультиметром до 1000В. В зависимости от цели измерений, весь процесс можно разбить на следующий алгоритм:

Среди проводов нужно выбрать тот, с которого планируется снять показания. На регуляторе выставить нужное значение. Если измеряется переменный ток, то это будет «А~». Есть модели, на корпусе которых «А~» маркируется в нескольких значениях, например UT201+ и UT202+. Если предполагаемая сила тока неизвестна, то начать измерения надо с самого большого значения.

Для замера нагрузки цепи, достаточно разомкнуть магнитопровод и поместить во внутреннюю область провод или жилу электрического кабеля и снова замкнуть магнитопровод. Для наиболее точного измерения провод желательно расположить по центру контура, перпендикулярно корпусу прибора. Если обхватить клещами сразу несколько проводников, то результат измерения будет неправильным.

Измерение произойдет автоматически и на дисплее отобразятся результаты. Фиксацию можно произвести либо визуально, либо с помощью функции HOLD. Замер других величин (напряжение, сопротивление, ёмкость, температура и т.д.) производится так же, как и обычным мультиметром. Достаточно подсоединить щупы к нужным гнёздам, установить переключатель в соответствующий режим и произвести измерение.

Конструктивные особенности инструмента

Из названия становится понятно о предназначении прибора. Благодаря специфической его конструкции, можно осуществлять измерения силы электрического тока без разрыва цепи. И это огромное преимущество, ведь в таком случае, не требуется останавливать работающее оборудование.

Составными элементами прибора — это такие устройства:

1. Трансформатор с размыкающимся магнитопроводом, посредством которого и осуществляется измерение силы тока без разрыва цепи.
2. Пульт управления в виде регулятора. С его помощью устанавливается диапазон измерений. Кроме того, в зависимости от модели токоизмерительных клещей, в них могут присутствовать функции мультиметра.
3. Дисплей — отображаются результаты измерений.
4. Гнезда для подключения щупов — присутствуют на многофункциональных моделях клещей. Подключаемые щупы позволяют проводить измерения напряжения, сопротивления и прочих физических величин.

Особое внимание в конструкции токоизмерительных клещей уделяется размыкающемуся трансформатору. Для этого предусмотрена специальная клавиша, которая отводит одну часть магнитопровода для расположения кабеля электрооборудования с целью определения величины силы тока

В обмотке трансформатора формируется ЭДС и ток, величина которого определяется прибором.

Это интересно! Очень важно учитывать, что создаваемый ток в трансформаторе имеет меньшее значение, чем в проводнике, поэтому для получения точных результатов, прибором проводится перерасчет, и на дисплей выводятся более точные показания.

Преимущества и недостатки

Токоизмерительные клещи получили широкое распространение благодаря ряду преимуществ, что определяют выбор в их пользу, при необходимости иметь «на подхвате» соответствующее устройство:

• Максимально возможная простота, размеры устройства и точность измерений.
• Возможность использование для замеров в высоковольтных цепях и микротоков.
• Принцип работы клещей позволяет создавать устройства различного дизайна и функционала.

Простота интеграции с другими электроизмерительными устройствами. К примеру, очень эффективными показали себя токовые клещи, совмещенные с мультиметром – границы возможностей для бытового применения у таких устройств очень сложно себе представить, так как они могут быть укомплектованы датчиком температуры и прочими «плюшками», расширяющими функционал.

Устройство максимальное простое в использовании его освоение даже на интуитивном уровне доступно любому человеку мало-мальски знакомому с основами электротехники.

Используя электроизмерительные клещи надо учитывать некоторые присущие таким устройствам недостатки:

• Так как прибор реагирует на электромагнитное поле, то есть некоторая зависимость от положения провода внутри первичной обмотки (кольца) и его положения – желательно располагать клещи перпендикулярно измеряемому проводнику.
• Чувствительное устройство может быть очень восприимчиво к токам наводки, которые могут возникать при наличии большого количества проводников рядом с измеряемым.
• Простота схемы устройства открывает широкие возможности для изготовления некачественных клонов устройств зарекомендовавших себя производителей. Такие копии не комплектуются должными схемами защиты и точность их показаний оставляет желать лучшего.

Какие существуют модели

В интернете и магазинах встречаются десятки различных инструментов, каждый отличается по техническим параметрам и области применения. Однако в токоизмерительных приборах деление происходит легко и понятно. Так как эти приборы покупаются для проведения физических операций с высоким напряжением, то первое чем отличаются модели – требованиям к технике безопасности. Так, например:

• Одноручный инструмент предназначен для снятия показаний в электрических цепях, где напряжение редко доходит до 1000 В. Обладают специальной кнопкой, которая на время разъединяет магнитный провод трансформатора. Такие изделия имеют небольшую массу и направлены на применение одной рукой, что может быть удобно в некоторых случаях. Класс защиты дает возможность работать практически всем пользователям, после ознакомления с требованиями безопасности.
• Двуручные модели используют тогда, когда необходимо снять показания с электрического прибора, выдающего от 2000 В. Такой вариант используется только профессиональными электриками, обладающие соответствующим разрядом и знаниями. Для обычного пользования такой инструмент не предназначен. Управление происходит двумя руками, так как рукоятка обладает большей длиной.

Также деление осуществляется по способу индикации силы тока:

• Классические (аналоговые) приборы – в качестве индикации выступает стрелочка. Несмотря на то, что сейчас в моде электронные модели, аналоговые клещи не утратили своих преимуществ и до сих пор способны удивлять даже профессиональных пользователей. Главные плюсы такого устройства – небольшая инертность стрелки, что дает возможность проводить замеры коротких всплесков тока, а также полная автономность, так как схема не нуждается в постоянном питании. Но вместе с достоинствами есть и недостатки: такие аппараты нельзя подвергать механическим ударам, так как они обладают высокой чувствительностью, также без базовых знаний инструмента новичок не сможет провести точные замеры.
• Электронные (цифровые) клещи – более современная модель, которая предназначена для точного измерения участка профессионалами и любителями. Главное достоинство — в том, что индикатор указывает фактическую величину без погрешностей и отклонений, поэтому человеку не надо преобразовывать полученное значение и искать все заново. Это мелочь, но она открывает больше технических возможностей и позволяет проводить замеры с максимальной скоростью. С таким прибором справится любой человек. Единственный недостаток цифровых электрических клещей – зависимость от батареи. Кроме того, не всё оборудование в магазине отличается качественной сборкой и элементной базой. Некоторые производители выпускают модели, обладающие слабой защитой от негативного воздействия электромагнитных полей, в конечном итоге это способно повлиять на качество проводимых измерений.

Измерение силы тока – лишь часть большой схемы, ограничиваться только этим знанием нельзя

Важно учитывать и другие технические нюансы сети. Производители это понимают, поэтому создали специальное оборудование, которое базируется на токоизмерительных клещах

Встречаются:

• Фазометры – главное назначение определение фазировки токопроводящих кабелей в сложных сетях;
• Ваттметры – предназначены для точного определения мощности цепи;
• Вольтметры – измеряет фактическое значение напряжения;
• Мегаомметры – такое устройство дает возможность постоянного контроля сопротивления, это необходимо учитывать при работе с цепями высокого напряжения.

Хоть прибор и продается в комбинированном виде, его надежность и точность сохраняется на высоком уровне, особенно если человек покупает инструмент у надежного и проверенного продавца. Тем более для измерения дополнительных значений используют отдельные клеммы и элементы, что никак не влияет на износ инструмента. Кроме того, наличие таких клещей увеличивает функциональные возможности, что позволяет использовать их при любом удобном случае.

Принцип действия и функциональность

Принцип работы прибора основан на законе электромагнитной индукции, по устройству в значительной степени схож с принципом действия обыкновенного трансформатора. Переменный ток измеряемого проводника внутри катушки трансформатора (Клещей) создает переменный магнитный поток, индуктирующий ЭДС во вторичной обмотке устройства, который замеряется амперметром или датчиком.

Схема измерения силы тока прибором с трансформаторным датчиком

В более современных устройствах применен полупроводниковый датчик Холла, основным отличием от устройства с трансформатором является то, что измеряемый проводник охватывается не замкнутой катушкой, а магнитопроводом, в разрыве которого размещен датчик Холла.

Схема измерения силы тока прибором с датчиком Холла

Современные приборы в зависимости от типа способны измерять переменный или постоянный и переменный ток (благодаря использованию датчика Холла), большинство из них обладают расширенным функционалом мультиметров и способны выводить численную информацию на дисплей. В зависимости от марки и производителя в измерителях реализовано множество дополнительных функции и конструктивных решений.

Как пользоваться измерительными клещами

Получить значение основных электрических параметров можно с помощью определенных приборов. Одним из таких устройств являются специальные клещи, позволяющие снимать показатели без разрыва цепи.

Данные «умные» приборы очень часто используются, так как позволяют получать несколько видов параметров. Приобрести измерительные клещи можно практически в любом специализированном магазине, где также сразу можно получить консультацию к их применению.

Основные характеристики

Измерительные клещи представляют собой специальный механизм, позволяющий определить силу переменного тока без разрыва основной цепи.

Состоит данное изделие из нескольких основных компонентов:

• магнитопроводов, которые могут определенным образом открываться и смыкаться;
• переключателя диапазонов;
• дисплея;
• выходных разъемов для щупов;
• кнопки фиксации токовых измерений.

Измеряющие клещи можно также применять в качестве обычного мультиметра, что делает их конструкцию универсальной. На каждом виде устройства должно быть указано категорию безопасности и величину максимально измеряемого тока.

Существует несколько видов клещей, что позволяет использовать их в определенных сетях.

Проведение измерений

Работа с измерительными клещами не представляет особой сложности, но требует выполнения основных правил безопасности. Перед тем как приступать, обязательно следует надеть защитные перчатки и обувь, а под ноги постелить диэлектрический коврик.

Процесс измерения состоит из нескольких этапов:

1. Сначала следует установить определенный диапазон измерения. Он зависит от того в какой сети вы работаете и какие параметры планируете получать. Более подробно об этом можно узнать в инструкции производителя.
2. Затем, нажав специальную кнопку, открываем магнитопроводы и обхватываем ими один проводник. Выполнять замеры можно для постоянного и переменного тока (все зависит от модели устройства).
3. После этого располагаем клещи перпендикулярно проводу и снимаем показатели с экрана.

Если вы попытаетесь замерять, таким образом, показания проводки от розетки, тогда вы должны увидеть 0. Этот показателя правильный, так как токи фазного и нулевого проводников аннулируют друг друга.

Если же вы увидели другое значение, то это указывает на утечку.

Измерять таким способом можно даже относительно малые показатели, что очень практично.

Нюансы использования токоизмерительных клещей можно узнать из этого видео:

Как пользоваться токоизмерительными клещами?

Пользоваться данными устройствами очень легко. Конструкция токовых клещей позволяет проводить измерения на действующей электроустановке без каких-либо дополнительных монтажных работ и без разрыва цепи электропитания. Это является их огромным плюсом. Для измерения необходимо установить переключатель в нужное положение, обхватить клещами провод и зафиксировать показания тока.

Главная трудность в таких измерениях заключается в выделении отдельного одиночного проводника. Если клещами обхватить весь провод (фазный и нулевой проводники), то вы получите сумму токов, протекающих по обоим жилам. В идеале тут должен высветиться нуль, так как токи протекающие по фазному и нулевому проводникам равны по величине, но противоположны по направлению. Как показано на фотографии ниже вы ничего не узнаете и так измерять ток нельзя. Хотя если в таком положении клещи покажут какое-либо значение тока отличное о нуля, то это будет означать, что в данной цепи есть утечка, равная полученному значению.

Поэтому необходимо найти место, где данные проводники разделяются, и где есть возможность подлезть клещами. Например, в распределительном щитке в месте подключения фазы к автоматическому выключателю. К сожалению этого сделать можно не везде. Это является их небольшим минусом, но возможность измерения без разрыва цепи его полностью перекрывает, по крайней мере в моей деятельности.

Я работаю в связевых помещениях, где категорически запрещено обесточивать оборудование связи, поэтому токовые клещи являются единственным устройством, которым возможно померить ток и посчитать потребляемую нагрузку.

Как они устроены и какие бывают виды читайте в статье: Что такое токовые клещи и зачем они нужны?

Ниже инструкция описана на моделе Fluke 302+. Это качественные и хорошие токоизмерительные клещи, но они могут измерять только переменный ток. Постоянный ток другими моделями клещей измеряются аналогично как и переменный, только необходимо переключить их в режим измерения постоянного тока.

Перед любыми измерениями убедитесь, что ваша модель токоизмерительных клещей сможет для этого подойти. На них указано максимальное значение тока, которое можно ими измерить. В моем случае это переменный ток до 400А. Хотя такие большие токи вы у себя дома не встретите и поэтому дома подойдут любые модели.

Также на самих измерительных приборах указывается категория безопасности. В моем случае на моделе Fluke 302+ имеется маркировка:

• CAT III 600 V – это означает, что устройство защищено от кратковременных скачков напряжения внутри оборудования при эксплуатации в составе стационарных систем напряжением до 600В, например распределительных панелей, фидеров и ответвлений, а также систем освещения крупных зданий.
• CAT IV 300 V – это означает, что устройство защищено от кратковременных скачков напряжения от оборудования первичного уровня электроснабжения напряжением до 300В, например электрического счетчика, установки воздушной или подземной системы общего пользования.

Инструкция как пользоваться токоизмерительными клещами

1. Находим место, где можно свободно обхватить клещами одиночный проводник.
2. Переводим ручку переключения режимов измерения в нужное положение. В сети переменного тока на указатель A~ или A_AC. В сети постоянного тока на указатель A- или A_DC. Данные обозначения дополнительно дублируются на дисплее. Напомню, что мои клещи функцию измерения постоянного тока не поддерживают и поэтому на них данного обозначения нет.

3. Нажимаем на кнопку раскрытия клещей.

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

5. Отпускаем кнопку раскрытия клещей. Так замыкается цепь магнитопровода и происходит измерение тока.
6. Записываем полученное значение тока на дисплее. Если его плохо видно, то можно результаты измерения зафиксировать, нажав кнопку “Hold”. Потом можно убрать клещи и увидеть измеренное значение тока. Оно будет показываться на экране пока вы не нажмете снова кнопку “Hold”.

Выше я описал основные функции токоизмерительных клещей, т.е. измерение тока без разрыва цепи. Думаю, что все понятно.

Для универсальности данного прибора практически все производители добавляют в его конструкцию дополнительные функции. Это возможность измерения других параметров, таких как напряжение, сопротивление и т.д. Об этом я расскажу в следующей статье: “Дополнительные функции токоизмерительных клещей”.

Сегодня нам так не хватает улыбок: