Для чего нужны токоизмерительные клещи и как ими пользоваться

Мультиметр – прибор для измерения напряжения, сопротивления, в некоторых моделях – ёмкости. А что такое токовые клещи? Это устройство необходимо для измерения силы тока, что может не каждый мультиметр. Более подробно – читайте далее в статье.

Что это такое

В повседневной практике токовые клещи используют энергетики, когда нужно измерить силу тока в высоковольтных проводах без их разрыва и последующего подключения амперметра. Внешне они похожи на клещи, прикрепленные к мультиметру, отсюда и название.

На самом деле это токовый трансформатор с раздвижным магнитопроводом, во вторичную обмотку которого включен стрелочный или цифровой амперметр.

Длинные диэлектрические ручки нужны для безопасности. Принцип действия заключается в измерении тока проходящего через токовый трансформатор.

Устройство мультиметра с клещами следующее:

  • усики клещей выполняют из трансформаторной или заменяющей ее стали и покрывают изоляцией;
  • роль первичной обмотки трансформатора играет электрический провод, которые охватывают усики клещей. То есть, на первичной обмотке всего один виток;
  • вторичная обмотка наматывается на эти же клещи, количество витков зависит от того, какие токи предполагается измерять. Обмотка спрятана под изоляцией.

На клещах указывается коэффициент трансформации. Выглядит примерно так: 100/5А. Это отношение номинального тока первичной обмотки к номинальному току вторичной обмотки.

Амперметр, включенный во вторичную обмотку трансформатора, производит измерение тока, наведенного проводом, который охватывают клещи.

Конструкция клещей Дитце

Любые токоизмерительные клещи отличаются друг от друга дизайном и цветовой гаммой, при этом их основная конструкция остается неизменной. Ведь все они выполнены по принципу, в основе которого лежит идентичная схема. В обязательном порядке клещи для измерения тока состоят из магнитопровода, скобы, регулятора диапазона и кнопки для фиксации показаний. Клещи Дитце могут быть так же оснащены экраном, а более современные или технически улучшенные модели обладают внутренним трансформатором с диодным мостом. Клещи-магнитопровод не что иное, как вторичная обмотка, а сами клещи является разъемным элементом.

Разновидности

Данный инструмент позволяет произвести замеры практически всех электрических параметров, к примеру напряжения или тока. При этом в процессе не изменяется работа сети, и не происходит ее разрыв. Устройства разделяются на несколько видов в зависимости от измеряемых величин:

  • ампервольтметр;
  • ваттметр;
  • амперметр;
  • фазометр;
  • омметр.

Наибольшей популярностью пользуются токоизмерительные клещи, необходимые для определения переменного тока в проводнике. Они учитывают физические процессы трансформатора тока, который имеет две обмотки. Первая представляет собой шину с измеряемыми параметрами, а вторая имеет соединение со специальным магнитопроводом.

Правила использования

Для начала нужно раскрыть инструмент и взять им один кабель, который может иметь любую фазу. После закрытия на экране высвечиваются параметры определяемой величины. Если нужно произвести замеры в месте с усложненным доступом, можно воспользоваться специальной кнопкой, предназначенной для фиксации показаний. То есть величины будут отображаться на экране даже после отсоединения от проводника. Использование возможно на установках любого вида, как закрытого, так и открытого. Измерения на открытом воздухе должны производиться только при условии подходящих погодных условий и отсутствии осадков.

Работа с электроизмерительными клещами осуществляется только при оснащении специальными диэлектрическими перчатками. Также человеку, занимающемуся произведением замеров, необходимо находиться на поверхности, обладающей изолирующими функциями. Инструмент подлежит систематической проверке в случае интенсивного использования, она основана на высоком уровне напряжения и производится раз в два года. При покупке устройства для работ в домашних условиях нужно обратить внимание на наличие проверки изготовителем, которая указывается на специальном штампе. Несмотря на то что клещи электроизмерительные доступны каждому человеку, необходимо проявлять осторожность при использовании этого инструмента и соблюдать установленные правила. Желательно, чтобы замеры производились двумя людьми – один занимается снятием параметров, а другой считывает и записывает итоговые значения.

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.

Токовые клещи принцип работы

Токовые клещи принцип работы

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

Токовые клещи принцип работы

Современные приборы могут быть использованы как для переменного, так и постоянного тока. Но в таких устройствах используется не трансформатор тока, а датчик Холла. Такие модели несколько дороже, но отличаются более высоким качеством и точностью работы.

Токовые клещи принцип работы

Читайте также:  Заточка бензопилы в домашних условиях: просто и быстро

Принцип работы

Если между захватами клещей расположить проводник, то изменение тока, проходящего по нему окажет влияние на окружающее электромагнитное поле. Оно индуцирует в обмотках трансформатора ток. Затем он со вторичной обмотки будет измерен встроенным амперметром.

Принцип работы

Важно отметить, что получаемое значение силы тока, хотя и соответствует проходящему по цепи, но не равно ему. Корректировка показаний амперметра происходит с учётом коэффициента измерения прибора.

Принцип работы

В работе токоизмерительных клещей долгое время существовало важное ограничение — они были способны работать только с переменным током, ведь магнитное поле создаётся только в этом случае.

Были созданы более совершенные модели. Теперь с помощью токоизмерительных клещей имеется возможность работать не только с переменным, но и постоянным током. В настоящее время существуют модели, в которых присутствует мультиметр, который на основе полученных данных определяет нужные характеристики, не требуя пересчёта.

Принцип работы

Современные модели токоизмерительных клещей способны решать следующие задачи:

  1. С их помощью возможно определить суммарную нагрузку электросети в квартире.
  2. Можно определить силу тока в конкретном проводнике, являющемся частью электрической цепи. Измерение можно проводить, не вмешиваясь в работу схемы.
  3. Можно определять мощность любого электроприбора в текущий момент времени. При необходимости возможно контролировать измерение этого параметра на протяжении нужного периода времени.
  4. Можно проконтролировать домашнюю электросеть на предмет подключения со стороны посторонних людей.
  5. Если имеется утечка тока на корпус прибора, то её можно определить с помощью этого инструмента.
Принцип работы

Какие клещи выбрать?

Лучше всего остановить выбор на модели совмещённой с мультиметром – очень удобно и нет необходимости в покупки двух цифровых приборов. Но только не стоит обращать внимание на дешёвые китайские модели, которые при частом использовании не прослужат и пары месяцев. Хорошие, качественные токоизмерительные клещи не могут стоить менее 40-60 долларов, в принципе, как и весь остальной инструмент электрика.

Рисунок 3: Токоизмерительные клещи с функцией мультиметра, в удобном чехле

Если в вашем распоряжении оказались многофункциональные клещи и в комплекте идут специальные измерительные щупы, то с таким прибором измерять можно практически все электротехнические величины: постоянное и переменное напряжение, сопротивление, температуру (с помощью термопары) и даже «прозванивать» провода на целостность.

Совет! Чтобы всегда использовать клещи, лучше держать под рукой пару «пальчиковых» батареек или одну «Крону» в зависимости от модели прибора.

Технология пользования

Инструкция для токоизмерительных клещей не отличается большой сложностью. Главное изучить возможные режимы замеров и пользоваться прибором в соответствии с ней. Если необходимо произвести измерения на одиночном проводе, то выбирается соответствующий режим. Для этого ручка переключателя переводится в нужное положение.

Технология пользования

После фиксации диапазона замеров следует присоединить клещи к проводу, обхватив проводник, и расположить устройство перпендикулярно направлению жилы. После этого требуется определить результаты по экрану.

Технология пользования

Если на дисплее будет зафиксирована цифра «1», то это свидетельствует о перегрузке, а значит нужно перевести переключатель в более высокий диапазон, отсоединив предварительно прибор от провода.

Технология пользования

Часто не удается выделить одиночный провод, например, при замерах кабеля, идущего от розетки. При проведении работ возникнет индикация «0». Это свидетельствует о равенстве токов в фазе и нуле по модулю величины, хотя они будут различны по направлению тока.

Технология пользования

Если на дисплее будет указано значение, не равное нулю, то это подтвердит наличие утечек в цепи. Для замеров одиночного провода следует подключать клещи в распредшитке или в месте присоединения фазного провода на автомат.

Технология пользования

При замерах на силовом кабеле в клещи заводятся несколько проводов. При этом нужно выбрать соответствующий режим.

Читайте также:  ТОП-5 идей хранения ножей на кухне

Если вы хотите узнать, как правильно использовать клещи для измерения напряжения, то необходимо подключить проводок щупа красного цвета на разъем «VΩ», а черного цвета – на разъем «COM». При помощи переключателя надо будет выбрать режим и задать предел измерений. После присоединения щупов к источнику высветится индикация о полярности и величине напряжения.

Технология пользования

Аналогично можно измерить и сопротивления с присоединением щупов. Но переключатель следует перевести в положение «Ω». Если у цепи будет сопротивление свыше 50 Ом, то прозвучит предупредительный сигнал.

Технология пользования

Разновидности и способы измерения

Особенности применения и выбора измерительных трансформаторов тока

Существует три вида токоизмерительных клещей с собственными методами замеров – это трансформатор тока, эффект Холла и катушка Роговского.

Трансформатор тока

Трансформаторные электроизмерительные клещи используют для обследования токов промышленной частоты. Вторичная обмотка на разъёмном кольце прибора передаёт данные о величине индуцированной энергии на стрелочный или цифровой экран.

Эффект Холла

В своё время было замечено, что на гранях металлической пластины токопровода, помещенной во внешнее магнитное поле, возникает разница потенциалов. Это явление носит название – эффект Холла, по имени учёного, открывшего эту закономерность.

Разновидности и способы измерения

Цифровые датчики Холла заменяют собой трансформатор тока в клещах для измерения тока. Датчик выдаёт данные на дисплей прибора о наличии переменного магнитного поля. Сигналы проходят через логическую схему, и на экране отображается величина характеристики тока в цифровом виде.

Катушка (пояс) Роговского

Устройство устанавливается на приборах для измерения токов большой величины. Катушка – это сердечник в виде круга, на который намотана катушка из провода. В проём пропускают шину, подключённую к электросети. Пояс Роговского представляет собой особый вид трансформатора тока с воздушным сердечником.

Пояс Роговского

Обратите внимание! Электроизмерительные клещи, оснащённые катушкой Роговского, рассчитаны на напряжение более 1000в.

Как выбрать токоизмерительные клещи

Измерительные клещи – это устройство для замера показателей переменного тока без разрыва цепи.

При покупке данного измерительного прибора следует обратить внимание на следующие параметры:

  1. Токоизмерительные клещи должны обеспечивать воспроизводимые и точные результаты.
  2. Инструмент должен соответствовать условиям эксплуатации.
  3. Клещи должны полностью обеспечить пользователя безопасность.
  4. Элемент питания должен легко меняться.
  5. Инструмент должен иметь минимально необходимый набор функций

Остановимся на каждом пункте более подробно.

Точность и воспроизводимость результатов

Токоизмерительные клещи должны упрощать рабочий процесс, а не затруднять его. Представьте, вы целый день ищете причину неисправности электрического двигателя, а причина кроется не в устройстве, а в используемом измерительном инструменте. Если вы дорожите своей репутацией, убедитесь, что клещи не затрудняют вашу работу.

Для начала нужно установить, что они показывают истинные среднеквадратические значения. В ином случае, все показания будут искажаться помехами от других источников, к примеру, от флуоресцентных ламп или частотно-регулируемых проводов.

По промышленным стандартам точность токоизмерительных элементов должна составлять 2 процента плюс/минус 5 единиц. Не применяйте клещи с точностью плюс/минус 10 единиц – погрешность их измерений при работе со слабыми токами может удваиваться.

Условия эксплуатации

Убедитесь, что измерительные клещи подходят для работы в условиях, где выполняются замеры. Воспроизводимость и точность результатов показаний прибора в лабораторных условиях – это, конечно, хорошо, но измерения зачастую проводятся в неконтролируемых условиях. Перед покупкой установите, подходит ли токоизмерительный инструмент к вашим условиям работы.

Одной из важнейших функций является фильтр низких частот, который устраняет помехи от других устройств, влияющих на точность замеров.

Не рекомендуется приобретать клещи, которые предназначены для эксплуатации только в закрытых помещениях или при минимально температуре среды не ниже 15 Фарадей, если вы планируете их использовать и вне помещения.

Если инструмент не предназначен для работы вне помещения, то его показания вероятней всего будут неточными.

Проверьте клещи на прочность. Они должны показывать точные значения даже после многократного отгибания проводов, тряски при транспортировке или падения на пол.

Как выбрать токоизмерительные клещи

Безопасность

Токоизмерительный прибор – это критически важно звено между источником опасным для жизни и здоровья и вами. Фактически инструмент является продолжением тела при работе с электрическим током.

Выбирая клещи, в первую очередь установите, что категория их безопасности должна соответствовать типу выполняемой работы.

Предпочтение лучше отдавать марке приборов, имеющей репутацию надежного и безопасного оборудования.

В мире существует только несколько производителей, которые выпускают и испытывают электроизмерительные инструменты, надежность которых превосходит требования международных стандартов.

Читайте также:  Где и как удобнее хранить садовые инструменты: 10 практичных идей

Ваши токоизмерительные приборы должны быть частью системы безопасности в комплекте со средствами индивидуально защиты (ИСЗ). Убедитесь, что вы сможете свободно работать с клещами в ИСЗ. Нет смысла использовать средства индивидуальной защиты, если для того, чтобы воспользоваться измерительным инструментом, нужно снять какую-то его часть.

Замена элементов питания

Токоизмерительные клещи применяются для диагностики важного электрооборудования и отключение питания инструмента, в момент измерения, может подвергнуть риску вас и ваших коллег. В лучшем случае вы потеряете драгоценное рабочее время.

Большинство моделей клещей работают на двух батарейках типа АА. Их запаса хватает на 150 часов. Предпочтение нужно отдавать стандартным щелочным батарейкам. В таком случае вам не придется ожидать, когда элементы питания перезарядятся, просто вставьте новые батарейки и работайте дальше.

Функции прибора

Сейчас на рынке можно приобрети клещи практически с любой функцией, но чем больше приборов строено в инструмент, тем сложнее им пользоваться. Не ищите измерительное устройство с максимальным набором функций – определитесь с нужными для вашей работы, без всякой дополнительной ерунды. Кроме того, стоят многофункциональные клещи значительно дороже.

Набор функций зависит от типа работ. Однако нужно помнить о таких пунктах:

  1. Пусковой бросок. Эта функция является обязательной при работе с приводами и электрическими двигателями. Она позволяет замерить точность высоких бросков тока при запуске двигателя. Функция будет очень полезна при диагностике ложного срабатывания защиты от избыточного электротока. Она позволяет отследить броски тока на всех промежутках включения оборудования.
  2. Дисплей с автовыбором диапазона. Отображение показателей в нужном диапазоне позволит значительно сэкономить время.
  3. Большой дисплей с функцией подсветки. Подсветка экрана и широкий угол обзора – это незаменимые функции в арсенале.

Разновидности токовых клещей

В зависимости от используемой схемы и даже внешнего вида самого устройства, электроизмерительные клещи подразделяются на несколько типов:

  • Стрелочные. Прибор аналогового типа, активной частью которого является одновитковый трансформатор переменного тока, а измерительный прибор подсоединен к его вторичной обмотке. Это одни из первых моделей токоизмерительных клещей – они отличаются невысокой стоимостью и наглядностью вывода результатов измерений в случае с переменной силой тока. Общий недостаток таких устройств – высокая чувствительность к механическим колебаниям – если прибор не находится на жесткой поверхности то результат измерения может быть показан неправильно. Также для использования таких приборов нужен определенный навык – зачастую приходится вручную переводить показания амперметра в реальные значения в соответствии с коэффициентом трансформации. Ещё такой прибор рассчитан на определённую частоту электрического тока.
  • Цифровые. Вывод показаний на дисплей такого прибора определяется микроконтроллером, который автоматически производит все необходимые вычисления и (в зависимости от модели) может быть настроен на отображение непосредственно силы тока или мощности.
Разновидности токовых клещей

  • Мультиметр. Универсальное устройство класса все-в-одном – измерительные клещи встроены прямо в корпус прибора, что определяет удобство его использования. Количество функций и способов измерения определяется моделью мультиметра, поэтому правильным названием устройства будет не электрические клещи с мультиметром а наоборот. Зачастую такие приборы работают с датчиком Холла, поэтому их можно использовать как токовые клещи постоянного тока.
  • Высоковольтные. Основное применение – электрические цепи, с током стандартной частоты и напряжением, превышающим 1 кВ. Такие устройства обладают повышенной устойчивостью изоляции и дополнительно могут крепиться на диэлектрической штанге, чтобы оператор не приближался вплотную к проводнику, с которого берутся замеры. Это специализированное профессиональное устройство, которое предназначено только для одной единственной функции – измерение переменного тока. При необходимости замерить силу постоянного тока используются другие устройства и методы.

Разновидности токовых клещей

Обжим моножильных проводов

Многие часто задаются вопросом, можно ли обжимать моножильные провода? Да конечно, делать это не запрещается, только использовать для этого нужно соответствующий инструмент. Обыкновенные кримперы здесь уже не подойдут, так как они рассчитаны на меньшее усилие, которое необходимо при сжатии моножилы. Придется закупать для этого специально предназначенные пресс клещи ПК-16у или ПК-35у.

Обжим моножильных проводов

Это универсальный инструмент и работать им можно также для обжатия и многожильных проводов. Чтобы обжатие на моножиле получилось качественным и внутри гильзы не было люфта, основное правило здесь – выбирайте гильзу или наконечник на один размер меньше чем сечение прессуемого провода. Еще этими клещами удобно прессовать одновременно несколько проводников в одной гильзе. Делается это например при соединениях в распредкоробках.

Обжим моножильных проводов