Клещи токоизмерительные

Для измерения силы тока в электрической цепи служит особый класс приборов – амперметры. Особенность измерений такими приборами – необходимость включения измерительного устройства в разрыв цепи.

Включение амперметра

Общая информация

В ряде случаев такой подход неприемлем, например, если надо измерить значение тока в действующей электроустановке. Технологический процесс обслуживания электрооборудования, в частности, распределительных шкафов, подразумевает регулярный контроль величины протекающего тока по разным участкам цепей, в разных фазах. Установленные на распределительных шкафах стационарные приборы не всегда дают полную картину, особенно в случае возникновения неисправностей или при устранении повреждений.

Исходя из указанных требований, разработаны устройства – клещи токоизмерительные, предназначенные для косвенного измерения силы тока без разрыва цепи. Такие приборы базируются на основном законе электротехнике, законе Ома, который определяет прямую зависимость силы тока от напряжения при известном сопротивлении цепи и на законе электромагнитной индукции. Таким образом, измеренное значение напряжения однозначно соответствует определенному значению тока, а напряжение можно измерять без разрыва цепи.

Токоизмерительные клещи представляют собой трансформатор с разъемным сердечником. В цепь вторичной обмотки включен вольтметр, проградуированный и откалиброванный в значениях силы тока, а в качестве первичной обмотки выступает проводник, в котором нужно измерять значение тока. Проходя через измеряемый проводник, ток создает вокруг себя магнитное поле, которое наводит ЭДС индукции во вторичной обмотке трансформатора. Значение ЭДС имеет полное соответствие измеряемому току.

Такой трансформатор еще называют трансформатором тока, и его стационарные варианты широко применяются в системах измерения токов, преимущественно большой величины.

Разновидности

Несколько классификаций инструмента вызвано обилием параметров для сравнения. Поскольку токоизмерительными клещами пользуются для работы в мощных цепях с высоким напряжением, то основное подразделение основано на требованиях техники безопасности. Деление таково:

• Одноручные электроизмерительные клещи, предназначенные для работы в цепях с рабочим напряжением до 1000 В. Инструмент снабжен клавишей, предназначенной для раздвигания частей магнитопровода трансформатора тока. Прибор предназначен для управления одной рукой, имеет малые вес и габариты. Класс защиты устройства соответствует рабочему напряжению до 1000 В;

Одноручные клещи

• Двуручные электроизмерительные клещи. Данный инструмент обеспечивает работу в цепях переменного и постоянного напряжения величиной от 2000 В до 10 кВ. Имеет большие габариты за счет мощной изоляции и предназначен для работы двумя руками, поскольку рукоятки управления магнитопроводом имеют большую длину.

Двуручные токовые клещи

Обе разновидности могут иметь различную систему индикации измеряемого параметра:

• Аналоговые (стрелочные) измерительные клещи. Наиболее старая разновидность, не утратившая актуальность и в настоящее время, благодаря целому ряду преимуществ: малая инерционность стрелочного указателя, позволяющая контролировать и измерять короткие всплески тока, отсутствие дополнительного питания для внутренней схемы. Недостатки тоже есть, и они существенные: чувствительность к тряске и ударам, необходимость соотносить показания стрелочного индикатора и масштабного коэффициента переключателя пределов измерения;
• Цифровые электроизмерительные клещи. Основное преимущество – индикатор высвечивает реальное значение измеряемого параметра, избавляя пользователя от необходимости преобразования величин. Переключатель пределов измерения лишь корректирует показания индикатора для большего удобства считывания. Самый большой недостаток цифровых индикаторов – зависимость от источника питания, поскольку содержат внутри сложную электронную схему на цифровом микроконтроллере. Задержка времени установления показаний не позволяет измерять параметры коротких импульсов. Недорогие модели характеризуются слабой защищенностью от электромагнитных полей, что приводит к погрешностям измерения.

Цифровой прибор

Работа в электрических цепях не ограничивается лишь измерением тока, важны и остальные электрические параметры сети, в связи с чем возник целый класс комбинированного инструмента на базе токовых клещей:

• Фазометры. Служат для определения фазировки проводов в многофазных цепях;
• Ваттметры. Приборы, измеряющие потребляемую мощность;
• Вольтметры. Приборы для измерения значений напряжения на элементах цепи;
• Мегаомметры. Приборы для контроля сопротивления изоляции, что особенно важно в цепях высокого напряжения.

Наличие комбинированного инструмента не снижает его надежности, поскольку единым остается только устройство индикации, а для измерения дополнительных параметров служат дополнительные вводные клеммы и схемотехнические элементы. С другой стороны, клещи мультиметр существенно улучшают удобство пользования и убирают необходимость иметь при себе набор различных измерительных приборов.

Появившись впервые, электроизмерительные клещи способны были измерять только переменный ток, что обусловлено принципом работы трансформатора. Обойти принципиальные ограничения и создать токовые клещи постоянного тока помогли достижения электроники в лице датчиков Холла.

Как пользоваться токовыми клещами

Электроизмерительные клещи, как и другой измерительный инструмент, требует соблюдения определенных правил, которые делятся на две большие группы:

• Правила техники безопасности при работе в электроустановках. Данные правила не зависят от типа инструмента и базируются на нормативной документации. Несоблюдение правил техники безопасности чревато травмами и гибелью людей, повреждениями оборудования и авариями. Последствия нарушений могут повлечь за собой как дисциплинарную и административную, так и уголовную ответственность;
• Инструкция пользователя на соответствующий прибор или инструмент.

Вне зависимости от типа конструкции, порядок измерений заключается в следующем:

• Кнопкой или рукоятками разводят губки клещей;
• Заводят проводник, в котором измеряют ток между губками и сжимают их;
• По показаниям прибора отсчитывают значение тока.

Как производить измерения

Как правильно пользоваться токоизмерительными клещами, как выбирать пределы измерений, как пользоваться встроенным тестером, подробно описано в инструкции по эксплуатации на каждую конкретную модель инструмента.

В последнем случае можно измерить значение утечки тока, но обычно они находятся вне пределов чувствительности токовых клещей.

Измерение в цепях постоянного тока

Клещи для измерения тока на основе токового трансформатора могут измерять только переменный ток в определенном диапазоне частот. Это связано с принципом работы трансформатора. Для измерения постоянного тока используют инструмент на другой основе.

Электроизмерительные клещи постоянного напряжения используют при измерениях эффект Холла, который регистрируется миниатюрным полупроводниковым датчиком.

Если позволяет гибкость, длина и изоляция проводника, то можно обмотать им губки клещей, сделав несколько витков. После этого измеряется ток, и полученное значение делится на количество витков.

Повышение точности измерений

Выбор инструмента

В продаже можно встретить большое множество инструментов для работы в электрических сетях. Выбирая себе токоизмерительные клещи, нужно ориентироваться на свои потребности и навыки. Начинающему электрику не нужен дорогой профессиональный инструмент со множеством дополнительных функций. Большая часть дополнений практически никогда не будет востребована. Да и для профессионалов многие дополнения не всегда нужны. В тех редких случаях гораздо проще воспользоваться специализированными приборами, гарантирующими высокую точность измерений.

Сильно дешевый инструмент должен насторожить покупателя своим качеством. Сейчас на рынке товаров различного назначения можно встретить множество поддельных и контрафактных товаров. Пользоваться таким инструментом опасно, да и ориентироваться на его показания стоит с большой долей скепсиса. Инструмент подпольных производителей зачастую можно отличить не только по низкой стоимости, но и по качеству сборки. Некачественный пластик, плохо зачищенные следы литья на рукоятках, люфты в подвижных частях и разболтанные клеммы говорят о том, что от покупки следует воздержаться.

Видео