Токоизмерительные клещи

Измерительные инструменты электроэнергетической сферы нужны для контроля состояния токопроводящих сетей, устройств и различного оборудования. Универсальным контрольным прибором являются клещи токоизмерительные.

Клещи токоизмерительные

Назначение клещей

Токовые клещи применяют для замера тока, не внедряясь в электрическую сеть. То есть прибор не контактирует с проводом. Вокруг любого проводника электрического тока формируется магнитное поле. Его измеряет прибор. Магнитный поток индуцирует ЭДС в измерительном приборе, который преобразует его в цифровые значения на дисплее клещей.

Возможности токоизмерительных клещей

Электрическими клещами оценивают не только величину силы тока в кабеле, но также с их помощью получают значения напряжения и частоты тока, текущего в цепи. С помощью прибора измеряют также мощность и фактическую нагрузку в сети. Инструмент применяют для проверки электросчётчиков. Сверяют показания счётчика с реальным энергопотреблением.

Принцип действия и строение

Клещи Дитце (второе название токовых измерителей) применяют для замера переменного тока без разрыва цепи. Внешне прибор напоминает обыкновенные клещи. Раздвижная скоба образует подвижную окружность, которой охватывают токопровод, не касаясь его.

Измерение тока в кабеле

В зависимости от сложности конструкции, клещи могут быть оснащены встроенным прибором – мультиметром с дисплеем. Простые устройства бывают двуручными с длинными изолированными рукоятками, рассчитанными на замеры от 2 до 10 кВ. Компактные одноручные клещи измерительные рассчитаны до 1000в.

Строение клещей

Измерительный инструмент по конструкции разделяют на два вида:

1. Прибор на основе трансформатора.
2. Инструмент с датчиком Холла.

Прибор на основе трансформатора

Этот тип приборов для замеров характеристик электричества использует величину потенциала в собственном трансформаторе. Магнитопроводы (полускобы), охватывая проводник, возбуждают в своём теле ток от наведённого магнитного потока вокруг кабеля. В измерительной обмотке внутри прибора наводится ЭДС, величина которой отражается на циферблате или дисплее инструмента.

Инструмент сдатчиком Холла

В таких устройствах используют вместо трансформаторной обмотки датчик Холла. В размыкаемой скобе помещена эта деталь. ЭДС в датчике находится в прямой пропорциональной зависимости от тока испытуемого проводника. Электронная схема, анализируя изменения этой величины, выдаёт значения в цифрах на дисплей измерителя.

Разновидности и способы измерения

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.

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.

Конструкция клещей трансформаторного типа

Измерительные устройства этого типа носят название клещей Дитца по имени их изобретателя. Главным органом электроизмерительных клещей до 1000в является трансформатор тока. Ток, протекающий в исследуемом кабеле, создаёт вокруг него завихрённое магнитное поле. Измерительное устройство с циферблатом установлено на перекрестии рычагов.

Трансформаторные клещи

В корпусе находится первичная обмотка, тогда как витки вторичной катушки распределены на разъёмном сердечнике. Когда скобы клещей для измерения тока смыкаются вокруг кабеля, прибор приходит в полную готовность. Нередко клещи комплектуются мультиметром. В этом случае прибор фиксирует постоянное и переменное напряжения, величину сопротивления электрической цепи. Его используют как токоизмерительные клещи в пределах до 1000 в.

Измерение тока

Обследование проводника электрической сети с помощью клещей производят следующим образом:

• включают прибор с автономным питанием;
• на интерфейсе измерительного блока с помощью переключателей устанавливают режим ожидаемого предела величины тока;
• рычагами смыкают разъёмное кольцо магнитопровода вокруг исследуемого проводника;
• некоторые измерительные клещи имеют кнопку, которая блокирует положение замкнутого кольца магнитопровода; с её помощью после снятия показаний магнитопроводы размыкают.

Преимущества

Основные достоинства прибора можно отразить в трёх пунктах:

1. Обследование токопроводов происходит без разрыва электрической цепи.
2. Способность инструмента делать замеры в высоковольтных цепях до 10 кВт.
3. Возможность использования прибора как токовые клещи для постоянного тока.

Недостатки

К минусам токовых клещей следует отнести следующее:

• высокий порог погрешности измерений;
• требуется особая точность положения измерительного окна относительно линейного проводника;
• недорогие модели «страдают» существенным искажением полученных данных.

Технология пользования

Как пользоваться токовыми клещами, можно узнать из прилагаемого руководства по эксплуатации прибора. Документация такого характера обязательно прилагается к измерительному устройству. Сам порядок обращения с инструментом довольно прост. Клещами охватывают проводник и снимают выходные данные прибора. Однако здесь есть свои хитрости и нюансы.

Полезные нюансы проведения измерений

Иногда при измерении небольших токов возникает трудность снятия показаний клещей-мультиметра. Небольшая сила тока не может быть зафиксирована по причине недостаточной чувствительности измерительного устройства.

Для этого был придуман простой способ получения данных в этих условиях. Делают это так:

1. Провод посередине длины сгибают на небольшом участке вдвое;
2. Полученную петлю продевают в проём магнитопроводов 2 или 3 раза.
3. В результате в окне прибора оказывается несколько проводов.
4. Переключатель мультиметра устанавливают в положение минимального диапазона измеряемой величины.
5. Полученное число на дисплее прибора делят на количество проводников, находящихся в окне инструмента. Это будет реальная величина силы тока в одном проводе.

Правила безопасности

Неукоснительное соблюдение правил безопасности при измерении токов в электросетях убережёт работника от получения электротравм. Перечень этих условий можно отобразить следующим списком:

• работник должен быть одет в специальную рабочую одежду;
• обувь используется только на толстой резиновой подошве;
• в карманах робы не должно быть никаких металлических предметов;
• работник обязательно одевает резиновые перчатки;
• электрик допускается к измерительным работам при наличии разрешительного документа.

Что учитывать при выборе устройства

При выборе электроизмерительных клещей нужно исходить из следующего:

1. Какие проводники нужно обследовать: высоковольтные линии, промышленные кабели или проводку стандартной электрической сети.
2. Частота использования прибора.
3. Ограничение финансовых возможностей для приобретения той или иной модели токоизмерительных клещей.
4. Диапазон измеряемых характеристик тока (сила, напряжение, сопротивление, мощность).
5. Эргономика клещей.

Токоизмерительные клещи позволяют получить сведения о протекающей электроэнергии в кабеле или проводе, не отключая электросеть от источника тока и не нарушая целостности электросети.

Видео

Автор:

Винoгрaдов Aндрeй Aлексaндрoвич