Клещи электрические измерительные

Токоизмерительные клещи. Устройство и виды. Как выбрать

Токоизмерительные клещи служат для измерения электрических параметров цепи питания в виде фазового угла, мощности, напряжения или тока, без нарушения функционирования цепи и без ее разрыва.

Большую популярность получили токоизмерительные клещи, которые являются клещевыми амперметрами для измерения переменного тока. Они предназначены для оперативного замера тока в проводе без вывода из работы и без разрыва цепи. Электроизмерительные клещи используются в электроустановках до 10000 вольт.

Устройство и работа

Простая модель токоизмерительных клещей функционирует по принципу трансформатора тока с одним витком. Его первичная обмотка – это измеряемый провод или шина. Вторичная обмотка, которая имеет много витков, и подключенная к амперметру, выполнена на разъемном сердечнике.

а) – простые клещи с применением 1-виткового трансформатора.
б) – клещи с выпрямителем и 1-витковым трансформатором.

Измеряемый провод.
Разъемный сердечник.
Вторичная обмотка.
Выпрямитель.
Измерительная рамка.
Шунтирующее сопротивление.
Переключатель режимов.
Рычаг.

Токоизмерительные клещи состоят из трех основных элементов:

Рабочая часть: прибор для измерения, обмотки трансформатора, магнитопровод.
Изолирующая часть: от упора рукоятки до рабочей части.
Рукоятки: от края клещей до упора.

Для охватывания измеряемого проводника сердечник магнитопровода может раскрываться по аналогии с простыми клещами, при приложении усилия руки на изолированные ручки клещей.

Переменный ток протекает по измеряемому проводнику, который охвачен разъемным магнитопроводом. При этом ток образует в магнитопроводе магнитный поток, который создает электродвижущую силу во вторичной обмотке измерительных клещей. При воздействии ЭДС во вторичной обмотке возникает ток, измеряемый амперметром, находящемся в измерительных клещах.

Измерительные устройства современного образца работают по схеме, включающей в себя трансформатор тока с мостом выпрямления. При этом выход вторичной обмотки подключается к электроизмерительному устройству посредством набора шунтов.

Разновидности

Токоизмерительные клещи разделяют на два типа по рабочему напряжению и устройству:

В электроустановках до 1 кВ, одноручные .

В электроустановках 2-10 кВ, двуручные .

Одноручные электроизмерительные клещи в своей конструкции объединили рукоятку с изолирующей частью. Магнитопровод раскрывается при помощи специального нажимного рычага. Одноручные измерительные клещи до 1 кВ могут быть различных размеров, и не имеют определенных размерных нормативов. Пользоваться такими клещами можно одной рукой.

Двуручные измерительные клещи для электроустановок от 2 до 10000 вольт имеют размер изолированной части не меньше 38 см, ручек свыше 13 см. Конструкция таких клещей предусматривает пользование клещами с помощью двух рук.

По типу индикатора токоизмерительные клещи разделяются на:

Аналоговые . Имеют стрелочный дисплей со шкалой.

Цифровые . Оснащены жидкокристаллическим экраном.

Стрелочные (аналоговые) измерительные устройства еще не потеряли свою популярность, несмотря на широкое распространение цифровых приборов. Их преимуществом перед цифровыми устройствами является отсутствие необходимости источника питания для работы.

Чтобы измерить ток запуска, намного удобнее использовать аналоговые клещи, так как они очень быстро реагируют на резкую смену значения электрического тока. По удобству выдачи результата измерения аналоговые клещи намного уступают цифровым устройствам, так как измеряемая величина может быть определена только по градуированной шкале.

Цифровые измерительные устройства наиболее удобны в применении, так как результаты замеров показываются на экране в цифровой форме. Их недостатком является необходимость вспомогательного источника питания в виде аккумуляторов или батареек, а также увеличение погрешности измерений при разряде источника питания и электромагнитных помехах.

По виду измеряемого параметра цепи электроизмерительные клещи разделяют на:

Фазометры.
Ваттметры.
Ампервольтметры.
Амперметры.
Мегаомметры.

Фазометрами называются приборы, способные измерить угол сдвига фаз в трехфазной электрической сети при работе электрооборудования. Другими словами, этот параметр называют коэффициентом мощности. Фазометры бывают цифровыми, электродинамическими.

Ваттметры , выполненные в виде измерительных клещей, служат для измерения параметров 3-фазных и 1-фазных сетей бесконтактным способом: реактивной и активной мощности. Чаще всего такие приборы выполняют в виде универсального устройства, позволяющего измерять и другие параметры.

Ампервольтметры и амперметры в устройстве электроизмерительных клещей функционируют аналогично другим видам клещей. Они измеряют параметры тока, напряжения в некоторой цепи, либо несколько параметров одновременно.

Мегаомметры . Чаще всего токоизмерительные клещи комбинируют совместно с мегаомметром для возможности измерения сопротивления различных участков цепи, а также изоляции. Это дает возможность электромонтеру контролировать многие параметры электробезопасности оборудования, применяя только электроизмерительные клещи. Для измерения сопротивления в конструкции предусмотрены дополнительные выводы контрольных проводников.

Некоторые виды измерительных клещей оснащены датчиком Холла. Это сделано для возможности измерения параметров постоянного тока, который не трансформируется, в отличие от переменного тока. Схема работы таких клещей изображена на рисунке.

1 — Магнитопровод
2 — Проводник
3 — Датчик Холла
4 — Компенсационная катушка

Для высоковольтных измерений используют токоизмерительные клещи с длинными ручками более 38 см до измеряемого проводника.

Современные исполнения измерительных клещей способны кроме измерения параметров тока, измерить различные другие показатели: активное сопротивление, переменное напряжение, постоянное напряжение. Цифровые устройства также могут оснащаться функцией проверки диодов и транзисторов, прозвонки зуммером.

Измерение других параметров осуществляется аналогично работе с мультитестером. Достаточно подключить контрольные щупы к определенным гнездам, настроить режим измерения и произвести замер.

Несмотря на достаточную точность измерения, измерительные клещи цифрового вида не всегда позволяют получить данные с высокой точностью при измерении малых токов. Такую задачу по возможности можно решить следующим способом. Измеряемый проводник необходимо обмотать вокруг магнитопровода несколькими витками. Измерить параметр и разделить его величину на число витков провода.

Если при измерении цифровым устройством на дисплее изображается «1», то это говорит о том, что величина параметра в цепи выше установленного в приборе предела. Поэтому необходимо настроить соответствующим переключателем более высокую границу измерения.

Способы измерения тока

Используют два способа определения параметров электрического тока в цепи. К первому способу можно отнести прямое измерение, а ко второму способу – индуктивное или непрямое измерение тока.

Прямой способ

Прямое измерение тока осуществляется простым амперметром при подключении его в разрыв цепи электрического тока. Такой способ ток непосредственно протекает через амперметр. В итоге на дисплее прибора показывается действительная величина измеряемого параметра.

К достоинствам прямого измерения можно отнести:

Точность измерений, которая зависит от класса и качества прибора.
Простота и легкость выполнения измерений.

К недостаткам этого способа относятся:

Нет возможности производить замеры очень больших величин токов из-за конструктивных особенностей.
Один прибор может производить измерения только в подключенной к нему цепи.
Невозможно измерить параметры цепи без ее разрыва.

Непрямой способ

Таким способом пользуются при применении токоизмерительных клещей или трансформаторов тока, с которыми можно подключить амперметры, однако они могут измерить только вторичный ток трансформатора.

Токоизмерительные клещи работают по принципу трансформатора тока. Роль первичной обмотки играет измеряемый проводник, а вторичной обмоткой выступают сами клещи.

Работа с токовыми клещами

21 октября 2019

Время на чтение:

Любой человек, который хоть сколько-нибудь заинтересован в домашних делах и в ведении быта, имеет представление о том, зачем дома иметь паяльник, дрель, строительный миксер или лобзик. Но прибор, о котором пойдет речь далее, найдется далеко не у каждого дома, ведь этот девайс — клещи электрика. Несмотря на это, они могут сослужить прекрасную службу любому. Использовать их очень просто, к сожалею просто не все знаю о их существовании. Этот компактный прибор — не только незаменимый помощник, но и надежный друг любого хозяина.

Что это такое

Непосредственно электроклещи служат специалистам для оперативного и достоверного измерения различных параметров электрического тока: его напряжения, мощности и других. При этом разрывать цепь или нарушать ее работу нет никакой необходимости. В зависимости от того, какие величины необходимо измерить, выделяют следующие клещи:

Амперметр;
Ампервольтметр;
Ваттметр;
Фазометр.

Токовые клещи

Этот измерительный прибор в любой комплектации — от самой простейшей до самой профессиональной — состоит из магнитопровода, кнопки, фиксирующей данные измерений, переключателя (для выбора диапазона измерений и необходимых дополнительных функций девайса), различных разъемов для дополнительного подключения щупов и небольшого встроенного монитора/дисплея.

Клещи токоизмерительные

Самыми популярными, а также легко применимыми являются клещи-амперметры, используемые для получения параметров и характеристик переменного тока, их также еще окрестили токоизмерительными. Давайте разберемся, для чего нужны токовые клещи.

Электроизмерительные клещи без труда позволяют:

Определять и контролировать фактические нагрузки в электросетях;
Измерять мощности всевозможных электроприборов;
Контролировать работу приборов учета электроэнергии и ее потребления (например, для сверки показаний электрических счетчиков).

Важно! Такие токовые клещи можно применять при напряжении до 10 киловольт.

Принцип работы

Даже самые простейшие представители устройств такого рода позволяют осуществлять безразрывное измерение тока в проводниках. Механизм их функционирования базируется на принципах тока одновиткового трансформатора, который состоит из первичной (как правило, шины или провода) и вторичной обмоток. Измеритель подключается ко вторичной обмотке, которая должна находиться на разъемном магнитопроводе. Провод, вокруг которого замкнуты клещи, создает вокруг себя переменное магнитное поле, невидимое человеческому глазу, которое и замеряет прибор.

После того, как измерение тока во вторичной обмотке завершилось, возможно узнать величину тока, находящегося в проводнике, учитывая уже известные коэффициенты трансформации.

Принцип функционирования устройства

Алгоритм изменения тока в цепи следующий:

Сначала необходимо настроить прибор. На панели управления с помощью переключателя выставляем ту величину, которую собираемся измерять.
Нажатием на скобу, открываем клещи, пропускаем в них проводник, а затем закрываем девайс. Нужно помнить, что это устройство способно работать и с изолированными, и с не изолированными проводами.
Результат можно увидеть на экране, расположенном на панели прибора.

Читать еще: Особенности реле напряжения на 220 В для дома

Обратите внимание! Если работа будет проводиться в труднодоступных местах, то лучше отдавать предпочтения самым современным модификациям и моделям электроизмерительных клещей, ведь только они оснащены специальной кнопкой, которая фиксирует показания. Если захватить измеряемый проводник и зажать эту кнопку, то после раскрытия клещей показания останутся запечатлены на мониторе устройства.

Таким прибором можно измерять и переменный, и постоянный ток. Такое стало возможно благодаря имплементации в устройство датчика Холла. В своем роде это стало целым прорывом в сфере электрики и энергетики.

Самые современные девайсы такого рода позволяют проводить измерения косвенно и удаленно: к нему можно присоединить различные измерительные щупы с помощью набора проводов, вставленных в выводящие слоты (отверстия) на панели.

Сегодня на рынках электрооборудования можно найти великое множество вариаций и модификаций тококлещей. Однако, здесь не стоит руководствоваться принципом «лучше то, что дороже», ведь с самые дорогие модели вдоль и поперек напичканы великим множеством функций, о назначении которых не знают даже профессиональные электрики, не то, что простые обыватели. Для использования в быту, дома достаточно приобрести устройство, способное измерить ток, напряжение и сопротивление. Однако слишком экономить на таком девайсе не стоит, ведь можно напороться на низкокачественный китайский экземпляр, который может иметь высокую погрешность измерений, плохой корпус с неприятным запахом и торчащим клеем. Давайте разберемся, какие виды устройств можно найти в магазинах и для чего они могут быть пригодны.

Различные модели электроклещей

Высоковольтные токовые клещи

Конечно, в быту наиболее распространены модели тококлещей, которые способны измерять ток до 1 тысячи вольт. Однако, в промышленных условиях нередко появляется необходимость изучать параметры тока величиной выше 1000 В. Именно для таких ситуаций были сделаны высоковольтные тококлещи. По сути, их конструкция ничем не отличается от других моделей этих устройств, однако они имеют очень высокую и надежную изоляцию, чтобы защитить измеряющего человека от травм.

Токовые клещи с мультиметром

Этот девайс, пожалуй, самый современный из всех имеющихся на рынке электроприборов на данный момент. Этот как кофе 3в1, только из мира электричества! Этот небольшой прибор содержит в себе великое множество функций: он способен, помимо базового измерения тока, получать данные о напряжении, емкости, частоте, сопротивлении. В таких девайсах, как правило, минимальная погрешность измерения. Они могут измерять ток в очень широких диапазонах. Если существует необходимость наблюдения за формой сигнала, в этом устройстве предусмотрен аналоговый выход для подключения осциллографов.

Цифровые токовые клещи

Данное устройство отличается высокой степенью автоматизации. Имеется в виду, что оно способно само определять необходимые режимы в зависимости от внешних условий, а также устанавливать точные пределы измерения. Как правило, они имеют бесконтактный тестер напряжения и цифровой удобный дисплей с функцией подсветки, изготавливаются в надежном прорезиненном корпусе.

Некоторые из таких девайсов способны также, как и предыдущий тип, получать данные о напряжении, емкости, частоте, сопротивлении, температуре, скважности, проверять диоды, производить «прозвонку» цепей. Имеют функцию «Data hold»: можно сохранять полученные измерения после открытия клещей, вести журнал данных. Работают от обычных батареек, имеют очень небольшой размер и вес (порядка 200-300 грамм). Прекрасно подходят для электромонтажных работ.

Тококлещи со стрелочным индикатором

Такие электроклещи можно по праву называть праотцами всех вышеописанных подвидов. В этом устройстве впервые был использован принцип трансформатора для измерения постоянного и переменного тока. В них место удобного цифрового дисплея данные отображаются на стрелочной механический панели, из-за чего они значительно проигрывают в удобстве и простоте использования. Однако, они имеют маленькую погрешность измерений, из-за чего не потеряли свою популярность и конкурентоспособность на рынке в наш век цифровых устройств.

Стрелочные тококлещи

Устройство

Как уже упоминалось ранее, механизм функционирования клещей базируется на принципах тока трансформатора, который состоит из первичной (как правило, шины или провода) и вторичной обмоток. Измеритель подключается ко вторичной обмотке, которая должна находиться на разъемном магнитопроводе. Провод, около которого замкнуты клещи, создает вокруг переменное магнитное поле, невидимое человеческому глазу, которое измеряет прибор.

Исходя из конструкции, существует 2 вида тококлещей: простые (а) — их функционирование базируется на принципе работы одновиткового трансформатора; сложные (б) — они имеют в своем функционале выпрямитель, и их работа также основана на одновитковом трансформаторе.

Конструкция устройства

Стоит обратить особое внимание на картинку-схему: на ней изображены и отмечены составные части тококлещей. Так, под номером 1 на ней обозначен непосредственно провод, который измеряют; номер 2 — это разъемные сердечники (клещи); под номером 3 обозначена обмотка (вторичная); номер 4 — это встроенный выпрямитель; номер 5 — это изображение измерительной рамки; номер 6 — чертёж шнурирующего сопротивления; под номером 7 обозначает тумблер/переключатель режимов; номер 8 — это скоба (рычаг).

Эта схема представила очень детальное внутреннее строение электроизмерительных клещей. Однако, можно сказать, что тококлещи фактически состоят из трех частей:

Рабочей: непосредственно сами клещи и магнитопровод.
Изолирующей: пространство между рукояткой и рабочей части.
Корпуса-рукояти.

Где используется

Благодаря широкому спектру модификаций токовых клещей на рынке и в магазинах, они стали очень популярным электроинструментом и применяются везде — от среднестатистического дома, до огромной строительной площадки.

Важно! Существует два основных вида электроклещей: для измерения переменного тока и для измерения постоянного тока. Первые, по сути, являются универсальным инструментом и отлично подходят для снятия показаний на линиях и с постоянным напряжением.

Итак, рассмотрим следующую ситуацию: Галина и Иван Петровы стали замечать, что счета за электроэнергию становятся все больше и больше каждый месяц. Они стали разбираться, как такое возможно, и пришли к выводу о том, что, возможно, кто-то из соседей подключился к их сети и ворует электричество. Иван сходил в магазин и приобрел тококлещи. Затем, предварительно отключив все электроприборы в квартире, Петровы с помощью клещей измерили ток в отдельном фазном проводнике и зафиксировали показание выше нуля. Это значит, что их подозрение оказалось верным. Теперь осталось найти место несанкционированного подключения.

Для примера можно привести еще одну ситуацию. У Ивана Петрова есть автомобиль. Но вот незадача: аккумулятор стал разряжаться очень быстро. При этом он не устанавливал никаких дополнительных устройств типа автомагнитолы. Значит, где-то происходит утечка.

Применение электроклещей в автомобиле

Для этого клещами обхватывают плюсовой провод, идущий от аккумулятора. После этого последовательно нужно начать извлекать предохранители и отключать всевозможные потребители электроэнергии до тех пор, пока причина утечки не будет найдена.

Как использовать

Измерять ток в цепи несложно: нажав на рычаг, нужно открыть клещи и пропустить в них измеряемый провод, а затем зафиксировать измерение, появившееся на экране.

Прежде всего нужно помнить о технике безопасности. Важно, чтобы во время проведения измерения не возникло короткое замыкание и человека не поразило электрическим током. Конечно, с этой целью сами клещи покрыты изолирующей оболочкой. Поэтому бояться поражения током не стоит, но также не нужно забывать о том, что устройство должно быть полностью сухое.

Выше разобрано для чего же предназначены электроизмерительные клещи. Эти девайсы применяются, чтобы максимально быстро и точно измерить, как правило, переменный ток. В зависимости от конструкции, это нехитрое устройство может служить также термометром, использоваться как датчик напряжения или частоты. В надежных руках этот прибор может стать настоящим и незаменимым оружием.