Как работают токоизмерительные клещи: Что такое токовые клещи и зачем они нужны?

Что такое токовые клещи и зачем они нужны?

Токовые клещи обязательно должны быть в арсенале электрика и очень хорошо если они есть и у вас. В зависимости от модели они могут выполнять те же функции, что и обычные мультиметры. Это функции измерения постоянного и переменного напряжения, сопротивления цепи и т.д.

Токоизмерительные клещи почему то не пользуются популярностью у людей, а зря. Знать значение тока также необходимо, как и знать величину напряжения во время поиска какой-либо неисправности, например, при срабатывании автоматического выключателя. Может он срабатывает от перегрузки. Обычным мультиметром не электрик наврятли сможет померить потребляемую нагрузку.

Для чего нужны токовые клещи?

Из названия уже понятно, что токовые клещи нужны для измерения электрического тока. Их устройство позволяет произвести измерение тока без разрыва электрической цепи, т.е. на работающей электроустановке без ее остановки и производства дополнительных монтажных работ.

Как мы помним из школьной физики, что амперметр необходимо подключать в цепь последовательно, чтобы произвести измерения тока. Так работает обычный мультиметр, а вот токовые клещи работают по другому.

Они имеют магнитопровод в форме клещей, с помощью которого можно обхватить проводник и узнать величину протекающего по нему тока.

Какие бывают токовые клещи?

Они бывают со стрелочной индикацией. Это когда измеряемое значение тока фиксируются по отклонению стрелки на определенной шкале.

Еще бывают с цифровой индикацией. Это когда измеряемое значение тока выводится на дисплей, что реализовано на современных моделях.

Также эти устройства можно разделить по виду измеряемого тока. Обращайте на это внимание перед выбором модели.

Есть клещи, которые могут измерять и переменный и постоянный токи. Они немного дороже, но зато вы без проблем можете измерить утечку постоянного тока, которая разряжает аккумулятор в вашем автомобиле.

И есть модели, которые могут измерять только переменный ток. Они конечно подешевле, но зато вы тут ограничены измерениями только в сети переменного тока.

Из чего состоят токовые клещи?

Практически все такие устройства состоят из следующих элементов:

1. Магнитопровод в форме клещей.
2. Кнопка раскрытия клещей для обхвата проводника.
3. Гнезда для подключения измерительных щупов.
4. Ручка переключения режимов измерения.
5. Электронный дисплей для вывода информации.
6. Кнопка фиксации результатов измерения.
7. Измерительные щупы, которые подключаются к соответствующим гнездам.

Как пользоваться токовыми клещами?

Здесь ничего сложного нет. Следуйте этому алгоритму:

• переводите ручку переключения режимов в нужное положение;
• нажимаете на кнопку раскрытия клещей;
• обхватываете одиночный проводник в сети переменного тока или в сети постоянного тока;
• расположите токовые клещи перпендикулярно плоскости проводника;
• отпускаете кнопку, таким образом, закрывая клещи и замыкая цепь магнитопровода устройства;
• снимаете с дисплея измеренные показания тока.

Запомните! Измерять ток можно только на отдельном одиночном проводнике. Только тогда вы получите правильное значение тока. Если вы клещами обхватите весь провод (фазный + нулевой проводники), то тогда вы получите сумму токов протекающих по этим обоим проводникам. Тут в идеале у вас должен высветиться нуль. Однако если прибор покажет какое-нибудь маленькое значение тока, то это будет означать, что в вашем оборудовании есть небольшая утечка тока, равная полученному значению.

Дополнительные функции токовых клещей

Практически все модели токоизмерительных клещей снабжены дополнительными функциями. Это как я уже писал выше возможностью измерения постоянного и переменного напряжения, сопротивления цепи, температуры и т.д. Поэтому они могут заменить обычные мультиметры. Прежде чем покупать мультиметр хорошо подумайте, может стоит приобрести токоизмерительные клещи.

Надеюсь, что теперь вы поняли что такое токовые клещи и за чем они нужны.

Не забываем улыбаться:

Разработчики:
Собрать все это очень легко! Даже ваши девушки ничего не перепутают — все разъёмы разные!
Начальник с гордостью:
Они у меня умненькие, они переходники найдут.

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.

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.

1. Измеряемый провод.
2. Разъемный сердечник.
3. Вторичная обмотка.
4. Выпрямитель.
5. Измерительная рамка.
6. Шунтирующее сопротивление.
7. Переключатель режимов.
8. 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

Рекомендации по выбору

При приобретении электроизмерительных клещей не следует стремиться к покупке очень дорогостоящей модели, с встроенными множественными функциями, назначение которых вам даже неизвестно. Для применения в бытовых условиях достаточно приобрести недорогой прибор, который кроме определения параметров тока сможет прозвонить цепь, измерить напряжение, сопротивление.

Однако не стоит слишком экономить, так как при выборе дешевых устройств можно нарваться на китайскую низкокачественную подделку, вместо добротных измерительных клещей. Такое устройство будет иметь большую погрешность и низкое качество сборки. Их можно отличить по некачественному пластику с неприятным запахом, неаккуратной сборке корпуса со щелями, и по малой цене устройства.

Рекомендации и правила пользования

Особенностью такого типа электроизмерительных устройств является разъемный вид магнитопровода. Его обхват открывается при нажатии на подпружиненную рукоятку, либо кнопку, в зависимости от конструкции клещей.

После этого, удерживая токоизмерительные клещи в разомкнутом виде, подносят их к проводнику таким образом, чтобы он оказался внутри кольца магнитопровода.

Необходимо знать, если в измерительный проем поместить несколько проводников с протекающим током, то результатом измерения будет общая сумма всех токов. Если это однофазная сеть, то ток измеряют на одном проводе. При помещении в измеряемую зону сразу двух проводов однофазной сети (фазы и ноля) прибор покажет нулевое значение. Такая же ситуация произойдет, если измерять сразу три фазы. Поэтому необходимо убедиться в отсутствии лишних проводников в электроизмерительных клещах перед замыканием магнитопровода. Затем рукоятку опускают и кольцо замыкается.

Поворотный указатель устанавливают в положение включения прибора (в нашем случае «АСА»). В различных конструкциях устройств обозначение может иметь отличия. Поэтому перед применением прибора, сначала необходимо ознакомиться с инструкцией, и только потом включать его.

На цифровом индикаторе или стрелочном экране должна отобразиться величина измеряемого параметра проводника.

Независимо от типа устройства, применять его нужно с особой аккуратностью при проталкивании магнитопровода сквозь пучок проводов. При измерениях оголенных токоведущих частей и при напряжении выше 1 кВ необходимо пользоваться диэлектрическими перчатками.

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.

Преимуществами индуктивного способа являются:

• Мобильность измерений.
• Возможность производить замеры без разрыва цепи.
• Можно измерить большую величину тока, в отличие от прямого способа.
• Безопасность.

К недостаткам индуктивного способа относятся:

• Большая погрешность измерений при малых измеряемых параметрах.
• Невозможность проведения измерения в труднодоступных местах.

Похожие темы:

• Фазометры. Виды и работа. Устройство и применение. Особенности
• Мультиметры. Виды и работа. Применение и измерение
• Ваттметры. Виды и применение. Работа. Примеры и параметры
• Инструмент для электрика. Приборы и вспомогательный инструмент
• Индикаторные отвертки. Виды и устройство. Принцип действия

Мультиметр

— Как токоизмерительные клещи постоянного тока измеряют ток?

спросил 5 лет, 4 месяца назад

Изменено 5 лет, 4 месяца назад

Просмотрено 25 тысяч раз

\$\начало группы\$

Я понимаю, что для токоизмерительных клещей переменного тока изменяющееся магнитное поле индуцирует напряжение/ток в проволочной петле, и поэтому можно измерять переменный ток по индукции. Но как работают токоизмерительные клещи постоянного тока? По сути, постоянный ток означает статическое магнитное поле, и по закону Фарадея напряжение/ток не индуцируются.

• мультиметр
• сила тока
• индукция

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Это один из способов сделать это. Ref

Обычный трансформатор не может работать с постоянными токами. Поэтому принцип работы пробников постоянного тока несколько отличается от пробников переменного тока. Здесь же находится токоведущий проводник первичной обмотки и вводится через отверстие сердечника. Есть еще вторичная обмотка, но теперь она выполняет функцию компенсационной катушки. Сердцевина снабжена воздушным зазором, который удерживает датчик, т.е. датчик Холла, измеряющий магнитный поток в сердечнике.

Ток в первичном проводе намагнитит сердечник. Это магнитное поле измеряется датчиком, и в результате этого схема управления пропускает ток через компенсационную обмотку таким образом, что магнитный поток в сердечнике поддерживается равным нулю. В результате этого сердечник никогда не будет намагничен. Преимущество заключается в том, что нелинейные свойства и гистерезис как сердечника, так и магнитного датчика мало влияют на результаты измерений.

Помимо описанной схемы измерения есть еще схема размагничивания. Перед использованием токоизмерительного датчика сердечник должен быть размагничен без проводов, вставленных в сердечник.

Усиление может быть увеличено с компенсацией соотношения оборотов за счет пропускной способности.

---

Боковое примечание

Измерители мощности ВЧ-мощности True RMS работают примерно так же, как описано выше, за исключением того, что вместо согласования магнитной петли они используют терморезистор и используют мост для сравнения ВЧ-нагрева с нагревателем постоянного тока для точных измерений и, очевидно, гораздо меньшей полосы пропускания от тепловая постоянная времени, но очень точная.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Статические магнитные поля можно измерять с помощью датчика Холла.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Если на провод с постоянным током надеть зажим переменного тока, на выходе обмотки зажима возникает импульс постоянного тока. Подача этого импульса на интегратор дает ток, поскольку импульсное напряжение равно скорости нарастания потока через обмотку, а конечный поток пропорционален току.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. Электромагнитный

— Почему на токоизмерительные клещи не влияют близлежащие провода?

спросил 3 года 9 месяцев назад

Изменено 3 года, 9 месяцев назад

Просмотрено 593 раза

\$\начало группы\$

Насколько я понимаю, токоизмерительные клещи измеряют магнитное поле, создаваемое током, протекающим по проводу.

Хорошо известно, что зажатие двух проводов с одинаковым током в противоположных направлениях даст нулевое значение, потому что одно магнитное поле компенсирует другое.

Что меня удивило, так это то, что если второй провод, по которому течет противоположный ток, находится непосредственно снаружи зажима, это не оказывает заметного эффекта. Я ожидал, что его магнитное поле в какой-то степени будет связано с зажимом, но, похоже, это не так. Почему?

• электромагнитный
• счетчик
• зажим

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Представьте, что обратный провод красного провода (синий провод на вашем рисунке) находится за миллион миль. Вы, вероятно, согласитесь, что это имеет незначительный эффект.

Теперь, когда синий обратный провод подведен ближе, локализованное магнитное поле, которое он создает, помогает магнитному полю красного провода (слева), но также создает противоположное магнитное поле, проходящее через «кольцо» справа.

Два противоположных поля всегда взаимодействуют друг с другом для получения одного и того же суммарного эффекта: —

Магнитное поле красного провода не нарисовано для ясности.