Как правильно работать токовыми клещами?

Что называется токоизмерительными клещами

Одним из главных инструментов электрика являются токоизмерительные клещи (их также называют токовыми клещами или токоизмерителями). Это специальный прибор, предназначенный для бесконтактного измерения силы тока в цепи. Внешне такие устройства похожи на мультиметр, но имеется у них одно значительное отличие.

Как пользоваться

Токоизмерительные клещи менее популярны, чем мультиметры, однако их использование также очень важно. Знать силу тока также необходимо, как и напряжение при выходе из строя электрооборудования. Хотя в конструкции мультиметра также имеется опция измерения силы тока, но провести измерения при помощи токоизмерительных клещей не только проще, но еще и быстрее.

Виды токовых клещей

Существуют  два вида токовых клещей:

  1. Токовые клещи постоянного тока.
  2. Токовые клещи переменного тока.

Какие же лучше?

Клещи, которые могут замерять силу тока постоянного напряжения сделаны на эффекте Холла  — они в разы дороже. Но они также сочетают в себе и токовые клещи переменного напряжения.

Клещи, которые замеряют силу тока переменного напряжения сделаны на принципе матора трансфор, поэтому они дешевые. Они не могут измерять силу тока постоянного напряжения.

Внешне они друг от друга ничем не отличаются. Я рекомендую брать те, которые умеют измерять силу тока как постоянного, так и переменного напряжения.

Конструктивные особенности инструмента

Из названия становится понятно о предназначении прибора. Благодаря специфической его конструкции, можно осуществлять измерения силы электрического тока без разрыва цепи. И это огромное преимущество, ведь в таком случае, не требуется останавливать работающее оборудование.

Составными элементами прибора — это такие устройства:

  1. Трансформатор с размыкающимся магнитопроводом, посредством которого и осуществляется измерение силы тока без разрыва цепи.
  2. Пульт управления в виде регулятора. С его помощью устанавливается диапазон измерений. Кроме того, в зависимости от модели токоизмерительных клещей, в них могут присутствовать функции мультиметра.
  3. Дисплей — отображаются результаты измерений.
  4. Гнезда для подключения щупов — присутствуют на многофункциональных моделях клещей. Подключаемые щупы позволяют проводить измерения напряжения, сопротивления и прочих физических величин.

Конструктивные особенности

Особое внимание в конструкции токоизмерительных клещей уделяется размыкающемуся трансформатору. Для этого предусмотрена специальная клавиша, которая отводит одну часть магнитопровода для расположения кабеля электрооборудования с целью определения величины силы тока. В обмотке трансформатора формируется ЭДС и ток, величина которого определяется прибором.

Это интересно! Очень важно учитывать, что создаваемый ток в трансформаторе имеет меньшее значение, чем в проводнике, поэтому для получения точных результатов, прибором проводится перерасчет, и на дисплей выводятся более точные показания.

Что измеряют токоизмерительными клещами?

Перед приобретением этого прибора нужно определиться, для каких целей предназначены электроизмерительные клещи.

Они представляют собой трансформатор с подключенным амперметром. Непосредственно устройство — первичная обмотка трансформатора. Размещение внутри нее проводника способствует индуцированию электротока на обмотку из-за возникающего электромагнитного поля. Затем он попадает на вторичную обмотку катушки, показания с которой считываются амперметром. Показания этого прибора пересчитывают с поправкой на коэффициент трансформации, указываемый на нем. Трансформатор с постоянным током не работает, поэтому описанные токовые клещи — для переменного тока.

Электроизмерительные клещи, изготовляемые сегодня, используются для значений, измеряемых при постоянном токе. На место амперметра помещается датчик Холла, улавливающий наличие и напряжение электромагнитного поля.

Используя эти приборы, производят следующие замеры:

  • нагрузку сети, имеющуюся в наличии по факту;
  • точность показаний различного оборудования, предназначенного для учета электроэнергии, сравнивая показания на них с показаниями, полученными при измерении клещами;
  • мощности бытовых и использующихся в профессиональной деятельности электроприборов.

Токовые клещи для постоянного тока дороже своих аналогов для переменного вида, но более точные и имеют повышенные показатели качества.

Инструмент, использующийся совместно с цифровым мультиметром, позволяет избавить пользователя от вычислений искомой величины, поскольку прибор имеет встроенный калькулятор.

Принцип работы токоизмерительных клещей

При использовании любых способов основной принцип — измерение. Он аналогичен как при применении мультиметров для повседневного использования (до 1000 В), так и профессиональных (выше 1000 В). Бытовые измерительные клещи одноручные, а профессиональные — преимущественно двуручные. Приобретать профессиональные приборы имеет смысл при работе с высоковольтными сетями.

tokoizmeritelnie-kleschi-fluke1

Электроизмерительные клещи, соединенные с мультиметром, позволяют выполнять процесс измерения в такой последовательности:

  • обнаруживается провод для измерения электротока (обхват инструментом нескольких проводов при замере способствует получению неверного результата);
  • подбираются диапазон и режим тестера — при неизвестном значении I измерения начинают с наибольшей шкалы;
  • помещают в токовые клещи тот проводник, в котором необходимо измерить I (для достижения точного измерения провод размещают по центру перпендикулярно относительно корпуса прибора).

Режим измерения — автоматический, цифры отображаются на дисплее.

На простом примере можно продемонстрировать, как проверить нагрузку в сети 220 В. Положение переключателя клещей для того, чтобы померить ток — АС 200, клещи обхватывают проводник, после чего снимают показания. Находят произведение измеренного значения и напряжения. Рассчитанная величина может сопоставляться со значениями электросчетчиков.

Будет интересно➡  Как найти проводку в стене? Детектор скрытой проводки из смартфона

Методы измерения

Для изготовления токочувствительной части данного прибора используется два типа чувствительных элементов, выполненных на базе датчика Холла или специального трансформатора. В зависимости от типа анализатора, токовые клещи могут измерять либо переменный и постоянный, либо только переменный ток. Рассмотрим принцип их работы боле подробно.

Токовые клещи переменного тока

Данные токовые клещи являются наиболее распространенными, что связано с простотой их конструкции и низкой стоимостью. Принцип их работы основан на использовании эффекта трансформаторного усиления сигнала.

1 — электрическая цепь; 2 — проводник; 3 — трансформатор; 4 — амперметр; 5 — магнитопровод 1 — электрическая цепь; 2 — проводник; 3 — трансформатор; 4 — амперметр; 5 — магнитопровод

Измерение производится очень просто:

  • В раздвижной магнитопровод заводится проводник, на котором необходимо измерять ток.
  • Этот проводник для намотанной на магнитопровод катушки является первичной обмоткой трансформатора.
  • В зависимости от величины переменного тока, протекающего через проводник, будет изменяться напряжение на выходе измерительного элемента.

Токовые клещи постоянного тока

Данные приборы появились после обнаружения так называемого эффекта Холла — изменение напряженности магнитного поля в проводнике, через который протекает электрический ток, способствующий формированию в точке измерения потенциала, соответствующего величине приложенного к полупроводнику магнитного потока. На базе этого эффекта разработан специальный датчик, чувствительный как к переменному, так и постоянному магнитному полю.

1 — магнитопровод; 2 — основной ток; 3 — проводник; 4 — датчик Холла; 5 — выходной ток; 6 — компенсационная катушка 1 — магнитопровод; 2 — основной ток; 3 — проводник; 4 — датчик Холла; 5 — выходной ток; 6 — компенсационная катушка

Дополнительным преимуществом использования датчика Холла является его быстродействие, что позволяет использовать приборы, построенные на его базе, для выявления коротких бросков тока.

Токоизмерительные клещи: как пользоваться

Если умеете пользоваться мультиметром, то, казалось бы, что может быть трудного при работе с токовыми клещами. Однако некоторые сложности все-таки есть, как оказывается. И если вы один из тех, кто только что купил клещи, и при попытке воспользоваться ими, получаете нулевое значение на экране, тогда присоединяйтесь к инструкции, которая поможет вам правильно научиться пользоваться инструментом. Для начала рассмотрим некоторые особенности, от которых зависит правильность эксплуатации:

  1. Если внутри магнитопровода расположить несколько проводников трехфазной цепи, то прибор выдаст суммарное значение силы тока.
  2. Измерять силу тока в однофазной цепи необходимо для одного провода. Если разместить внутри сразу несколько проводов (фазный и нулевой), то значение на дисплее будет нулевым. Наверняка вы с этим уже сталкивались, когда пытались проверить силу тока в проводе от электрочайника или других бытовых устройств.
  3. Если разместить внутри магнитопровода сразу три провода трехфазной цепи, то результат также будет нулевым.

Как пользоваться прибором

Выяснив особенности применения токоизмерительных клещей, можно прибегнуть к их эксплуатации. Делается это следующим способом:

  1. Внутри кольца магнитопровода располагается один из проводов, запитывающий электрооборудование. Очень важно, чтобы внутри был расположен именно один провод однофазной цепи, так как в противном случае измерения провести не получится.
  2. Замкнуть кольцо магнитопровода.
  3. Установить поворотный указатель на приборе в положение ACA или DCA, что зависит от типа цепи. На какое значение нужно устанавливать указатель? В этом вопросе начинающие мастера часто путаются. Итак, на приборе обычно имеется несколько значений тока для измерений. Это может быть величина до 20А, 200А или 1000А. Чтобы узнать, на какое значение нужно установить указатель, оцениваем мощность оборудования, ток которого необходимо узнать. Если это чайник на 2 кВт, тогда следует 2000 Вт/ 220В, и получим значение 9А. Это означает, что на приборе можно установить значение измерений в диапазоне до 20А, и получить тем самым максимально-правильный результат. Чтобы не проводить расчетов, устанавливаем указатель на максимальное значение, и измеряем. На основании получаемых результатов переводим регулятор на меньший диапазон.

Чтобы не возникало никаких трудностей, научимся пользоваться токоизмерительными клещами на примере.

  1. В качестве электрооборудования используем водонагреватель/бойлер на 50 л.
  2. Бойлер имеет параметр мощности в 1,5 кВт. Это значение нам необходимо для проверки правильности измерений и погрешности прибора. Технические характеристики бойлера
  3. Чтобы узнать силу тока, которую потребляет водонагреватель, нужно расположить провода питания в токоизмерительных клещах. Для этого снимаем защитную крышку с автоматического выключателя, и получаем доступ к необходимому проводу. Автоматический выключатель бойлера
  4. Синий провод проходит через автоматический выключатель, а черный используем для проверки величины силы тока. Выставляем на приборе соответствующий диапазон измерений (в конкретном случае используем клещи модели Clamp Meter 266) до 200А. Установить диапазон измерений на приборе
  5. Далее помещаем проводник внутри магнитопровода прибора. Поместить проводник внутри клещей
  6. И включаем водонагреватель в сеть. Снимаем полученные значения. Произвести измерения токоизмерительными клещами
  7. Это значение силы тока, который потребляет однофазный бойлер мощностью 1,5 кВт. Запоминаем его при помощи клавиши Data Hold. Зафиксировать значение измерений
  8. Теперь, чтобы не забыть это значение, его можно записать на бумагу. Записать полученные значения

Вот такими простыми действиями получилось вычислить величину силы тока, которую потребляет бойлер. Убеждаемся в том, что эти значения правильные. Для этого мощность бойлера 1500 Ватт нужно разделить на напряжение сети 220 Вольт. Получаем значение 6,8 Ампер. Незначительная погрешность в десятых долях Ампер — это перепады напряжения. Чтобы получить более точные результаты, следует еще измерить напряжение в цепи при включенном бойлере.

Будет интересно➡  Способы проверки транзисторов на работоспособность

Вот таким вот способом можно определить величину силы тока для любого бытового электроприбора или строительного инструмента. При эксплуатации токоизмерительных клещей важно учитывать следующие особенности:

  1. Чтобы получить максимально-точные показания, необходимо размещать провод внутри клещей так, чтобы он касался к магнитопроводу.
  2. Если мощность оборудования, которого измеряется ток, очень низкая, тогда следует сделать несколько витков провода вокруг магнитопровода прибора. Полученный результат следует разделить на количество витков, чтобы в итоге узнать правильную величину тока.

Ниже на видео представлена простейшая видеоинструкция, как научиться пользоваться токовыми клещами.

Стоит также отметить, что чем меньше величина силы тока в проводнике, тем выше степень погрешности. Если при измерении на дисплее прибора отображается значение «1», то это говорит о том, что сила тока в проводнике выше, чем установленный на инструменте диапазон. Для этого необходимо перевести переключатель на следующую границу измерения.

Это интересно! Перед проведением измерений рекомендуется произвести проверку инструмента. Для этого осмотрите прибор на целостность. Включите его, и убедитесь в исправности. Измерьте значение силы тока на электрооборудовании, мощность которого известна, чтобы убедиться в правильности показаний. Только после этого переходите к измерениям.

Измерение тока, протекающего по одному проводнику

Это наиболее распространенный способ измерения. Проводник заводится в магнитопроводные клещи, которые располагаются под прямым углом к плоскости проводника. На приборе выставляется требуемый диапазон измерения. Величина измеренного тока будет выведена на экран прибора.

Одновременное измерение тока, протекающего по нескольким проводникам

Если в магнитопровод токовых клещей завести сразу несколько проводников, то прибор измеряет разностную величину протекающего по ним тока. Например, если для сети 220 В производить одновременное измерение тока на «фазе» и «нуле» одной цепи, то прибор покажет ток утечки в нагрузке.

Усиление слабых сигналов

Для измерения малых величин тока допускается усиливать подаваемый на датчик сигнал за счет намотки проводника на магнитопровод прибора. При этом реальное значение протекающего по нему тока определяется путем деления полученного на индикации прибора значения тока на количество сделанных проводом витков.

Как повысить точность измерения

При измерении небольшой силы тока, намотайте проводник (в котором измеряется ток) несколько раз на магнитопровод. В этом случае суммарный магнитный поток увеличивается пропорционально количеству витков и также возрастает показание на дисплее. Величину отсчета разделите на количество витков и получите точное значение даже для маленьких токов.

Как повысить точность измерения

Сделать самому

Если человек немного разбирается в электронике, имеет цифровой мультиметр, то можно довольно быстро сделать к нему дополнение. Для этого понадобится любой датчик Холла, в продаже они имеются, и ферритовое кольцо.

Как правильно работать токовыми клещами?

Кольцо раскалывают на две части, к одному концу крепится датчик, и к его контактам припаивают провода. Полукольца крепят к прищепке или чему-нибудь подобному. Концы проводов вставляют в гнезда мультиметра. Прибор переводится в режим милливольтметра.

Если в ферритовое кольцо поместить проводник, по которому протекает ток, то на милливольтметре можно будет наблюдать какие-то значения. В зависимости от используемого датчика, коэффициент преобразования напряженности магнитного поля в электрическое напряжение будет разным, но постоянным для конкретного датчика.

С помощью эталонных токов можно отградуировать шкалу. В результате получится простая и удобная приставка к мультиметру.

В чем разница между мультиметром и электроизмерительными клещами?

Основной и, наверное, ключевой разницей между этими устройствами является возможность измерения силы тока в проводнике бесконтактным способом, в случае с клещами. В целом же, функционал обоих приборов похож, конечно, мультиметр более богат в этом плане, но для нужд электрика, а тем более, новичка или любителя, вполне достаточно и щипцов.

О недостатках и преимуществах: что нужно знать каждому мастеру

Как и любой вид инструмента, токоизмерительные клещи имеют определенные преимущества и недостатки. К достоинствам измерительных электроприборов принадлежат:

  1. Сила тока измеряется без необходимости разрыва цепи. Это одно из главных преимуществ, за счет которого приборы получили широкую популярность. Отсутствие необходимости разрыва цепи не только положительно влияет на скорость проведения работ, но и на безопасность.
  2. Измерения проводятся не только быстро, о чем уже упоминалось выше, но еще и точно, что связано с автоматическим перерасчетом.
  3. Компактность — устройства имеют легкий вес и малые габариты, поэтому не возникает трудностей с их хранением, транспортировкой и использованием. Размеры инструмента
  4. Простота эксплуатации. Приборы просты в применении, но для этого необходимо знать некоторые особенности, о которых можете узнать, прочитав материал до конца.
  5. Наличие дополнительного функционала, что расширяет не только возможности инструмента, но и область использования.
  6. Возможность зафиксировать результат, если измерения проводятся в труднодоступных местах.
Будет интересно➡  Выбивает автомат или УЗО при включении стиральной машинки. Как найти решение без мультиметра. Стиральная машина выбивает пробки

Преимущества инструментов

Некоторые модели имеют также подсветку дисплея, что исключает вероятность получения неправильных значений. Работают цифровые токоизмерительные клещи от батарейки, и это является первым и основным недостатком. При ее разряде, прибор является бесполезным. К дополнительным недостаткам измерительного инструмента относятся:

  • показания прибора напрямую зависят от его положения;
  • получение неточных значений, что опять-таки зависит от модели приборов;
  • прямая зависимость получения результатов зависит от правильности эксплуатации инструмента.

Недостатки на фоне большого количества преимуществ, практически незаметны. Чтобы показания были точными, необходимо научиться пользоваться токоизмерительными клещами. Как это сделать, рассмотрим в следующем разделе.

Это интересно! Клещи на приборе могут быть не только встроенными, но и выносными, что позволяет использовать их для измерений в труднодоступных местах.

Ремонт и настройка токоизмерительных клещей

Прежде всего, нужно отметить, что возможность починить токоизмерительные клещи имеется в случае не только наличия необходимых навыков работы с паяльником, но и познаний в электронике. Выйти из строя измерительный инструмент может по различным причинам:

  • падение с высоты и прочие механические повреждения;
  • неправильное включение прибора в цепь при измерении соответствующих величин, например, переключатель выставляется в режим измерения тока, а щупы подводятся к розетке для измерения разности потенциалов (напряжения);
  • окисление батарейки, которая заливает плату, выводя из строя детали.

Ремонт и регулировка

Ремонт токоизмерительных клещей зависит от характера неисправности. Если из строя вышел конденсатор или резистор, то их можно заменить, используя паяльник или фен. Определить неисправный элемент можно визуально или путем проверки мультиметром. Если же из строя выходит микроконтроллер, то ремонтировать прибор не имеет смысла. В этом случае будет проще купить новые токоизмерительные клещи.

Относительно токоизмерительных клещей нужно отметить, что к каждой модели прилагается инструкция и соответствующее техническое описание. Между строк должны указываться значения погрешности. Их необходимо учитывать, чтобы получить точные показания. Иногда величина погрешности может быть больше, что также допустимо. В таком случае необходимо самостоятельно отрегулировать прибор, для этого на плате имеются соответствующие регуляторы. Ниже на фото показано, как они выглядят.

Регулировочные винты токовых клещей

Ниже на видео подробный рассказ о том, нужно ли покупать токоизмерительные клещи, или можно обойтись мультиметром.

Подводя итог, нужно отметить, что научиться пользоваться токоизмерительными клещами не трудно, но при работе с инструментом обязательно соблюдайте технику безопасности. Хотя прибор исключает необходимость его включения в цепь, но в ходе измерений не исключена вероятность обрыва проводника, к которому можно коснуться рукой. Если работаете в сетях с высоким напряжением более 220В, то обязательно рекомендуется пользоваться диэлектрическими перчатками.

Правила безопасности при работе

Токоизмерительные клещи разрешается использовать только в закрытых помещениях или на открытых пространствах в сухую погоду. Измерять силу тока можно как на кабелях, покрытых изоляцией, так и на оголенных. Перед использованием человеку необходимо надеть защитные перчатки, а под ноги подложить диэлектрическое основание и надеть специальные ботинки.

Маленькие хитрости при замерах

Есть также еще одна фишка для замера малой силы тока. Но для наглядности я покажу на большой силе тока. Используем всю ту же самую лампу накаливания на 12 вольт и лабораторный блок питания с выставленным напряжением  в 12 Вольт.

Делаем первый замер:

Токовые клещи
Токовые клещи

Токовые клещи показали 1,75 Ампер. Видать лампа еще на нагрелась, поэтому выдало чуть больше, чем в прошлом опыте.

А теперь знаете что? Давайте сложим замеряемый проводок бубликом в два витка и снова сделаем замеры:

Токовые клещи
Токовые клещи

На дисплее высветилось значение 3,54 Ампера.

Добавим еще один виток. Итого стало 3 витка:

токовые клещи несколько проводов
токовые клещи несколько проводов

Прибор нам показал 5,31 Ампера.

Ну и напоследок добавим еще один виток. Итого стало 4 витка:

Токовые клещи
Токовые клещи

Прибор нам показал 7,12 Ампер.

Не заметили никакую закономерность? А  она до боли простая:

Общий ампераж = количество витков помноженный на ампераж одного витка.

То есть если у нас 4 витка показывает 7,12 Ампер,  то 7,12/4=1,78 Ампер

Если 3 витка показывает 5,31 Ампер, то 5,31/3=1,77 Ампер

И для двух витков, получаем 3,54/2=1,77 Ампер.

То есть по сути, чтобы точнее измерить малые токи, мы наматываем как можно больше витков, замеряем, а потом делим  значение на токовых клещах на количество витков.

Предыдущая
ПрактикаВыбивает автомат или УЗО при включении стиральной машинки. Как найти решение без мультиметра. Стиральная машина выбивает пробки
Следующая
ПрактикаЧто называется защитным заземлением?
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Electroinfo.net  онлайн журнал
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять