Токоизмерительные клещи. устройство и виды. как выбрать

Преимущества и недостатки

При использовании токоизмерительных клещей можно отметить следующие достоинства:

Компактность используемого инструмента и простота его использования.
Имеется возможность использовать этот инструмент для проведения замеров в высоковольтных цепях. Для этой цели используются специализированные модели.
Существуют различные разновидности таких устройств.

Такие клещи несложно интегрировать с радиоизмерительной аппаратурой.

При использовании можно столкнуться с такими недостатками:

Поскольку при измерении используются характеристики создаваемого проводом магнитного поля, то при различном положении проводника результаты измерений могут отличаться. Чтобы избегнуть такой неоднозначности рекомендуется располагать провод перпендикулярно плоскости расположения клещей.
Класс точности производимых измерений недостаточно высокий — второй или третий, в зависимости от конкретной модели.
Иногда речь может идти о дополнительной наводке магнитного поля, создаваемой другими электроприборами. Чтобы этого избегнуть, необходимо контролировать их возможное наличие.
Относительно простой принцип работы служит причиной изготовление некачественных вариантов таких инструментов.

Достоинства токоизмерительных клещей в значительной степени перевешивают их недостатки.

Устройство и основные функции токовых клещей

Клещи токоизмерительные — с их помощью проводятся необходимые измерения без разрыва или отключения электрической цепи. В некоторых моделях присутствуют дополнительные функции, позволяющие измерять напряжение, частоту и температуру.

Основным преимуществом этого инструмента является возможность проведения измерений в широком диапазоне мощности, с максимальным значением до 1 тыс. киловатт. В стандартной схеме имеются сами магнитопроводные клещи, переключатель диапазонов и функций, дисплей, кнопки, фиксирующие результаты измерений и разъемы. С помощью основных функций выполняются измерения тока и напряжения постоянного и переменного значения, сопротивления, проверка диодов и тестирование поврежденных участков. Инструмент оборудован специальной защитой, исключающей перегрузку.

Существует такое понятие как трансформаторное усиление сигнала. Данный эффект лежит в основе принципа работы трансформаторных клещей. В результате, все измерения проводятся довольно простым способом. Измеряемый проводник заводится в систему раздвижного магнитопровода. В этот момент он выступает в роли первичной трансформаторной обмотки для катушки магнитопровода. Электрический ток, протекающий через проводник, будет иметь различные характеристики, которые и буду отражаться в измерительной части.

Таким образом, с учетом принципа работы, все токовые клещи разделяются на приборы измерения постоянного или переменного тока. Некоторые виды моделей, выполненные в комбинированном варианте, позволяют измерять обе величины.

Токовые клещи широко используются в промышленности и в быту. Они являются многофункциональным устройством, позволяющим определять фактическую нагрузку электрической сети, мощность различных приборов и устройств. С помощью токовых клещей можно определить количество потребляемой электроэнергии, какими-либо приборами и устройствами.

При работе с данным инструментом следует учитывать возможные недостатки в его работе. Так, расположение прибора полностью влияет на полученные показания. Среди дешевых устройств нередко попадаются такие, у которых результаты измерений вызывают большие сомнения. И, наконец, правильные и точные показания во многом зависят от умения пользоваться этим прибором.

Как выбрать типоразмер токоизмерительных клещей

Большинство современных исполнений способны регистрировать также значения таких характеристик электрической цепи как напряжение, частота, мощность, ёмкость и сопротивление. Однако при помощи клещей можно определять температуру (от датчиков или термопар), а также использовать их для быстрого испытания сопротивления «выдержать/не пройти», в результате которого можно определить, замкнута или разомкнута цепь. При проведении теста на непрерывность, если цепь замкнута, прибор подаёт звуковой сигнал, поэтому смотреть на дисплей не нужно.

Позиции выбора, которые должны приниматься во внимание:

Требующийся диапазон измерений.
Какими должны быть размеры и конфигурация зажимов/челюстей.
Какой класс защиты требуется.
Какой должна быть точность измерения.
Каким набором аксессуаров комплектуется устройство.
Соответствуют ли клещи нормам безопасности для проведения работы.

Как замерить параметр безопасно? Вне зависимости от степени защищённости прибора от внешних опасностей, работать с клещами необходимо только в защитных рукавицах, как показано на рисунке 5.

Долговечность данного измерительного устройства зависит также от строгого соблюдения инструкций изготовителя, а также от сроков периодической поверки техники в специальных лабораториях.

Рисунок 4. Рабочая панель токоизмерительных клещей DT202

Рисунок 5. Как правильно удерживать токоизмерительные клещи во время замеров

Пример использования клещей для измерений силы тока в однофазной сети показан на рисунке 6, а процедура калибровки — на рисунке 7.

Рисунок 6. Установка клещей для измерения параметров однофазной сети

Рисунок 7. Процесс калибровки токоизмерительных клещей

При необходимости приобретения данных измерительных устройств, необходимо обращаться в организации, имеющие лицензию на данный род деятельности. Токоизмерительные клещи от сертифицированных производителей — это гарантия точности и качества прибора, возможность его своевременного ремонта или замены.

Что нужно помнить

Важно помнить, что все работы по построению и обслуживанию электрических сетей, а так же по проведению электротехнических измерений должны выполняться только специально обученным персоналом, имеющим все необходимые допуски и наряд на выполнение работ под напряжением. Соблюдайте правила электробезопасности, а именно: используйте обувь на резиновой подошве (диэлектрические калоши), применяйте резиновые диэлектрические перчатки, работайте с напарником

Кроме того, избегайте касаний голыми частями тела токоведущих частей, не допускайте образования электрической дуги

Если вы не являетесь аттестованным специалистом, и работаете без напарника и наряда на выполнение работ – вы полностью перекладываете на себя всю ответственность за возможные повреждения и травмы, которые вы можете получить в процессе их выполнения.
Электричество опасно для жизни, важно помнить об этом, и соблюдать все меры безопасности. Особенно в том случае, когда речь идёт о проведении работ в щитовых

Ведь сила тока в них выше, чем в домашней сети, равно как и напряжение. Именно там и используются в основном токоизмерительные клещи. Не пренебрегайте возможностью обратиться за помощью к обученным специалистам, не рискуйте своей жизнью понапрасну.
В случае если вы всё-таки решили провести подобные работы самостоятельно – изучите видео, прочитайте внимательно инструкции, как пользоваться токовыми клещами, и только после этого, с соблюдением всех мер безопасности, приступайте к работам.
Как пользоваться токоизмерительными клещами видео смотрите ниже:

https://youtube.com/watch?v=8lEQG5cyAxg

Токоизмерительные клещи это простой и современный прибор, позволяющий без труда получить все необходимые данные, не вступая в прямой контакт с электричеством. Особенно важно их использование в случаях линий с большой силой тока, где стандартные мультиметры не подойдут, из-за малого сечения измерительного проводника.

Полезные нюансы проведения измерений

Знание некоторых физических законов и особенностей строения прибора позволят расширить сферу его применения.

Если ток в проводнике очень маленький и тестер не может точно его определить, то можно «помочь» прибору, намотав проводник на одну из половинок клещей. В таком случае на дисплее отобразится сумма токов и чтобы узнать точное значение надо разделить полученный результат на количество витков.

Если ток больше того, что может показать тестер, то на дисплее отобразится единица. В таком случае надо выставить больший диапазон измерений и повторить замеры.

Обнаружить ток утечки получится и без поиска его наличия на заземляющем проводе (подсоединённому к корпусу прибора). Для этого можно воспользоваться способностью тестера показывать сумму токов нескольких помещенных в электроизмерительные клещи проводников. Если обхватить клещами сразу фазу и ноль, то на дисплее должен высветиться ноль, так как наведенные электромагнитные поля взаимно компенсируются (они должны быть одинаковыми по силе и различными по направлению). В случае наличия утечки, значения на дисплее будет отличным от ноля – если это так, то надо искать место пробоя изоляции на корпус.

Если на корпусе измерительного прибора есть кнопка «Hold», это поможет измерять ток в труднодоступных местах, к примеру, если тестером туда можно дотянуться, а дисплей при этом видно не будет. В таком случае надо обхватить токовыми клещами провод, нажать на эту кнопку и полученный результат зафиксируется на дисплее – теперь его можно посмотреть в удобном месте.

Инструкция по применению

Практически все токовые клещи, присутствующие сегодня на рынке, являются цифровыми. Давайте подробно рассмотрим, как пользоваться токоизмерительными клещами.
Разберём это на примере цифрового и аналогового прибора.

Цифровые клещи М266

Прибор является профессиональным. Состоит из цифрового табло на жидких кристаллах, на котором отражаются все измеряемые показатели, кругового поворотного переключателя. На его шкале нанесены основные параметры пределов измерений и их значения в нужном диапазоне. Основной рабочей частью прибора являются сами клещи (клещи — трансформатор).

На рисунке выше изображена панель управления цифровыми токоизмерительными клещами М266.

А на рисунке ниже — поставляемая комплектация этого прибора.

Прибор имеет пределы измерений по току – 20А, 200А и 1000А
Цифровые измерительные клещи М266 снабжены мультиметром с щупами. С их помощью можно проводить измерение напряжения до 1000 Вольт постоянного и 750 вольт переменного тока. Прибором можно проверить исправность полупроводниковых диодов, использовать прибор для прозвонки электрических цепей, измерять температуру. Данные токовые клещи могут измерять ещё и сопротивление изоляции проводников до 2000 МОм.

Про токоизмерительные клещи M266 видео смотрите ниже:

Аналоговые клещи Ц4501

Этот измерительный прибор использует для проведения замеров те же принципы физики, что и цифровые клещи, но его функциональность несколько ниже. Прибор имеет пределы измерений по току – 10А, 25А, 100А, 250А и 500А, по напряжению 30В и 600В, по сопротивлению 2кОм. Но он не может измерять сопротивление изоляции и температуру. По всем остальным показателям он не уступает цифровому прибору.

Как проводить измерения

Для того чтобы провести измерение цифровыми токоизмерительными клещами необходимо выполнить следующие операции:

Включить прибор и выставить поворотный переключатель в нужный вам сектор предела измерений;
Завести проводник между магнито-несущими трансформаторными клещами;
Дождаться появления результатов измерения на табло.

Проводя работы по измерению напряжения и силы тока в электрических сетях с помощью измерительных токовых клещей необходимо помнить про следующие тонкости такой работы:

В случае если параметры, выводимые на табло прибора не корректны – убедитесь в том, что правильно выбрали измерительный диапазон для работы с прибором. При проведении измерений со стрелочным прибором, стрелку может «зашкаливать»;
Для того чтобы использование измерительного прибора дало максимально точные результаты рекомендуется воспользоваться следующим способом измерения: возьмите в клещи несколько витков измеряемого проводника (это надо делать, предварительно обесточив данный проводник и проверив отсутствие напряжения индикатором), а после подачи напряжения полученные результаты измерения поделите на количество витков, таким образом, полученный результат будет наиболее точно отражать реальный рабочий ток;
Строго соблюдайте все меры безопасности при работе с цепями, находящимися под напряжением.

Выбор токоизмерительных клещей

Если вы не знаете, как правильно использовать токоизмерительные клещи, мы бы вам не рекомендовали их покупать в интернете или местах, где нет продавца или консультанта, который может вам рассказать принцип его работы.

Более того, тот же продавец должен вам помочь подобрать правильный для ваших потребностей прибор. Например, токоизмерительные клещи еще делятся на две категории – одни измеряют только постоянный ток, в то время, как другие используются для измерения переменного тока. Момент довольно простой, но без знаний и опыта легко совершить ошибку.

Вместе с тем нормальные магазины нужны еще и для того, чтоб обезопасить себя от подделок или просто некачественного товара.

Даже обычная вилка, сделанная из плохого материала может нанести вред вашему здоровью в долгой перспективе.

Работа с электричеством является серьезным занятием, а потому нельзя допускать того, чтоб ваши приборы давали вам ложные сведения.

Далее стоит хоть примерно оценить толщину линий, ток в которых вы планируете измерять. В зависимости от этого подбираются параметры значений тока и физические размеры клещей.

Кроме того, хотелось бы посоветовать вам не пытаться изо всех сил сэкономить на таком приборе. Практика показывает, что подобные вещи покупаются раз и на десятки лет, если прибор качественный.

Обратите внимание на материалы и вообще то, как изготовлены токоизмерительные клещи – дешевая пластмасса со временем начнет портиться, что крайне нежелательно.

Инструкция по использованию

Использование клещей для работы в ситуации, когда используется напряжение до 1000 Вольт ничем не отличается от тех, которые применяются в высоковольтных цепях. Далее будет рассмотрен порядок использования бытовых токоизмерительных клещей.

Использование рассматриваемого инструмента зависит от вида проводимых измерений. Обычно процедура выполняется следующим образом:

Нужно в электрической схеме определить, с какого провода будут сниматься показания. Нужно помнить. Что если клещами обхватить не один, а большее количество проводов, то в результате будет получен неправильный результат.
На тестирующем приборе требуется выставить нужный режим измерения. Его выбор зависит от поставленной задачи. При этом нужно будет определить не только вид измерения, но и необходимую шкалу. Если о ней не имеется информации, то выбирают самую большую.
Клещи сначала нужно раскрыть, а затем обхватить проводник

Важно обеспечить перпендикулярность его расположения плоскости, в которой расположены клещи. Желательно, чтобы при этом проводник располагался в центре контура.
Измерение произойдёт в автоматическом режиме

Результат можно будет увидеть на дисплее прибора.

Если на дисплее показана единица, значит ток превышает предельное значение этой величины. Чтобы точно определить искомую величину, нужно переключиться на больший диапазон.

Документ(откроется в новой вкладке):Руководство по эксплуатации токоизмерительных клещей

Как пользоваться токовыми клещами

В принципе, работать токовыми клещами достаточно просто, во многих случаях процесс измерения остается традиционным, а потому остановимся только на главной функции этого прибора – замере переменного тока.

Прежде чем начинать проводить замеры, включите прибор, выберите нужный режим и предел измерений. Включение, как правило, производится одновременно с выбором режима: путем поворота переключателя в нужную позицию.

Выбрав режим измерения переменного тока и предел с достаточным запасом, необходимо раздвинуть кольцо клещей, нажимая специальную кнопку и обхватив проводник зажать его обратно, для чего отпустите раздвижную клавишу.

Для трёхфазных цепей нужно проводить замеры именно на фазах и желательно на всех трех поочередно, так вы сможете увидеть «перекос», которого в нормальных условиях быть не должно.

Внимание! Измерение токовыми клещами нужно проводить при строгом соблюдении всех требований техники безопасности!

И последнее, обращаем ваше внимание, проводить таким образом измерения в цепях постоянного тока не получится. Как мы уже отмечали в начале статьи, работа клещей основана на тех же принципах, что и работа трансформатора, а именно: на индукции тока во вторичной катушке переменным электромагнитным полем.. Постоянный электрический ток создает вокруг проводника постоянное поле, которое не будет приводить к электромагнитной индукции во вторичной катушке и ваши показания всегда будут нулевыми.

Постоянный электрический ток создает вокруг проводника постоянное поле, которое не будет приводить к электромагнитной индукции во вторичной катушке и ваши показания всегда будут нулевыми.

Разновидности токовых клещей

В зависимости от используемой схемы и даже внешнего вида самого устройства, электроизмерительные клещи подразделяются на несколько типов:

Стрелочные. Прибор аналогового типа, активной частью которого является одновитковый трансформатор переменного тока, а измерительный прибор подсоединен к его вторичной обмотке. Это одни из первых моделей токоизмерительных клещей – они отличаются невысокой стоимостью и наглядностью вывода результатов измерений в случае с переменной силой тока. Общий недостаток таких устройств – высокая чувствительность к механическим колебаниям – если прибор не находится на жесткой поверхности то результат измерения может быть показан неправильно. Также для использования таких приборов нужен определенный навык – зачастую приходится вручную переводить показания амперметра в реальные значения в соответствии с коэффициентом трансформации. Ещё такой прибор рассчитан на определённую частоту электрического тока.
Цифровые. Вывод показаний на дисплей такого прибора определяется микроконтроллером, который автоматически производит все необходимые вычисления и (в зависимости от модели) может быть настроен на отображение непосредственно силы тока или мощности.

Мультиметр. Универсальное устройство класса все-в-одном – измерительные клещи встроены прямо в корпус прибора, что определяет удобство его использования. Количество функций и способов измерения определяется моделью мультиметра, поэтому правильным названием устройства будет не электрические клещи с мультиметром а наоборот. Зачастую такие приборы работают с датчиком Холла, поэтому их можно использовать как токовые клещи постоянного тока.
Высоковольтные. Основное применение – электрические цепи, с током стандартной частоты и напряжением, превышающим 1 кВ. Такие устройства обладают повышенной устойчивостью изоляции и дополнительно могут крепиться на диэлектрической штанге, чтобы оператор не приближался вплотную к проводнику, с которого берутся замеры. Это специализированное профессиональное устройство, которое предназначено только для одной единственной функции – измерение переменного тока. При необходимости замерить силу постоянного тока используются другие устройства и методы.

Как измерять

Пользоваться мультиметром с клещами несложно. Вначале нужно выставить режим измерения переменного или постоянного тока. С помощью переключателя на мультиметре выбираются необходимый сектор с обозначениями режимов и останавливаются на шкале с предполагаемыми значениями.

После этого нажатием рычага клещи размыкаются. Исследуемый проводник вводится в область захвата, и клещи смыкаются. На дисплее высветятся показания прибора.

На некоторых тестерах с клещами есть специальная кнопка фиксирующая показание. Тогда достаточно нажать на нее для сохранения результата измерения. Это удобно при измерениях в труднодоступных местах.

Шкалу измерения надо выбирать так, чтобы показания прибора находились в области максимальных значений. В таком случае погрешность измерений будет минимальной.

Иногда, показания мультиметра с токоизмерительными клещами лежат близко к 0, но провести измерения необходимо. В этом случае используют простой способ. Проводник скручивают в несколько витков и клещами захватывают все провода. На приборе зафиксируется какое-то значение.

Его нужно разделить на количество проводов проходящих через клещи и получить искомое значение тока, проходящего через проводник.

Конструкция и принцип действия

Существует большое количество моделей токоизмерительных приборов от различных производителей. Однако у них всегда должны присутствовать базовые конструктивные элементы, как это представлено на фото токоизмерительных клещей. В них будут обязательно присутствовать магнитопроводы с подвижной скобой рычажного типа, а также переключатель для изменения пределов замеров.

Сегодня распространены модификации с трансформатором внутреннего типа, имеющим диодный мост. Тогда вторичная обмотка своими выводами будет подключаться посредством шунта. Одноручные модели рассчитаны на предел измерения до 1 кВ, в то время как двуручные обладают дополнительными держателями с изоляцией, поскольку ориентированы на напряжение 1-10 кВ. Вторая разновидность прибора характеризуется размером изолятора более 380 мм, а длиной рукояток – не менее 130 мм.

Прежде чем изучать, как пользоваться токоизмерительными клещами, необходимо понять принцип их работы. Функционирование приборов, производящих замеры переменного тока, опирается на действие трансформатора одновиткового типа, а также внутреннего амперметра.

Трансформатор конструктивно содержит обмотки двух типов:

Первичную, выступающую проводом, где и осуществляются требуемые замеры параметров тока.
Вторичную, расположенную непосредственно в приборе. Она включает множество витков вокруг магнитопровода. Именно к ней и подключается амперметр.

Проводник с током должен помещаться внутрь магнитопровода. Если при помощи кнопки разжать его подвижные элементы, то в образовавшийся промежуток помещается провод с током. После отжатия кнопки подвижные контакты должны вплотную зажать проводник.

Устройство токоизмерительных клещей

Изначально, электроизмерительные клещи представляли собой трансформатор, к которому подключён измерительный прибор – амперметр.

Клещи, которые являются видимой частью устройства, одновременно являются первичной обмоткой трансформатора. Если внутри неё поместить проводник, по которому протекает электрический ток, то благодаря электромагнитному полю он индуцируется на обмотку трансформатора. Далее ток переходит на вторичную обмотку, с которой уже снимаются показания амперметром.

Первые модели клещей создавались как дополнение к измерительным приборам, просто позволяющее удобнее контактировать с измеряемым участком цепи.

Показания амперметра, которые получались с их помощью, приходилось дополнительно пересчитывать, учитывая коэффициент трансформации, что указывался на приборе. Также сам принцип работы позволял измерять значения только переменного тока, так как с постоянным трансформатор не работает – чтобы его замерить нужно было пользоваться другими устройствами.

Современные приборы могут быть использованы как для переменного, так и как клещи для точного измерения постоянного тока, но в последнем случае на таких устройствах используется не амперметр, а датчик Холла, который напрямую улавливает наличие и напряженность электромагнитного поля.

Такие модели несколько дороже, но отличаются более высоким качеством и точностью работы.

Также использование измерительных клещей в паре с цифровым мультиметром избавляет оператора от необходимости вычислять измеряемое значение тока, так как калькулятор уже встроен в схему прибора.

Клещи токоизмерительные, практическое использование

При помощи токоизмерительных клещей можно провести быстрое измерение параметров электрического тока. Поэтому от того как выставлены токовые клещи, во многом зависит точность полученных данных.

Для того чтобы избежать ошибок, необходимо последовательно и точно выполнять определенные действия. Прежде всего, выставляется измеряемая величина. После этого, клещи раскрываются и устанавливаются непосредственно на измеряемый проводник. Далее клещи замыкаются и соприкасаются с проводом. Показания индикатора отразят полученную величину. Фиксирующая кнопка используется для труднодоступных мест. Она позволяет фиксировать полученные данные в течение определенного времени.

При работе с прибором необходимо соблюдать установленные правила безопасности. В первую очередь нужно изучить инструкцию по эксплуатации. Запрещается производить измерения параметров, превышающих технические характеристики устройства

При работе под напряжением должна соблюдаться предельная осторожность

Описание

Основное назначение клещей электроизмерительных КЭИ-3кА и КЭИ-5кА (далее -клещи) – измерение силы переменного и постоянного тока в цепях, изолированных относительно цепей земли и питания.

Принцип действия клещей – преобразование силы постоянного или средневыпрям-ленного значения переменного тока через шину в пропорциональное напряжение постоянного тока, которое измеряется встроенным вольтметром постоянного тока и выводится на дисплей.

Для преобразования силы постоянного или переменного тока в пропорциональное напряжение используются встроенные в зазор магнитопровода датчики Холла.

Клещи содержат разъёмный магнитопровод со встроенными датчиками Холла, выпрямитель, микросхему цифрового вольтметра с дешифратором управления 3 ^ разрядным дисплеем и сам дисплей.

Конструктивно клещи выполнены в едином изолированном корпусе из ударопрочного пластика, внутри которого размещены печатная плата с электронными компонентами и батарея питания. На лицевой панели клещей находится переключатель режимов, жидкокристаллический дисплей с индикацией положений и наименование типа клещей. Заводской номер клещей нанесен на заднюю панель.

Питание клещей – автономное, от встроенной гальванической батареи.

Несанкционированный доступ внутрь приборов предотвращается пломбированием винта крепления задней стенки корпуса.

Список источников