Для чего предназначены токоизмерительные клещи?

Назначение и виды токоизмерительных клещей

Токоизмерительные клещи — пожалуй, единственный инструмент, позволяющий измерять ток в цепи, не разрывая ее. Различаются они по устройству, функциональности, максимальному измеряемому напряжению и типу измеряемого тока (постоянный либо переменный). Так какими же могут быть наши клещи и как они работают?

Одноручные токовые клещи

Начнем, пожалуй, с известных многим одноручных клещей — по сути это мультиметр (чаще всего) с дополнительным токовым датчиком. Пользоваться такими клещами довольно просто — для этого достаточно перевести переключатель в режим амперметра, развести клещи и свести их, заключив проводник внутри кольца. Сила тока в этом проводнике высветится на цифровом индикаторе.

Для измерения силы тока в труднодоступных местах на некоторых моделях предусмотрена кнопка фиксации результата.

Такие одноручные клещи рассчитаны на сравнительно низкое (до 1000 В) напряжение и, в силу своей компактности и удобства в использовании, наиболее подходят для применения в бытовых условиях.

Помимо одноручных выпускаются также двуручные, предназначенные для работы с напряжением от 2000 до 10000 В.

Двуручные токовые клещи

Работать одной рукой с такими клещами уже не получится. Столь неудобная в применении конструкция придумана неспроста. Дело в том, что по технике безопасности токоизмеряющие устройства, предназначенные для измерений свыше 1 кВ, должны иметь длину изоляторов не менее 38 см, а рукояток — не менее 13 см. К счастью, в быту такие напряжения практически не встречаются, поэтому работать с двуручными клещами придется немногим.

Как уже было сказано, помимо максимального измеряемого напряжения, измерительные клещи различаются также по типу измеряемого тока. Каковы различия между ними и как узнать, для тока какого типа предназначен тот или иной прибор? Это на самом деле несложно — по маркировке на корпусе (сейчас имеются ввиду клещи высокого или хотя бы среднего качества, а не собранные в подвале на коленках). Так, на корпусе клещей, предназначенных для измерения переменного тока, будет проставлена маркировка AC, для постоянного же — DC (чаще — ACDC). Различия же в принципе работы. Токоизмерительные клещи для измерения переменного тока работают по принципу одновиткового трансформатора.

Токоизмерительные клещи для измерения переменного тока работают по принципу одновиткового трансформатора

В целом конструкция токовых клещей переменного тока проста. Они состоят из разводного магнитопровода с намотанной на него вторичной обмоткой, подключенной к амперметру. В роли первичной обмотки выступает измеряемый проводник, протекающий по которому ток создает переменное магнитное поле, передающееся через магнитопровод вторичной обмотки и возбуждающее в ней электромагнитную индукцию. Возникший в результате электрический ток как раз и измеряется амперметром. Данная схема объясняет принцип работы токовых клещей переменного тока, но как же работают клещи для измерения тока постоянного? Ведь, как известно, трансформатор может работать только в цепях переменного тока. Сейчас мы получим ответ и на этот вопрос.

Для измерения постоянного тока используются уже другие принципы. Общеизвестно, что проводник, по которому протекает электрический ток, создает вокруг себя магнитное поле, и чем выше сила тока, тем более мощным это поле получается. Так вот, измерив это поле, можно получить представление о силе и даже направлении тока. Наличие и интенсивность магнитного поля определяется специальным датчиком (датчиком Холла). Клещи, оснащенные датчиком Холла, в отличие от трансформаторных, способны измерять как постоянный ток, так и переменный, а стоят незначительно дороже. Так что если придется выбирать, какие лучше приобрести, то рекомендуются именно они. Помимо своих непосредственных функций (измерение силы тока без разрыва цепи), многие современные клещи представляют собой полноценный тестер (мультиметр), позволяющий измерить напряжение, сопротивление, а также прозвонить участки цепи и проверить работоспособность некоторых радиоэлементов.

Но не стоит забывать также об аналоговых (стрелочных) клещах, которые, несмотря на все достоинства и удобства своих цифровых собратьев, все еще продолжают использоваться наряду с ними. Происходит это ввиду их менее высокой стоимости и способности работать без источника питания.

Теперь, зная, какими могут быть токоизмерительные клещи, можно перейти непосредственно к обзору. В сегодняшнем рейтинге будут участвовать 10 клещей различных производителей, разных ценовых категорий, но непременно имеющие высокие оценки пользователей. Позиционироваться клещи будут в порядке возрастания их качества.

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.

Назначение и виды токоизмерительных клещей

Токоизмерительные клещи — пожалуй, единственный инструмент, позволяющий измерять ток в цепи, не разрывая ее. Различаются они по устройству, функциональности, максимальному измеряемому напряжению и типу измеряемого тока (постоянный либо переменный). Так какими же могут быть наши клещи и как они работают?

Одноручные токовые клещи

Начнем, пожалуй, с известных многим одноручных клещей — по сути это мультиметр (чаще всего) с дополнительным токовым датчиком. Пользоваться такими клещами довольно просто — для этого достаточно перевести переключатель в режим амперметра, развести клещи и свести их, заключив проводник внутри кольца. Сила тока в этом проводнике высветится на цифровом индикаторе.

Для измерения силы тока в труднодоступных местах на некоторых моделях предусмотрена кнопка фиксации результата.

Такие одноручные клещи рассчитаны на сравнительно низкое (до 1000 В) напряжение и, в силу своей компактности и удобства в использовании, наиболее подходят для применения в бытовых условиях.

Помимо одноручных выпускаются также двуручные, предназначенные для работы с напряжением от 2000 до 10000 В.

Двуручные токовые клещи

Работать одной рукой с такими клещами уже не получится. Столь неудобная в применении конструкция придумана неспроста. Дело в том, что по технике безопасности токоизмеряющие устройства, предназначенные для измерений свыше 1 кВ, должны иметь длину изоляторов не менее 38 см, а рукояток — не менее 13 см. К счастью, в быту такие напряжения практически не встречаются, поэтому работать с двуручными клещами придется немногим.

Как уже было сказано, помимо максимального измеряемого напряжения, измерительные клещи различаются также по типу измеряемого тока. Каковы различия между ними и как узнать, для тока какого типа предназначен тот или иной прибор? Это на самом деле несложно — по маркировке на корпусе (сейчас имеются ввиду клещи высокого или хотя бы среднего качества, а не собранные в подвале на коленках). Так, на корпусе клещей, предназначенных для измерения переменного тока, будет проставлена маркировка AC, для постоянного же — DC (чаще — ACDC). Различия же в принципе работы. Токоизмерительные клещи для измерения переменного тока работают по принципу одновиткового трансформатора.

Токоизмерительные клещи для измерения переменного тока работают по принципу одновиткового трансформатора

В целом конструкция токовых клещей переменного тока проста. Они состоят из разводного магнитопровода с намотанной на него вторичной обмоткой, подключенной к амперметру. В роли первичной обмотки выступает измеряемый проводник, протекающий по которому ток создает переменное магнитное поле, передающееся через магнитопровод вторичной обмотки и возбуждающее в ней электромагнитную индукцию. Возникший в результате электрический ток как раз и измеряется амперметром. Данная схема объясняет принцип работы токовых клещей переменного тока, но как же работают клещи для измерения тока постоянного? Ведь, как известно, трансформатор может работать только в цепях переменного тока. Сейчас мы получим ответ и на этот вопрос.

Для измерения постоянного тока используются уже другие принципы. Общеизвестно, что проводник, по которому протекает электрический ток, создает вокруг себя магнитное поле, и чем выше сила тока, тем более мощным это поле получается. Так вот, измерив это поле, можно получить представление о силе и даже направлении тока. Наличие и интенсивность магнитного поля определяется специальным датчиком (датчиком Холла). Клещи, оснащенные датчиком Холла, в отличие от трансформаторных, способны измерять как постоянный ток, так и переменный, а стоят незначительно дороже. Так что если придется выбирать, какие лучше приобрести, то рекомендуются именно они. Помимо своих непосредственных функций (измерение силы тока без разрыва цепи), многие современные клещи представляют собой полноценный тестер (мультиметр), позволяющий измерить напряжение, сопротивление, а также прозвонить участки цепи и проверить работоспособность некоторых радиоэлементов.

Но не стоит забывать также об аналоговых (стрелочных) клещах, которые, несмотря на все достоинства и удобства своих цифровых собратьев, все еще продолжают использоваться наряду с ними. Происходит это ввиду их менее высокой стоимости и способности работать без источника питания.

Теперь, зная, какими могут быть токоизмерительные клещи, можно перейти непосредственно к обзору. В сегодняшнем рейтинге будут участвовать 10 клещей различных производителей, разных ценовых категорий, но непременно имеющие высокие оценки пользователей. Позиционироваться клещи будут в порядке возрастания их качества.

Как пользоваться токовыми клещами

Принцип работы токовых клещей

Основная задача электроизмерительных клещей измерение тока без разрыва проводника, современные приборы обладают функциями измерения напряжения, емкости, температуры, мощности и т.д. Принцип измерения основан на токовом трансформаторе или эффекте Холла.

Токовые клещи, работающие на принципе трансформатора тока, измеряют только переменный ток, т.к. трансформатор не пропускает через себя постоянный ток. Первичная обмотка это провод, обхватываемый токовыми клещами, а вторичная внутри токовых клещей с токовым датчиком. Обхватить несколько витков одного проводника, то на вторичной обмотке ток во столько же раз увеличится. Это удобно для измерения небольших переменных токов, при этом нужно разделить полученное значение тока на количество витков. Внешне токовые клещи, работающие на трансформаторе тока, отличаются отсутствием насечек на губках и диапазона постоянного тока.

Токовые клещи, работающие на эффекте Холла, измеряют и постоянный и переменный ток. Принцип работы на эффекте Холла основан на измерении напряжения на гранях полупроводниковой пластины, через которую протекает постоянный ток, помещенной в магнитное поле перпендикулярно к ней. Магнитное поле образуется вокруг проводника, который обхватили токовыми клещами. Изменение тока в проводнике, вызывает изменение магнитного поля вокруг проводника, что вызывает изменение напряжения на чувствительном элементе Холла. Напряжение чувствительном элементе преобразуется и выводится на экран в виде значения тока

Для токовых клещей, работающих на эффекте холла, важно располагать проводник перпендикулярно к губкам токовых клещей

Измерение тока

Для работы на нашем приборе APPA 133 выберем режим переменного тока А

обхватим один провод. Выбор диапазона измерения в APPA 133 автоматический, в других приборах возможно необходимо выбрать диапазон. Если размещать проводник не перпендикулярно или не по рискам, то погрешность показаний увеличивается до 3 %.

Для измерения броскового переменного тока необходимо выбирать режим «inrush current», например в случае измерения пускового тока электродвигателя. Для измерения макс мин тока выбираем соответствующий режим. При включенной печке максимальный ток 8,47 А.

Если обхватить сразу два провода, то токовые клещи покажут ноль, т.к. сумма токов двух проводников с разной полярностью равна нулю. Если показания прибора не ноль, то имеется ток утечки или значение находится в пределах погрешности прибора. При измерении нескольких проводов одновременно значение тока будет суммой токов всех проводов. Утечка тока может проявиться например, если вода из крана бьет током, нужно проверить ток утечки электрического бойлера.

Измерение напряжения

Для измерения постоянного и переменного напряжения выставим переключатель на V. Наш прибор имеет автоматический выбор диапазона, а так же позволяет измерять частоту. Переключать между режимами необходимо при отсоединенных проводах. У APPA 133 имеется защита от высокого напряжения более 1000 В.

Видим напряжение 221,1 В, частота 49,97 Гц.

При включенной печке видим что напряжение упало до 211,1 В, частота не изменилась. Произошло это из-за того что сечения проводов не хватает на мощность печки, что вызывает перегрузку и нагрев проводов. Необходимо поменять провода на более толстого сечения.

Измерение потребляемой мощности

Полная мощность (В*А) равна квадратному корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. Реактивная мощность (Вар) равна произведению напряжения и тока, умноженному на синус угла сдвига фаз между ними. Если нет потребителей с реактивной мощностью (двигатели, трансформаторы), то полная мощность нагрузки будет равна активной. Активная мощность вычисляется в приборе по формуле произведение напряжения на ток. Если прибор не позволяет измерять мощность, то полученный ток умножим на 220 В и получим мощность нагрузки. Для измерение активной мощности с помощью APPA 133 переводим переключатель W

. Переключать между режимами необходимо при отсоединенных проводах. Вставляем щупы в розетку и обхватываем проводник.

Активная мощность потребления компьютера 28 Вт, а при включенной печке потребляемая мощность повысилась до 1728 Вт (

=211,1 В * 8,47 А). В APPA 133 так же можно измерить коэффициент мощности, отрицательное значение говорит о емкостном характере нагрузки (ток опережает напряжение), положительное значение говорит о индуктивном характере нагрузки (ток отстает от напряжения).

Выбрать токовые клещи можете в каталоге.

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.

Watch this video on YouTube

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.

Конструкция

Конструктивно данное устройство разделяется на три функциональные области. Посмотрите на рисунок 1, здесь представлен один из вариантов, применяемых в электроустановках выше 1000 В.

Рисунок 1: Конструкция изолирующих клещей

Губки – представляют собой рабочую область. В различных моделях они могут быть выполнены из полимера, дерева, металла. Металлические губки отличаются хорошей механической устойчивостью, но в то же время несут угрозу хрупким элементам (патронам предохранителей, изоляции и т.д.), с которыми им доводится взаимодействовать. Поэтому в случае таких работ, на металл надеваются трубки из маслобензоустойчивого сырья.
Изолирующая часть – предназначена для ограждения рук персонала от частей, на которых присутствует напряжение или может быть подано. Она выполняется из электроизоляционных материалов: полимеров, резиновых или силиконовых соединений, дерева и т.д. Размер изоляции в этой части соответствует классу напряжения, для которого используются изолирующие клещи (чем выше напряжение – тем она длиннее).
Рукоятки – должны выполняться из электроизоляционного пластика, резины, дерева или других диэлектриков. В электроустановках напряжением до 1 кВ вся конструкция может быть металлической, но рукоятки обязательно покрываются диэлектриком. На краях рукояток также обязательно устанавливаются ограничительные кольца или упоры, которые и являются границей разделения рукоятки и изолирующей части. Сама рукоятка должна обеспечивать удобный хват одной рукой.

С целью предотвращения поражения персонала электрическим током, изоляционные элементы клещей должны изготавливаться из гладких материалов. Которые отталкивают влагу и не накапливают загрязнители на своей поверхности, так как это может привести к поверхностному пробою. Также на практике существуют модели полностью без металла, к примеру, клещи КВП-2, которые выполнены из полистирола, что обеспечивает им легкость и устойчивость к электротоку по всей длине. Благодаря такому свойству они не могут перекрыть токоведущие элементы, находящиеся в непосредственной близи.

Меры безопасности при работе с токоизмерительными клещами

При работе с токовыми клещами

, как и при работе с любым другим инструментом, следует придерживаться определенных мер безопасной эксплуатации. Поэтому работая с этим прибором запрещается:

превышать величину перегрузочной способности прибора, указанную для определенного диапазона измерений;
смена положения переключателя диапазонов измерения при нахождении токоведущего проводника в объятиях клещей-магнитопровода;
проводить измерения сопротивления в схеме под напряжением;
трогать, прикасаться к незадействованным разъемам токоизмерительных клещей, в то время когда они подключены к токоведущим элементам.

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.

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 пользоваться токоизмерительными клещами

Если вы хотите измерить и узнать значение потребляемой электроэнергии в сетях 220 В (в квартире, доме), то можно расчитать по формуле:

P = A ⋅ V ⋅ cosφ

где, cosφ = 1

Пример: Вам нужно измерить нагрузку потребляемой электроэнергии вашей квартиры, дома или какого-нибудь электроприбора. Переключатель диапазонов ставим в положение АСА 200. Раскройте клещи и охватите один провод из дух (желательно фазу). Через мгновение прибор покажет какое то значение, например, 8 А.

По формуле вычисляем потребляемую мощность:

P = 8 ⋅ 220 ⋅ 1 = 1760 Вт = 1,76 кВт

Токоизмерительные клещи – это удобный специализированные устройства, которые позволяют быстро и легко осуществить замеры тока. На большинстве устройств имеется кнопка, которая отвечает за фиксацию полученного результата. Это упрощает работу в стесненных местах, где невозможно постоянно следить за дисплеем прибора.

Принцип работы

Как следует из названия ТК или клещи Дитце предназначены для измерения силы переменного тока в цепи без ее разрыва. В основе работы токоизмерительного инструмента лежит принцип простейшего трансформатора тока. В этом случае первичной обмоткой является шина или кабель с измеряемым током, а роль вторичной играет захват клещей, внутри которого расположена вторая многовитковая обмотка, намотанная на магнитопровод из ферромагнитного материала. Переменный ток в проводе (первичной катушке) создает переменное магнитное моле, силовые линии которого проходят через вторичную обмотку, возбуждая в ней ЭДС, пропорционально величине тока в первой катушке. Таким образом, измеряя возникающую ЭДС, можно найти силу тока в первой катушке (проводе).

Facebook X

Для чего предназначены токоизмерительные клещи?

Назначение и виды токоизмерительных клещей