Токоизмерительные клещи для постоянного и переменного тока: конструкция и разновидности

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.

Что нужно учитывать при выборе устройства

На рынке представлено большое количество устройств, функционал которых заметно различается, что напрямую влияет на его стоимость. Приобретая клещи универсальные токовые, надо учитывать, что это всё-таки специализированный инструмент для определения силы тока в проводнике, находящегося под напряжением. Поэтому стоит для себя решить – нужны ли в этом приборе такие функции, к примеру, как проверка конденсаторов, диодов и транзисторов.

Все то же самое умеет делать обычный мультиметр, только его габариты и вес при этом гораздо меньше, но, это в любом случае дело вкуса.

Основные задачи, которые должен выполнять прибор:

Измерение силы тока и напряжения (в идеальном варианте переменного и постоянного).
Прозвонка проводов (желательно со звуковым сигналом)
Определение частоты тока.

Желательные опции, которые в некоторых случаях облегчают работу:

Фиксация результатов замеров – кнопка «Hold»
Возможность выставления ноля – если соседние провода дают наводку.
Возможность замера тока пускового броска, который в несколько раз больше номинального.
Автоматический выбор диапазона при отображении результатов.
Плюсом будет возможность подключения термощупа для измерения температуры.
Большой дисплей с подсветкой.

Также в обязательном порядке надо обратить внимание на качество пластика, отсутствие на поверхности устройства металлических деталей и какие используются элементы питания (чтобы их можно было без проблем найти и заменить, в случае необходимости)

Наглядно про токовые клещи на видео:

Как итог – измерительные токовые клещи это устройство, значительно упрощающее работу профессионального электрика и домашнего мастера, который привык все делать своими руками. Использование прибора, в целом, не отличается от проведения измерений тестером или мультиметром – оно интуитивно понятно и доступно даже людям с минимальными навыками, но в ряде случаев понадобятся некоторые знания для интерпретации полученных результатов измерений.

Сегодня я подробно расскажу Вам про электроизмерительные клещи.

Прошу не путать эти два словосочетания, потому что это не одно и тоже. Впрочем, Вы сами сейчас убедитесь в этом.

Электроизмерительные клещи применяются для замера параметров электрической цепи. К параметрам относятся:

напряжение

сопротивление

Электроизмерительные клещи относятся ТОЛЬКО к основным до и выше 1000 (В).

В электроустановках до 1000 (В) измерение вышеперечисленных параметров с помощью электроизмерительных клещей осуществляется без разрыва контролируемой цепи.

Конструкция электроизмерительных клещей

Как выглядят электроизмерительные клещи, наверное, представляет практически каждый .

Электроизмерительные клещи имеют встроенный . У трансформатора тока магнитопровод является разъемным.

В качестве первичной обмотки служит проводник с измеряемым током. В качестве вторичной обмотки используется электроизмерительный прибор.

В настоящее время существуют большое количество электроизмерительных клещей различных типов и моделей. В зависимости от типа и модели клещей, электроизмерительный прибор бывает, как аналоговый (стрелочный), так и цифровой.

В данной статье в качестве примера я привожу электроизмерительные клещи М266 из своего перечня . Они мне нравятся своей простотой и надежностью.

Электроизмерительные клещи до 1000 (В) состоят из рабочей части и корпуса. В качестве рабочей части используется:

электроизмерительный прибор

В качестве изолирующей части клещей используется сам корпус с упором и рукояткой.

Электроизмерительные клещи выше 1000 (В) состоят из:

рабочей части
изолирующей части
рукоятки

В качестве рабочей части клещей используется магнитопровод, обмотка и электроизмерительный прибор, который бывает, либо съемным, либо встроенным в электроизоляционном корпусе.

Изолирующая часть электроизмерительных клещей выше 1000 (В) должна иметь длину не менее 38 (см), а рукоятка — не менее 13 (см).

Испытания электроизмерительных клещей

Во время эксплуатации электроизмерительных клещей необходимо проводить им . Периодичность испытаний электроизмерительных клещей — 1 раз в год. А продолжительность испытаний составляет 5 минут.

Испытательное напряжение 40 (кВ) подается между магнитопроводом и временным электродом, который установлен около ограничительного упора со стороны изолирующей части. Это относится к электроизмерительным клещам до 10 (кВ).

Для клещей до 1000 (В) испытательное напряжение 2 (кВ) подается между магнитопроводом и основанием рукоятки.

Как пользоваться токоизмерительными клещами?

Пользоваться данными устройствами очень легко. Конструкция токовых клещей позволяет проводить измерения на действующей электроустановке без каких-либо дополнительных монтажных работ и без разрыва цепи электропитания. Это является их огромным плюсом. Для измерения необходимо установить переключатель в нужное положение, обхватить клещами провод и зафиксировать показания тока.

Главная трудность в таких измерениях заключается в выделении отдельного одиночного проводника. Если клещами обхватить весь провод (фазный и нулевой проводники), то вы получите сумму токов, протекающих по обоим жилам. В идеале тут должен высветиться нуль, так как токи протекающие по фазному и нулевому проводникам равны по величине, но противоположны по направлению. Как показано на фотографии ниже вы ничего не узнаете и так измерять ток нельзя. Хотя если в таком положении клещи покажут какое-либо значение тока отличное о нуля, то это будет означать, что в данной цепи есть утечка, равная полученному значению.

Поэтому необходимо найти место, где данные проводники разделяются, и где есть возможность подлезть клещами. Например, в распределительном щитке в месте подключения фазы к автоматическому выключателю. К сожалению этого сделать можно не везде. Это является их небольшим минусом, но возможность измерения без разрыва цепи его полностью перекрывает, по крайней мере в моей деятельности.

Я работаю в связевых помещениях, где категорически запрещено обесточивать оборудование связи, поэтому токовые клещи являются единственным устройством, которым возможно померить ток и посчитать потребляемую нагрузку.

Как они устроены и какие бывают виды читайте в статье: Что такое токовые клещи и зачем они нужны?

Ниже инструкция описана на моделе Fluke 302+. Это качественные и хорошие токоизмерительные клещи, но они могут измерять только переменный ток. Постоянный ток другими моделями клещей измеряются аналогично как и переменный, только необходимо переключить их в режим измерения постоянного тока.

Перед любыми измерениями убедитесь, что ваша модель токоизмерительных клещей сможет для этого подойти. На них указано максимальное значение тока, которое можно ими измерить. В моем случае это переменный ток до 400А. Хотя такие большие токи вы у себя дома не встретите и поэтому дома подойдут любые модели.

Также на самих измерительных приборах указывается категория безопасности. В моем случае на моделе Fluke 302+ имеется маркировка:

CAT III 600 V – это означает, что устройство защищено от кратковременных скачков напряжения внутри оборудования при эксплуатации в составе стационарных систем напряжением до 600В, например распределительных панелей, фидеров и ответвлений, а также систем освещения крупных зданий.
CAT IV 300 V – это означает, что устройство защищено от кратковременных скачков напряжения от оборудования первичного уровня электроснабжения напряжением до 300В, например электрического счетчика, установки воздушной или подземной системы общего пользования.

Инструкция как пользоваться токоизмерительными клещами

Находим место, где можно свободно обхватить клещами одиночный проводник.
Переводим ручку переключения режимов измерения в нужное положение. В сети переменного тока на указатель A~ или A_AC. В сети постоянного тока на указатель A- или A_DC. Данные обозначения дополнительно дублируются на дисплее. Напомню, что мои клещи функцию измерения постоянного тока не поддерживают и поэтому на них данного обозначения нет.
Нажимаем на кнопку раскрытия клещей.
Обхватываем нужный проводник и устанавливаем клещи перпендикулярно плоскости провода.
Отпускаем кнопку раскрытия клещей. Так замыкается цепь магнитопровода и происходит измерение тока.
Записываем полученное значение тока на дисплее. Если его плохо видно, то можно результаты измерения зафиксировать, нажав кнопку “Hold”. Потом можно убрать клещи и увидеть измеренное значение тока. Оно будет показываться на экране пока вы не нажмете снова кнопку “Hold”.

Выше я описал основные функции токоизмерительных клещей, т.е. измерение тока без разрыва цепи. Думаю, что все понятно.

Для универсальности данного прибора практически все производители добавляют в его конструкцию дополнительные функции. Это возможность измерения других параметров, таких как напряжение, сопротивление и т.д. Об этом я расскажу в следующей статье: “Дополнительные функции токоизмерительных клещей”.

Сегодня нам так не хватает улыбок:

Как правильно выбрать токоизмерительные клещи и что для этого необходимо знать

Современный рынок электроинструментов предлагает большое количество разнообразных моделей. Нужно отметить один очень важный фактор — большинство моделей токоизмерительных клещей выпускается в Китае. Многие не приемлют такую продукцию, но по качеству она не уступает аналогам из Европы, поэтому можете смело покупать измерительный инструмент китайского производства, который в дополнение ко всему имеет доступную цену.

Чтобы выбрать подходящий инструмент, нужно обратить внимание на следующие моменты:

Покупать дорогой прибор не следует, если в этом отсутствует такая необходимость. Дорогие модели далеко не всегда используют электрики, а для бытового применения такие инструменты не нужны и подавно.
Понимать, что токоизмерительные клещи позволяют измерять силу тока. В материале описано, в каких случаях нужно знать этот параметр. Если нет особой необходимости измерять силу тока, тогда следует рассмотреть мультиметры.
Наличие полезных опций в приборе. К таковым функциям относится возможность фиксации значений, измерение других физических величин, подсветка и т.п.
Качество материала, из которого сделан прибор. Пластик не должен быть дешевым, и если это так, тогда лучше отказаться от покупки такого инструмента.

Производители мало что говорят для покупателя, поэтому если затрудняетесь самостоятельно выбрать токоизмерительные клещи, тогда обратитесь за помощью к опытному электрику. В этом случае вероятность приобрести некачественный инструмент сводится к нулю.

Токоизмерительные клещи. | Учёт и Контроль

ТОКОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ КЛЕЩИ.

Из школьного курса физики известно, что для измерения величины силы тока используется прибор – амперметр. В зависимости от ожидаемой величины измеряемого тока шкалу амперметра обычно градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах, шкалу выбирают в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается в разрыв ( последовательно ) с тем участком электрической цепи величину силы тока в которой хотят определить. Для расширения пределов измерений применяется щунт или трансформатор тока.

По сути, токоизмерительные клещи – это амперметр для бесконтактного измерения величин тока. Этот прибор позволяет практически мгновенно измерять силу тока бесконтактным способом с высокой точностью без перерыва подачи электроэнергии потребителям.

Работа токоизмерительных клещей устроена по принципу одновиткового трансформатора тока, первичной обмоткой которого служит шина или проводник с измеряемым током, а вторичная многовитковая обмотка, к которой подключён амперметр, намотана на разъёмный магнитопровод. С целью охвата провода или шины магнитопровод размыкается подобно обычным клещам при воздействии оператора на изолирующие рукоятки или рычаги клещей.

Рис.1. Высоковольтные токоизмерительные клещи.

Переменный ток, при прохождении по проводнику, который охвачен замкнутым магнитопроводом, создаёт в последнем переменный магнитный поток, индуктирующий ЭДС во вторичной обмотке токоизмерительных клещей. Во вторичной замкнутой обмотке, ЭДС создаёт ток величина которого измеряется амперметром.

Токоизмерительные клещи состоят из следующих частей:

— рабочая часть включает в себя: магнитопровод, обмотки и измерительный прибор;

— изолирующая часть включает в себя всё располагается от рабочей части до упора;

— рукоятки – это часть конструкции, расположенная от упора до конца клещей.

У одноручных токизмерительных клещей изолирующая часть служит одновременно и рукояткой. Раскрытие магнитопровода происходит с помощью нажимного рычага.

Рис.2. Низковольтные токоизмерительные клещи.

Конструкция токоизмерительных клещей бывает двух типов: одноручные – для установок до 1000 В, и двуручные для высоковольтных установок до 10 кВ включительно. В современных конструкциях токоизмерительных клещей часто применяется схема которая сочетает в себе трансформатор тока с выпрямительным прибором. Здесь выводы вторичной обмотки присоединяются к электроизмерительному прибору не на прямую, а через набор шунтов.

Таким образом, современные токоизмерительные клещи являются несложным, но очень полезным прибором. Он может служить не только для измерения непосредственно величин постоянного и переменного токов, но и для измерения напряжения постоянного и переменного токов, проверки сопротивления изоляции, частоты тока и т. д. Список функций клещей постоянно расширяется, дополнительные функции мультиметр токоизмерительные клещи пользуются большим спросом.

Применять токоизмерительные клещи необходимо в соответствии с правилами. Токоизмерительные клещи могут применяться в ЗРУ, а так же в ОРУ только в сухую погоду. Выполнять работы с использованием токоизмерительных клещей допускается как на частях покрытой изоляцией ( провод, кабель ), так и на частях без изоляции ( шины ). Измерения производят в диэлектрических перчатках, стоя на изолирующем основании. Второй человек располагается сзади сбоку оператора и фиксирует показания приборов токоизмерительных клещей.

Как пользоваться токовыми клещами

Методика измерений цифровыми клещами в целом ничем не отличается от измерений бытовым мультиметром до 1000В. В зависимости от цели измерений, весь процесс можно разбить на следующий алгоритм:

Среди проводов нужно выбрать тот, с которого планируется снять показания. На регуляторе выставить нужное значение. Если измеряется переменный ток, то это будет «А~». Есть модели, на корпусе которых «А~» маркируется в нескольких значениях, например UT201+ и UT202+. Если предполагаемая сила тока неизвестна, то начать измерения надо с самого большого значения.

Для замера нагрузки цепи, достаточно разомкнуть магнитопровод и поместить во внутреннюю область провод или жилу электрического кабеля и снова замкнуть магнитопровод. Для наиболее точного измерения провод желательно расположить по центру контура, перпендикулярно корпусу прибора. Если обхватить клещами сразу несколько проводников, то результат измерения будет неправильным.

Измерение произойдет автоматически и на дисплее отобразятся результаты. Фиксацию можно произвести либо визуально, либо с помощью функции HOLD. Замер других величин (напряжение, сопротивление, ёмкость, температура и т.д.) производится так же, как и обычным мультиметром. Достаточно подсоединить щупы к нужным гнёздам, установить переключатель в соответствующий режим и произвести измерение.

Токовые клещи постоянного тока — приставка к мультиметру своими руками. Описание

Для замера больших токов, как правило, применяют бесконтактный метод, — особыми токовыми клещам. Токовые клещи – измерительное устройство, имеющее раздвижное кольцо, которым охватывают электропровод и на индикаторе прибора отображается величина протекающего тока.

Превосходство подобного метода бесспорно, — чтобы замерить силу тока нет нужды разрывать провод, что в особенности немаловажно при измерении больших токов. В данной статье приводится описание токовые клещи постоянного тока, которые вполне возможно сделать своими руками

Описание конструкции самодельных токовых клещей

Для сборки устройства понадобится чувствительный датчик Холла, к примеру, UGN3503. На рисунке 1 изображено устройство самодельной клещи. Необходим, как уже сказано, датчик Холла, а так же, кольцо ферритовое диаметром от 20 до 25 мм и крупный «крокодил», к примеру, подобный как на проводах для запуска (прикуривания) автомобиля.

Ферритовое кольцо необходимо точно и аккуратно распилить либо разломить на 2-е половинки. Для этого ферритовое кольцо необходимо сначала подпилить алмазным надфилем или пилкой для ампул. Далее, поверхности разлома ошкурить мелкой шкуркой.

Цена: 1520.00 руб.

Цена: 5180.00 руб.

Цена: 170.00 руб.

Цена: 2550.00 руб.

Обратите внимание

С одной стороны на первую половинку ферритового кольца приклеить прокладку из чертежного ватман. С другой стороны на другую половинку кольца наклеить датчик Холла. Приклеивать лучше всего эпоксидным клеем, только нужно проследить, чтобы датчик Холла хорошо прилегал к зоне разлома кольца.

Следующий шаг – соединяем обе половинки кольца и обхватываем его «крокодилом» и приклеиваем. Теперь при нажатии на ручки «крокодила» ферритовое кольцо будет расходиться.

Электронная схема токовых клещей

Принципиальная электрическая схема приставки к мультиметру изображена на рисунке 2. При протекании тока по электропроводу, вокруг него появляется магнитное поле, и датчик Холла фиксирует силовые линии, проходящие через него, и формирует некоторое постоянное напряжение на выходе.

Данное напряжение усиливается (по мощности) ОУ А1 и идет на выводы мультиметра. Соотношение напряжения на выходе от протекающего тока: 1 Ампер = 1 мВольт. Подстроечные сопротивления R3 и R6 — многооборотные. Для настройки необходим лабораторный блок питания с минимальным током на выходе около 3А, и встроенным амперметром.

Сперва подсоедините данную приставку к мультиметру и выставьте её на нуль путем изменения сопротивления R3 и среднем положении R2. Далее, перед любым измерением необходимо будет выставлять ноль потенциометром R2.

Затем на один из проводов, подсоединенный к данной лампе, зацепите «клещи» (рисунок 1).

Повышайте напряжение, до тех пор, пока амперметр блока питания не покажет 2 ампера. Подкрутите сопротивление R6 так, чтобы величина напряжения мультиметра (в милливольтах) соответствовала данным амперметра блока питания в амперах. Еще несколько раз проконтролируйте показания, меняя силу тока. Посредством этой приставки возможно мерить ток до 500А.

Преимущества и недостатки

Простота использования инструмента является его главным преимуществом

Большой спрос на инструмент обусловлен преимуществами:

Возможность сохранять величины во встроенной памяти устройства.
Небольшие размеры приборов позволяют использовать их даже в труднодоступных местах.
Бесконтактный способ измерений позволяет увеличить допустимые пределы до 10 000 В, что не представляется возможным при последовательном включении амперметра в цепи.
Простота и безопасность измерений даже в электрических цепях, где напряжение может достигать 10 000 В.
Измерения клещами можно проводить без разрыва цепи для последовательного подключения оборудования.

Специалисты выделяют следующие недостатки:

Невысокая точность измерений: максимальный класс всего 2.5.
Провод должен иметь точное расположение относительно плоскости рамы, порой, в тесных условиях нет возможности выполнить это условие.