Электроизмерительные клещи

Электроизмерительные клещи предназначены для измерения электрических величин - тока, напряжения, мощности, фазового угла и др. - без разрыва токовой цепи и без нарушения ее работы. Соответственно измеряемым величинам существуют клещевые амперметры, ампервольтметры, ваттметры и фазометры.

Наибольшее распространение получили клещевые амперметры переменного тока, которые обычно называют токоизмерительными клещами. Они служат для быстрого измерения тока в проводнике без разрыва и без вывода его из работы. Электроизмерительные клещи применяются в установках до 10 кВ включительно.

Простейшие токоизмерительные клещи переменного тока работают на принципе одновиткового трансформатора тока, первичной обмоткой которого является шина или провод с измеряемым током, а вторичная многовитковая обмотка, к которой подключен амперметр, намотана на разъемный магнитопровод.

Для охвата шины магнитопровод раскрывается подобно обычным клещам при воздействии оператора на изолирующие рукоятки или рычаги клещей.

Переменный ток, проходя по токоведущей части, охваченной магнитопроводом, создает в магнитопроводе переменный магнитный поток, индуктирующий электродвижущей силой (ЭДС) во вторичной обмотке клещей. В замкнутой вторичной обмотке ЭДС создает ток, который измеряется амперметром, укрепленным на клещах.

В современных конструкциях токоизмерительных клещей применяется схема, сочетающая трансформатор тока с выпрямительным прибором. В этом случае выводы вторичной обмотки присоединяются к электроизмерительному прибору не непосредственно, а через набор шунтов.

Токоизмерительные клещи измеряют силу тока. Щупы измеряют напряжение. Электрический измерительный прибор со встроенным зажимом позволяет техническим специалистам устанавливать зажимы вокруг проводов, кабелей и прочих проводников в любой точке электрической системы, а затем измерять ток в цепи, не отключая и не обесточивая ее.

Твердые зажимы с пластмассовыми накладками выполнены из ферритового железа и предназначены для обнаружения, концентрации и измерения магнитного поля, создаваемого током при прохождении через проводник.

Современные токоизмерительные клещи, изначально разработанные как измерительные приборы ограниченного назначения, предоставляют большой набор измерительных функций, обладают высокой точностью, а также в ряде случаев позволяют проводить специализированные измерения. Современные токоизмерительные клещи обладают большинством основных функций цифрового мультиметра (DMM), например они измеряют напряжение и сопротивление и определяют целостность цепи.

Токоизмерительные клещи стали популярным инструментом главным образом по двум причинам:

• Безопасность. Токоизмерительные клещи позволяют электрикам отказаться от устаревшего метода врезки в провод и подключения измерительных проводов в цепь для измерения линейного тока. Во время измерения зажимам токоизмерительных клещей не нужно касаться проводника.

• Удобство. Во время измерения нет необходимости отключать токопроводящую цепь, что значительно повышает эффективность.

Токоизмерительные клещи рекомендованы для измерения высокого уровня тока. Измерение силы тока 10 А дольше 30 секунд может привести к поломке цифрового мультиметра.

Минимальный диапазон силы тока токоизмерительных клещей равен 0–100 А. Многие модели имеют диапазон до 600 А. Другие модели могут работать при 999 А или 1400 А, а некоторые подключаемые приспособления (например, iFlex®) позволяют измерять ток силой до 2500 А.

Токоизмерительные клещи используются на промышленном оборудовании, в промышленных системах управления, электрических системах жилых, коммерческих и промышленных объектов, а также в коммерческих и промышленных системах ОВКВ. Основные области применения:

• Обслуживание: Ремонт существующих систем по мере необходимости.

• Монтаж: Поиск и устранение неисправностей при установке, итоговые проверки цепей, контроль за работой электриков-стажеров при установке электрооборудования.

• Техническое обслуживание: Плановое и профилактическое техническое обслуживание, а также поиск и устранение неисправностей системы.

Существует три типа токоизмерительных клещей:

• Токоизмерительные клещи для трансформаторов тока: измеряют только переменный ток.

• Токоизмерительные клещи, работающие на основе эффекта Холла: измеряют как переменный, так и постоянный ток.

• Гибкие токоизмерительные клещи, работающие по принципу пояса Роговского: измеряют только переменный ток; подходят для измерений в ограниченном пространстве.

Эффект Холла — это возникновение в электрическом проводнике разности потенциалов (напряжения Холла) на краях образца, помещённого в поперечное магнитное поле, при протекании тока, перпендикулярного полю. Холловское напряжение, пропорциональное магнитному полю и силе тока, было обнаружено Эдвином Холлом в 1879 году и эффект получил его имя.

Принцип работы пояса Роговского:

Катушки Роговского обматываются вокруг проводника для измерения силы проводимого тока. Ток создает переменное магнитное поле, вызывающее напряжение в обмотке. Так как необработанный выходной сигнал пропорционален производной тока в первичной цепи по времени, контакты пояса Роговского обычно подсоединяются к интегратору, чтобы получить выходное напряжение, точно передающее значение силы тока, благодаря чему и происходит измерение тока проводника.