Токові кліщі у застосуванні до змінного струму

Магазин Gtest(R) пропонує широку номенклатуру Струмовимірювальних Кліщів та Мультиметрів за посиланням у самому кінці цього Розділу, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти

У цій статті обговорюється, як виміряти змінний струм та напругу за допомогою струмовимірювальних кліщів, а також деякі переваги та обмеження цього методу.

Струм - це критична електрична величина, яка повідомляє нам, що ланцюг активний, і може вказувати, скільки енергії споживається. Інші вимірювання присутні незалежно від активності ланцюга. Багато вимірювання струму можуть бути складними або навіть небезпечними, але в багатьох лічильниках було прийнято загальний метод, який дозволяє безпечно вимірювати змінний струм.

 Змінний струм

Використання мультиметра для вимірювання струму часто не рекомендується через складність відключення частини ланцюга, а потім правильного розміщення приладу в лінії, щоб не сталося пошкодження. Запобіжник може легко перегоріти, якщо мультиметр встановлений трохи неправильно. Це, безумовно, цінна функція цього приладу, але варто наголосити на наявності явно більшого ризику для інженера, ніж при вимірюванні напруги AC/DC або опору.

Змінний струм є надзвичайно важливою величиною вивчення у разі промислових установок. Коли використовуються великі пристрої, такі як двигуни, надзвичайно важливо дізнатися про споживання струму під час запуску і під час роботи. Застосовуючи звичайний прилад у звичайній обстановці, ми зіткнулися б з тими ж ризиками, але в цьому випадку струми, ймовірно, будуть у десятках або сотнях ампер. Навіть за умови правильного використання задіяні мультиметри обов'язково вийдуть з ладу.

У більшості цих промислових ручних приладів (токовимірювальних кліщів) один його кінець відведений під підпружинений затискач або іноді нерухому вилку, яку можна розмістити навколо дроту. измерения тока, не помещая (что чрезвычайно важно!) пользователя или счетчик на пути потока тока.

Струмовимірювальні кліщі

Інноваційна концепція, що використовується для непрямого вимірювання змінного струму, походить від однієї з найстаріших концепцій в електроніці - магнітної індукції змінного струму в котушках. У струмовимірювальних кліщах феро магнітна котушка міститься всередині петлі, яка відкривається, щоб дозволити проводу розміститися всередині, потім закривається, щоб завершити котушку, так само, як трансформатор. Вторинна котушка всередині корпусу лічильника може визначати вхідний струм, зчитуючи напругу, що генерується, через невеликий фіксований навантажувальний резистор.

Крупним планом показано, як інженер використовує струмовимірювальні кліщі.

Цей метод набагато швидший і безпечніший, ніж звичайні лінійні прилади. Токові кліщі не знаходяться на шляху електрики, і тому не зазнають впливу струму, який може зруйнувати запобіжник. Жодний струм ланцюга практично не взаємодіє з приладом. Оскільки ланцюг не потрібно розмикати, щоб встановити струмові кліщі, а потім відновлювати цей ланцюг після завершення вимірювань, зчитування даних здійснюється набагато швидше. 

Обмеження функцій струмових кліщів

Хоча ці прилади є відмінним вибором для промислових установок, ці лічильники мають кілька обмежень, яких необхідно дотримуватися.

По-перше, струмові кліщі зазвичай призначені тільки для вимірювання змінного струму таким же чином, як трансформатори реагують лише на входи змінного струму. У деяких спеціальних лічильниках датчик Холла розміщується на самому кінчику приладу і може вимірювати також постійний струм навіть дуже малі величини струму. Таким чином, струмові кліщі дуже зручний інструмент, який варто мати у своєму наборі.

Цей тип приладів, як правило, не дуже добрий для вимірювання малих змінних струмів. Часто точність становить лише 0,1 ампера, тому спроба виміряти менше значення призведе до показу на дисплеї 0 ампер. Для сучасних схем світлодіодних ламп це може становити проблему, але у випадку двигунів така точність не потрібна. Відсутність точності також означає, що ви не можете бути впевнені в точності вимірювання, оскільки прилад відображає лише інтервали 0,1 ампера за раз.

Інженер використовує струмовимірювальні кліщі для вимірювання сили струму в електричних проводах, що виробляється сонячною енергією.

Слід зазначити, що ви можете придбати «кліщі для виміру витоку», які спеціально розроблені для виміру дуже малих струмів, але це не звичайний тип промислових кліщів.

Іншим обмеженням виміру є вимога мати один ізольований провідник для виміру. Оскільки вимір заснований на одному чергується шляху, якщо обидві лінії L і N знаходяться в кліщах разом, напрями струму компенсуватимуть один одного, і результат буде 0,0 ампер. Це також стосується вимірювань трифазного струму. Провідники повинні бути достатньо розділені, щоб можна було розмістити кліщі лише навколо одного дроту за один раз.

Максимізація потенціалу струмовимірювальних кліщів

Є кілька способів, за допомогою яких можна подолати деякі перешкоди, що виникають при вимірюваннях за допомогою струмовимірювальних кліщів.

Якщо у вас є вимірювальний прилад, який не має функції вимірювальних кліщів, це не завжди означає, що вам потрібно купувати новий вимірювальний прилад. Існує безліч адаптерів або, виряджаючись технічно, «перетворювачів», які перетворюють змінний струм, що вимірюється кліщами, у вихідний сигнал у мілівольтах. Цей адаптер підключається до звичайного мультиметра, а мілівольти зчитуються як ампери. Часто вони вимірюють як змінний, так і постійний струм і можуть коштувати набагато дешевше за новий вимірювальний прилад.

Щоб боротися з недостатньою точністю при малих показаннях струму, можна використовувати простий трюк. Як і в обмотці трансформатора, збільшення кількості витків дроту збільшить напругу. Якщо у вас є невеликий провіс дроту змінного струму, пропустіть його через затискач кілька разів. Покази на дисплеї вимірювача повинні збільшуватися з кожним витком. Коли буде досягнуто відповідної точності, просто розділіть показання на кількість створених вами витків, і значення стане читаним. Для пристроїв, які потрібно підключити до розетки, шнур може обмежити вашу можливість розділити провідники. Якщо ви не хочете акуратно зняти ізоляцію з оболонки кабелю та оголити три дроти, це може бути складно. Однак існують розгалужувачі лінії струму, які часто виглядають як пластикова «вісімка» та розміщуються між розеткою та вилкою кабелю. Вони дозволяють добре вимірювати струм за допомогою струмовимірювальних кліщів.

Струмовимірювальні кліщі - це безпечний і швидкий інструмент для усунення несправностей, особливо для промислових техніків. Вони відмінно підходять для вимірювання великих змінних струмів, і навіть недолік точності і звичайна відсутність можливості вимірювання постійного струму можна вирішити за допомогою правильного вибору адаптерів та вимірювальних стратегій.

Магазин Gtest® - авторизований постачальник струмових кліщів: https://gtest.com.ua/izmeritelnee-pribory/tokovye-kleshchi

Магазин Gtest® - авторизований постачальник мультиметрів до України: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry