Как пользоваться токоизмерительными клещами: конструкция, назначение виды

Преимущества токовых клещей

Можно выделить следующие преимущества токовых клещей:

можно получить точные данные при измерении силы тока без разъединения электроцепи;
возможность использования для высоковольтных цепей;
приборы позволяют точно и быстро определить силу тока на любом устройстве, работающем на основе переменного тока;
прибор отличается простой эксплуатацией и компактными размерами;
множество моделей с дополнительными функциями удовлетворяют индивидуальные запросы и требования пользователей.

Обратите внимание! Современные приборы отличаются дополнительными функциями. Так, они могут не только определять силу тока, но и колебания температуры

Кроме того, клещи можно использовать в труднодоступных местах. Это становится возможным благодаря возможности фиксации результатов, наличию дисплея, на который передаются точные результаты.

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.

Советы по выбору токовых клещей

Выбирая клещи следует помнить, что это все-таки измерительный инструмент, а не универсальный швейцарский нож, поэтому не стоит гнаться за множеством дополнительных функций, имеющихся в той или иной модели. Все дело в том, что многие недобросовестные производители видя, что класс точности их приборов невысок, добавляют в него множество дополнительных опций, начиная от светодиода, который в описании прозвучит как «клещи снабжены сверхъярким фонарем» и заканчивая откидной пластиной (удобная подставка). И за все эти «опции» нам приходится платить. Чтобы этого не происходило, давайте сразу условимся, что хорошие клещи должны иметь высокую точность измерения и обладать минимальным набором необходимых инструментов. Каков же этот набор? Давайте рассмотрим. Вот приблизительный перечень функций, которыми должны быть дополнены клещи:

измерение силы тока обоих видов — ведь токовые клещи и должны в первую измерять силу тока;
полноценный мультиметр — разница в цене невелика, а такой инструмент всегда может пригодиться;
звуковой сигнализатор — удобно прозванивать цепи, не отвлекаясь на показания прибора;
функция удерживания результата измерений тоже довольно полезная опция — не всегда при измерениях виден экран;
ну и пожалуй, неплохо будет добавить к этому списку частотомер и функцию определения фазы — не то, чтобы важные опции, но пригодиться могут.

Для простоты сравнения, предлагаю рассмотреть приведенную ниже таблицу. В ней отмечены основные характеристики всех участников нашего сегодняшнего обзора.

Сравнение характеристик различных моделей токовых клещей

Вот такой списочек у нас вышел. Конечно же кто-то его может дополнить, а кто-то сократить, это зависит от потребностей. В целом же выбирая клещи, следует помнить, что главное их достоинство — точность.

На этом позвольте закончить наш небольшой обзор, вам мы желаем не ошибиться в выборе клещей и, конечно же всегда ждем на нашем сайте, который всегда будет пополняться для вас новой полезной информацией.

Голосование за лучшие токовые клещи

Какие бы вы выбрали токовые клещи или посоветовали?

M9912

Сохраните результаты голосования, чтобы не забыть!

Чтобы увидеть результаты, вам необходимо проголосовать

Warning/var/www/a169700/data/www/stroyday.ru/wp-content/plugins/pv_ratings/poll.php3

Голосование

Что бы вы выбрали или посоветовали?

Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /var/www/a169700/data/www/stroyday.ru/wp-content/plugins/pv_ratings/poll.php on line 30

Сохраните результаты голосования, чтобы не забыть!

Чтобы увидеть результаты, вам необходимо проголосовать

Устройство токоизмерительных клещей

В основе простых токовых клещей лежит конструкция на основе трансформатора. В качестве первичной обмотки заложен проводник, на котором замеряется ток. Вторичная обмотка магнитопровода находится непосредственно в устройстве. Сегодня чаще применяют усовершенствованную модель, в схеме которой присутствует выпрямитель. В результате вторичная обмотка подключается через шунты к измерителю.

Токовые клещи имеют следующие компоненты конструкции:

рабочая часть, состоящая из раскрывающегося магнитопровода, измерительного прибора и обмотки;
рукоятка;
изолирующая область.

Рейтинг клещей до 1 000 рублей

Не каждый человек способен купить себе надежные клещи на длительный период. Они могут потребоваться внезапно

Чтобы не ошибиться в выборе важно тщательно подходить к анализу оборудования

РЕСАНТА DT 266C

Отличная модель популярного китайского производителя. Изделие справится с несложной проводкой. Для удобства присутствует цифровой дисплей, что упрощает использование модели в разы. Оснащен тремя разъемами, которые защитят оборудования от возможных перегрузок. Главная особенность – есть возможность для замера температуры.

РЕСАНТА DT 266C

Достоинства:

Способен измерять толщину изоляции;
Известный бренд;
Неплохая сборка;
Удобная эксплуатация.

Недостатки:

Не выявлено.

Duwi М266 PROFI

Неплохой бюджетный вариант, который подойдет для нечастой эксплуатации. Пластик не выделяет резких запахов. Сборка выполнена на хорошем уровне. Вся полученная информация выводится на дисплей. Для работы не потребуется знания определенных навыков и знаний. Есть возможность для измерения постоянного тока и сопротивления.

Средняя стоимость – 560 руб.

Duwi М266 PROFI

Достоинства:

Надежность;
Небольшая цена;
Удобный дисплей;
Подойдет для новичков.

Недостатки:

Не лучшая сборка, есть небольшой люфт.

Энергия 266F

Дешевый прибор китайского производства, подойдет для измерения цепей, где напряжение не превышает 1000 В. Производство осуществляется в Китае. Как утверждает производитель, клещи способны проработать на протяжении 10 лет, при этом процент отклонения минимальны. Используемая батарея – крона на 9 В. Присутствует информативный ЖК-дисплей.

Энергия 266F

Достоинства:

Неплохой вариант для новичков;
Хорошая элементная база;
Удобный дисплей;
Легкая эксплуатация.

Недостатки:

Не выявлено.

Клещи MT87

Последний бюджетный вариант, который обладает небольшой погрешностью. Предназначен для эксплуатации в домашних целях, на большее это оборудование не способно. Позволяет проводить различное тестирование, от переменного напряжения и постоянного тока до сопротивления.

Средняя стоимость – 550 рублей.

Клещи MT87

Достоинства:

Низкая стоимость;
Удобство;
Понятная инструкция;
Небольшая погрешность.

Недостатки:

Плохо собран.

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.

Правильное токовое измерение в двужильном проводе

Однако в ходе измерения тока надо учитывать конструкцию провода. Например, вилки, а соответственно все бытовые электрические приборы и прочая электрическая фурнитура с проводами присоединяются к электросети двухжильным проводом. В нем получается встречное движение электрических зарядов в соседних жилах, и по этой причине общее электромагнитное поле получается существенно ослабленным. Охватываться обмоткой с большим числом витков должна одна токопроводящая жила. Тогда вокруг нее получится электромагнитное поле максимальной силы.

Электроизмерительные клещи снабжены раздвижными частями, и это конструктивная разновидность обмотки с большим количеством витков, охватывающих контролируемый провод. Их конструкция позволяет надеть обмотку на провода и кабели различных диаметров. Но охватывается всегда только одна жила. Поэтому удобство «челюстей» не всегда оправданно. Все равно приходится принимать меры для того, чтобы, например, в двухжильном кабеле охватить только одну из жил. По этой причине надо заранее решить, что целесообразнее сделать — использовать для измерения электротока щупы или токовые клещи.

Ведь для точного измерения электротока в штепсельном шнуре его придется дотачивать. А при этом можно применить щупы и вовсе не использовать клещи для измерения. В принципе, токовые клещи хороши при измерении большой силы тока. Минимальный диапазон измеряемых токов поэтому установлен обычно в 10–20 ампер. Например, используя токовые клещи для измерения силы тока, потребляемого лампой накаливания, придется применить дополнительный шнур с вилкой с одного конца и с зажимами типа «крокодил» с другой стороны. Или розеткой, подключенной двумя проводами так, чтобы каждый из них могли бы охватить электроизмерительные клещи.

Измерительные клещи Измеряем ток Пример измерения «челюстями» тока в шнуре с вилкой от светильника или иного бытового электроприбора

Классификация электроизмерительных приборов

Мегаомметры;
Амперметры;
Ваттметры;
Фазометры;
Ампервольтметры;
Мультиметры.

Дополнительно советую прочитать о следующих электроизмерительных приборах:

Мультиметр и как им пользоваться
Мегаомметр и работа с ним.

Стрелочные приборы

Этот вариант исполнения токоизмерительных клещей представляет собой аналоговый прибор. В нём применяется одновитковая разновидность трансформатора. Такого рода модели были одними из первых вариантов этого измерительного прибора. Амперметр подключён к вторичной обмотке.

Такие модели обеспечивают наглядность процесса измерения. Однако аналоговые модели излишне чувствительны к механическим колебаниям. В такой ситуации показания могут быть искажены. Чтобы этого избежать, токоизмерительные клещи необходимо во время измерения тока зафиксировать на жёсткой поверхности.

Виды стрелочных токоизмерительных клещей

Цифровые клещи

У этой разновидности результат измерений будет выведен на дисплей. Важным достоинством этого способа является то, что перед выводом цифры уже будут пересчитаны. Этот прибор можно настроить таким образом, чтобы отображать мощность или силу тока.

Цифровой прибор

Совмещённые с мультиметром

Этот тип приборов удобен тем, что в него встроен мультиметр. Функциональность прибора определяется типом встроенного прибора. В таких моделях применяется датчик Холла, позволяющий проводить измерение параметров постоянного тока.

Замер напряжения токовыми клещами

Высоковольтные токоизмерительные клещи

Их определяющей особенностью является выполнение измерений в сетях с напряжением более 1000 Вольт. В этих устройствах применяется более сильная изоляция. Иногда при их использовании токовые клещи устанавливают на диэлектрической штанге. Это позволяет оператору избежать слишком близкого приближения к высоковольтным проводам. Такие клещи являются специализированными и используются только для работы с переменным током.

Высоковольтные токовые клещи

Технология пользования

Как пользоваться токовыми клещами, можно узнать из прилагаемого руководства по эксплуатации прибора. Документация такого характера обязательно прилагается к измерительному устройству. Сам порядок обращения с инструментом довольно прост. Клещами охватывают проводник и снимают выходные данные прибора. Однако здесь есть свои хитрости и нюансы.

Полезные нюансы проведения измерений

Иногда при измерении небольших токов возникает трудность снятия показаний клещей-мультиметра. Небольшая сила тока не может быть зафиксирована по причине недостаточной чувствительности измерительного устройства.

Для этого был придуман простой способ получения данных в этих условиях. Делают это так:

Провод посередине длины сгибают на небольшом участке вдвое;
Полученную петлю продевают в проём магнитопроводов 2 или 3 раза.
В результате в окне прибора оказывается несколько проводов.
Переключатель мультиметра устанавливают в положение минимального диапазона измеряемой величины.
Полученное число на дисплее прибора делят на количество проводников, находящихся в окне инструмента. Это будет реальная величина силы тока в одном проводе.

Дополнительная информация. Следует учитывать то, что такой способ снятия показаний допускает большую погрешность измерения. Единственный плюс – это быстрое получение замера силы тока исследуемого кабеля.

Принцип работы и особенности токовых клещей

Прежде всего, давайте вспомним некоторые моменты из школьного курса физики. Как известно, вокруг проводника, по которому протекает электрический ток, образуется электромагнитное поле, сила которого будет находиться в прямой пропорциональной зависимости от величины текущего тока.

Переменный ток будет образовывать вокруг проводника переменное электромагнитное поле, и если провести аналогию с обычным трансформатором, то поместив рядом с таким проводником катушку, в ней будет индуцироваться переменное напряжение, величина которого будет зависеть от интенсивности поля, т.е., от силы тока текущего по проводнику.

Именно этот принцип и лежит в основе работы всех токовых клещей, а странный элемент в их конструкции – своеобразный виток, является не чем иным, как вторичной катушкой трансформатора, в свою очередь, первичной выступает проводник, в котором мы будем измерять силу тока.

Т.е., хотя клещи для постоянного тока и существуют, но в режиме измерения постоянных токов включать их необходимо по классическому сценарию.

Токовые клещи как пользоваться

Пользоваться токоизмерительными клещами несложно:
находим место, где можно свободно обхватить клещами одиночный проводник;
переводим ручку переключения режимов измерения в положение A~ (в сети переменного тока) или на указатель A- (в сети постоянного тока);
нажимаем на кнопку раскрытия клещей;
обхватываем нужный проводник и устанавливаем клещи перпендикулярно плоскости провода;
отпускаем кнопку раскрытия клещей, замыкая тем самым цепь магнитопровода;
происходит измерение тока и полученное значение отображается на дисплее.

Если дисплей плохо видно, то нажатием кнопки «Hold» результаты измерения можно зафиксировать (заморозить), для просмотра в более комфортных условиях.

Как измерить ток, если не можем найти одиночный провод

Основная проблема при работе с токоизмерительными клещами – очень сложно найти одиночный проводник. Нельзя вот так просто обхватить токовыми клещами провод от электрочайника: прибор при этом просто ничего не покажет.

Как правило все провода электроприборов состоят из трех изолированных жил (фаза, ноль, земля) и упакованы в одну общую изоляцию. А нам нужен отдельный проводник, не будешь же ради этого резать кабель.

Но я знаю два способа, как как обойти этот момент.

1. Делаем простейший переходник-удлинитель из отдельных проводников, где легко можно обхватить клещами одиночный провод:

2. Проводим измерение во входном щитке. Для этого отключаем все электроприборы в квартире, кроме того, на котором нам надо измерить потребляемый ток. Во входном щитке провода с центрального автомата выведены отдельно. Обхвтываем токоизмерительными клещами один из проводников и снимаем показания.

Погрешность

Это максимально допустимая ошибка, которая может возникать при определенных условиях эксплуатации. Другими словами, это показатель того, насколько близко измеренное значение соответствует фактическому.

Погрешность прибора обычно выражается в процентах от показаний. Например, если она равна 1 %, то для 100 ампер фактическое значение тока находится в пределах от 99 до 101 А.

В дополнение к погрешности в спецификациях может указываться, насколько изменяется показание в крайнем правом разряде измеряемой величины. Например, если погрешность указана как ± (2 % + 2), то для 100,0 А фактический ток находится в диапазоне 97,8–102,2 А.

Что нужно знать

В процессе измерения клещи электроизмерительные необходимо держать на вытянутых или согнутых руках, при этом они не должны касаться заземленных и токоведущих кабелей. Это необходимо для обеспечения безопасности и предотвращения случайного соприкосновения рук оператора с токоведущими частями.

Для изготовления изолирующей детали и рукояти используются специальные материалы. Рабочая часть может иметь металлическую основу или же производиться из изоляционного материала. Если для изготовления губок использовалась сталь, то на них должны быть закреплены накладки, предотвращающие повреждение патрона предохранителя в процессе проведения манипуляций.

Смена предохранителей без снятия напряжения выполняется в защитных очках. Перед применением клещи осматривают для проверки их исправности и целостности лакового покрытия изолирующих частей.