Токовые клещи (постоянного и переменного тока): что это такое, для чего нужны, основные отличия + как ими правильно пользоваться

Конструкция токовых клещей

Большая часть токовых клещей состоит из таких элементов:

• Разъёмный подпружиненный магнитопровод;
• Кнопка раскрывания магнитопровода;
• Переключатель схемы измерения, то есть диапазона токов;
• Экран дисплея;
• 2-3 гнезда для подсоединения щупов;
• Ручка для удерживания инструмента;
• Кнопки занесения в память.

Конструктивные элементы токоизмерительных клещей

Электроизмерительные клещи в своем составе имеют следующие основные элементы:

• разъемы, в которые подключаются соответствующие щупы;
• дисплей, на котором отображается результат измерения;
• переключатель режимов;
• кнопку разжатия инструмента;
• магнитопровод (сами клещи).

При измерении постоянного тока схема прибора включает:

• трансформатор электротока;
• мост выпрямления.

Вторичная обмотка к ключам подключается комплектом шунтов.

Токовые клещи подразделяются на одно- и двуручные. Одноручные в конструкции объединяют рукоятку и изолирующую часть. Раскрытие осуществляется нажимным рычагом. Работа производится одной рукой.

У двуручных приборов размер ручек превышает 13 см, а изолирующая часть — от 38 см и более. Конструктивной особенностью является их использование 2 руками.

При покупке определяются, выбирая, как выбрать необходимый инструмент. В торговых точках присутствует большой ассортимент этих устройств с различным функционалом, от чего на них и зависит цена. При покупке потребитель должен определиться с необходимым функционалом, часть из которого может быть излишней.

Виды клещей для тока

Изобретено большое множество вариантов клещей для замера тока.

К самым распространённым приборам можно причислить:

1. Приборы со стрелочным анализатором. Они могут реагировать даже на мельчайшие колебания.
2. Цифровые модели. Устройства с контролирующей системой для обрабатывания данных.
3. Высоковольтные изделия. Применяются для ведения работ под высоким напряжением.

Какими функциями они обладают

Всего у данного инструмента можно выделить несколько основных функций:

• Измерение самого процесса протекания тока и его напряжения;
• Выявление обрывов, прозвон проводов;
• Измерение частоты тока;
• Выставления ноля во время наводки на расположенные рядом провода.

Кроме этого некоторые мастера могут их использовать в качестве:

• Сохранения полученных результатов в памяти устройства;
• Измерения тока пускового броска, ведь он обычно значительно выше номинального минимума в несколько раз;
• Проведения расчета среднеквадратического показателя для сети переменного тока;
• Подключения с их помощью температурного датчика;
• Ознакомления с отображаемыми результатами в автоматическом режиме;
• Многофункционального цифрового дисплея;
• Дополнительного источника питания.

В процессе выбора стоит обратить особое внимание на качество материала, из которого они изготовлены, а именно пластика, кроме этого убедиться, что на корпусе клещей нет никаких металлических частиц. Не стоит забывать и об источнике питания, ведь он играет немаловажную роль во время эксплуатации.

Отличительные особенности

Цифровые клещи с мультиметром – применяются для замера силы тока без нарушения соединения и внешней изоляции проводников на кабелях с однофазной и трёхфазной систем.

Большое количество измеряющих клещей могут работать с переменными токами и устроены для работы по трансформаторной схеме.

Однако можно приобрести клещи для определения постоянного тока, на основании датчика Холла, образующего электрический сигнал при влиянии уровня магнитного поля, которое окутывает провод с постоянным током.

• Применять автоматические клещи для измерения тока можно для домашних потребностей, к тому же они могут выпускаться вместе с полезным функционалом мультиметра.
• Многие автомобильные электрики применяют профессиональные мультиметры и клещи токовые для диагностики автотранспорта.

Приобрести автомобильные токовые клещи с мультиметром для диагностирования автотранспорта станет замечательным выбором в цене и качестве, за счёт такого соотношения, меряющие ток устройства окажутся отличными помощниками в соответствующих сферах.

Что нужно учитывать при выборе

DT-266FT, 1000A AC, токоизмерительные клещи с функцией мультиметра
Чтобы выбранное устройство могло выполнять все поставленные перед ним задачи, необходимо подобрать правильную модификацию с оптимальными техническими характеристиками. При совершении покупки следует придерживаться следующих правил:

• Приобретать оборудование следует в специализированных магазинах или у официальных представителей производителей токоизмерительного оборудования. Если недостаточно опыта для самостоятельного выбора, можно получить консультацию от специалистов.
• Перед покупкой важно провести тестовый запуск клещей и убедиться в максимально возможной точности измерений.
• При выборе также следует обратить внимание на тип измеряемого тока. Оборудование, предназначенное для измерения переменного/постоянного тока, имеет маркировку АС/DС соответственно.
• Для использования в быту рекомендуется отдавать предпочтение моделям, которые дополнительно вычисляют сопротивление цепи, напряжение и ее «прозвонку».
• Перед приобретением нужно определиться, с какими величинами предстоит иметь дело при измерениях. Каждое устройство имеет, максимально и минимально допустимые значения.
• Стоит воздержаться от покупки дорогостоящего прибора с большим количеством дополнительных функций, если необходим он будет исключительно для вычисления силы тока.
• Следует анализировать диаметры шин и проводов, с которыми предстоит работать. На основании этих данных определяется размер клещей.
• Тип датчика. Есть разные виды клещей, каждый из них может измерять силу тока в разных величинах, например, мА, А и АС. Это тоже следует учитывать при покупке.
• Материал, из которого изготовлен корпус. Чтобы защитить человека от возможного поражения электрическим током, для изготовления должны использоваться только качественные материалы. Стоит воздержаться от приобретения моделей сомнительного качества, с неприятным запахом. Если в корпусе есть просветы, детали подвижны – сборка оставляет желать лучшего.

Выбрав определенную модель, важно внимательно ознакомиться с ее техническими характеристиками, а также убедиться в наличии сопутствующей документации и гарантийного талона.

Преимущества применения

К достоинствам клещей измеряющих ток можно отнести:

• Возможность измерять электроток без разъединения цепи;
• Небольшие размеры устройства;
• Простота замера в высоковольтных цепях.

Ещё благодаря токовым клещам возможно фиксировать токи весьма большой силы. До того как приобрести этот электрический прибор нужно внимательно познакомиться с его характеристиками.

Лучше на инструменте не экономить, а приобретать только качественные устройства, опираясь не на стоимость, а на популярность торговой марки.

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.

Стремительную популярность набирает универсальное оборудование, которое сочетает в себе функции токоизмерительных клещей и мультиметра. Цена таких приборов колеблется в довольно широком диапазоне.

Выбор по функциям

Делая выбор клещей для замера тока следует присмотреться к отдельным функциям, проявивших себя полезными в применении прибора в конкретных обстоятельствах.

Предоставляем сведения об этих возможностях:

1. Нужно взять на вооружение предназначение True RMS. Устройства измеряющие переменный ток, где отсутствовала такая возможность, выдают цифры для обстоятельств, где ток обладает формой синусоиды. Ещё три десятка лет назад, видов электрооборудования у хозяев насчитывалось немного, потому ток в электросети обладал синусоидальной формой. То что отхождение от параметра повлияет на данные замеров, никто не посчитал важным. В наше время, когда используются лампочки со светодиодами и энергосберегающей способностью, а ещё блоки питания импульсного типа – форма тока в электрической сети не соответствует идеальной. Измерительными клещами начинают пользоваться, когда происходят аварии, которые нередко объясняются большим отклонением тока от синусоиды. Специалисты советуют приобрести токовые клещи с функционалом True RMS, ведь они понадобятся при устранении аварийных неполадок, а ещё когда электрик обслуживает жилой район, где за нагрузкой никто не следит. Приборы с такой функцией не выпускаются габаритными и дорогими изделиями. Например, небольшой прибор Greenlee GT-CM-1360.
2. Установление показателя крест фактора. С трудностью нагрузки связана ещё одна полезная возможность, применённая в востребованных клещах под токовые значения – Greenlee GT-CMI-2000. Речь идёт об показаниях крест фактора, а именно соотношения пикового показателя тока к его средне квадратному показателю. Параметр крест фактора нагрузки очень необходим для питающих аккумуляторов бесперебойного типа.

Судя по техническим свойствам, на большинство из подобных устройств устанавливается самый верхний показатель крест фактора, превышая его они не станут действовать.

Электроизмерительные клещи

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В прошлых статьях мы с Вами познакомились с изолирующими клещами. 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 измерения величины тока в электроустановках напряжением до 10 (кВ), а также для измерения величины напряжения в электроустановках до 1000 (В) без разрыва контролируемой цепи.

Электроизмерительные клещи относятся ТОЛЬКО к основным средствам защиты в электроустановках до и выше 1000 (В).

Конструкция электроизмерительных клещей

Как выглядят электроизмерительные клещи, наверное, представляет практически каждый электрик.

Электроизмерительные клещи имеют встроенный трансформатор тока. 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 инструмента. Они мне нравятся своей простотой и надежностью.

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

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).

Если честно, то мне ни разу не приходилось применять электроизмерительные клещи выше 1000 (В) в живую.

Испытания электроизмерительных клещей

Во время эксплуатации электроизмерительных клещей необходимо проводить им электрические испытания. Согласно Инструкции по применению и испытанию средств защиты, используемых в электроустановках (ИПИСЗ), Приложение 8, периодичность испытаний электроизмерительных клещей составляет — 1 раз в 2 года (24 месяца), а продолжительность испытаний — 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?

Основное правило. Пользоваться электроизмерительными клещами до 10 (кВ) допускается ТОЛЬКО в диэлектрических перчатках.

При проведении замеров параметров цепи, электроизмерительные клещи требуется держать на весу. Запрещено наклоняться к электроизмерительному прибору клещей для снятия показаний.

Дополнительный функционал токовых клещей

Вычисление напряжения без соприкосновения к оголенным кабелям. В этом случае можно получить параметры аспекта только для оценки – какое из используемых напряжений установлено в энергосети.

Чтобы это проделать потребуется включить надлежащий режим замера, подсоединить устройство клещей к проводу ноль и подвести сжатые губки устройства на промежуток не больше 10 см от проводка.

1. Привычное дело, когда клещами измеряют десятки и сотни ампер. Применение датчика Холла дало возможность делать токовые измерения, беря начало от 0, 2 А. В отдельных клещах имеется встроенный режим высокой чувствительности. К сему в измерительном приборе применяется уникальная разработка AmpTip. Она основывается на том, что провод с небольшими токами и маленьким сечением протягивается в особую ямку в губках прибора, что даёт уточнённые показания при замерах.
2. Модели с открытым зевом. При осуществлении замеров в стеснённых электрических боксах, окажется полезным изделие с вскрытым зевом. К минусам такого рода устройств относится назначение для ведения замеров исключительно переменного тока и сниженную точность, в сравнении с прочими подобными приборами, но бывают обстоятельства, когда необходимо их применить.
3. Модели клещей с мультиметром. Замеры тока за счёт мультиметра происходит привычным методом с разрыванием проводов. В функционале мультиметра бывает заложена возможность проводить тесты диодов, конденсаторов. В отдельных вариантах есть функция теста электрических моторов.

Разновидности

По видам и разновидностям токоизмеряющие клещи классифицируются следующим образом.
Тококлещи со стрелочным индикатором. Исторически это первый измеритель, где применяется трансформатор для переменного напряжения. В состав такой системы входит меняющееся число витков, включённых во вторичную часть схемы.

По принципу работы тококлещи подразделяются на клещи для постоянного и для переменного тока. Постояннотоковые клещи не подходят для замеров на цепях и линиях с переменным напряжением. У «переменных» клещей всё наоборот – они одинаково хорошо подходят для постоянного и переменного тока.

Например, тококлещи, относящиеся к разряду профессиональных, позволяют работать не только с высоким напряжением до 1 кВ, но и оснащены функциями мегаомметра, позволяющего замерить сопротивление изоляции проводов. Омметр обладает внушительным диапазоном измерений – от 20 МОм. Мультиметр помещён в прорезиненный корпус с противоударными вставками, предохраняющими его от повреждения при случайном падении с высоты до 10 м, что позволяет быстро вернуться к работе с того места, на котором произошёл этот инцидент. Такова, к примеру, модель DT-360.

Высокомощные токовые клещи рассчитаны на значительные токи – до сотен и даже тысяч ампер. Они, например, способны выдержать мощный импульс пускового тока в момент запуска трёхфазного двигателя лифта в подъезде, а функция автоматического удержания (режим «Hold») в момент резких скачков тока и напряжения покажет «пик» такого импульса в амперах (и напряжение, в этот момент «просевшее» по вольтажу). Некоторые модели комплектуются также функцией ватт/варметра, частично заменяющего счётчик потребляемого электричества при бесконтактном мониторинге подходящей к зданию ЛЭП.

Если токовые клещи обладают мультиметром, в котором есть возможность записывать показания при колебаниях тока и напряжения, замеряемой реактивной мощности в системный журнал, то такой прибор – вклад в процесс автодиагностики возможных неисправностей линии или электросети. Такой прибор, кроме процессора, АЦП, оперативной памяти и микросхемы ПЗУ с микропрограммой, содержит чип для долговременного хранения данных – флеш-память.

Для удобства передачи данных на ПК и мобильные устройства, их обработки с помощью специальных приложений, в приборе предусмотрен интерфейс microUSB или беспроводная связь по Wi-Fi или Bluetooth. Но такой дополнительный комфорт может обойтись в 10 и более тысяч рублей за прибор. Для надёжности микросхемы на управляющей плате имеют защитную экранировку от наводок. Они все надёжно удалены, «отвязаны» от высоковольтной части схемы, через шунты которой проходит высокое напряжение в сотни вольт.

Все виды и разновидности токоизмерительных клещей, как выпускаемых в России, так и ввозимых из-за рубежа, на территории РФ попадают под ограничения ГОСТа №8.366-79 «ГСИ. Омметры цифровые. Методы и средства поверки», МИ-1202-86-ГСИ. Этот норматив и формирует основные требования, налагаемые на производство, испытания и поверку всей продукции, так или иначе сочетающей в себе цифровые омметры и токоизмерительные клещи. Для конкретных фирм, например, Fluke (США), действуют и другие ГОСТы, например, 22261-94 и 14014-91. Они распространяются на поверку и испытания мультиметров, также сочетающих в себе функции вольт- и амперметров.

Новинки продукции

Выпущены токовые клещи, позволяющие измерять силу переменного и постоянного токов – бесконтактным методом, благодаря ферритовым вставкам и электромагнитной индукции.

Прибор получил востребованность в авто сервисах, при электромонтажных работах и в силовой энергетике.

Например, цифровые изделия токоизмерительных клещей UNI -T UTM1230C, токоизмерительные модели клещей Accta AT-1000A, цифровые трёхфазные токоизмерительные клещи UNI-T, клещи Mastech M266F, прибор UNI-T UT203.

Лучшие бюджетные клещи

6 UNI-T UT204А

Бюджетные многофункциональные токоизмерительные клещи от известной фирмы UNI-T. Расположение органов управления очень удобное, позволяет оперировать одной рукой при измерении токов бесконтактным способом.
Очень простое управление, поскольку из управляющих органов присутствует только поворотный переключатель и три кнопки. Для подстраховки от падения прибора в комплекте присутствует темляк.

Кнопки управления:

• SELECT – выбор подрежима, который соответствует надписям поворотного переключателя синего цвета;
• REL — установка нуля с дополнительными возможностями;
• HOLD – фиксация показаний дисплея.

Интересным решением является разделение измеряемых параметров по постоянному и переменному току, что сильно упрощает управление прибором в целом. Имеется функция автоотключения, которое происходит через 15 минут простоя.
Плюсы:

• известный бренд, хорошее качество изготовления;
• высокая скорость измерения;
• достаточная точность и стабильность измерений;
• автоматический выбор диапазона;
• бесконтактное измерение постоянного и переменного тока до 600А;
• удобное управление, компактный размер;
• огромный функционал;
• невысокая стоимость.

Минусы:

• питание от кроны;
• нет подсветки;
• нет TRUE RMS;
• корпус не прорезинен;
• микросхема АЦП бескорпусная, залита компаундом;
• магнитопроводы маловаты.

Фото токовых клещей

Как использовать клещи

Из того ассортимента, что представлен на рынке, есть два вида – те которые измеряют ток идущий по одному проводнику и те которые измеряют ток идущий по нескольким.

У каждого из них есть небольшие особенности, так как же пользоваться токоизмерительными клещами в каждом из случаев:

1. Измерение тока протекающего по одному проводнику. Этот вид самый распространенный. Чтобы выполнить измерение, необходимо взять проводник и внести его в клещи. Нужно правильно использовать токоизмерительные клещи, для этого их необходимо взять под углом девяносто градусов по отношению к плоскости. После этого выставляется нужный диапазон измерения и изучается получившиеся данные на экране монитора.
2. Измерение тока протекающего по более чем одному проводнику. В том случае если ввести сразу несколько проводников, то тогда токоизмерительные клещи смогут определить разницу у тока, протекающего по ним.

Полезные нюансы проведения измерений

Знание некоторых физических законов и особенностей строения прибора позволят расширить сферу его применения.

Если ток в проводнике очень маленький и тестер не может точно его определить, то можно «помочь» прибору, намотав проводник на одну из половинок клещей. В таком случае на дисплее отобразится сумма токов и чтобы узнать точное значение надо разделить полученный результат на количество витков.

Если ток больше того, что может показать тестер, то на дисплее отобразится единица. В таком случае надо выставить больший диапазон измерений и повторить замеры.

Обнаружить ток утечки получится и без поиска его наличия на заземляющем проводе (подсоединённому к корпусу прибора). Для этого можно воспользоваться способностью тестера показывать сумму токов нескольких помещенных в электроизмерительные клещи проводников. Если обхватить клещами сразу фазу и ноль, то на дисплее должен высветиться ноль, так как наведенные электромагнитные поля взаимно компенсируются (они должны быть одинаковыми по силе и различными по направлению). В случае наличия утечки, значения на дисплее будет отличным от ноля – если это так, то надо искать место пробоя изоляции на корпус.

Если на корпусе измерительного прибора есть кнопка «Hold», это поможет измерять ток в труднодоступных местах, к примеру, если тестером туда можно дотянуться, а дисплей при этом видно не будет. В таком случае надо обхватить токовыми клещами провод, нажать на эту кнопку и полученный результат зафиксируется на дисплее – теперь его можно посмотреть в удобном месте.

Устройство и принцип действия

Токовые клещи включают в себя несколько компонентов.

• Магнитопровод, размыкаемый и сводимый при помощи пружинного механизма с рычагами (этот механизм напоминает щипцы).
• В корпусе размещён измерительный прибор, в состав которого входят дисплей (или стрелочная электроизмерительная головка), плата коммутации диапазонов измерений с многопозиционным переключателем. В цифровых приборах может быть как электронная плата с функционалом полноценного мультиметра, так и амперметр. В более «продвинутых» приборах вместо блока коммутации имеется цифровой селектор, автоматически выбирающий нужный предел измерений. В универсальном приборе с токовыми клещами имеются отдельные разъёмы для выбора режима вольтметра или омметра. Последний режим используют для замеров на отключённых электроустановках и цепях.
• Аналоговый прибор также комплектуется дополнительными калибровочными переменными резисторами – они помогают более точно установить ноль измерений, если тот сбился. Это необходимо для предельно точных замеров.
• Если ток измеряется в защищённых и трудных для свободного доступа точках цепей, в состав прибора с токовыми клещами входит замеритель с высокочувствительным и гибким щупом.

Принцип действия токовых клещей состоит в следующем. В его основе – эффект электромагнитной индукции. Провод, на котором замеряется рабочий (нагрузочный) ток, вставляется в зазор магнитопровода. На том есть вторичная обмотка. Первичный ток на замеряемом проводе создаёт вокруг себя переменное магнитное поле, которое и улавливается магнитопроводом. Оно в виде магнитного потока доходит до вторичной обмотки и наводит в ней индуцируемую ЭДС. Величина тока в проводе и вырабатываемого в катушке вторичного тока строго соотнесены, и первичный ток легко прикинуть.

Поскольку неразрывное кольцо магнитопровода потребовало бы ввода сложенного вдвое участка провода, на котором замеряется ток, и замеры были бы очень неточны, магнитопровод изготовлен в виде круглых клещей – разрыв в нём образуется при нажатии на рукоятки, и только тогда, когда на провод нужно надеть этот инструмент.

В качестве магнитопровода может применяться, например, трансформаторная сталь – если речь идёт о промышленной частоте в 50-60 герц. Отличие клещей от токотрансформатора в том, что последний обладает неразрывным кольцом или прямоугольным контуром.

Но особый прорыв в этой сфере достигнут благодаря открытию и вводу в обиход электриков и энергетиков датчика Холла. Он позволяет замерять не только переменный, но и постоянный ток – по всё тому же методу токовых клещей.