Что это такое

В повседневной практике токовые клещи используют энергетики, когда нужно измерить силу тока в высоковольтных проводах без их разрыва и последующего подключения амперметра. Внешне они похожи на клещи, прикрепленные к мультиметру, отсюда и название.

На самом деле это токовый трансформатор с раздвижным магнитопроводом, во вторичную обмотку которого включен стрелочный или цифровой амперметр.

Длинные диэлектрические ручки нужны для безопасности. Принцип действия заключается в измерении тока проходящего через токовый трансформатор.

Устройство мультиметра с клещами следующее:

• усики клещей выполняют из трансформаторной или заменяющей ее стали и покрывают изоляцией;
• роль первичной обмотки трансформатора играет электрический провод, которые охватывают усики клещей. То есть, на первичной обмотке всего один виток;
• вторичная обмотка наматывается на эти же клещи, количество витков зависит от того, какие токи предполагается измерять. Обмотка спрятана под изоляцией.

На клещах указывается коэффициент трансформации. Выглядит примерно так: 100/5А. Это отношение номинального тока первичной обмотки к номинальному току вторичной обмотки.

Амперметр, включенный во вторичную обмотку трансформатора, производит измерение тока, наведенного проводом, который охватывают клещи.

Электроизмерительные клещи бывают двух видов – до 1000 В и высоковольтные. В быту применяются клещи до 1000 В. В современных токовых клещах, для удобства пользователей, совместили функции амперметра для измерения переменного тока с другими приборами типа вольтметра, омметра и получился мультиметр с токоизмерительными клещами.

Кроме этого бывают измерительные клещи для постоянного и переменного тока, основанные на эффекте Холла. Если на тонкую полупроводниковую пластину подать электрический ток и при этом она располагается под прямым углом к какому-нибудь магнитному полю, то на концах пластины появляется напряжение. Оно пропорционально напряженности магнитного поля, действующей на пластину.

Использование эффекта Холла позволяет измерять как переменный, так и постоянный ток, так как датчик реагирует только на амплитуду напряженности, а направление поля для него значения не имеет.

Кроме этого, датчик реагирует мгновенно на изменение напряженности. Поэтому он может фиксировать и форму сигнала.

Конструктивно, измерительные клещи, основанные на эффекте Холла, ничем не отличаются от обычных, измеряющих при помощи трансформаторов тока. Для обычного пользователя это все тот же мультиметр.

Порядок проведения измерения

Перед началом проведения измерений необходимо определить место измерения, подготовить прибор к работе, перевести поворотный переключатель в нужное положение. Если сила тока неизвестна, то необходимо установить максимальное значение диапазона, далее во время измерения поэтапно снижать показатель для более точного результата. Устройства с датчиком Холла, из-за его чувствительности к магнитным полям, перед измерением необходимо обнулить, нажав соответствующую кнопку «SEL» или аналогичную «REL».

Перед тем как начать пользоваться измерителем, изучите инструкцию пользователя:

• Инструкция по эксплуатации токоизмерительных клещей Mastech m266. Скачать Pdf
• Руководство по эксплуатации. Паспорт Mastech M266, M266C, M266F. Скачать Pdf

«Обязательно соблюдайте технику безопасности при работе с электрическим током и электрооборудованием. Внимательно изучите правила использования прибора, описанные в инструкции.»

Порядок проведения измерения:

1. Подготовьте прибор и выберите место измерения.
2. Переведите поворотный переключатель в нужное положение, далее переместите измеряемый проводник в скобу устройства.

Важно расположить провод в точке пересечения специальных центровочных указателей, если их нет, то разместить, по возможности, ближе к центру, только в этом случае возможно получить высокую точность измерения

Если во время измерения постоянного тока результат измерения отображается на дисплее с минусом, обратите внимание на направление тока на боковой поверхности клещей, как правило в этой части нанесен индикатор направления тока в виде стрелки.

1. Снимите показания с дисплея, при необходимости сохраните данные в памяти измерителя. Лучше всего силу тока мерить несколько раз для получения более точного результата.

Главное правило при измерении – ток необходимо измерять в одном из проводников. Если изолированные проводники дополнительно объединены в один провод, например, провод телевизора или провод чайника, то в таком случае результат измерения может быть неверным или нулевым.

1. Для более точного результата или для измерения малой силы тока, если это позволяет измеряемый проводник, сделайте несколько витков вокруг клещей. Полученный результат измерения поделите на количество витков, в результате вы получите уточненное значение измерения.

Что измеряют токоизмерительными клещами?

Перед приобретением этого прибора нужно определиться, для каких целей предназначены электроизмерительные клещи.

Они представляют собой трансформатор с подключенным амперметром. Непосредственно устройство — первичная обмотка трансформатора. Размещение внутри нее проводника способствует индуцированию электротока на обмотку из-за возникающего электромагнитного поля. Затем он попадает на вторичную обмотку катушки, показания с которой считываются амперметром. Показания этого прибора пересчитывают с поправкой на коэффициент трансформации, указываемый на нем. Трансформатор с постоянным током не работает, поэтому описанные токовые клещи — для переменного тока.

Электроизмерительные клещи, изготовляемые сегодня, используются для значений, измеряемых при постоянном токе. На место амперметра помещается датчик Холла, улавливающий наличие и напряжение электромагнитного поля.

Watch this video on YouTube

Используя эти приборы, производят следующие замеры:

• нагрузку сети, имеющуюся в наличии по факту;
• точность показаний различного оборудования, предназначенного для учета электроэнергии, сравнивая показания на них с показаниями, полученными при измерении клещами;
• мощности бытовых и использующихся в профессиональной деятельности электроприборов.

Токовые клещи для постоянного тока дороже своих аналогов для переменного вида, но более точные и имеют повышенные показатели качества.

Инструмент, использующийся совместно с цифровым мультиметром, позволяет избавить пользователя от вычислений искомой величины, поскольку прибор имеет встроенный калькулятор.

Порядок работы с токоизмерительными клещами

Способы измерения с помощью токоизмерительных клещей в целом ничем не отличаются при использовании бытовых мультиметров (до 1000 Вольт) или профессиональных (свыше 1000 Вольт) приборов.

Рассчитанный на домашнее использование тестер с клещами будет иметь гораздо больше функций, а специализированным устройством в бытовых условиях чаще всего будет нечего измерять.

В зависимости от цели измерений, весь процесс с помощью клещей, совмещенных с мультиметром, будет проходить следующим образом:

• Среди проводов выделяются тот, с которого надо снять показания. Если обхватить клещами сразу несколько проводников, то результат измерения будет неправильным.
• На тестере выставляется необходимый режим и диапазон. Если измеряется переменный ток, то это будут литеры AC, а когда прибор поддерживает измерение постоянного, то DC. При этом, на шкале надо выбрать значение чуть больше того, которое планируется измерить. Если предполагаемая сила тока неизвестна, то начать измерения надо с самой большой шкалы.
• Клещи раскрываются и нужные проводник помещаются внутри. Для наиболее точного измерения провод желательно расположить по центру контура, перпендикулярно корпусу прибора.
• Измерение произойдет автоматически и на дисплее отобразятся результаты.

Электроизмерительные клещи – принципы работы

В работу простейших токоизмерительных клещей переменного тока положен принцип одновиткового трансформатора тока.

Его первичная обмотка представляет не что иное, как провод или шину, в которой измеряется ток. Вторичная обмотка, имеющая больше количество витков, намотана на разъемный магнитопровод и находится в самих клещах. К вторичной обмотке подключен амперметр.

Измерив ток, который протекает во вторичной обмотке с учетом известного коэффициента трансформации измерительного трансформатора, можно получить величину тока, измеряемую в проводнике.

Заметим, что с помощью токоизмерительных клещей измерять ток (а по сути — нагрузку) в цепи совсем не сложно и очень удобно. Сам процесс измерения заключается в следующем.

С помощью рукоятки выставляется измеряемая величина. Клещи размыкаются, в них пропускается проводник, рукоятка отпускается и клещи замыкаются. Дальнейший порядок использования электроизмерительных клещей точно такой же, как и при обращении с обычным тестером.

Подсоединять клещи можно как к изолированному, так и неизолированному проводу. Самое главное – охватываться должна только одна шина. На индикаторе прибора отображается величина тока измеряемой цепи.

Чтобы обеспечить работу в труднодоступных местах, современные токовые клещи обычно оснащаются кнопкой, фиксирующей показания.

Таким образом, если охватить проводник и нажать кнопку, то после размыкания магнитокопровода на экране прибора сохранится зафиксированное измеренное показание прибора.

По токоведущей части, которая охвачена магнитопроводом, проходит переменный ток. В магнитопроводе создается переменный магнитный поток, в результате которого во вторичной обмотке возникает электромагнитная индукция – по ней (вторичной обмотке) начинает протекать ток, который измеряется амперметром.

Современные токоизмерительные клещи выполняются по схеме, в которой сочетается трансформатор тока и выпрямительный прибор. Она позволяет выводы вторичной обмотки присоединять к измерительному прибору через набор шунтов, а не напрямую.

Инструкция по применению

Практически все токовые клещи, присутствующие сегодня на рынке, являются цифровыми. Давайте подробно рассмотрим, как пользоваться токоизмерительными клещами. Разберём это на примере цифрового и аналогового прибора.

Цифровые клещи М266

Прибор является профессиональным. Состоит из цифрового табло на жидких кристаллах, на котором отражаются все измеряемые показатели, кругового поворотного переключателя. На его шкале нанесены основные параметры пределов измерений и их значения в нужном диапазоне. Основной рабочей частью прибора являются сами клещи (клещи — трансформатор).

На рисунке выше изображена панель управления цифровыми токоизмерительными клещами М266.

А на рисунке ниже — поставляемая комплектация этого прибора.

Прибор имеет пределы измерений по току – 20А, 200А и 1000А Цифровые измерительные клещи М266 снабжены мультиметром с щупами. С их помощью можно проводить измерение напряжения до 1000 Вольт постоянного и 750 вольт переменного тока. Прибором можно проверить исправность полупроводниковых диодов, использовать прибор для прозвонки электрических цепей, измерять температуру. Данные токовые клещи могут измерять ещё и сопротивление изоляции проводников до 2000 МОм.

Про токоизмерительные клещи M266 видео смотрите ниже:

Аналоговые клещи Ц4501

Этот измерительный прибор использует для проведения замеров те же принципы физики, что и цифровые клещи, но его функциональность несколько ниже. Прибор имеет пределы измерений по току – 10А, 25А, 100А, 250А и 500А, по напряжению 30В и 600В, по сопротивлению 2кОм. Но он не может измерять сопротивление изоляции и температуру. По всем остальным показателям он не уступает цифровому прибору.

Как проводить измерения

Для того чтобы провести измерение цифровыми токоизмерительными клещами необходимо выполнить следующие операции:

• Включить прибор и выставить поворотный переключатель в нужный вам сектор предела измерений;
• Завести проводник между магнито-несущими трансформаторными клещами;
• Дождаться появления результатов измерения на табло.

Проводя работы по измерению напряжения и силы тока в электрических сетях с помощью измерительных токовых клещей необходимо помнить про следующие тонкости такой работы:

• В случае если параметры, выводимые на табло прибора не корректны – убедитесь в том, что правильно выбрали измерительный диапазон для работы с прибором. При проведении измерений со стрелочным прибором, стрелку может «зашкаливать»;
• Для того чтобы использование измерительного прибора дало максимально точные результаты рекомендуется воспользоваться следующим способом измерения: возьмите в клещи несколько витков измеряемого проводника (это надо делать, предварительно обесточив данный проводник и проверив отсутствие напряжения индикатором), а после подачи напряжения полученные результаты измерения поделите на количество витков, таким образом, полученный результат будет наиболее точно отражать реальный рабочий ток;
• Строго соблюдайте все меры безопасности при работе с цепями, находящимися под напряжением.

Устройство и основные функции токовых клещей

Токоизмерительными клещами проводятся необходимые измерения без разрыва или отключения электрической цепи. В некоторых моделях присутствуют дополнительные функции, позволяющие измерять напряжение, частоту и температуру.

Основным преимуществом этого инструмента является возможность проведения измерений в широком диапазоне мощности, с максимальным значением до 1 тыс. киловатт. В стандартной схеме имеются сами магнитопроводные клещи, переключатель диапазонов и функций, дисплей, кнопки, фиксирующие результаты измерений и разъемы. С помощью основных функций выполняются измерения тока и напряжения постоянного и переменного значения, сопротивления, проверка диодов и тестирование поврежденных участков. Инструмент оборудован специальной защитой, исключающей перегрузку.

Существует такое понятие как трансформаторное усиление сигнала. Данный эффект лежит в основе принципа работы трансформаторных клещей. В результате, все измерения проводятся довольно простым способом. Измеряемый проводник заводится в систему раздвижного магнитопровода. В этот момент он выступает в роли первичной трансформаторной обмотки для катушки магнитопровода. Электрический ток, протекающий через проводник, будет иметь различные характеристики, которые и буду отражаться в измерительной части.

Таким образом, с учетом принципа работы, все клещи токоизмерительные разделяются на приборы измерения постоянного или переменного тока. Некоторые виды моделей, выполненные в комбинированном варианте, позволяют измерять обе величины.

Токовые клещи широко используются в промышленности и в быту. Они являются многофункциональным устройством, позволяющим определять фактическую нагрузку электрической сети, мощность различных приборов и устройств. С помощью токовых клещей можно определить количество потребляемой электроэнергии. какими-либо приборами и устройствами.

При работе с данным инструментом следует учитывать возможные недостатки в его работе. Так, расположение прибора полностью влияет на полученные показания. Среди дешевых устройств нередко попадаются такие, у которых результаты измерений вызывают большие сомнения. И, наконец, правильные и точные показания во многом зависят от умения пользоваться этим прибором.

Сделать самому

Если человек немного разбирается в электронике, имеет цифровой мультиметр, то можно довольно быстро сделать к нему дополнение. Для этого понадобится любой датчик Холла, в продаже они имеются, и ферритовое кольцо.

Кольцо раскалывают на две части, к одному концу крепится датчик, и к его контактам припаивают провода. Полукольца крепят к прищепке или чему-нибудь подобному. Концы проводов вставляют в гнезда мультиметра. Прибор переводится в режим милливольтметра.

Если в ферритовое кольцо поместить проводник, по которому протекает ток, то на милливольтметре можно будет наблюдать какие-то значения. В зависимости от используемого датчика, коэффициент преобразования напряженности магнитного поля в электрическое напряжение будет разным, но постоянным для конкретного датчика.

С помощью эталонных токов можно отградуировать шкалу. В результате получится простая и удобная приставка к мультиметру.

Меры безопасности при работе

Работа с токоизмерительными клещами по сути своей безопасна, но необходимо учитывать некоторые особенности процедуры замеров. При использовании данного прибора запрещается превышать величину выбранного измерительного диапазона. Электроизмерительные клещи запрещают производить смену диапазона измерений в процессе производства замеров. И, конечно же, запрещено прикасаться к не изолированным частям прибора в процессе работы. Всегда, прежде чем пользоваться прибором, необходимо изучить информацию из раздела как правильно производить замеры токоизмерительными клещами. В этом случае прибор может служить очень долго.

В эксплуатационной документации размещается информация как производится настройка прибора, указан срок, периодичность и параметры когда необходимо калибровку делать. В процессе использования даже в качестве вольтметра, прибору необходима поверка. Поверкой занимаются в специализированной лаборатории.

Режимы измерений

Применяют 2 метода определения силы тока:

• прямое;
• непрямое (индуктивное) измерение.

Первый способ производится при подсоединении амперметра к разрыву электрической цепи. Электроток проходит через прибор, на дисплее появляется информация о значении величины I.

Достоинства этого метода:

• точность измерения, зависящая от класса оборудования;
• легкость и доступность выполнения замеров.

Недостатки:

• невозможно измерять из-за особенностей конструкции большие величины электротоков;
• без разрыва нельзя замерить параметры цепи;
• замеры выполняются только в той цепи, которая подключена к прибору.

Если электроизмерительные клещи выступают как трансформатор тока в роли вторичной катушки, то используется индуктивный способ.

Его достоинства:

• безопасность;
• осуществляются замеры больших значений электричества;
• нет необходимости в разрыве цепи для осуществления измерений;
• мобильность выполняемых замеров.

Но и он не лишен недостатков:

• измерения нельзя выполнить в труднодоступных местах;
• при небольших значениях определяемых параметров — большая погрешность.

При применении этого инструмента для электрика полезно знать некоторые нюансы, улучшающие качество проводимых операций.

При рассмотрении, как пользоваться токоизмерительными клещами при слишком маленьком значении I в проводнике, не определяемом тестером в точности, нужно воспользоваться наматыванием проводника на одну из рабочих частей прибора. На дисплей выводятся сведения о суммарном показателе, точное значение определяют отношением полученной величины к числу витков.

Если значение электротока больше максимально возможного для тестера, на экране появляется «1». Диапазон выполняемых замеров увеличивается, они повторяются.

Ток утечки обнаруживают при его поиске на заземляющем проводе, а также при обхвате клещами для измерения тока нуля и фазы. Если на экране появится число, отличное от «0», то утечка присутствует, пробой изоляции нужно искать на корпусе.

Watch this video on YouTube

При наличии кнопки «Hold» моделью токоизмерительных клещей можно измерять электроток в труднодоступных местах. При производстве подобного действия токовые клещи охватывают провод, после чего нажимается эта кнопка, что приводит к фиксации значения на экране, после чего ее просматривают в любом доступном месте.

Переключатель режимов измерений может находиться в различных положениях в зависимости от того, замеры какого показателя осуществляются. Так, при определении постоянного тока его помещают в положение «DCA», а напряжения — «DCV», для переменных видов — «ACA» и «ACV» соответственно. Также переключатель позволяет осуществлять прозвонку, проверку диодов и сопротивления.

Подключение щупов осуществляется через разноцветные разъемы, имеющие различное буквенно-символьное обозначение. Провод красного цвета подключается к такому же разъему, имеющему надпись «VΩ». Разъем такого же цвета «EXT» предназначен для подключения измерителя изоляции. Провод нейтрального подключается к одноцветному разъему с символьным обозначением «СОМ».

Токоизмерительные клещи: для чего они, и как ими пользоваться

Среди инструментов, необходимых для работы любому электромонтажнику, не зависимо от того, в какой области проводит он свою работу, клещи токоизмерительные являются одним из самых необходимых инструментов, используемых каждый день. Именно с помощью этого инструмента выполняются измерения показателей переменного тока без разрыва цепи и другие важные параметры электрических сетей

Важной особенностью данного инструмента является то, что для измерения заданных параметров нет необходимости подключаться непосредственно к токоведущим проводникам, достаточно лишь ввести провода в изоляции во внутренне пространство, между клещами инструмента

Как самому сделать токоизмерительные клещи. Преимущества и некоторые особенности. В чем разница между мультиметром и электроизмерительными клещами

Электроизмерительные клещи – это один из контрольно-измерительных приборов, который наиболее часто используется при проведении .

В этой статье вы найдете информацию, о том, как работать с электроизмерительными клещами. Мы предоставили подробную инструкцию, которая содержит фото.

Электроизмерительные клещи и их виды

Название прибора говорит о его основном предназначении – измерение электрических величин: тока, напряжения, сопротивления. Причем данные измерения производятся без разрыва токовой цепи, не нарушая ее работу.

Электроизмерительные клещи помогут определить фактическую нагрузку в сети. Для определения нагрузки однофазной сети делают замер тока (в амперах) на кабеле ввода. Полученное число умножают на напряжение в сети и на значение косинуса угла между фазами (cos φ). При отсутствии реактивной нагрузки cos φ = 1.

Используя электроизмерительные клещи, можно проверить правильность работы счетчиков электроэнергии.

Свойства электроизмерительных клещей

Современные токовые клещи, независимо от производителя и модели, состоят из таких элементов:

• клещей трансформатора тока;
• скобы – при нажатии на нее клещи открываются, при отпускании – смыкаются;
• переключателя функций и диапазонов измерений;
• ЖК-дисплея;
• входных разъемов для щупов;
• кнопки фиксации данных – служит для запоминания измеренного значения при измерениях переменных токов и напряжений, постоянных напряжений и частоты.

Как использовать измерительные клещи

Чтобы произвести необходимые измерения нужно выполнить следующие действия: с помощью переключателя функций выбираем режим измерений; затем раскрываем клещи нажатием на скобу. Затем обхватываем только один проводник, при этом клещи располагаем перпендикулярно плоскости проводника; отпускаем скобу, закрывая клещи и замыкая цепь магнитопровода прибора; смотрим показания на дисплее.

Кнопка фиксации данных помогает при работе в труднодоступных местах. Нажатие на нее фиксирует результат последних измерений.

Например, чтобы измерить нагрузку в сети 220В в квартире, переключатель диапазонов в токовых клещах устанавливается в режим переменного тока со значением 200. Затем на вводе обхватываем изолированный проводник клещами. Фиксируем показания, появившиеся на дисплее.

Важно

Умножаем это значение на величину напряжения в сети – 220В. К примеру, на дисплее появилось значение 10А. Рассчитываем нагрузку в сети по формуле: P = I ×U, Р = 10 × 220=2200Вт=2,2кВт. Полученное значение можно использовать для проверки работы электросчетчика.

Если обхватить несколько , то прибор покажет сумму токов, охваченных клещами. Например, если захватить одновременно фазный и нулевой провод, то прибор покажет нулевое значение, так как токи данных проводников равны по величине, но противоположны по направлению. Появление же других значений свидетельствует об утечке тока, равной данному значению.

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