Струмовимірювальні кліщі
Для стаціонарного вимірювання сили струму в мережі використовуються вимірювальні щитові прилади. У розподільних щитках їхню функцію виконують модульні амперметри, реле потужності. Можливим є вимірювання споживаного струму і на деяких моделях лічильників електричної енергії.
Але, якщо потрібно виміряти струм на ділянці ланцюга, зробити це за допомогою мультиметра або тестера важко. Прийде попередньо зняти напругу, відключити провідник на потрібній ділянці і підключити в його розрив прилад. Після проведення вимірювань ці ж дії виконати у зворотному порядку.
Зручніше провести такі вимірювання, використовуючи прилад, спеціально призначений для вимірювання сили струму без розриву ланцюга -токовимірювальні кліщі.
Принцип дії струмових кліщів
Токові кліщі виконують вимірювання за принципом, що використовується втрансформаторах струму. Тільки магнітопровід їх вимірювального трансформатора виконаний таким, що розмикається. Це необхідно для приміщення провідника з вимірюваною величиною всередину магнітопроводу. Струм, що проходить всередині нього, наводить в сердечнику змінний магнітний потік. Усередині приладу на магнітопроводі розташованавимірювальна обмотка. Магнітний потік наводить в ній ЕРС, що надходить потім на вимірювальну схему приладу.
Ранні моделі струмовимірювальних кліщів були аналоговими . Напруга з вимірювальної обмотки, проходячи через магазин опорів, необхідний перемикання меж вимірювання, відразу потрапляло на рамку вимірювального механізму. Механізм, само собою, був стрілочним. Зняття показань із нього виконувалося під час спостереження стрілки під прямим кутом. Інакше дані вимірювань вносилася похибка.
Алеце не завжди зручно, тому що вимірювання виробляються не в ідеальних умовах, на струмоведучих частинах електроустановки, що знаходяться під напругою. Нахил голови до приладу для відліку показань вносив у процес вимірювання ризик потрапити під напругу.
Сучасні прилади виконуютьсяелектронними. Вони сигнал з вимірювальної обмотки потрапляє на аналогово-цифровий перетворювач. З нього вже цифровий сигнал йде на лічильний пристрій, що перетворює дані на інформацію, що відображається на рідкокристалічному дисплеї. Перемикання меж вимірювання залишається аналоговим. При зміні положення перемикача змінюється значення опору, послідовно включеного або паралельно з вимірювальною обмоткою. Для захисту вимірювальної частини від пошкоджень при неправильному виборі межі вимірювань виконуєтьсясхема захисту.
Для розширення функціональних можливостей струмових кліщів їхпоєднують з мультиметрами.
При цьому користувач отримує не просто амперметр, а комплект приладів, що дозволяє оперативно шукати несправності як у розподільчих мережах, так і в побутовій техніці.
Кліщі для вимірювання постійного струму
Зазначена конструкція має один недолік: в її основі лежить принцип дії трансформатора, а він не може перетворювати постійний струм. Але в електротехніці пристрої, що працюють на постійному струмі, використовуються, і їх все більше.
Для вимірювання постійного струму кліщі доповнюютьсядатчиками, що працюють на ефект Холла. Ці датчики реагують на магнітне поле, створюване провідником зі струмом. Чим більший магнітний потік цього поля, тим більше величина вихідного сигналу датчика Холла. Аоскільки ця залежність лінійна, цей ефект зручно використовуватиме вимірів.
Кліщі з датчиками Холла можуть не тільки показати величину струму в ланцюгу, але і його напрямок.
Робота з струмовимірювальними кліщами
Зберігаються і переносяться кліщів захисному чохлі. Він запобігає появі на їхньому корпусі забруднень, що знижують його опір, внаслідок чого знижується їхня електробезпека. У цьому чохлі зберігаються та транспортуються сполучні провідники для проведення вимірювань комбінованими приладами (мультиметрами). Діставати прилад із чохла необхідно на місці проведення вимірювань.
Перед використанням приладу переконуються, що:
- обранийправильна межа вимірюваної величини, для чого аналізують, якого порядку струм може протікати у провіднику, змінний він або постійний;
- не натиснута клавішафіксації показань ;
- при використанні приладу не виникнезагрози для життя працюючого, у разі сумнівів у тому, що дотику до струмоведучих частин не станеться, користуються діелектричними рукавичками.
У випадку, якщо доступ до провідника зі струмом утруднений (провідник короткий або переплетений з іншими), використовуючи діелектричні рукавички розплутують провідники і вигинають їх так, щоб з'явилася можливість захоплення магнітопроводом струмових кліщів. Якщо є небезпека відриву провідників або сумніви в надійності їх кріплення в контактних системах електроапаратури, напруга з ділянки знімають і готуються з вимірюванням без загрози влаштувати аварію.
По ПУЭ дроти, які підходять до лічильників електричної енергії, вигинаються те щоб до них здійснювався доступ вимірювання струмів кліщами. Щоправда,вимога це дотримується не завжди.
При вимірюваннях працюючий постійно стежить за своїм положенням у просторі, щоб не торкнутися шин, що знаходяться під напругою і обертових деталей машин і механізмів (якщо вимірювання виробляються безпосередньо на електродвигуні). Якщо важко побачити показання приладу, використовуєтьсякнопка фіксації показань. Після її натискання можна вийняти кліщі та розглянути дані на дисплеї у спокійній обстановці.
Магнітопровід кліщів має надійно зімкнутися. Якщо це не станеться, показання будуть занижені або їх зовсім не буде. Тому закриття магнітопроводу не повинно нічого заважати, а поверхня його в місці закриття завжди повинна бути чистою, без бруду та пилу.
Струмовимірювальні кліщі у складі вимірювальних приладів
Для вимірювань в електроустановках застосовуються прилади, здатні вимірювати струм для комплексних вимірювань. До них відносяться:
- вольт-ампер-фазометр;
- аналізатори якості електроенергії
Вольт-ампер-фазометри (ВАФи) застосовують не тільки для перевірки струмів у ланцюгах, але і кутів між ними та напругами в мережі. Застосовуються вони зазвичай для перевірки правильності підключення приладів обліку та пристроїв релейного захисту. Результатом застосування такого приладу є побудована за даними вимірювання векторна діаграма струмів і напруг, за якою робиться висновок про правильність підключення пристрою або режим роботи мережі.
Для підключенняаналізаторів якості електроенергії також використовуються струмові кліщі, що входять до складу приладу та з'єднуються з ним шнуром. Прилад підключається до мережі у вибраному місці для вимірювань і залишається таке деякечас, достатній збору інформації про величини струмів і напруг у мережі, кутів з-поміж них. Потім дані зчитуються з нього комп'ютер і аналізуються.
За таким же принципом працюють і всілякі види портативних реєстраторів, за допомогою яких записують режим роботи мережі з метою виявлення причин раптово виникаючих аварійних процесів.
Порядок використання та заходи безпеки струмових кліщів, що входять до складу цих приладів, той самий, що і для струмовимірювальних кліщів загального призначення.