Для диагностики неисправностей в электрическом оборудовании или установках часто необходимо измерить силу тока. Есть два варианта: использование амперметра или зажимного измерительного прибора. Первый вариант — использовать обычный мультиметр, но это не всегда возможно или удобно для проведения правильного измерения. Второй метод — зажимной измерительный прибор — позволяет определить ток в цепи без разрыва цепи.
Принцип работы основан на явлении электромагнитной индукции. Провод, используемый для измерения тока, вставляется в магнитопровод, на который намотана вторичная обмотка. В этом случае измеряемый ток называется первичным током, а ток в измерительной катушке (вторичной обмотке) — вторичным током. В этом случае значение пропорционально первичному току и может быть рассчитано.
В прошлом большинство токовых клещей могли измерять только переменный ток, поскольку ЭДС возникала в катушке только в присутствии переменных магнитных потоков, создаваемых переменным током. Большинство современных моделей, даже самых дешевых, способны измерять как постоянный, так и переменный ток. С помощью датчиков Холла можно измерять постоянные токи.
Более подробное описание конструкции, принципа работы и общего метода измерения токовыми клещами было дано на предыдущем сайте — Как пользоваться токовыми клещами. В этой статье мы рассмотрим несколько примеров из реальной жизни и поделимся полезными сведениями, которые не все знают и используют.
Методы измерения
Чтобы найти ток в цепи, в раствор магнитопровода необходимо ввести жилу проводника или шину. Нажмите на рычаг на конце щипцов, чтобы открыть магнитопровод.
После вставки кондуктора отпустите рычаг, и кондуктор закроется. На измерителе необходимо выбрать соответствующий предел измерения и режим, для переменного тока — «I~», для постоянного — «I=».
Вопрос: «Почему клещевой измеритель не может измерять ток на нескольких проводниках или на кабелях с фазой и нулевой точкой?».
Когда ток течет по проводнику, вокруг него образуется магнитное поле, что означает, что потоки нескольких близлежащих проводников складываются и образуют результирующий поток. Поэтому невозможно измерить несколько проводников с разными токами, протекающими по ним, или один и тот же ток в разных направлениях. Это наглядно показано на диаграмме ниже.
То есть, для измерения тока, потребляемого прибором, подключенным к сети переменного тока с одной или несколькими фазами, измеряется только ток в проводнике конкретной фазы. Если источник питания однофазный, измерения можно проводить на фазном или нейтральном проводниках, но не вместе. То же самое относится и к измерению тока с помощью зажима в сети постоянного тока.
Важно.
При измерении зажим захватывает проводники или группы проводников, относящихся к одному полюсу (фазе), и подает питание на одного потребителя или одну тестируемую группу
Это требование вызывает некоторые неудобства при измерении тока большинства потребителей (как однофазных, так и трехфазных). Например, чтобы измерить мощность утюга, необходимо вскрыть кабель и разделить проводники. Именно по этой причине электрики используют специальные адаптеры. По сути, такие адаптеры представляют собой небольшие удлинители, состоящие из вилки и розетки, соединенных отдельными жилами или проводниками типа PV3 или другими. Или специальное устройство, как на рисунке ниже — адаптер «AC-16».
Примеры измерений
Давайте рассмотрим несколько типичных примеров, когда вам нужно измерить ток для диагностики цепи.
Случай первый. Вы заметили, что стали платить за электроэнергию больше, а режим работы электрооборудования не изменился. Возможно, к вашей сети имеется несанкционированное подключение. Если вы не можете точно определить по прибору, используйте плоскогубцы.
Для этого нужно найти удобное место на электрическом щитке вашей квартиры или дома для проведения измерений, нужно найти отдельный фазный или нулевой провод, а если повезет — можно взять клещи там, где подключен автоматический выключатель. Отключите всех пользователей в вашем доме и измерьте силу тока, если на их дисплее вы увидите ненулевое число — следует искать несанкционированное подключение.
Случай второй. У вас есть трехфазный двигатель, который начал нагреваться сильнее, чем раньше. Существуют две основные причины увеличения поставок тепла. Первая не электрическая — по мере износа подшипников они нагреваются и отдают тепло в металлический корпус. Вторая причина — неисправность при переходе с одного оборота на другой или утечка в корпус. В этом случае неисправность можно предсказать, сравнив токи в каждой фазе.
При нормальных условиях токи во всех трех фазах будут равны, а в нейтральном проводнике ток (если он есть) будет отсутствовать. Если вы делаете это с помощью амперметра, вам придется каждый раз отсоединять токоподводящий провод двигателя, что потребует каждый раз останавливаться и запускаться. Конечно, это не даст надежных измерений.
Интересно.
В некоторых электроустановках можно измерить ток и создать разрыв в цепи после шунтирования разъединителя с помощью амперметра, но такое случается редко.
В таких случаях удобнее всего измерить фазный ток с помощью клещей, и вы сможете достаточно точно определить состояние двигателя всего тремя ручными нажатиями.
Случай третий. Вы заметили, что аккумулятор вашего автомобиля разряжается быстрее. Если только вы не установили дополнительное оборудование, подключенное непосредственно к аккумулятору, например, автомобильное радио (хотя это неправильное подключение, такое оборудование подключается в цепь, которая активна после включения зажигания) — значит, где-то есть утечка.
Для этого амперметр помещается в разрыв между плюсовыми проводами батареи. Однако такое измерение не всегда удобно, и если вы хотите измерить ток до и после включения двигателя, это невозможно, поскольку ваш амперметр, скорее всего, выйдет из строя из-за пускового тока. Для поиска утечек легко использовать зажимной измерительный прибор. Установив зажим на положительный провод аккумулятора, вынимайте один за другим предохранители из блока предохранителей и отсоединяйте все возможные потребители, пока не найдете цепь утечки тока.
ВОПРОС: «Как можно использовать зажим, если ток утечки или другой измеряемый ток очень мал и зажим не может его обнаружить?».
Для измерения малых токов токовыми клещами необходимо несколько раз обмотать провод вокруг магнитопровода. Значение, которое появляется на дисплее измерительного прибора, делится на количество витков провода. Как упоминалось выше, магнитные потоки будут складываться, и результирующий поток будет равен сумме каждого из них. Поэтому показания зажима будут больше кратного значения фактического тока, т.е. количества витков провода.
ВАЖНО: Будьте осторожны, так как не все клещи поддерживают измерение постоянного тока.
Меры предосторожности
При использовании токоизмерительных клещей никогда не замыкайте цепь и не вызывайте поражения электрическим током. Для этого магнитный сердечник зажима покрывается диэлектрической оболочкой. Это предотвращает возникновение короткого замыкания, если зажим случайно коснется двух соседних проводящих частей. Однако обратите внимание, что инструмент должен быть сухим.
При измерениях в цепях до 1000 В, например, 380/220 В, необходимо надевать изолированные перчатки, а под ноги — изолирующие коврики или изолированные ботинки. Это необходимо для того, чтобы избежать последствий случайного контакта с токоведущими частями.
