Při hodnocení stavu stávající elektroinstalace nebo provádění oprav pod napětím musí elektrikáři měřit a porovnávat hodnoty proudů protékajících různými řetězci. To vám umožní analyzovat provozní schéma včas a odstranit vznikající poruchy.
Dost často se to vše musí dělat bez přerušení elektrických obvodů, aby nedošlo k narušení technologického procesu zásobování spotřebitelů elektřinou.
Existují dva způsoby měření zátěžových proudů bez přerušení napájení:
1. obyčejné ampérmetry, nejprve přes ně vytvořit obtokové bočníkové řetězy a zprovoznit je z důvodu umělého přerušení proudu na předem připraveném místě. Na konci měření je nutné obnovit elektrický obvod, provést všechny předchozí technologické operace v opačném pořadí;
2. pomocí nástroje speciálně určeného pro tento účel – proudových kleští.
První metoda měření je komplikovaná, časově náročná, nebezpečná, vyžaduje vysoce kvalifikované pracovníky, dobré předběžné školení. Proto se jej snaží používat jen v extrémních případech a v každodenní praxi se měření provádí proudovými kleštěmi.
Jaké jsou typy proudových kleští
Nejčastěji se v praxi setkávají s stejnosměrným (usměrněným) nebo střídavým sinusovým proudem. Pro oba tyto typy byla vytvořena různá provedení svorek, které dokážou měřit velikost a dokonce i směr toku energie bez přerušení napájecího obvodu spotřebičů ve stávající elektroinstalaci.
Níže uvedená fotografie ukazuje měření odchylky úhlu vektoru proudu od směru napětí báze v měřicích obvodech ochranných zařízení.
Metoda měření svodových proudů přes porušenou izolaci elektrického zařízení automobilu pomocí stejnosměrných svorek a ampérmetru je znázorněna na fotografii.
Použitý měřicí obvod je sestaven tak, že samotné kleště ukazují proud protékající vodičem připojeným k ampérmetrové svorce. Obě zařízení vykazují stejnou hodnotu, i když pracují v různých rozsazích citlivosti.
Tento příklad jasně demonstruje pohodlí a přesnost měření s různými zařízeními. Stejnosměrné proudové kleště jsou méně běžné než AC provedení, ale jejich výroba se v posledních letech výrazně zvýšila.
Je také třeba mít na paměti, že výrobci měřicích zařízení nyní zahájili výrobu kleští pro kombinované použití, které mohou pracovat ve stejnosměrných i střídavých obvodech. Takový design je například ztělesněn ve Fluke 376 a podobně.
Proudové kleště zobrazené na prvních třech fotografiích mají digitální displej, který okamžitě zobrazuje primární hodnoty měřených parametrů elektrického obvodu. V arzenálu měřicích přístrojů elektrikářů však stále funguje velké množství zařízení se šipkami a stupnicí skládající se z několika dílčích rozsahů.
Při použití takových struktur je nutné pečlivě číst čtení a někdy zavést korekční faktory.
Podle velikosti použitého napětí se proudové kleště dělí na zařízení pracující:
Liší se třídou ochrany použité izolace a vyžadují různé dodržování bezpečnostních pravidel.
Chcete-li správně používat jakákoli taková zařízení, musíte znát princip jejich fungování a konstrukce.
Jak jsou uspořádány kleště pro měření proudu
Zařízení různých modelů se může výrazně lišit v závislosti na načasování jejich výroby a složitosti vnitřního obvodu. Principy měření a ovládání jsou ale všude téměř totožné. Za základ studie proto vezmeme model Fluke 376, který má skvělé schopnosti a podle toho má pro ně zvýšený počet funkcí a ovládacích prvků.
Principy činnosti jsou součástí návrhu
V dielektrickém pouzdře jakéhokoli zařízení jsou umístěny:
proudový transformátor s (a) odnímatelným magnetickým pohonem a soustavou jeho ovládacích pák, (b) sekundárním vinutím;
měřicí systém s informační tabulí;
ovládání a přepínání režimů provozu;
K napájení proudových kleští lze použít elektrickou energii měřeného obvodu nebo sadu autonomních zdrojů napětí, například dvě AA baterie.
Základem práce je obyčejný proudový transformátor s odpojitelným magnetickým obvodem a sekundárním vinutím, jehož závity protíná magnetický tok, který do nich indukuje sekundární proud. Jeho hodnotu a u některých provedení a směru určuje měřicí systém, který zobrazuje konečný výsledek na displeji s přihlédnutím k transformačnímu poměru v primárních ampérech.
Pro provedení měření je nutné umístit vodič s proudem dovnitř magnetického obvodu. Pro tohle:
stisknutím klávesy se chovají pohyblivé prvky magnetického obvodu;
do vytvořené mezery je vložen vodič s proudem;
uvolněte klíč a sledujte úplný kontakt pohyblivých kontaktů.
Při práci uvnitř stísněných skříní s velkým množstvím elektrických zařízení je někdy obtížné protáhnout hrot posuvného magnetického obvodu vodičem s proudem. Pro zjednodušení této operace má Fluke 376 volitelnou testovací sondu. Je součástí sady přístroje a v případě potřeby lze snadno připravit k měření.
Pro bezpečnou práci pod napětím jsou kleště vybaveny měřicími konci s izolačními hroty a krytkami. Při instalaci do těla přístroje jsou zapuštěny do jeho konstrukce. Spolu s dobře izolovanými hroty to snižuje možné chyby při obsluze, eliminuje neoprávněné vytváření náhodných zkratů a úrazů elektrickým proudem.
Ovládací prvky svorek
Polohy kruhového přepínače režimu jsou znázorněny textovými vložkami na třetím obrázku shora. Jejich práci doplňují ovládací tlačítka umístěná na pouzdře.
Tlačítko ZERO se používá k přepínání v rámci klešťových režimů nastavených centrálním kruhovým spínačem a tlačítko MIN / MAX umožňuje upřesnit limit měření.
Tlačítko INRUSH je určeno k vyhodnocení zapínacího proudu. Pohodlí používání přístroje na zatemněném pracovišti výrazně zajišťuje vestavěné podsvícení, které se zprovozňuje stisknutím pravého tlačítka ve spodní části s obrázkem osvětlení.
Pro fixaci aktuálních hodnot na displeji je blízko boční plochy kleští instalováno tlačítko HOLD.
U některých modelů proudových kleští mohou některé z těchto funkcí chybět nebo jsou implementovány jiným způsobem, ale obecné principy měření jsou zachovány pro všechna taková zařízení.
Jak provést měření proudových kleští
Přípravné operace
Před každým měřením je nutné zkontrolovat vliv cizích zdrojů napětí a jimi vytvářeného rušení na přesnost přístroje.
Výkonné asynchronní elektromotory, výkonové transformátory a autotransformátory, tlumivky, svářečky, spínané zdroje během provozu mohou vytvářet silná elektromagnetická pole, která budou indukovat indukované EMF v magnetickém obvodu. Pro jejich zohlednění jsou kleště umístěny v poloze měření střídavého proudu, posuvné prvky magnetického obvodu jsou pevně uzavřeny a je řízeno nulové čtení proudů na displeji.
Metody měření proudů
Konstrukce měřicího zařízení umožňuje určit velikost proudu jednoduchými úkony: nastavením přepínačů režimu do příslušné polohy a zasunutím vodiče do prostoru posuvného magnetického obvodu. Na displeji se automaticky zvýrazní číselné vyjádření naměřené hodnoty.
Tato technologie se používá u všech klíšťat bez výjimky. Ale na pokročilých zařízeních můžete použít snímač IFLex. Usnadňuje práci ve stísněných prostorách.
Podobná operace se vždy provádí pro samostatný vodič, protože z něj procházející proud vytváří v magnetickém obvodu nebo snímači IFLex magnetický tok, který se kleštěmi převádí na odečet.
Pokud jsou uvnitř magnetického obvodu umístěny dva vodiče s proudem, pak se magnetické toky z nich sečtou a kleště ukáží celkový výsledek.
Vzhledem k tomu, že s normální izolací nedochází k žádným únikům, proudy ve fázi a nule budou mít stejnou velikost a opačně, jak je znázorněno na fotografii šipkami a znaménky + I a -I. Každý z nich vytvoří magnetický tok, který se bude sčítat a ničit vzájemné působení. V důsledku toho by měl být na výsledkové tabuli s normální izolací zobrazen nulový výsledek.
Pokud kleště v takové situaci vykazují jinou hodnotu, pak je to vážný důvod pro odstranění závady na stávající elektroinstalaci.
Užitečné tipy pro měření proudů
Přídavný kabel se zástrčkou a zásuvkou
Pro měření proudové spotřeby elektrického spotřebiče, například žehličky, může být obtížné oddělit obvody na fázi a nulu. V pevném kabelu se to neobejde bez jeho otevření. Problém lze snadno vyřešit připojením zátěže přes adaptér se samostatnými jádry.
Zvýšení citlivosti měření pro nízké proudy
U konvenčních svorek může být obtížné určit hodnoty malých proudů kvůli nízké citlivosti zařízení. Cesta z této situace je poměrně jednoduchá: několikrát protáhněte vodič s naměřeným proudem přes magnetický obvod proudové svorky, jak je znázorněno na fotografii výše. V tomto případě se celkový magnetický tok zvyšuje úměrně s počtem závitů a zvyšuje se i indikace na displeji.
Zbývá pouze vydělit čtení počtem závitů a získat přesnou hodnotu i pro malé proudy.
Vezměte prosím na vědomí, že tato technika je vhodná pouze pro práci s pružnými, izolovanými vodiči.
Metody měření napětí
Použití proudových kleští v režimu voltmetru se v zásadě neliší od podobných měření s jinými zařízeními.
Odnímatelné konce vodičů jsou instalovány v zásuvkách světlic, které jsou předem přepínači přepnuty do režimu měření napětí. Druhé konce izolovaných vodičů se přiloží na potenciální svorky a odečte se na displeji, jak je znázorněno na fotografii výše.
Vlastnosti měření odporu, frekvence. teplota
V těchto režimech kleště fungují jako běžný multimetr a platí pro ně obecná pravidla měření. Podívejte se na podrobné pokyny, jak správně používat multimetr.
Způsoby měření spotřeby energie
Proudové kleště nemají přímou metodu pro měření a odečítání výkonu, ale mohou tuto operaci provádět nepřímo. Chcete-li to provést, musíte určit výše popsané metody:
provozní napětí sítě.
Poté se násobí, aby získali energii. Například v elektrické žehličce jsme naměřili proud 9,2 ampéru a napětí v domácí síti je 220 voltů. Vynásobíme je a získáme: 9,2×220 u2024d XNUMX VA.
Můžeme dojít k závěru, že spotřeba energie je dva kilowatty.
Kontrola nepřítomnosti zahraničních spotřebitelů
Pomocí proudových svorek můžete zkontrolovat neoprávněné připojení spotřebičů k napájecímu kabelu. K tomu stačí nainstalovat svorky na vstupní štít v režimu měření zátěže a ponechat normální napájení zapnuté, vypnout všechny lampy a uvolnit všechny zásuvky ze zařízení, to znamená, aby byl zajištěn chod naprázdno pro vstupní kabel.
Pokud svorky v tomto případě vykazují nulovou hodnotu, pak nedochází k neoprávněnému připojení a žádné svodové proudy. V opačném případě je nutné pečlivě řešit příčinu vzniku takové zátěže.
Doporučení pro zajištění bezpečnosti a přesnosti měření
1. Jakékoli měřicí zařízení je určeno pro použití za určitých technických podmínek a pro práci s konkrétními zátěžemi. Tyto vlastnosti je třeba předem seznámit a během provozu je dodržovat.
Například pro přístroje Fluke se používá označení CAT III 600 V nebo CAT III 300 V. Označuje, že elektrický obvod přístroje je proveden s ochranou proti krátkodobým přepětím v měřené síti do 600 nebo 300 voltů, respektive.
Pokud není hranice měřené hodnoty známa, pak se zařízení nastaví do režimu maximální hodnoty.
2. Pracovní izolace na roztažitelném magnetickém obvodu a měřicí hroty chrání uživatele před vznikem neoprávněných zkratů při práci pod napětím. Je nutné sledovat její stav. Tato situace je zvláště důležitá při měření proudů na holých vodičích.
3. Proudové kleště jsou měřicí přístroje. Musí se podrobit periodickému metrologickému ověření v elektrotechnické měřicí laboratoři a mít jeho razítko na pouzdru nebo ověřovací list, jehož platnost je omezená.
4. Vzhledem k tomu, že proudové kleště se používají pro práci pod napětím, je předpokladem jejich bezpečného provozu periodická zkouška pevnosti izolační vrstvy v elektrotechnické zkušebně, vypracování protokolu o zkoušce a nalepení příslušného razítka.
Bez absolvování izolačního testu a ověření je použití svorek v práci, dokonce i jen zakoupených od výrobce, zakázáno pravidly. Při porušení skladovacích nebo přepravních norem může dojít k poškození. Předprodejní příprava nástroje na prodejně není schopna odhalit vzniklé vady.
5. Před měřením odporů se ujistěte, že na nich nejsou žádné napěťové potenciály. Mohou nejen ovlivnit přesnost odečtů, ale také poškodit, spálit citlivé měřicí obvody generováním nebezpečných proudů.
6. Práce s proudovými kleštěmi pod napětím je klasifikována jako nebezpečná lidskému životu. Je povolen pouze vyškolený a vyškolený personál s minimálně třetí skupinou elektrické bezpečnosti.
Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Tajemství elektrikářů, Průmyslová elektrická zařízení
Při měření napětí musí být na určitý úsek elektrického obvodu zapojen paralelně voltmetr nebo multimetr a při měření proudu ampérmetr. Proto se pro měření proudu provede umělý přerušení obvodu a k němu se připojí měřicí zařízení.
Pro zjednodušení a zrychlení procesu se používají klešťové měřiče, které pracují zcela jinou metodou. Umožňují měřit intenzitu elektromagnetického pole, které se vždy objeví kolem jakéhokoli vodiče. V tomto materiálu budou probrány stejnosměrné proudové kleště, jaký je princip jejich činnosti a jaké typy proudových kleští existují.
Digitální klešťový měřič VC3266L
Co jsou proudové kleště
Proudové kleště je nástroj, který umožňuje měřit sílu elektrického proudu, aniž by došlo k přerušení obvodu. Například při použití multimetru pro taková měření budete muset pokaždé přerušit drát, což je v praxi nepohodlné.
Kompaktní a ergonomické zařízení
Vypadají jako jednoduchý multimetr s „clothespin“ svorkou nahoře. Stejný kolíček na prádlo je připojen k drátu a zařízení zobrazuje všechny údaje na svém displeji.
Princip působení klíšťat
Prvními proudovými měřicími přístroji tohoto druhu byly jakési transformátory, ke kterým se připojoval obyčejný ampérmetr. Samotné kolíčky na prádlo, které jsou viditelnou částí zařízení, také představují primární vinutí transformátoru. Když je do ní umístěn vodič s proudem, bude se v důsledku jeho elektromagnetického pole indukovat do tohoto vinutí. Poté elektrický proud půjde do sekundárního vinutí. Z něj budou převzaty indikátory.
Proces měření elektrického proudu v panelu pomocí multifunkčního zařízení AKTAKOM – ATK-4001
Důležité! První typy těchto zařízení byly jednoduchým doplňkem měřicích přístrojů a napomáhaly k pohodlnější fixaci měřeného drátu.
Hodnoty, které ampérmetr ukazoval, bylo nutné dopočítat dodatečně, protože bylo nutné vzít v úvahu transformační poměr. Ještě jedna nuance: pracujte pouze se střídavým proudem, protože transformátory nepracují s konstantními hodnotami.
Moderní proudové kleště umí pracovat s jakýmkoliv typem elektrického proudu, ale pro měření konstantních hodnot místo ampérmetru používají Hallův senzor, který jim umožňuje zaznamenávat elektromagnetické pole a jeho sílu.
Zařízení kompletní s návodem k použití
Typy proudových kleští
Typy roztočů závisí na vzhledu, designu a typu výstupu. Obvykle jsou rozděleny do následujících kategorií:
- Analogový nebo ukazatel. Skládají se z transformátoru s jedním závitem a měřicí aparatury připojené na sekundární vinutí. Taková zařízení jsou levnější a vizuálnější, ale mají zvýšenou citlivost na mechanické vlivy a vibrace. Analogové měřiče jsou obvykle dimenzovány pro konkrétní frekvenci;
- Digitální nebo elektronické. V nich se naměřené hodnoty zobrazují na digitálním displeji pomocí mikroprocesorových výpočtů a lze je nakonfigurovat tak, aby zobrazovaly různé hodnoty;
- Multimetr. Jedná se o univerzální nástroj pro měření všech elektrických parametrů. V něm lze kleště zabudovat přímo do těla. Funkce a vlastnosti multimetru jsou určeny jeho cenou a modelem. Často mají stejný Hallův senzor;
- Svorky pro sítě vysokého napětí. Jejich hlavním účelem je měření proudových parametrů v sítích, jejichž napětí přesahuje 1 kV. Tento typ má zvýšenou ochranu a izolaci a lze jej připevnit na dielektrické tyče, aby se elektrikář nedostal příliš blízko k síti.
Schéma zapojení pro multimetr pro měření elektrického proudu
Pro stejnosměrný a střídavý proud
Existuje ještě jedna odrůda tohoto zařízení, která by měla být zahrnuta v samostatné sekci. V závislosti na konkrétní aplikaci jsou k dispozici proudové kleště pro stejnosměrný a střídavý proud. Působení prvního je založeno na Hallově efektu. Díky tomu jsou mnohem dražší, ale kvalitnější a spolehlivější. Téměř všechny stejnosměrné modely obsahují měřiče střídavého napětí.
MASTECH MS2138 pro DC
Střídavý proud se měří na principu transformátoru, takže odpovídající modely jsou levné. Neumějí také měřit stejnosměrné napětí.
Důležité! Odrůdy této kategorie se vzhledově neliší. Pro praktičnost a spolehlivost se doporučuje vzít zařízení, které dokáže měřit konstantní i proměnný elektrický proud
Uni-T UT201 AC proudová kleště
Provedení proudové svorky
Konstrukce proudových kleští předpokládá přítomnost:
- Odnímatelný magnetický drát, který je vyroben z ferimagnetické elektrooceli. Na něj je nasazena cívka, která představuje sekundární vinutí;
- Referenční zařízení, které lze vyrobit v analogovém nebo digitálním stylu, v závislosti na modelu a typu;
- Přepínač pro rozsah elektrického proudu, který je měřen;
- Speciální rukojeti a izolace, za které člověk drží kleště při měření. Je relevantní pro práci s vysokonapěťovými sítěmi. Při nízkých úrovních napětí zajišťuje dielektrické vlastnosti samotné pouzdro.
Jak správně měřit proud pomocí proudových kleští pro střídavý a stejnosměrný proud
Chcete-li měřit parametry DC, musíte nejprve nastavit rozsah jeho provozu. Další pokyny krok za krokem vypadají takto:
- Izolujte zařízení od vodičů a jiných zařízení, abyste zabránili falešnému rušení;
- Stiskněte tlačítko reset. Často se označuje jako “Sel”;
- Začněte měřit s ohledem na skutečnost, že potřebujete zachytit pouze jeden vodič;
- Uchopte drát tak, aby byl v dutině kolíčku na prádlo, a umístěte jej tak, aby byl ve středu;
- Zaznamenejte hodnoty.
Hodnota může vycházet se záporným znaménkem. To je určeno směrem toku proudu. Na čelistech zařízení mohou být šipky, které ukazují směr pohybu elektrického proudu. Pokud je tedy zařízení otočeno vzhůru nohama, zobrazí se hodnota bez mínusu.
Šipka na svorce ukazuje směr pohybu proudových sil
Pro měření střídavého proudu můžete vzít jednoduchou žárovku a připojit ji k síti 220 V. Další pořadí je následující:
- Umístěte multimetr do sektoru měření AC proudu ~A a zaznamenejte naměřené hodnoty;
- Proveďte stejná měření pomocí sond a získejte podobné hodnoty. Řetěz se nesmí přetrhnout.
bezpečnostní opatření
Při práci s takovým zařízením byste měli dodržovat obecná bezpečnostní pravidla pro provoz elektrických měřicích přístrojů, přestože použití proudových kleští je bezpečný postup. V průběhu měření je zakázáno překračovat hodnotu zvoleného rozsahu elektrického proudu a měnit rozsah. Také byste neměli držet holé sondy nechráněnýma rukama, které nejsou chráněny dielektrikem.
Lampa je příkladem zařízení pracujícího na střídavý proud od 220 V
Před použitím jakéhokoli zařízení byste si měli pečlivě prostudovat návod k obsluze a všechny pokyny. To pomáhá nejen nevystavovat se nebezpečí, ale také prodloužit životnost zařízení. To je velmi důležité, protože návod popisuje nastavení zařízení, jeho provozní režimy a zásady jeho bezpečného používání. Navíc vám takové manuály říkají, jak dlouho a jak kalibrovat zařízení. Provádí se ve specializovaných centrech a je potřeba pro zvýšení přesnosti měřených parametrů.
Proudový měřič s ochrannými rukojeťmi pro sítě vysokého napětí
Klešťový měřič stejnosměrného proudu je tedy pohodlným a praktickým nástrojem pro určování síly elektrického proudu bez přerušení vodičů, jako je tomu u ampérmetru nebo multimetru. S jeho pomocí můžete kdykoliv měřit elektrický proud v autě a jeho elektroinstalaci, doma i na místech, kde je elektrická síť položena, instalována nebo udržována.
