Клещи токоизмерительные как работают


принцип работы и инструкция по использованию

При работе с электрическими устройствами иногда возникает необходимость провести измерение силы тока. Известно правило о том, что для этого амперметр необходимо соединить последовательно.

Определение

Токоизмерительные клещи – позволяют узнать силу тока или другие характеристики без разрыва в электрической цепи. Этот инструмент работает по другому принципу – он определяет характеристики электрического тока на основании параметров магнитного поля.

Конструкция

В токоизмерительных клещах можно указать два основных рабочих узла:

Конструкция клещей
  1. В захватах находятся обмотки трансформатора.
  2. В ручке имеется амперметр или другой измерительный прибор.

В обмотках трансформатора наводится электрический ток, характеристики которого определяет встроенный измерительный прибор. Нужно учитывать, что наведённый ток имеет другую величину по сравнению с первоначальным. Для получения точной величины требуется выполнить пересчёт.

Принцип работы

Если между захватами клещей расположить проводник, то изменение тока, проходящего по нему окажет влияние на окружающее электромагнитное поле. Оно индуцирует в обмотках трансформатора ток. Затем он со вторичной обмотки будет измерен встроенным амперметром.

Важно отметить, что получаемое значение силы тока, хотя и соответствует проходящему по цепи, но не равно ему. Корректировка показаний амперметра происходит с учётом коэффициента измерения прибора.

В работе токоизмерительных клещей долгое время существовало важное ограничение — они были способны работать только с переменным током, ведь магнитное поле создаётся только в этом случае.

Были созданы более совершенные модели. Теперь с помощью токоизмерительных клещей имеется возможность работать не только с переменным, но и постоянным током. В настоящее время существуют модели, в которых присутствует мультиметр, который на основе полученных данных определяет нужные характеристики, не требуя пересчёта.

Современные модели токоизмерительных клещей способны решать следующие задачи:

  1. С их помощью возможно определить суммарную нагрузку электросети в квартире.
  2. Можно определить силу тока в конкретном проводнике, являющемся частью электрической цепи. Измерение можно проводить, не вмешиваясь в работу схемы.
  3. Можно определять мощность любого электроприбора в текущий момент времени. При необходимости возможно контролировать измерение этого параметра на протяжении нужного периода времени.
  4. Можно проконтролировать домашнюю электросеть на предмет подключения со стороны посторонних людей.
  5. Если имеется утечка тока на корпус прибора, то её можно определить с помощью этого инструмента.

Инструкция по использованию

Использование клещей для работы в ситуации, когда используется напряжение до 1000 Вольт ничем не отличается от тех, которые применяются в высоковольтных цепях. Далее будет рассмотрен порядок использования бытовых токоизмерительных клещей.

Использование рассматриваемого инструмента зависит от вида проводимых измерений. Обычно процедура выполняется следующим образом:

  1. Нужно в электрической схеме определить, с какого провода будут сниматься показания. Нужно помнить. Что если клещами обхватить не один, а большее количество проводов, то в результате будет получен неправильный результат.
  2. На тестирующем приборе требуется выставить нужный режим измерения. Его выбор зависит от поставленной задачи. При этом нужно будет определить не только вид измерения, но и необходимую шкалу. Если о ней не имеется информации, то выбирают самую большую.
  3. Клещи сначала нужно раскрыть, а затем обхватить проводник. Важно обеспечить перпендикулярность его расположения плоскости, в которой расположены клещи. Желательно, чтобы при этом проводник располагался в центре контура.
  4. Измерение произойдёт в автоматическом режиме. Результат можно будет увидеть на дисплее прибора.

Если ток имеет слишком маленькую величину и не получается его определить, то рекомендуется несколько раз его намотать на половинку клещей. В этом случае прибор измерит суммарный ток. Для получения нужной величины надо разделить это значение на количество сделанных витков.

Если на дисплее показана единица, значит ток превышает предельное значение этой величины. Чтобы точно определить искомую величину, нужно переключиться на больший диапазон.

Документ(откроется в новой вкладке):Руководство по эксплуатации токоизмерительных клещей

Классификация

Такие клещи можно классифицировать по используемому в них электроизмерительному прибору. В этом качестве может применяться:

  • мегаомметры;
  • амперметры;
  • ваттметры;
  • фазометры;
  • ампервольтметры;
  • мультиметры.

Популярные виды

Этот прибор выпускается в различных вариантах. Далее рассказано об основных разновидностях токоизмерительных клещей.

Стрелочные приборы

Этот вариант исполнения токоизмерительных клещей представляет собой аналоговый прибор. В нём применяется одновитковая разновидность трансформатора. Такого рода модели были одними из первых вариантов этого измерительного прибора. Амперметр подключён к вторичной обмотке.

Стрелочные

Такие модели обеспечивают наглядность процесса измерения. Однако аналоговые модели излишне чувствительны к механическим колебаниям. В такой ситуации показания могут быть искажены. Чтобы этого избежать, токоизмерительные клещи необходимо во время измерения тока зафиксировать на жёсткой поверхности.

Нужно учитывать, что для получения нужных данных необходимо пересчитывать полученные данные с учётом коэффициента преобразования прибора. Токоизмерительные клещи такого типа выпускается с расчётом использования определённой частоты электрического тока.

Цифровые клещи

У этой разновидности результат измерений будет выведен на дисплей. Важным достоинством этого способа является то, что перед выводом цифры уже будут пересчитаны. Этот прибор можно настроить таким образом, чтобы отображать мощность или силу тока.

Цифровые

Совмещённые с мультиметром

Этот тип приборов удобен тем, что в него встроен мультиметр. Функциональность прибора определяется типом встроенного прибора. В таких моделях применяется датчик Холла, позволяющий проводить измерение параметров постоянного тока.

Токоизмерительных клещей на основе датчика Холла

Высоковольтные токоизмерительные клещи

Их определяющей особенностью является выполнение измерений в сетях с напряжением более 1000 Вольт. В этих устройствах применяется более сильная изоляция. Иногда при их использовании токовые клещи устанавливают на диэлектрической штанге. Это позволяет оператору избежать слишком близкого приближения к высоковольтным проводам. Такие клещи являются специализированными и используются только для работы с переменным током.

Высоковольтные токоизмерительные клещи

Преимущества и недостатки

При использовании токоизмерительных клещей можно отметить следующие достоинства:

  1. Компактность используемого инструмента и простота его использования.
  2. Имеется возможность использовать этот инструмент для проведения замеров в высоковольтных цепях. Для этой цели используются специализированные модели.
  3. Существуют различные разновидности таких устройств.

Такие клещи несложно интегрировать с радиоизмерительной аппаратурой.

При использовании можно столкнуться с такими недостатками:

  1. Поскольку при измерении используются характеристики создаваемого проводом магнитного поля, то при различном положении проводника результаты измерений могут отличаться. Чтобы избегнуть такой неоднозначности рекомендуется располагать провод перпендикулярно плоскости расположения клещей.
  2. Класс точности производимых измерений недостаточно высокий — второй или третий, в зависимости от конкретной модели.
  3. Иногда речь может идти о дополнительной наводке магнитного поля, создаваемой другими электроприборами. Чтобы этого избегнуть, необходимо контролировать их возможное наличие.
  4. Относительно простой принцип работы служит причиной изготовление некачественных вариантов таких инструментов.

Достоинства токоизмерительных клещей в значительной степени перевешивают их недостатки.

Требования к клещам

Необходимо использовать такой инструмент, который обеспечит нужный вид измерений и класс точности. Если есть необходимость в дополнительных опциях, то надо убедиться в их присутствии (например, будет лучше использовать дисплей большего размера). Важно убедиться, что приобретаемый экземпляр произведён известной фирмой, гарантирующей качество.

Проверка перед эксплуатацией

Для проверки достаточно произвести пробное измерение в соответствии с тем измерительным прибором, который встроен в клещи. Если результат соответствует предварительным данным — значит прибор исправен.

Как выбрать клещи

На рынке имеется много разновидностей токоизмерительных клещей, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант. Необходимо обратить внимание на следующее:

  1. Исходить из своих потребностей. Нет смысла приобретать дорогой прибор с разнообразными возможностями, если в них нет необходимости.
  2. Учитывать, что обычно такие клещи приобретают для того, чтобы определять силу тока, его частоту или прозванивать провода.
  3. Убедиться в наличии полезных опций (возможность фиксировать результаты измерения нажатием кнопки, опция выставления ноля, автоматический выбор наиболее подходящего диапазона и другие).
  4. Важно учитывать качество материала, из которого сделан прибор.

Нужно, чтобы использовались элементы питания, которые несложно приобрести.

Как использовать токоизмерительные клещи? Полное руководство для начинающих

Итак, вы встретили токоизмерительные клещи, суперзвезду всех мультиметров, о которых все говорят? И теперь ищете руководство, которое поможет вам правильно использовать его для измерения силы переменного и постоянного тока? Вы хотите владеть им, но имеет смысл сначала увидеть, как он работает, верно?

Что ж, вы попали в нужное место. Это полное руководство по , как использовать токоизмерительные клещи , структурированное с учетом потребностей начинающих пользователей и новичков.

Научиться работать с токоизмерительными клещами легко и просто. Вы уже на полпути, если знаете, как работать с универсальным мультиметром. Но важно знать небольшие различия между ними, что поможет вам принимать обоснованные решения при тестировании и устранении неполадок.

Профессиональный техник знает, как работают токоизмерительные клещи, и , как лучше всего использовать их в рабочей среде.

Дополнительные инструкции по использованию мультиметра:

Что такое клещи?

Токоизмерительные клещи - это усовершенствованный вариант обычного мультиметра с основным отличием в виде зажимной конструкции наверху, которая позволяет бесконтактно измерять ток и напряжение.

Вы можете «зажать» эту конструкцию вокруг проводников (например, провода), чтобы определить ток, проходящий через нее.

Токоизмерительные клещи Fluke 325

Исходя из этого основного принципа, современные токоизмерительные клещи имеют функции, позволяющие измерять несколько величин, функции, упрощающие поиск и устранение неисправностей и анализ, и, в конечном итоге, дополнительные меры безопасности.

Поскольку вам не нужно вручную подключать измерительные щупы / провода к цепям под напряжением, а также не нужно отключать систему для проведения измерения, токоизмерительные клещи быстро стали одним из самых важных инструментов в жизни электрика .

Основные различия между токоизмерительными клещами и цифровым мультиметром

Ниже приведены отличия токоизмерительных клещей от цифрового мультиметра:

  • В основном используются для измерения силы постоянного и переменного тока
  • Бесконтактное измерение количества
  • Более низкое разрешение (только до сотых долей) единицы)

Токоизмерительные клещи и цифровой мультиметр (DMM) обычно идут рука об руку, поскольку вы не можете использовать их взаимозаменяемо для некоторых приложений тестирования.

См. Также: Обзоры лучших цифровых мультиметров

Основные компоненты и структура токоизмерительных клещей

Прежде чем мы перейдем к использованию токоизмерительных клещей, целесообразно сначала изучить его основные компоненты.

Ниже показано изображение токоизмерительных клещей Fluke 376. Мы рассмотрим каждый компонент один за другим, как описано Fluke в одном из сообщений блога.

Это значительно упростит обучение тому, как измерять ток с помощью токоизмерительных клещей .

Основные компоненты токоизмерительных клещей. Источник: Fluke Corporation Основные компоненты токоизмерительных клещей. Источник: Fluke Corporation

Что касается изображения выше, то вот список основных компонентов токоизмерительных клещей. Мы упомянули детали, которые являются эксклюзивными для этой модели.

  1. Зажим - конструкция в виде челюсти, которая наматывается на проводники для обнаружения и измерения тока (и других величин)
  2. Тактильный барьер - Защищает пальцы и руки от ударов
  3. Удержание - Замораживает показания дисплея до повторного нажатия
  4. Наберите - Измените количество и разрешение
  5. Экран дисплея - Обычно ЖК-дисплей
  6. Кнопка подсветки (дополнительно)
  7. Кнопка Мин-макс - Для измерения максимальной, наименьшей и средней величины величин (доступно в большинстве моделей)
  8. Кнопка пускового тока - Отключает пусковой ток от вашего измерения (опция)
  9. Кнопка переключения - Для выбора дополнительных функций на шкале
  10. Рычаг - Используется для освобождения зажима
  11. Метки совмещения - В идеале проводник должен находиться между этими двумя метками
  12. Это, 1 3 и 14 - все входные гнезда.

Ясно, что губка - это самая большая разница в токоизмерительных клещах.В зависимости от модели, которую вы решите купить (обратитесь за помощью к нашему руководству по лучшим токоизмерительным клещам ), эти компоненты и функции могут отличаться.

Как токоизмерительные клещи измеряют ток?

Как было сказано выше, токоизмерительные клещи работают по принципу трансформаторного действия.

Зажим или зажим токоизмерительных клещей состоит из ферритового сердечника с медными обмотками вокруг него. Этот сердечник и его обмотки действуют как вторичная обмотка (как в трансформаторе). Итак, когда эта похожая на челюсть структура «зажата» вокруг проводника с током, она обнаруживает ток и связывает его.

Этот связанный ток затем передается с ферритового сердечника на шунт входа тестера. Поскольку этот связанный ток очень мал (обычно 1/1000 th ), тестер регулирует это значение путем умножения и предоставления точной величины тока.

Именно благодаря этому принципу токоизмерительные клещи могут измерять большие величины (в тысячах) тока.

Другими словами, если вы измеряете проводник с током в 1 ампер, тестер определит его как 1 миллиампер, а затем преобразует его в исходное значение.Это значение отображается вам на экране.

Подробнее: Обзоры лучших клещей

Как использовать клещи?

Поскольку аналоговые модели сегодня широко не используются и рекомендуется покупать цифровые модели, мы сосредоточимся только на работе цифровых клещей.

Кроме того, в следующем руководстве шаги предназначены только для измерения постоянного тока или переменного тока . Для всех остальных величин процесс аналогичен, но вам нужно будет выбрать соответствующую функцию на циферблате.

Шаги к Fol

.Токоизмерительные клещи

Принцип работы Контрольно-измерительные приборы

Токоизмерительные клещи с трансформатором тока для измерения переменного тока

Токоизмерительные клещи с трансформатором тока оснащены жесткими губками из ферритного железа. Зажимы индивидуально обернуты витками медной проволоки. Вместе они образуют магнитопровод во время измерений.

Их основная работа похожа на работу трансформатора. Он работает с одним первичным витком или обмоткой, которая почти во всех случаях является измеряемым проводником.Катушки вокруг губок служат вторичной обмоткой трансформатора тока.

Ток, протекающий по проводнику, создает переменное магнитное поле, которое вращается вокруг него. Это поле концентрируется железным сердечником зажима, вызывая протекание тока во вторичных обмотках счетчика. Мера величины магнитного поля, проходящего через проводник (или любую поверхность), называется магнитным потоком и обозначается греческой буквой фи, Φm.

Сигнал пропорционален отношению витков.На вход измерителя подается гораздо меньший ток из-за соотношения количества вторичных обмоток (намотанных вокруг губок зажима) к количеству первичных обмоток, намотанных вокруг сердечника.

Если, например, вторичная обмотка имеет 1000 обмоток, то вторичный ток равен 1/1000 тока, протекающего в первичной. Таким образом, 1 ампер тока в измеряемом проводе даст 0,001 ампера или 1 миллиампер тока на входе измерителя. С помощью этого метода можно легко измерить гораздо большие токи, увеличив количество витков во вторичной обмотке.

Внутри ток, протекающий в проводнике, может быть измерен либо как ток (некоторые старые аксессуары зажимов подключаются к токовым разъемам цифрового мультиметра), либо может быть преобразован в напряжение. Большинство клещей теперь имеют выход в мВ.

Токоизмерительные клещи с трансформатором тока реагируют только на сигналы переменного тока.

Токоизмерительные клещи, использующие эффект Холла для измерений переменного и постоянного тока.

Токоизмерительные клещи с эффектом Холла могут измерять как переменный, так и постоянный ток в диапазоне килогерц (1000 Гц).

Подобно трансформаторам тока, токоизмерительные клещи на эффекте Холла используют жесткие железные губки для концентрации магнитного поля, окружающего измеряемый проводник.

В отличие от токоизмерительных клещей с трансформатором тока, клещи не наматываются медными проводами. Вместо этого магнитное поле, создаваемое проводником, фокусируется через один или несколько зазоров в сердечнике после зажатия губок вокруг проводника.

Обратите внимание на точку, где встречаются концы губок токоизмерительных клещей с эффектом Холла.

В месте соприкосновения концов губок токоизмерительных клещей на эффекте Холла существует зазор, в результате чего создается воздушный карман, через который магнитное поле (или магнитный поток) должно перепрыгивать. Этот зазор ограничивает магнитный поток, так что сердечник не может насыщаться.

В отличие от этого, зажимы трансформатора тока переменного тока в закрытом состоянии находятся заподлицо. В открытом состоянии на концах губок видны поверхности оголенного металлического сердечника.

В этом промежутке, покрытом тонкой пластмассовой формовкой, находится полупроводник, известный как датчик эффекта Холла - преобразователь, который изменяет свое выходное напряжение, реагируя на магнитные поля, в данном случае магнитное поле измеряемого проводника или провода.Его цель - напрямую измерить магнитный поток. Затем выходное напряжение датчика усиливается и масштабируется, чтобы представить ток, протекающий по проводнику, который находится внутри зажимов зажима.

Когда ток течет через измеряемый проводник, железный сердечник, образованный зажимами токоизмерительных клещей на эффекте Холла, позволяет магнитному полю легко проходить сквозь него - фактически, легче, чем воздух.

Когда магнитное поле (поток) достигает маленького воздушного зазора в кончиках губок, поле должно перепрыгнуть через этот зазор.Поскольку зазор невелик, поле остается сконцентрированным в зазоре, и датчик Холла, который находится в зазоре, выдает напряжение, пропорциональное магнитному потоку в зазоре, которое зажим преобразует в показания тока.

В устройствах на эффекте Холла постоянные магнитные поля также концентрируются через сердечник, как постоянный магнит, прилипший к железу. Из-за постоянного магнитного поля земли и возможности других магнитных полей вблизи места измерения эти зажимы требуют «обнуления» показаний перед выполнением измерения, чтобы устранить смещения.

Американскому физику Эдвину Холлу (1855-1938) приписывают открытие эффекта Холла в 1879 году.

Источник: Fluke

Также прочтите: Что такое клещи?

.

Обзор токоизмерительных клещей

Цифровые токоизмерительные клещи переменного тока

Токоизмерительные клещи или просто «токоизмерительные клещи» - это прибор, который используется для измерения тока, протекающего по проводнику. Токоизмерительные клещи переменного тока в основном состоят из трансформатора тока в зажимах, обычно это стержень ТТ. Показания будут отображаться по принципу трансформатора тока.

В то время как токоизмерительные клещи постоянного тока совсем другое дело. Для измерения силы тока в нем используется датчик Холла.


Как работают токоизмерительные клещи переменного тока?

Когда инструмент «зажат» на проводнике, сам проводник действует как первичный, и магнитный поток из-за тока, протекающего через проводник, отсекает вторичную обмотку трансформатора тока.

Ток во вторичной обмотке трансформатора тока преобразуется в напряжение с помощью преобразователя тока в напряжение. Этот сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь. Обычно используется микроконтроллер, который управляет схемой дисплея для текущего чтения.

Блок-схема токоизмерительных клещей переменного тока

Как работают токоизмерительные клещи постоянного тока?

В отличие от переменного тока, трансформаторы тока нельзя использовать для измерения постоянного тока. Поэтому для этой цели используется датчик Холла. Используемый элемент Холла реагирует на магнитный поток из-за постоянного тока в проводнике, который создает напряжение на элементе.

Развиваемое напряжение пропорционально току в проводнике. Таким образом, измеряя напряжение, можно определить ток.

Блок-схема токоизмерительных клещей постоянного тока

Датчик Холла и датчика Холла

Датчик эффекта Холла

Эффект Холла - это создание разности потенциалов в электрическом проводнике, поперечной току в проводнике, и магнитного поля, перпендикулярного току. Этот эффект был открыт Эдвином Холлом в 1879 году.

Датчик эффекта Холла - это преобразователь, который вырабатывает напряжение, находясь под воздействием магнитного поля.Носители заряда испытывают силу, называемую силой Лоренца. Благодаря этой силе заряды распределяются по поверхности материала, оставляя равные и противоположные заряды на противоположной поверхности, что составляет разность потенциалов, существующую, пока магнитное поле является постоянным.

В токоизмерительных клещах постоянного тока датчик Холла используется в качестве магнитометра. Возникающее таким образом напряжение пропорционально магнитному полю и, следовательно, току.

Несмотря на то, что токоизмерительные клещи в основном используются для измерения тока, в эти приборы добавлена ​​функция измерения напряжения, сопротивления, частоты и т. Д.

.

Самый простой способ измерить сопротивление заземления с помощью клещей, но будьте осторожны!

Почему токоизмерительные клещи / тестеры для заземления?

Измеритель / тестер заземляющих клещей - это эффективный и экономящий время инструмент при правильном использовании , поскольку пользователю не нужно отключать систему заземления , чтобы произвести измерение или поместить зонды в землю.

Самый простой способ измерить сопротивление заземления с помощью клещей (фото предоставлено: Linemanchannel.com через Youtube)

Метод основан на законе Ома, где:

R (сопротивление) = V (напряжение) / I (ток)

Зажим включает в себя передающую катушку, которая прикладывает напряжение, и приемную катушку, которая измеряет ток.Прибор подает известное напряжение на всю цепь, измеряет результирующий ток и вычисляет сопротивление (см. Рисунок 1).

Рисунок 1 - Метод зажима для измерения сопротивления заземления

Метод зажима требует для измерения полной электрической цепи. У оператора нет датчиков, поэтому он не может настроить желаемую испытательную схему. Оператор должен убедиться, что земля включена в обратный контур. Тестер клещей измеряет полное сопротивление пути (контура), по которому проходит сигнал.Все элементы петли измеряются последовательно.

Этот метод предполагает, что только сопротивление тестируемого заземляющего электрода дает значительный вклад в . На основе математических расчетов метода (будет рассмотрено ниже), чем больше результатов, тем меньше вклад посторонних элементов в считывание и, следовательно, тем выше точность.

Основным преимуществом метода зажима является то, что он быстрый и простой . Заземляющий электрод не нужно отключать от системы, чтобы проводить измерения, не нужно приводить в действие датчики и подключать кабели.

Кроме того, он включает в себя сопротивление соединения и общее сопротивление соединения. Хорошее заземление должно дополняться «соединением», т.е. иметь непрерывный низкоомный путь к земле. Падение потенциала измеряет только заземляющий электрод, а не соединение (для проведения теста соединения необходимо сместить провода).

Поскольку зажим использует заземляющий провод как часть обратной связи, «разомкнутая» или высокоомная перемычка будет отображаться в показаниях.

Проверка сопротивления заземления с помощью токоизмерительных клещей (на фото: токоизмерительные клещи Fluke / заземления; кредит: Amazon)

Тестер заземления также позволяет оператору измерять ток утечки, протекающий через систему.Если электрод необходимо отсоединить, прибор покажет, течет ли ток, чтобы указать, безопасно ли продолжать.

К сожалению, тестер заземления часто неправильно используется в приложениях, где он не дает эффективных показаний . Метод зажима эффективен только в ситуациях, когда имеется несколько параллельных заземлений. Его нельзя использовать на изолированной земле , так как нет обратного пути .

Следовательно, его нельзя использовать для проверки установки или ввода в эксплуатацию новых объектов.Его также нельзя использовать, если существует альтернативный возврат с более низким сопротивлением, не связанный с почвой (например, с вышками сотовой связи) .

В отличие от случая падения потенциального тестирования, нет возможности проверить результат, то есть результаты должны приниматься «на веру». Зажимной тестер заземления выполняет роль одного из инструментов, которые технический специалист может иметь в своей «сумке», но не единственного инструмента.


Теория и методология наземных испытаний с зажимом

Понимание того, как и почему работает метод зажима, помогает понять, где он будет и не будет работать, и как оптимизировать его использование.Как уже упоминалось, метод зажима основан на законе Ома (R = V / I).

Понимание закона Ома и того, как он применяется к последовательным и параллельным цепям, является первым шагом к пониманию того, как и почему работает тестер заземления .

На следующем графике показано и объяснено следующее:

  • Последовательная цепь,
  • Параллельная схема,
  • Параллельно-последовательная цепь и
  • Математика, используемая для определения общего тока и сопротивления

Последовательная цепь
Рисунок 2 - Определение общего тока и сопротивления в последовательной цепи

В последовательной цепи (рисунок 2) общий ток и полное сопротивление рассчитываются следующим образом:

I t = I 1 = I 2 = I 3
R t = R 1 + R 2 + R 3


Параллельная цепь
Рисунок 3 - Определение общего тока и сопротивления при параллельной схеме

В параллельной схеме цепи (рисунок 3), общий ток и полное сопротивление рассчитываются следующим образом:

I t = I 1 + I 2 + I 900 76 3
R t = 1 / (1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 )


Параллельно-последовательная цепь
Рисунок 4 - Определение полного тока и сопротивление при параллельной последовательной схеме

В параллельной последовательной схеме (рисунок 4) полный ток и полное сопротивление рассчитываются следующим образом:

I t = I 1 + I 2 = I 3 = I 4 + I 5
R t = 1 / (1 / R 1 + 1 / R 2 ) + 1 / (1 / R 3 + 1 / R 4 )


Методика испытания клещами

Головка тестера заземления клещами включает две жилы (см. Рисунок 5).Одно ядро ​​ индуцирует испытательный ток , а другое измеряет , сколько было индуцировано . Входное или первичное напряжение сердечника, индуцирующего испытательный ток, поддерживается постоянным, поэтому ток, фактически индуцируемый в испытательной цепи, прямо пропорционален сопротивлению контура.

Рис. 5 - Методология тестирования клещами

При тестировании клещами важно помнить, что тестеры заземления эффективно измеряют сопротивление контура. Измерения с помощью зажимов - это измерений петли .Чтобы метод зажима работал, должен быть последовательно-параллельный путь сопротивления ( и чем ниже, тем лучше ).

Чем больше электродов или путей заземления в системе, тем ближе результат измерения к действительному электроду при испытании истинного сопротивления .

На следующем рисунке показана конфигурация с полюсным заземлением , одно из наиболее эффективных применений клещевого тестера заземления.

Рисунок 6 - Конфигурация заземления полюса

Принципиальная схема для этой конфигурации следующая ( на основе тестера заземления с зажимами, зажатого вокруг полюса 6 ):

Рисунок 7 - Принципиальная схема для вышеуказанной конфигурации на основе тестера заземления с зажимом, зажатого вокруг полюса 6

Зажимной тестер заземления зажимается вокруг одного из электродов и затем измеряет сопротивление всего контура.Остальные заземляющие электроды все параллельны и, как группа, включены последовательно с заземляющим электродом, который измеряется. Если тестер зажимается вокруг полюса № 6 , измерение сопротивления всей петли будет рассчитываться по следующей формуле:

R петля = R 6 + (1 / (1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 + 1 / R 4 + 1 / R 5 ))

Для шести одинаковых заземляющих электродов с сопротивлением 10 Ом каждый измерение полного сопротивления контура будет:

R контур = 10 + (1 / (1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10))
R контур = 10 + (1 / (5/10))
R контур = 10 + 2

R контур = 12 Ом

Измерение сопротивления контура относительно близко к сопротивлению проверяемого заземляющего электрода .Если бы было 60 одинаковых заземляющих электродов с сопротивлением 10 Ом каждый , измерение полного сопротивления контура было бы:

R контур = 10 Ом + 0,17 Ом = 10,17 Ом

Чем больше заземляющих электродов параллельно, тем меньше влияние сопротивления не проверяемых электродов и тем ближе сопротивление контура к сопротивлению проверяемого электрода. Если измеряемый электрод имеет высокое сопротивление, тест покажет, что существует проблема.

Используя пример с шестью электродами, если бы электрод номер 6 имел сопротивление 100 Ом , а все остальные электроды имели сопротивление 10 Ом , измерение сопротивления контура было бы:

R контур = 100 + (1 / (1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10 + 1/10))
R петля = 100 + (1 / (5/10))
R петля = 100 + 2

R контур = 102 Ом

В следующем примере тестер заземления клещей покажет плохое заземление.Если бы электрод 100 Ом был одним из не измеряемых электродов, влияние на общее измерение было бы минимальным:

R петля = 10 + (1 / (1/10 + 1/100 + 1/10 + 1/10 + 1/10))
R петля = 10 + (1 / (41/100))
R петля = 10 + 2,44

R петля = 12,44 Ом

ПРИМЕЧАНИЕ // Обратите внимание, что измеренное сопротивление всегда будет выше, чем фактическое сопротивление проверяемого заземляющего электрода.Любая имеющаяся ошибка является безопасностью, поскольку рекомендации по сопротивлению предназначены для максимального сопротивления заземления.

Это означает, что если измеренное сопротивление ниже целевого уровня для заземляющего электрода , оператор может быть уверен, что фактическое сопротивление также будет ниже целевого.


В заключение //

Подводя итог, помните, что измерение тестером заземления с помощью клещей - это измерение сопротивления всего контура . Необходимо измерить сопротивление контура.Если петли для измерения нет, оператор может создать ее с помощью временной перемычки. Чем больше количество параллельных путей, тем ближе измеренное значение к фактическому сопротивлению заземления испытуемого электрода.

Тестер заземления может легко определить неисправный электрод , есть ли несколько параллельных цепей, последовательно соединенных с измеренным значением, или много параллельных цепей.

Помните, что для измерения сопротивления заземления земля должна входить в цепь.Это предостережение кажется очевидным, но если у вас есть металлические конструкции, связь может быть через них, а не через массу земли.


Примеры измерения сопротивления заземляющего стержня с помощью токоизмерительных клещей

Ссылка // Руководство по тестированию заземления зажимов от MEGGER

.

Смотрите также