Какви са токовите скоби и какви измервания могат да бъдат направени с тях? Как да ги използваме за максимален ефект? Коя токова скоба е най-подходяща за специфични условия? Този преглед има за цел да даде отговори на всички тези въпроси.
С въвеждането на технологичния напредък в електрическото оборудване и вериги, електротехниците и техниците са изправени пред нови предизвикателства. Прогресът изисква не само големи възможности от съвременните измервателни уреди, но и големи умения от страна на хората, които ги използват. Електротехниците с добри познания за основите на оборудването за изпитване са по-добре оборудвани за измерване и отстраняване на неизправности. Скобите са един от най-важните и често срещани инструменти, които могат да се намерят в техния арсенал днес.
Това устройство е измервателен уред, който комбинира волтметър и амперметър. Подобно на мултицет, преминал през аналоговия период, той навлезе в света на цифровите измервания. Създадени предимно като универсален инструмент за електротехници, съвременните модели станаха по-точни и придобиха много допълнителни функции,някои от които са много специални. Днес токовите скоби дублират много от основните функции на DMM, но се различават от него по това, че имат вграден токов трансформатор.
Принцип на работа
Възможността за измерване на големи променливи токове с токови клещи се основава на простото действие на трансформатор. Когато скобите са затворени около проводника, токът е в устройството като желязната сърцевина на силовия трансформатор и протича през вторичната намотка, свързана през входния шунт. Много по-малък ток се подава към входа на устройството поради съотношението на броя на завоите на вторичната намотка към броя на завоите на първичната. Обикновено първичната намотка е представена от един проводник, около който са захванати щипките. Ако вторичната намотка има 1000 завъртания, тогава вторичният ток е 1/1000 от първичната или, в този случай, проводника. Така 1 A се трансформира в 0,001 A или 1 mA на входа на устройството. Този метод улеснява измерването на големи токове чрез увеличаване на броя на вторичните завои.
Избор
Закупуването на токови скоби изисква не само запознаване с техните спецификации, но и оценка на тяхната функционалност и качество, осигурени от дизайна на устройството и неговата производствена технология.
Надеждността на тестера, особено при трудни условия, днес е по-важна от всякога. Инженерите, когато разработват измервателни уреди, трябва да ги тестват не само за електрическа, но и за механична якост. Например, Fluke токови скоби, преди да бъдат изпратени в магазинитепреминете през строга програма за тестване и оценка.
Безопасността на потребителя трябва да бъде основното съображение при избора на този инструмент или друго електрическо измервателно оборудване. Освен това цифровите клещи трябва не само да се произвеждат в съответствие с най-новите стандарти, но всеки инструмент трябва да бъде тестван и сертифициран от изпитателни лаборатории като UL, CSA, VDE и др. Само по този начин можете да сте сигурни, че инструментът отговаря на всички нови изисквания и стандарти за безопасност.
Разделителна способност и обхват на измерване
Разделителната способност на инструмента показва колко точни са неговите измервания. Той определя каква е минималната промяна на сигнала, която може да бъде регистрирана. Например, ако разделителната способност на токовата скоба е 0,1 A в диапазона от 600 A, тогава се измерва ток от около 100 A с точност от 0,1 A.
Кой се нуждае от линийка, маркирана в сантиметри, ако трябва да определите размера на обект с размери няколко милиметра? По същия начин трябва да изберете инструмент, който може да показва необходимата разделителна способност.
Грешка
Това е максимално допустимата грешка, която може да възникне при определени работни условия. С други думи, това е мярка за това доколко измерената стойност съвпада с действителната стойност.
Грешката на инструмента обикновено се изразява като процент от показанията. Например, ако е 1%, тогава за 100 ампера действителната стойност на тока е между 99до 101 A.
В допълнение към грешката в спецификациите, може да се посочи колко се променя индикацията в най-дясната цифра на измерената стойност. Например, ако точността е посочена като ± (2% + 2), тогава за 100,0 A действителният ток е в диапазона 97,8 - 102,2 A.
Crest factor
С нарастването на електронните захранвания, токовете, извлечени от съвременните разпределителни системи, вече не са чисти 50Hz синусоиди. Те са станали доста изкривени поради хармониците, генерирани от тези захранвания. Въпреки това, електрическите компоненти на мрежата, като предпазители, шини, проводници и термични елементи на прекъсвача, са оценени за средноквадратичен ток, тъй като основното им ограничение е свързано с разсейването на топлината. Ако трябва да проверите електрическата верига за претоварване, тогава трябва да измерите средноквадратичния ток и да сравните получената стойност с номиналната стойност. Следователно съвременното тестово оборудване трябва да може точно да измерва истинската величина на сигнала, независимо от степента на изкривяване на сигнала.
Crest фактор е съотношението на пиковия ток или напрежение към тяхната RMS стойност. За чиста синусоида е 1,414. Въпреки това, сигнал с много остър импулс ще доведе до висок коефициент на въртене. В зависимост от ширината и честотата на импулса могат да се наблюдават съотношения от 10:1 и повече. В реалните електроразпределителни системи рядко се срещат върхови фактори над 3. По този начин коефициентътамплитудата е знак за изкривяване на сигнала.
Тези измервания могат да бъдат направени само от инструменти, способни да измерват истински RMS. Той показва колко изкривен може да бъде сигналът и го регистрира според грешката на инструмента. Повечето настоящи скоби са способни да измерват върхови фактори от 2 или 3. Това е достатъчно за повечето приложения.
Променлив ток
Една от основните цели на токовите клеми е измерването на променлив ток. Обикновено такива измервания се извършват на клоновете на електроразпределителната система. Определянето на силата на тока, протичащ през различни вериги, е рутинна задача за електротехник.
За измерване ви трябва:
- Изберете режим AC.
- Отворете челюстите и ги затворете около един проводник.
- Прочетете показанията на дисплея.
Чрез измерване на тока по участък от веригата можете лесно да определите колко мощност черпи всеки товар.
Когато прекъсвач или трансформатор се прегрее, най-добре е да се измери тока на натоварване. Трябва обаче да се уверите, че истинските RMS стойности са записани, за да се измери точно сигналът, който нагрява тези компоненти. Един конвенционален инструмент няма да даде истинско отчитане, ако токът и напрежението не са синусоидални поради нелинейни натоварвания.
Напрежение
Друга често срещана функция на инструмента е да измерва напрежението. Съвременните токови скоби са в състояние да определят постоянни и променлививолтаж. Последният обикновено се създава от генератор и след това се разпространява в мрежата. Работата на електротехника е да може да прави измервания в цялата електрическа система, за да намери отстраняване на неизправности. Друга употреба на устройството е за проверка на заряда на батерията. В този случай е необходимо да се измери постоянен ток или постоянно напрежение с токова скоба.
Отстраняването на неизправности във веригата обикновено започва с проверка на мрежовите параметри. Ако няма напрежение, ако е твърде високо или твърде ниско, този проблем трябва да бъде разрешен, преди да продължите търсенето.
Способността на токовата скоба да измерва променливотоково напрежение се влияе от честотата на сигнала. Повечето тестери от този тип могат точно да определят този параметър при честоти от 50-500 Hz, но DMM има честотна лента от 100 kHz или повече. Ето защо измерването на едно и също напрежение с тестери от различен тип дава различни резултати. DMM позволява високочестотно напрежение да бъде приложено към веригата, докато токовата скоба филтрира частта, съдържаща се в сигнала над тяхната честотна лента.
При отстраняване на неизправности на VFD, входната честотна лента на инструмента може да бъде от съществено значение за получаване на смислено отчитане. Поради високото хармонично съдържание на сигнала, излизащ от честотния преобразувател, DMM, в зависимост от неговата входна честотна лента, ще измерва по-голямата част от напрежението. Записването на VFD параметри не е често срещана задача. Двигател, свързан към честотапреобразувателят реагира само на средната стойност на сигнала и за да регистрира тази мощност, входната честотна лента на тестера трябва да е по-тясна от тази на мултиметъра. Стягата Fluke 337 е специално проектирана за тестване и отстраняване на този тип проблеми.
Измерете напрежението, както следва:
- Изберете подходящия режим на затягане на тока: DC Volts DC (V) или AC Volts AC (V ~).
- Свържете черния проводник на пробната сонда към входния жак COM и червения проводник към V жака.
- Докоснете върховете на сондата към веригата от противоположните страни на товара или източника на захранване (успоредно на веригата).
- Прочетете показанията, като обърнете внимание на мерната единица.
- Натиснете бутона HOLD, за да коригирате резултата. След това можете да изключите сондите от веригата и да вземете показания на безопасно разстояние.
Измерването на напрежението на входа на прекъсвача преди и след свързване на товара ви позволява да определите неговия спад. Ако е значително, това показва колко добре функционира натоварването.
Текущи скоби: Инструкции за измерване на съпротивление
Съпротивлението се измерва в ома. Стойността му може да варира от няколко милиома за контакти до милиарди ома за изолатори. Повечето токови скоби измерват съпротивлението с разделителна способност от 0,1 ома. Когато стойността му надвиши горната граница или веригата е отворена, дисплеят показва OL.
Този параметър трябва да се измерва, когатоизключете захранването, в противен случай инструментът или веригата ще бъдат повредени. Някои устройства осигуряват защита при измерване на съпротивление в случай на контакт с напрежение. В зависимост от модела нивото на защита може да варира значително.
Най-честото изискване е да се определи електрическото съпротивление на намотка на контактора.
Редът на измерване е както следва:
- Изключете захранването на веригата.
- Изберете режим на измерване на съпротивлението.
- Свържете черния проводник на сондата към COM жака и червения към жака Ω.
- Докоснете върховете на сондата от двете страни на елемента или секцията от веригата, за която искате да определите съпротивлението.
- Прочетете показанията на инструмента.
Цялост на веригата
Това е бърз тест за устойчивост, който може да открие отворена верига.
Звуковата токова скоба прави много от тези тестове бързи и лесни. Устройството сигнализира, когато открие затворена верига, така че не е необходимо да гледате дисплея при проверка. Нивото на съпротивление, необходимо за задействане на устройството, може да варира. Типична е стойност, която не надвишава 20-40 ома.
Специални функции
Доста популярна функционалност на токовите клеми, според отзивите на потребителите, е определянето на честотата на променливия ток. За да направите това, затворете "челюстите" около проводника и включете режима на измерване на честотата. Честотата на сигнала ще се появи на дисплея. Тази функция е много полезна за определянеизточник на хармонични проблеми в електрическата мрежа.
Друга характеристика на някои модели (напр. токова скоба Mastech MS2115B) е записването на минимални и максимални стойности. Когато тази функция е активирана, всяко показание се сравнява с предварително съхранени показания. Ако новата стойност е по-висока от максималната, тя я замества. Същото сравнение се прави и за минималното отчитане. Докато функцията MIN MAX е активна, всички измервания се обработват по този начин. След известно време можете да извикате всяка от тези стойности на дисплея и да определите най-високите и най-ниските показания за определен период от време.
За електротехници, които работят с двигатели, възможността за запис на тока, изтеглен от двигателя по време на стартиране, може да разкаже много за неговото състояние и натоварване. Скобите Fluke 335, 336 и 337 могат да го измерват "в движение". За да направите това, трябва да ги затворите около един от входните проводници на двигателя, да активирате режима на бърза атака и да включите двигателя. Дисплеят на инструмента ще покаже максималния ток, изтеглен от двигателя през първите 100 мс от неговия стартов цикъл.
Uni-T UT210E токови скоби ви позволяват да определите наличието на променливо напрежение или електромагнитно поле по безконтактен начин. За да направите това, приближете устройството до изпитвания обект на разстояние 8–15 mm. Устройството разграничава 4 нива на напрежение, дава съответен звуков сигнал и показва интензивността на полето със светлинен индикатор.
DT-3347 текущата скоба поддържа функция за измерване на температура.
Безопасност
Безопасното измерване започва с избора на правилния инструмент за средата, в която ще се използва. След като бъде намерен правилният инструмент, той трябва да се използва съгласно препоръчаната процедура.
Международната електротехническа комисия постави нови стандарти за безопасност при работа с електрически системи. Трябва да се гарантира, че използваният инструмент отговаря на категорията на IEC и номиналното напрежение, одобрено за средата, в която трябва да се извърши измерването. Например, ако измерванията се правят на 480-волтов електрически панел, тогава трябва да се използва 600-волтов скоба от категория III. Това означава, че входната верига на измервателния уред е проектирана да издържа на преходните напрежения, които обикновено се срещат в тази среда, без вреда на потребителя. Изборът на инструмент от този клас, който също е сертифициран по UL, CSA, VDE или TUV, означава, че той не само е проектиран в съответствие със стандартите на IEC, но е тестван независимо и е установено, че отговаря на тези стандарти.
Правила за безопасност
- Трябва да се използват скоби, които отговарят на приетите стандарти за безопасност за средата, в която ще се използват.
- Проверете проводниците на сондата за физически повреди, преди да направите измерване.
- Уверете се, че проводникът е непокътнат, като използвате токови скоби.
- Не използвайте сонди с голи връзки и без защита на пръстите.
- Трябва да кандидатстватеустройства само с вградени входни гнезда.
- Текущите скоби трябва да са в изправност.
- Винаги първо изключвайте горещия (червен) тестов кабел.
- Не можете да работите сам.
- Трябва да използвате измервателен уред със защита от претоварване в режим на измерване на съпротивлението.
Специални функции
Следните специални функции могат да направят текущата скоба по-лесна за използване:
- Иконите на екрана ви уведомяват с един поглед какво се измерва (волта, ома и т.н.).
- Функцията за задържане на данни ще замрази показанията на дисплея.
- Един превключвател улеснява избора на измервателни функции.
- Защитата от претоварване предотвратява повреда на инструмента и веригата и защитава потребителя.
- Автоматичното откриване на обхват гарантира правилен избор на обхват по всяко време. Ръчната настройка ви позволява да фиксирате обхвата за повтарящи се измервания.
- Индикатор за изтощена батерия осигурява навременна смяна на батериите.
