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
Pro diagnostiku poruch v elektrických zařízeních nebo elektrických instalacích je často nutné měřit proudy. Existují dvě možnosti: použít ampérmetr nebo použít proudové kleště. První možnost lze provést pomocí běžného multimetru, ale je to špatné, protože musíte přerušit obvod, což není vždy možné a ne vždy vhodné pro správné měření. Druhý způsob proudová kleště, umožňuje zjistit proud v obvodu bez jeho odpojování.
Princip činnosti proudových kleští je založen na fenomén elektromagnetické indukce. Vodič, ve kterém se měří proud, je vložen do magnetu a drátu, na kterém je navinuto sekundární vinutí. Měřený proud se v tomto případě nazývá primární a proud v měřicí cívce (sekundárním vinutí) se nazývá sekundární. Navíc je jeho hodnota úměrná primárnímu proudu a lze ji vypočítat.
Dříve klešťové měřiče z větší části mohly měřit pouze střídavý proud, protože EMF na vinutí se může objevit pouze za podmínek střídavého magnetického toku vytvořeného střídavým elektrickým proudem. Většina moderních i nejlevnějších modelů je schopna měřit stejnosměrné i střídavé proudy. Měření stejnosměrného proudu je možné pomocí Hallova senzoru.
Zařízení, princip činnosti, jakož i obecné přístupy k provádění měření proudovými kleštěmi byly podrobněji diskutovány na webu dříve – Jak používat proudové kleště. V tomto článku se podíváme na několik příkladů ze skutečného života a podělíme se o řadu užitečných bodů, které ne každý zná a používá.
Měřicí technika
Chcete-li určit proud v obvodu, musíte do řešení magnetického obvodu zavést JEDNO vodičové jádro nebo vodivou přípojnici. Chcete-li otevřít magnetický obvod, stiskněte páčku na konci kleští.
Po vložení vodiče uvolněte páčku a magnetický obvod se uzavře. Na měřicím přístroji musí být zvolena vhodná mezní hodnota a režim měření, pro střídavý proud je označen „I~“ a pro konstantní proud „I=“.
Otázka: Proč nemůžete použít kleště k měření proudu v několika vodičích nebo na kabelu s fází a nulou?
Když proud protéká vodičem, vytváří se kolem něj magnetické pole, což znamená, že magnetické toky několika sousedních vodičů se sečtou a vytvoří výsledný tok. Proto není možné měřit několik vodičů, ve kterých protékají různé proudy nebo stejný proud v různých směrech. To je jasně znázorněno na obrázku níže.
To znamená, že pro měření spotřeby proudu zařízení, které je připojeno k síti střídavého proudu s jednou nebo více fázemi, se proud měří pouze v jádru konkrétní fáze. Pokud je síť jednofázová, lze měření provádět podél fáze nebo nulového vodiče, ale ne společně. Totéž platí pro měření proudu kleštěmi ve stejnosměrné síti.
Při měření kleštěmi se zachytí vodič nebo skupina vodičů, které patří k jednomu pólu (fázi) a napájí jeden spotřebič nebo jednu měřenou skupinu!
Tento požadavek způsobuje určité nepohodlí při měření proudů většiny spotřebičů, a to jak jednofázových, tak třífázových. Chcete-li například změřit výkon žehličky, musíte otevřít kabel a oddělit vodiče. Elektrikáři proto používají speciální adaptéry. Takovým adaptérem je v podstatě malá prodlužovací šňůra sestávající ze zástrčky a jedné zásuvky spojené buď samostatnými drátěnými prameny, nebo dráty typu PV3 či jinými. Nebo speciální zařízení, jako na obrázku níže – to je adaptér AC-16.
Příklady měření
Podívejme se na pár typických příkladů, kdy je potřeba změřit proud pro diagnostiku elektrických obvodů a podívat se na malý trik.
Případ jedna. Všimli jste si, že jste začali platit více za elektřinu, přičemž provozní režim elektrických zařízení zůstal stejný. Může dojít k neoprávněnému připojení k vaší síti. Pokud nemůžete přesně určit pomocí měřiče, použijte kleště.
Chcete-li to provést, v elektrickém panelu bytu nebo domu musíte najít vhodné místo pro měření; musíte najít samostatný fázový nebo nulový vodič; pokud budete mít štěstí, budete moci na místo dostat kleště kde je zapojen jistič. Odpojte všechny spotřebiče ve vaší domácnosti a změřte proud, pokud na jeho displeji vidíte jiné číslo než nulu, měli byste hledat místo neoprávněného připojení.
Případ dva. Máte třífázový elektromotor, který se začal zahřívat více než předtím. Existují dva hlavní důvody zvýšeného tepla. První neplatí pro elektřinu, když jsou ložiska opotřebovaná – budou se více zahřívat a přenášet teplo do kovového pouzdra. Druhým důvodem je mezizávitový zkrat nebo únik do pouzdra. V tomto případě se můžete dostat před poruchu porovnáním proudů ve fázích.
V normálním případě budou proudy ve všech třech fázích stejné a v nulovém vodiči (pokud tam je) nebude žádný proud. Pokud to uděláte s ampérmetrem, budete muset při každém odpojení od elektromotoru odpojit jádro, k čemuž jej budete muset pokaždé zastavit a spustit. To samozřejmě neposkytuje spolehlivé výsledky měření.
Některé elektrické instalace poskytují možnost měřit proudy a vytvářet přerušení obvodu po přemostění odpojovače ampérmetrem, ale to je vzácné.
V tomto případě je nejpohodlnější měřit fázové proudy pomocí svorek, doslova třemi pohyby rukou můžete poměrně přesně určit provozuschopnost elektromotoru.
Případ tři. Všimli jste si, že se vaše autobaterie vybíjí rychleji. Pokud jste nenainstalovali přídavná zařízení, která jsou připojena přímo k baterii, jako jsou autorádia (ačkoli se jedná o nesprávné zapojení, taková zařízení jsou zapojena v aktivním obvodu po zapnutí zapalování), pak někde uniká.
K tomu je v mezeře kladného vodiče baterie instalován ampérmetr. Ale takové měření není vždy vhodné, a pokud potřebujete měřit proudy před a po zapnutí motoru, je to nemožné, protože startovací proudy s největší pravděpodobností poškodí váš ampérmetr. Pro zjištění netěsností je vhodné použít klešťový metr. Po instalaci kleští na kladný vodič baterie vyjměte pojistky jednu po druhé z pojistkové skříňky a vypněte možné spotřebiče, dokud nenajdou obvod s únikem proudu.
Otázka: “Pokud je svodový proud nebo jiný měřený proud nízký a kleště jej nedetekují, jak s nimi tedy měřit?”
Chcete-li měřit malé proudy proudovými kleštěmi, musíte vodič několikrát omotat kolem magnetického jádra. Hodnota, která se objeví na displeji měřicího zařízení, se vydělí počtem závitů drátu. Jak bylo řečeno, magnetické toky se budou sčítat a výsledný tok se bude rovnat součtu každého z nich. Proto hodnoty kleští překročí skutečný proud o násobek počtu závitů drátu.
Důležité: Buďte opatrní, protože ne každý klešťový měřič podporuje měření stejnosměrného proudu.
Bezpečnostní opatření
Je důležité, aby klešťová měření nezpůsobila zkraty v obvodech a nezpůsobila úraz elektrickým proudem. Za tímto účelem je magnetický obvod svorek pokryt dielektrickým pláštěm. Pokud se tedy kleště náhodou dotknou dvou sousedních vodivých částí, ke zkratu nedojde. Mějte ale na paměti, že měřicí zařízení musí být suché.
Měření v obvodech do 1000V, např. 380/220V, provádějte v dielektrických rukavicích a pod nohy si položte dielektrickou podložku nebo si na nohy nasaďte dielektrické boty. To je nezbytné, aby se předešlo následkům náhodného dotyku živých částí.
Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Tajemství elektrikářů, O elektrikářích a další
