Как измерить постоянный ток без разрыва цепи

Измерение тока без разрыва проверяемой цепи

Умение измерять ток в контролируемой цепи без ее разрыва приобретает особое значение при пусконаладочных работах, сопряженных с большим количеством различных измерений. При этом исключается ряд нежелательных явлений, связанных с разрывом контролируемой цепи под нагрузкой, и ошибки при восстановлении контролируемой цепи после выполнения соответствующих измерений. Для измерения тока без разрыва контролируемой цепи применяют косвенные методы и специальные устройства.

При определении тока в контролируемой цепи без ее разрыва широко используют метод измерения напряжения на известном резисторе R1, включенном в эту цепь. Например, ток в анодной цепи электронной лампы YL определяют по падению напряжения Uк на резисторе R1 в цепи катода этой лампы (сопротивление смещения): Iа=Uк/R1.

Если R1=800 Ом, а вольтметр показал напряжение Uк=2 В, то анодный ток Iа =2:800=0,0025 А. Измерение напряжения на таком резисторе (800 Ом) не составляет каких-либо трудностей.

Схема измерения тока анодной цепи электронной лампы

Таким же методом определить ток, проходящий по шине из алюми-ния, сечение которой q = 100х10 = 1000 мм2 или 1х10 -3 м2. Сопротивление участка шины длиной l можно определить по формуле r = rl / q. Удельное сопротивление алюминия r = 0,03х10 -6 Омхм.

Измерив падение напряжения на указанном участке шины, нетрудно определить ток, проходящий по ней. Если, например, напряжение на участке шины длиной 1 м равно 0,003 В, сопротивление 1 м шины указанного сечения — 0,00003 Ом, а ток, проходящий по этой шине, — 100 А.

Принято замерять падение напряжения на выходах трансформаторов тока при проверке вторичных цепей под нагрузкой. Обычно известно сопротивление (полное) токовых цепей, поэтому, замерив падение напряжений, можно определить ток в этих цепях, а, кроме того, убедиться в исправности их.

Электропромышленностью выпускается ряд устройств, позволяющих вводить в контролируемые цепи измерительные приборы, не нарушая их целости. К ним относят испытательные зажимы и блоки, токоизмерительные клещи и др.

Использование испытательных зажимов

Испытательный зажим состоит из двух металлических пластин 2 и 6, контактных винтов (1 и 7 — для подключения проверяемых цепей, 3 и 5 — для подключения измерительных приборов и 4 — замыкания между собой пластин 2 и 6). Если требуется включить в контролируемую цепь амперметр РА4, его сначала подсоединяют к пластинам 2 и 6 винтами 3 и 5, а затем вывертывают винт 4.

Цепь при подключении амперметра разрываться не будет (до подключения она замкнута контактным винтом 4, после подключения обмотка амперметра образует дополнительную цепь, параллельную контактному винту 4, и когда его вывертывают, ток не прерывается, а проходит через обмотку амперметра).

После измерения тока в указанной цепи ввертывают контактный винт 4, шунтируя тем самым обмотку амперметра. Если затем отключают амперметр, ток не прерывается, поскольку может проходить через контактный винт 4.

Испытательный зажим (а) и подключение к нему амперметра (б)

Испытательные блоки обычно монтируют на панелях релейной защиты и автоматики для подведения к соответствующим приборам цепей от измерительных трансформаторов тока.

Каждый испытательный блок состоит из основания 4 с главными контактами 2 и 7, предварительными контактами 3 и короткозамыкателем 1, крышки 6 с контактной пластиной 5 и контрольного штепселя 12 с контактами 8 и 9 и зажимами 10 и 11 для подключения измерительных приборов.

Нетрудно убедиться, что контролируемая цепь на участке между контактными винтами испытательного блока остается замкнутой как при вставленной крышке и контрольном штепселе, так и при замене одного другим. При вставленной крышке 6 ток может проходить от контактного винта через главный контакт 2 основания 4, контактную пластину 5 крышки 6, главный контакт 7 основания 4 к контактному винту. При вынутой крышке 6 ток может проходить от контактного винта через главный контакт 2 основания 4, короткозамыкатель 1, главный контакт 7 к контактному винту.

Испытательный блок: а — с крышкой, б — с контрольным штепселем

Если на какой-то момент при вытаскивании крышки нарушится цепь тока через контактную пластину 5 крышки и еще не успеет образоваться цепь тока через короткозамыкатель 1 основания, ток может проходить по цепи от контактного винта через предварительные контакты 3 основания и контактную пластину 5 крышки к контактному винту. При вставленном контрольном штепселе с подключенным к нему амперметром ток будет проходить от контрольного винта через главный контакт 2 основания 4, контакт 9 контрольного штепселя 12, амперметр РА, контакт 8 контрольного штепселя, главный контакт 7 основания 4 к контрольному винту.

Использование электроизмерительных клещей

Электроизмерительные клещи состоят из трансформатора тока с разъемным магнитопроводом, снабженным рукоятками и амперметром. Для измерения тока, проходящего по проводнику, магнитопровод разводят, охватывают им проводник и затем сводят до смыкания обеих частей магнитопровода. Проводник с током в этом случае является и первичной обмоткой трансформатора тока.

Промышленностью выпускается несколько разновидностей электроэлектроизмерительных клещей для измерений в цепях напряжением до 10 кВ и до 600 В. Для измерения тока в цепях напряжением до 10 кВ служат клещи КЭ-44 с пределами измерений 25, 50, 100, 250 и 500 А, а также Ц90 с пределами измерений 15, 30, 75, 300 и 600 А. В этих клещах рукоятки надежно изолированы от магнитопровода.

Для измерения тока в цепи напряжением до 600 В применяют клещи Ц30 с пределами измерений 10, 25, 100, 250, 500 А, которыми можно измерять и напряжение на двух пределах — до 300 и 600 В. Кроме того, выпускают электроизмерительные клещи, входящие в комплект к другим измерительным устройствам и аппаратам, например к вольтамперфазометру ВАФ-85, позволяющие измерять ток в электрических цепях без и х разрыва на пределах измерений 1-5 и 10 А.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Точное измерение тока без разрыва цепи: обзор токовых клещей Tooltop X5

При токе до 10А с измерением тока неплохо справляются мультиметры, но если его значение заведомо выше или нет возможности разорвать цепь для подключения щупов? В этом случае на помощь приходят токоизмерительные клещи, позволяющие проводить измерения бесконтактно, предел обозреваемой модели 400А. Это еще и полноценный мультиметр с возможностью измерения напряжения, сопротивления, температуры, прозвонкой

Получил его в коробке со скромным принтом, внутри помимо клещей были обычные щупы как у большинства мультиметров и термопара с инструкцией

В нижней части лицевой стороны разместили разъемы для их подключения, чуть выше находятся кнопки включения и управления. В верхней части есть фонарик, который годится, чтобы рассмотреть провод для измерения, но не более.

Батарейный отсек прикрыт сдвигающейся крышкой, которая дополнительно фиксируется винтом. Питается от 2 ААА батареек/аккумуляторов. Внимательно проверяйте прижимные пластины, у меня со стороны минусов они слишком слабо выпирали и был плохой контакт. Отогнул немного плоской отверткой и всё стало хорошо.

Чтобы включить/выключить питание, нужно зажать крайнюю кнопку слева, одиночные нажатия переключают тип измерения. Средняя обнуляют данные при измерении тока и активирует режим NCV. Правая фиксирует текущее значение на дисплее, зажатие включает фонарик.

для классических измерений нужно использовать щупы. Напряжение в розетке измеряет точно, дополнительно отображает частоту сети. Так же без проблем находит «фазу», оповещая пользователя индикатором и заполнением шкалы.

В режиме поиска напряженности шкала постепенно заполняется, так же учащается звуковое и световое оповещение.

Нормальных поверенных резисторов нет, только горсть SMD с допуском 5%. По порядку: 101Ω, 331Ω, 561Ω. В погрешность укладывается, но не помешает прикупить магазин сопротивлений на будущее.

С конденсаторами дела обстоят еще хуже. Покупал для поделок два вида по 470мкФ, в итоге один не додаёт около 15мкФ, у второго излишек около 30мкФ. При чем это реальный разброс, остальные мультиметры отображают похожий результат.

С постоянным напряжением всё хорошо. Есть проверенный источник и тут расхождение в одну тысячную.

Температура так же адекватно измеряется, один градус не дожало, но это не критично.

Ну и самое интересное, измерение тока. Перед подачей питания необходимо повесить клещи на провод и нажать центральную кнопку. это обнулит показания, при этом на дисплее появится надпись «rel». Для начала проверил небольшим током от 1А до 4А, получилось очень неплохо. Во время повышения нагрузки желательно не менять положение провода, иначе появится небольшая погрешность.

Сравнил показания с mastech. Это конечно не эталон, но разница в 3 сотые радует. Кстати, я до сих пор путаюсь с какой стороны правильно накидывать петлю, периодически попадая на отрицательные значения. И возможно вы заметили, что при одинаковой маркировке щупов направление кабеля у моделей отличается.

Но небольшой ток и мультиметром можно измерить, так что нужно найти чего-нибудь помощнее, что гарантированно спалит 10А предохранитель. Когда-то я хотел собрать точечную сварку и переделал 1кВт трансформатор. Насколько помню, на выходе у него 1.2В и порядка 800А, которые мне пока нечем проверить. Начал с небольшой нагрузки в виде гвоздя, получилось 140А, после чего импровизированный резистор начал самоуничтожаться.

Шуруп позволил снять 245А в пике до того как начал плавиться Перебрав несколько болтов и гаек удалось получить около 300А, на остальном было или меньше или прибор зашкаливало.

При КЗ болтами на выходе должно быт около 800А, что вдвое больше максимума, указанного в описании. Ничего страшного не происходит, TOOLTOP X5 просто начинает жалобно пищать и отображает 0L на дисплее.

Что внутри

«Сердцем» данной модели является контроллер HOLTEK HT16C22, маркировка еще одного затёрта.

Итоги

К точности у меня вопросов не возникло, она не хуже, чем у Mastech. Сегменты инверсного дисплея крупные и показания отлично видно как при ярком освещении, так и в полной темноте, это огромный плюс, т.к. мастеч частенько бесил отключением подсветки в самый неподходящий момент или угасанием/затемнением экрана если смотреть на него под углом.

В данный момент есть купон на 190+ рублей на странице товара.

Так же Вам может быть интересны обзоры полуавтоматического мультиметра ET802 и автоматического FnirsiS1.

Измерение постоянного тока в проводнике без разрыва его.

Измерение постоянного тока в проводнике без разрыва его.
Может кто-нибудь знает как это сделать? Диапазон 1. 50А.
Без применения дорогостоящего оборудования.

Поделиться2Чт, 18 Дек 2008 22:16

• Автор: sergey_sav
• главный энергетик
• Откуда: Санкт-Петербург
• Зарегистрирован : Ср, 23 Май 2007
• Приглашений: 0
• Сообщений: 2743
• Уважение: [+173/-11]
• Позитив: [+8/-48]
• Пол: Мужской
• Возраст: 64 [1959-05-23]
• Провел на форуме:
  1 месяц 3 дня
• Последний визит:
  Вс, 25 Апр 2021 01:44

Токовые клещи с соответствующим пределом измерения.

Поделиться3Чт, 18 Дек 2008 22:38

• Автор: electro
• энергетик
• Откуда: Казахстан, Нур-Султан (Астана)
• Зарегистрирован : Пт, 22 Сен 2006
• Приглашений: 0
• Сообщений: 2291
• Уважение: [+129/-3]
• Позитив: [+121/-37]
• Пол: Мужской
• Возраст: 46 [1977-05-31]
• Провел на форуме:
  16 дней 18 часов
• Последний визит:
  Пт, 1 Сен 2023 22:00

я считал что ими мощно мерить только переменный ток

Поделиться4Чт, 18 Дек 2008 22:45

• Автор: sergey_sav
• главный энергетик
• Откуда: Санкт-Петербург
• Зарегистрирован : Ср, 23 Май 2007
• Приглашений: 0
• Сообщений: 2743
• Уважение: [+173/-11]
• Позитив: [+8/-48]
• Пол: Мужской
• Возраст: 64 [1959-05-23]
• Провел на форуме:
  1 месяц 3 дня
• Последний визит:
  Вс, 25 Апр 2021 01:44

я считал что ими мощно мерить только переменный ток

Сеи девайсы разные бывают, как и мультиметры.

Клещи токоизмерительные (токовые) являются приборами из серии профессиональных электроизмерительных инструментов, предназначенных для измерения тока без разрыва токовой цепи, напряжения в сетях постоянного тока напряжением и переменного тока с номинальным напряжением до 1000В частотой 50 и 60Гц, сопротивления, температуры, частоты, а также проверки диодов и контактов. Имеют возможность проверки сопротивления изоляции.

Как измерить постоянный ток без разрыва цепи

Любая электротехническая система не обходится без расчета силы тока в цепях, проводниках и приборах. Например, при монтаже электрической проводки в однофазной сети или в трехфазной сети для расчета толщины проводников и автоматических защитных выключателей необходимо знать силу тока, который будет протекать в данных линиях. Правильное измерение – залог безопасной и надежной эксплуатации любого электрического устройства.

Измерения силы тока проводят не только для расчета цепей, но и для диагностики электрического оборудования (например, измерения на трехфазном двигателе) и бытовых электроприборов (в нагревателе, лампочках, блоках питания, зарядных устройствах USB и пр.). Автомобильные электрики, для выявления неисправности в электрических системах автомобиля (например, в прикуривателе) проводят измерения силы тока на аккумуляторе или на генераторе автомобиля. В этой статье мы подробно расскажем, как правильно измерять ток в различных ситуациях.

Как измерить ток

Для того, чтобы уметь правильно измерить силу тока, не обязательно быть профессиональным электриком, но необходимо иметь некоторые познания в электротехнике.

Что же такое сила тока? Сила тока – физическая величина, которая равна отношению количества заряда, который проходит через определенную поверхность за некоторое время, к величине этого промежутка времени. Данная величина измеряется в Амперах и обозначается буквой «А». Хоть определение силы тока и звучит достаточно мудрено, но в этой физической величине нет ничего сложного.

Но как измерить амперы? Чтобы провести измерения силы тока необходимо иметь определенный инструмент или оборудование для этого. Обычно измерения в цепи постоянного напряжения проводят мультиметром или тестером, а в сетях переменного напряжения токоизмерительными клещами или амперметром.

Постоянный ток

Как уже было сказано выше, измерения силы тока в цепях постоянного напряжения удобнее всего проводить мультиметром. Для того, чтобы осуществить измерение необходимо взять мультиметр и настроить его для работы с силой тока.

Для этого переключатель режимов перемещается в положение DCA (измерение постоянного тока), а красный и черный штекеры щупов мультиметра подключаются к гнездам с обозначением «10А» и «COM», а другие концы подключаются в разрыв цепи (то есть красный подключается к положительной полярности, а черный к отрицательной).

На современных китайских мультиметрах есть два гнезда для измерения силы тока. Одно из них подписано mA. Оно защищено предохранителем и предназначено для измерения малых токов, зачастую не более 200 мА. А второе гнездо подписывается либо просто «А», либо «10А». Оно не защищено предохранителем и предназначено для измерения тока большой величины. При этом время измерения обычно ограничивается периодом в 10-20 секунд.

Измерения производят с максимального значения, постепенно уменьшая для получения на экране необходимой размерности значения. Важно понимать примерную мощность электрической сети, в которой проводятся измерения, и выбирать прибор в соответствии с этим. Если прибор не рассчитан на такую величину, то он может выйти из строя или произойдет короткое замыкание.

В быту измерения силы тока постоянного напряжения проводят, например, у светодиода на светодиодной ленте или на плате телевизора (или другой техники) при его ремонте, а также в других случаях.

Многие думают, что для измерений силы тока нужно покупать дорогой мультиметр. Но тут надо понимать, для каких целей и задач будет использоваться прибор. Если работу выполняет профессиональный электрик, то приобретается более точный и дорогой инструмент, а домашние измерения можно производить и китайским мультиметром.

Переменный ток

Измерение силы тока в цепи переменного тока сложнее, чем для постоянного. Для этого применяют такие приборы, как амперметр или токоизмерительные клещи. Использование токоизмерительных клещей – самый удобный и безопасный способ, но он подходит только при открытой прокладке проводки или кабеля. Такой способ позволяет измерить ток без разрыва цепи, что существенно безопаснее и быстрее.

Измерение производится путем помещения проводника под напряжением в разъёмный магнитопровод со вторичной обмоткой (конструкция почти аналогична трансформатору тока). Благодаря явлению электромагнитной индукции можно измерить вторичный ток в обмотке, а после этого прибор рассчитывает первичный в измеряемой цепи. При измерении токоизмерительными клещами проводник заводится в раствор клещей и на дисплее прибора отображается сила тока в цепи переменного напряжения.

Чтобы применять амперметр для измерений силы тока нужно обладать определенными навыками и знать, как следует включить в цепь амперметр чтобы измерить силу тока.

Амперметр, как и мультиметр включается в разрыв цепи. При этом важно понимать, что переменный ток наиболее опасен, поэтому требует серьезного отношения к электробезопасности. При включении амперметра в цепь, подачи напряжения и подключения нагрузки на дисплее или табло амперметра будет указана сила тока в цепи.

Примеры измерения тока

Для понимания принципов измерения силы тока в различных электроприборах и цепях ниже приведены варианты устройств и способы измерения силы тока.

Электродвигатель

Измерения силы тока в обмотках электродвигателя производят для проверки наличия коротких замыканий, неисправностей и для настройки правильного алгоритма управления электродвигателем. Так как ток в трехфазном асинхронном двигателе в каждой фазе одинаковый, то достаточно подключить один амперметр к одной фазе для проверки его потребления.

Для диагностики каждой из обмоток замеряют ток в каждой фазе, и если в каждой из фаз он отличается, то в какой-то из обмоток возможно межвитковое замыкание, а если в одной из фаз вообще нет тока — то либо обрыв на линии либо обрыв в обмотке. Если в одной из фаз ток есть но он меньше чем в двух других – возможен плохой контакт в брно или в коммутационных приборах.

У однофазного электромотора все проще: ток измеряется на единственной фазе. Но нужно иметь в виду, что максимальная сила тока амперметра ограничена и обычно составляет не более 5А, поэтому при для больших токов используют токовые клещи или другие схемы с трансформаторами тока и амперметром.

Сварочный аппарат

Для того, чтобы понимать какие электроды использовать и в каком режиме производить сварочные работы можно измерить силу тока на проводе выхода у сварочного аппарата под нагрузкой. Измерение производят аналогично другим приборам, включая в цепь на сварочном инверторе амперметр с трансформатором (бывают и старые модели амперметров с возможностью измерения до 200 А) или используя токоизмерительные клещи.

Батарейки и аккумуляторы

В быту часто бывает необходимо измерить ток электроприбора на батарейках (в качестве батареек могут быть кроны, пальчиковые батарейки и прочие аккумуляторы). Важно понимать, что просто подключить мультиметр или амперметр к источнику нельзя, потому что силу тока измеряют только под нагрузкой.

В качестве нагрузки можно остановится на лампе накаливания или на резисторе или включится в цепь самого прибора. Для замера нужно выбрать на мультиметре необходимый режим (для измерения постоянного тока), правильно подключить клеммы к прибору и на участке цепи. При этом на экране мы получим искомое значение для той нагрузки, которая подключена к аккумулятору.

Заключение

Как можно убедится, существует всего два способа измерения силы тока:

1. С помощью амперметра или мультиметра — в этом способе важно чтобы прибор выдерживал и его предел измерения был рассчитан на измеряемую силу тока. Недостаток у этого способа состоит в том, что необходимо разрывать цепь. Тогда при измерениях на плате придется перерезать дорожку, а при измерении потребления приборов – разделывать их кабель и выделять одну из жил, или отключать от прибора один провод и включать в его цепь измерительный прибор.
2. С помощью токоизмерительных клещей. Зачастую этот способ используются для измерения переменного тока, но современной промышленностью выпускают токоизмерительные клещи для постоянного тока, принцип действия которых основан на эффекте Холла (только такие клещи дороговаты — стоят от 50$). Удобен способ тем, что не нужно разрывать цепь – нужно лишь ОДНУ жилу вложить в клещи и на экране высветится сила тока в цепи (или стрелка подскочит, если прибор стрелочный).

Существуют и комбинированные способы, когда измерительный прибор не рассчитан на измеряемую величину – можно использовать трансформатор тока. Например, электросчетчики прямого включения не всегда могут измерять большие токи для учета электроэнергии. Тогда их подключают не напрямую, а через трансформатор тока.

Теперь вы знаете, как измерить силу тока в цепи постоянного и переменного тока. Надеемся, наша инструкция и примеры помогли вам разобраться в вопросе. Если что-либо осталось непонятным, задавайте вопросы в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

Опубликовано 12.11.2019 Обновлено 12.11.2019 Пользователем Александр (администратор)