Электроизмерительные клещи предназначены для измерения электрических величин - тока, напряжения, мощности, фазового угла и др. - без разрыва токовой цепи и без нарушения ее работы. Соответственно измеряемым величинам существуют клещевые амперметры, ампервольтметры, ваттметры и фазометры.

Наибольшее распространение получили клещевые амперметры переменного тока, которые обычно называют токоизмерительными клещами. Они служат для быстрого измерения тока в проводнике без разрыва и без вывода его из работы. Электроизмерительные клещи применяются в установках до 10 кВ включительно.

Назначение того или иного прибора известно каждому; о том, как работать перфоратором или паяльником знает любой обыватель. Но далеко не в каждом доме, и даже не в каждом предприятии, имеются токоизмерительные клещи (КТ). Неужели этот прибор относится к разряду тех, которые предназначены только для пользования узким кругом специалистов, либо же обыватель просто не догадывается об их ценности и не умеет ими пользоваться?

Ниже перечислены только несколько способов применения токоизмерительных клещей, с которыми может столкнуться как бытовой потребитель, так и субъект предпринимательской деятельности.

1. Для определения фактической нагрузки на сеть. Если говорить об однофазной сети, то производится замер на вводном кабеле в здание, затем полученное значение в амперах умножается на 0,22 (напряжение в сети) и на косинус ф (угол между фазами). Последнее значение при отсутствии реактивной нагрузки (двигателей, дросселей, мощных индуктивных элементов) принимают равным единице.
2. Для замеров мощности того или иного прибора. При возникновении такой необходимости замеряют силу тока на участке цепи, в которую включен потребитель. Мощность определяют по формуле, описанной выше.
3. Для проверки правильности работы приборов учёта электроэнергии, т.е. для сверки показаний счётчика с фактическим потреблением.

Простейшие токоизмерительные клещи переменного тока работают на принципе одновиткового трансформатора тока, первичной обмоткой которого является шина или провод с измеряемым током, а вторичная многовитковая обмотка, к которой подключен амперметр, намотана на разъемный магнитопровод (рис. 1, а).

Рис. 1. Схемы токоизмерительных клещей переменного тока:

а - схема простейших клещей с использованием принципа одновиткового трансформатора тока, б - схема, сочетающая одновитковый трансформатор тока с выпрямительным устройством, 1 - проводник с измеряемым током, 2 - разъемный магнитопровод, 3 - вторичная обмотка, 4 - выпрямительный мостик, 5 - рамка измерительного прибора, 6 - шунтирующий резистор, 7 - переключатель пределов измерений, 8 - рычаг

Для охвата шины магнитопровод раскрывается подобно обычным клещам при воздействии оператора на изолирующие рукоятки или рычаги клещей.

Переменный ток, проходя по токоведущей части, охваченной магнитопроводом, создает в магнитопроводе переменный магнитный поток, индуктирующий электродвижущей силой (ЭДС) во вторичной обмотке клещей. В замкнутой вторичной обмотке ЭДС создает ток, который измеряется амперметром, укрепленным на клещах. В современных конструкциях токоизмерительных клещей применяется схема, сочетающая трансформатор тока с выпрямительным прибором. В этом случае выводы вторичной обмотки присоединяются к электроизмерительному прибору не непосредственно, а через набор шунтов (рис. 1, б).

Электроизмерительные клещи бывают двух типов: одноручные для установок до 1000 В и двуручные для установок от 2 до 10 кВ включительно.

Электроизмерительные клещи имеют три основные части: рабочую, включающую магнитопровод, обмотки и измерительный прибор, изолирующую - от рабочей части до упора, рукоятки - от упора до конца клещей.

У одноручных клещей изолирующая часть служит одновременно рукояткой. Раскрытие магнитопровода осуществляется с помощью нажимного рычага. Электроизмерительные клещи для установок 2 - 10 кВ имеют длину изолирующей части не менее 38 см, а рукояток - не менее 13 см. Размеры клещей до 1000 В не нормируются.

Правила пользования клещами.

Токоизмерительными клещами можно определить силу тока бесконтактно, т.е. не прикасаясь к частям электроустановок, находящихся под напряжением. Это стало возможно благодаря так называемому эффекту Холла – возникновению разности потенциалов в поле вокруг проводника с током. Раскрытыми клещами охватывают часть провода или шины, по которой протекает электроток, после чего клещи должны быть сомкнуты. Не важно – изолированный это провод или же неизолированный, главное – охватывать нужно только одну шину или провод, то есть либо фазу, либо ноль. После этого на дисплее прибора отображается токовая величина в измеряемой цепи. Для работы в труднодоступных местах современные токоизмерительные клещи оснащают фиксирующей показания кнопкой; то есть, охватив проводник, можно нажатием сохранить отображаемые на дисплее цифры, после чего разомкнуть токопровод клещей и извлечь их.

Электроизмерительные клещи могут применяться в закрытых электроустановках, а также в открытых в сухую погоду.

Согласно п.7.6 Правил безопасной эксплуатации электроустановок потребителя (ПБЭЭП), проводить работы с измерительными клещами должны люди, прошедшие специальное обучение и имеющие группу по электробезопасности. В электроустановках до тысячи вольт таких лиц должно быть двое – минимум с четвёртой группой и с третьей квалификационной группой.Человек, производящий измерение, должен пользоваться диэлектрическими перчатками и стоять на изолирующем основании. Второй человек должен стоять сзади и несколько сбоку оператора и читать показания приборов электроизмерительных клещей.

Прибор должен регулярно проходить испытание повышенным напряжением (раз в 2 года) и проверен на правильность работы в лабораторных условиях. Конечно же, используемый в домашних условиях прибор вряд ли будет поверяться и испытываться, но можно приобрести уже готовые к применению клещи, на корпусе которых в таких случаях стоят соответствующие штампы.

Советы по выбору токоизмерительных клещей.

Не стоит стремиться к приобретению излишне дорогого измерительного прибора, наделённого массой функций, значение которых вы не понимаете. Для использования в домашних условиях достаточно купить недорогой мультиметр, который помимо определения силы тока «умеет» прозванивать цепи, измеряет вольтаж и сопротивление. В то же время не нужно чересчур экономить – вместо нормальных токоизмерительных клещей вы можете приобрести низкокачественный китайский прибор, который вам будет демонстрировать на дисплее далёкие от истины величины. Такие «измерители» можно отличить по низкопробному качеству пластмассы, издающей резкий неприятный запах, по корпусу, детали которого не подогнаны друг к другу (щели), и, конечно же, по низкой стоимости.

Практикум: измеряем нагрузку на сеть в квартире.

Включаем токоизмерительные клещи поворотом рукоятки на отметку АСА-200. Раскрываем клещи и охватываем ими изолированный провод на вводе в квартиру, после чего фиксируем показания на табло прибора. Полученную величину умножаем на 0,22, косинус принимаем равным единице. Например, при показании прибора 8 (А), нагрузка на сеть квартиры будет составлять 1,76 кВт. Исходя из этого, можно осуществить проверку работы прибора учёта электроэнергии, проверить соответствие вводного кабеля фактической нагрузке и многое другое