Příklady použití proudových kleští v praxi

Pro diagnostiku poruch elektrického zařízení nebo elektrické instalace 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. Druhá metoda, klešťové měřiče, umožňuje zjistit proud v obvodu bez jeho odpojení.

Princip činnosti proudových kleští je založen na jevu 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.

<strong>Měřicí technika</strong>

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 zařízení 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 ke střídavé síti 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.

<strong>Příklady měření</strong>

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 to nemůžete přesně určit z měřiče, použijte kleště.

Chcete-li to provést, v elektrickém panelu bytu nebo domu musíte najít vhodné místo pro měření, musíte najít samostatný fázový nebo neutrální 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 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 nejvhodnější měřit fázové proudy pomocí svorek doslova třemi pohyby rukou, které můžete 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 svorek 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 je potom provést měření?“

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.

<strong>Bezpečnostní opatření</strong>

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, by se mělo provádět v dielektrických rukavicích a pod nohy by měl být položen dielektrický koberec nebo by se měly mít na nohou dielektrické boty. To je nezbytné, aby se předešlo následkům náhodného dotyku živých částí.

Nic není otravnější než jistič, který se vypne v tu nejméně vhodnou chvíli. Nejnepříjemnější je ale nemožnost určit příčinu, když výrobní linka stojí na místě a čeká na váš zásah. Tohle je napjatá situace! V této příručce vám FLUKE ukáže, jak ze svého klešťového měřiče vytěžit maximum, abyste mohli uvést svůj svět do pohybu.

Všichni víme, že klešťové měřiče se používají k měření zatížení obvodu. Ale s trochou vynalézavosti můžete použít klešťový měřič k určení, který jistič ovládá které výstupy, a také k měření jednotlivých zátěží (jak napětí zátěže, tak zemní proud, pokud existuje). Pomůže to rychle vyřešit problémy s načítáním a udržet si pověst poradce při potížích.

Klešťové měřiče měří proud detekcí magnetického pole kolem vodiče s proudem. Jednoduše neexistuje žádný jiný praktický způsob měření proudu v elektricky propojených systémech. Přerušení obvodů za účelem série měření není praktické a mohlo by ukončit vaši kariéru, pokud nevědomky odpojíte kritické zátěže. Obvykle se měření provádějí na panelu, měří se zatížení a vyvážení na třífázových napájecích vedeních. V případě převahy harmonických zátěží jsou nutná i měření bez napětí v elektrickém panelu. Měření proudu lze také použít k diagnostice zdraví motoru.

Kromě základních měření, pro která byly klešťové měřiče určeny, jsou moderní digitální klešťové měřiče schopné měřit napětí a odpor. To znamená, že můžete provádět většinu, ne-li všechna, běžná každodenní měření pomocí klešťového měřiče. Pokud by si elektrikář mohl vzít na staveniště pouze jeden měřicí nástroj, klešťový měřič by byl chytrou volbou. Model klešťového měřiče musí měřit skutečné efektivní hodnoty. Alternativou je průměrný model, který je levnější, ale nezaručuje přesné měření proudu. Pokud jsou v obvodu elektronické zátěže (počítače, televize, osvětlení, motorové pohony atd.), zařízení, které měří průměrné hodnoty, nemusí být dostatečně přesné. A čím vyšší je elektronické zatížení, tím vyšší je chyba. Klešťové měřiče True RMS budou vždy přesné (samozřejmě pokud jsou zkalibrovány). Pokud tedy víte, že se s těmito typy zátěží můžete setkat, kupte si klešťový měřič true-rms. To vám umožní myslet na práci a ne na měřicí nástroj. V komerčních provozovnách jsou přesné klešťové měřiče true-rms nutností.

Proudové kleště při práci na obytných budovách

Bytoví elektrikáři potřebují klešťové měřiče pro měření zátěže na jednotlivých větvích obvodů v servisním panelu. Zatímco testování na místě je obvykle dostačující, někdy neposkytne úplný obraz, protože zatížení se zapíná a vypíná atd. Napětí v elektrickém systému musí být stabilní, ale proud může být velmi dynamický. Chcete-li otestovat maximální nebo nejhorší případ zatížení obvodu, použijte proudovou klešť s funkcí min/max, která je navržena tak, aby detekovala vysoké proudy, které existují déle než 100 ms nebo přibližně osm cyklů. Tyto proudy mají za následek přerušované zatížení, které může vypnout jističe.

Proveďte měření na straně zátěže jističe nebo pojistky. Jistič otevře obvod v případě náhodného zkratu. To je zvláště důležité pro jakékoli přímé dotykové měření napětí. Přestože jsou svorky izolované a mají tak úroveň ochrany, která není k dispozici při přímém měření napětí, je nejlepší postupovat opatrně.

Častým problémem při práci na obytných staveništích je přizpůsobení výstupů jističům. Pomocí svorek lze určit, do kterého obvodu konkrétní výstup patří. Nejprve odečtěte časovou základnu proudu v obvodu na elektrickém panelu. Poté nastavte klešťový měřič na režim min/max. Přejděte do zásuvky, která vás zajímá, zapojte zátěž (ideálně fén) a na několik sekund jej zapněte. Zkontrolujte svorku a zjistěte, zda se maximální hodnota proudu změnila. Vysoušeč vlasů obvykle používá 10-13 ampérů, takže rozdíl by měl být patrný. Pokud se hodnota nezmění, připojili jste se k nesprávnému jističi.

Komerční klešťové měřiče

Klešťové měřiče se používají v elektrickém rozvaděči k měření zatížení obvodu na napájecích vedeních i na odbočkách. Měření na odbočných obvodech by měla být vždy prováděna na straně zátěže jističe nebo pojistky.

• Je nutné zkontrolovat vyvážení a zatížení přívodních kabelů: proud ve všech třech fázích by měl být přibližně stejný, aby se snížil zpětný proud v nulovém bodě.
• Nulový bod musí být také zkontrolován na přetížení. U harmonických zátěží je přijatelné, aby měl neutrální bod větší proud než napájecí vedení, i když jsou napájecí vedení vyvážená.
• Každý obvod větve musí být také zkontrolován na možné přetížení.
• Nakonec musíte zkontrolovat zemnící smyčku. U země by měl být proud minimální.

Kontrola svodových proudů

Chcete-li zkontrolovat svodový proud v odbočném obvodu, umístěte živý vodič a nulový vodič do svorek proudové svorky. Jakýkoli měřený proud je svodový proud, tzn. proud se vrátil do zemní smyčky. Napájecí (černý vodič) a zpětný (bílý vodič) proud vytvářejí protichůdná magnetická pole. Proudy musí být stejné (a opačné) a protilehlá pole se musí navzájem rušit. Pokud tomu tak není, pak existuje proud, nazývaný svodový proud, který se vrací jinou cestou, kterou lze pouze uzemnit.

Pokud zjistíte čistý proud mezi napájením a zpátečkou, určete povahu zátěže a obvodu. V nesprávně vedeném obvodu může téměř polovina zatěžovacího proudu zůstat v uzemňovací soustavě. Pokud je naměřený proud příliš vysoký, může se jednat o problém s kabeláží.

Svodový proud může být také způsoben svodem zátěže nebo špatnou izolací. Hlavními důvody jsou opotřebované vinutí motoru nebo vlhkost na kontaktech. Pokud máte podezření na nadměrný únik, test vypnutí provedený pomocí meggeru vám pomůže posoudit integritu izolace smyčky a pomůže určit, zda problém existuje a jeho umístění.

Měření jednotlivých zátěží

Pro měření jednotlivých zátěží můžete použít odnímatelný vodič na zásuvce. Je to jednoduchý prodlužovací vodič s odstraněnou vnější izolací, takže černé, bílé a zelené vodiče jsou odkryté. To je mnohem snazší než vyjmutí adaptéru, abyste získali požadovaný vodič. Připojte zátěž ke kabelu a zapojte kabel do zásuvky. Pro měření zatěžovacího proudu upněte černý vodič. Proveďte test zemního proudu přímo na zeleném vodiči nebo na černém a bílém vodiči současně.

Motory a řídicí obvody motoru

Jedním z nejobtížnějších míst pro měření proudu je skříň řídicího obvodu, zvláště pokud používá komponenty IEC. Evropské komponenty IEC jsou mnohem kompaktnější než jejich protějšky NEMA a vodiče lze vést velmi těsně. Kónické svorky a funkce podsvícení klešťového měřiče řady Fluke 370 jsou ideální pro tento typ úlohy měření.

Třífázové indukční motory se často používají v komerčních budovách k pohonu ventilátorů a čerpadel. Motory lze ovládat buď elektromagnetickými startéry nebo elektronickými pohony s proměnnými otáčkami. Pohony s proměnnou rychlostí jsou stále běžnější, protože šetří značné množství energie.

Fluke 376 je ideální klešťový měřič pro měření následujících motorů a pohonů:

• Načíst
  Spotřeba proudu motoru, měřená jako průměr tří fází, by neměla překročit proud motoru při plném zatížení (určený servisním faktorem). Na druhou stranu, motor zatížený na méně než 60 procent proudu plného zatížení (a mnoho motorů je nedostatečně zatíženo) se stává neefektivním a účiník také klesá.
• Aktuální zůstatek
  Proudová nevyváženost může být známkou problémů s vinutím motoru (například rozdíly v odporu napříč budicím vinutím kvůli vnitřním zkratům). Jednoduše řečeno, nerovnováha musí být pod 10 procenty. (Pro výpočet nesymetrie nejprve vypočítejte průměr tří fázových odečtů, pak najděte nejvyšší odchylku od průměru a vydělte průměrem.) Maximální bod současné nevyváženosti je jedna fáze, kdy v jedné ze tří fází není žádný proud . To je obvykle způsobeno přerušenou pojistkou.
• Počáteční proud
  Síťově spouštěné motory (mechanické spouštěče) budou mít rozběhový proud (pohony s proměnnými otáčkami nemají rozběhový proud). Startovací proud je přibližně 500 procent u starších motorů a dosahuje 1200 376 procent u energeticky účinných motorů. Pokud je zapínací proud příliš vysoký, je to běžná příčina poklesu napětí a také způsobí vypnutí pojistek. Jedinečná „spouštěcí“ funkce klešťového měřiče Fluke XNUMX snímá náběhový proud a zaznamenává jeho skutečnou hodnotu.
• Špičkové zatížení (rázové zatížení)
  Některé motory jsou vystaveny rázovému zatížení, které může způsobit dostatečné napětí k vypnutí obvodu přetížení v ovladači motoru. Například pokud pila narazí na uzel. Funkce maximum/minimum umožňuje zaznamenat nejvyšší spotřebu proudu při rázovém zatížení.

Klešťové měřiče jsou nepostradatelným měřicím nástrojem pro elektrikáře při práci na rezidenčních i komerčních projektech.

Bezpečná práce

Vysoké napětí a proud v elektrických systémech mohou způsobit vážné zranění, smrt nebo popáleniny. Proto by měli provádět měření pouze vyškolení a zkušení elektrikáři, kteří jsou obeznámeni s elektrickými systémy a zkoušeným zařízením, a pouze oni by měli provádět změny na elektrických systémech.

Společnost Fluke nemůže vyjmenovat všechna nezbytná bezpečnostní opatření potřebná k provedení zde popsaných měření. Musíte však udělat alespoň následující:

• Používejte vhodné bezpečnostní vybavení, jako jsou ochranné brýle, izolované rukavice, izolované rohože atd.
• Při práci přímo na součástech obvodu se ujistěte, že je napájení vypnuté, uzamčené a označené štítkem. Ujistěte se, že nikdo kromě vás nemůže zapnout napájení.
• Před použitím informací v této poznámce k aplikaci si prosím pečlivě přečtěte všechny požadované příručky. Věnujte zvláštní pozornost všem bezpečnostním opatřením a varováním v návodech k obsluze.
• Nepoužívejte zařízení k žádnému účelu, pro který není určeno, a pamatujte, že pokud zařízení není používáno způsobem stanoveným výrobcem, může být narušena ochrana poskytovaná zařízením.