Правильное использование токоизмерительных клещей в наладке коммерческих и жилых объектов

Мы все знаем, что токоизмерительные клещи используются для измерения нагрузки цепи. Но, проявив немного находчивости, вы сможете использовать токоизмерительные клещи для определения того, какой прерыватель контролирует разные выходы, а также для измерения индивидуальной нагрузки (как нагрузочного напряжения и тока заземления, при наличии). Это поможет быстро решить проблемы с нагрузкой и сохранит вашу репутацию мастера по устранению неисправностей. 

Токоизмерительные клещи измеряют ток, определяя магнитное поле вокруг токонесущего проводника. Другого практичного способа для измерения тока в системах с электрической проводкой просто не существует. Разрывать цепи для выполнения серии измерений не практично, и может положить конец вашей карьере, если по незнанию вы отсоедините критически важные нагрузки. Обычно измерения осуществляются на панели, измеряются нагрузка и баланс на трехфазных питающих линиях. В случае преобладания гармонических нагрузок, также обязательны измерения без напряжения в электрощите. Измерение тока можно также использовать для диагностики исправности двигателя.

Помимо основных измерений, для которых токоизмерительные клещи и были разработаны, современные цифровые измерительные клещи способны измерять напряжение и сопротивление. Это значит, что вы можете выполнять большинство, если не все, обычных, повседневных измерений при помощи токоизмерительных клещей. Если бы электрик мог взять с собой на объект всего один измерительный инструмент, то разумным выбором стали бы токоизмерительные клещи. Модель токоизмерительных клещей должна измерять истинные среднеквадратичные значения. Альтернативой может быть модель, измеряющая усредненные значения, менее дорогая, но не гарантирующая точных измерений тока. При наличии в цепи электронных нагрузок (компьютеры, телевизоры, освещение, приводы двигателей и т.д.) прибор, измеряющий усредненные значения, может быть недостаточно точным. И чем выше электронные нагрузки, тем выше погрешность. Токоизмерительные клещи с измерением истинных среднеквадратичных значений будут точными всегда (разумеется, если они откалиброваны). Поэтому, если вы знаете, что можете столкнуться с подобного рода нагрузками, приобретите токоизмерительные клещи с измерением истинных среднеквадратичных значений. Это позволит вам думать о работе, а не об измерительном инструменте. На коммерческих площадках точные токоизмерительные клещи с измерением истинных среднеквадратичных значений просто необходимы.

Токоизмерительные клещи при работе на жилых объектах

Электрикам, работающим на жилых объектах, токоизмерительные клещи необходимы для измерения нагрузок на индивидуальных ответвленных цепях в эксплуатационной панели. Хотя проверки на месте обычно достаточно, иногда она не предоставляет полной картины, поскольку нагрузки включаются и выключаются, проходят по циклам и т.д. Напряжение в электрической системе должно быть стабильным, но ток может быть очень динамичным. Для проверки пиковой или наиболее неблагоприятной нагрузки на цепь используйте токоизмерительные клещи с функцией минимума/ максимума, которая предназначена для определения высоких токов, существующих дольше 100 мс, или около восьми циклов. Эти токи приводят к возникновению прерывистой нагрузки, которая может стать причиной срабатывания прерывателей цепи.

Снимайте измерения на стороне нагрузки прерывателя цепи или предохранителя. Прерыватель размыкает цепь в случае возникновения случайного короткого замыкания. Это особенно важно при любых измерениях напряжения при прямом контакте. Несмотря на то, что зажимы клещей изолированы и таким образом имеют уровень защиты, которого нет при прямом измерении напряжения, лучше соблюдать осторожность.

Распространенной проблемой при работе на жилых объектах является соотнесение выходов с прерывателями. Клещи можно использовать для определения, к какой цепи относится определенный выход. Сначала снимите на электрощите показания линии временной развертки имеющегося в цепи тока. Затем переведите токоизмерительные клещи в режим минимума/максимума. Перейдите к интересующей вас розетке и подключите нагрузку (в идеале — фен) и включите ее на пару секунд. Проверьте зажим и посмотрите, изменилось ли максимальное значение тока. Обычно фен использует 10-13 ампер, поэтому разница должна быть заметной. Если показания остались без изменений, вы подключились не к тому прерывателю.

Токоизмерительные клещи на коммерческих объектах

Токоизмерительные клещи используются в электрощитке для измерения нагрузки цепи на питающих линиях, а также на ответвленных цепях. Измерения на ответвленных цепях должны всегда выполняться со стороны нагрузки прерывателя или предохранителя.

• Необходимо проверить питающие кабели на сбалансированность и нагрузку: ток во всех трех фазах должен быть примерно одинаковым, чтобы сократить обратный ток на нулевой точке.
  
• Нулевую точку также необходимо проверить на предмет перегрузки. С гармоническими нагрузками допустимо, чтобы на нулевой точке было больше тока, чем на питающих линиях, даже если питающие линии сбалансированы.
  
• Каждую ответвленную цепь также необходимо проверить на возможные перегрузки.
  
• Наконец, необходимо проверить контур заземления. На "массе" ток должен быть минимальным.

Проверка на наличие токов утечки

Для проверки наличия тока утечки в ответвленной цепи поместите провод под напряжением и нейтраль в зажимы токоизмерительных клещей. Любой измеренный ток является током утечки, т.е. током, возвращаемым в контур заземления. Токи питания (черный провод) и возврата (белый провод) создают противодействующие магнитные поля. Токи должны быть равны (и противоположны), а противостоящие поля должны нейтрализовывать друг друга. Если это не так, значит имеется ток, называемый током утечки, который возвращается по другому пути, которым может являться только заземление.

Если вы обнаружили чистый ток между питанием и возвратом, установите природу нагрузки и цепи. В неправильно проложенном контуре почти половина тока нагрузки может оставаться в системе заземления. Если измеренный ток слишком высокий, возможно, существует проблема проводки.

Ток утечки также может быть вызван утечкой нагрузки или плохой изоляцией. Основными причинами этого являются изношенная обмотка двигателей или наличие влаги на контактах. Если вы подозреваете чрезмерную утечку, то проверка с отключенным питанием, выполненная при помощи мегомметра, поможет вам оценить целостность изоляции контура и поможет определить наличие проблемы и ее расположение.

Измерение индивидуальных нагрузок

Для измерения индивидуальных нагрузок можно использовать съемный провод на розетке. Он представляет собой простой удлинительный провод со снятой внешней изоляцией, таким образом, черный, белый и зеленый провода оголены. Это намного проще, чем извлекать переходник для того, чтобы достать нужный провод. Подключите нагрузку к кабелю, а кабель вставьте в розетку. Для измерения нагрузочного тока зажмите черный провод. Выполняйте проверку тока заземления напрямую на зеленом проводе или на черном и белом одновременно.

Двигатели и цепи управления двигателями

Одним из самых сложных мест для выполнения измерений тока является шкафчик цепи управления, особенно если в нем используются компоненты, отвечающие стандарту IEC. Европейские компоненты IEC гораздо более компактные, чем аналогичные им детали по стандарту NEMA, и провода могут быть проложены очень тесно. Конические зажимы и функция "подсветки" на токоизмерительных клещах Fluke серии 370 прекрасно подходят для выполнения такого рода измерительных задач.

Трехфазные асинхронные двигатели часто используются в коммерческих зданиях для приведения в движение вентиляторов и насосов. Двигатели могут управляться как электромагнитными стартерами, так и электронными приводами с регулируемой скоростью вращения. Приводы с регулируемой скоростью вращения становятся все более распространенными, поскольку они позволяют экономить значительное количество электроэнергии.

Fluke 376 — это идеальные токоизмерительные клещи для выполнения измерений на таких двигателях и приводах:

• Нагрузка
  Потребление тока двигателем, измеренное как среднее значение трех фаз, не должно превышать значения тока полной нагрузки двигателя (определяет сервис-фактор). С другой стороны, двигатель с нагрузкой менее 60 процентов от тока полной нагрузки (а многие двигатели недогружены) становится малоэффективным и коэффициент мощности также снижается.
• Баланс токов
  Небаланс токов может быть признаком наличия проблем с обмоткой двигателя (например, разницы в сопротивлениях на обмотке поля по причине внутренних замыканий). Проще говоря, небаланс должен быть ниже 10 процентов. (Для расчета небаланса, сначала рассчитайте среднее значение показаний трех фаз, затем найдите самое высокое отклонение от среднего значения и поделите его на среднее значение.) Максимальной точкой небаланса токов является одна фаза, когда ток отсутствует в одной из трех фаз. Обычно это вызвано открытым плавким предохранителем.
• Пусковой ток
  Двигатели, запускаемые на линии (механическими стартерами) будут иметь пусковой ток (у приводов с регулируемой скоростью вращения нет пускового тока). Пусковой ток составляет приблизительно 500 процентов на старых двигателях и достигает 1200 процентов на энергоэффективных двигателях. Если пусковой ток слишком высокий, он является частой причиной просадки напряжения, а также вызывает срабатывание предохранителей. Уникальная функция "пуска" на токоизмерительных клещах Fluke 376 срабатывает на пусковой ток и фиксирует его истинное значение.
• Пиковая нагрузка (шоковая нагрузка)
  Некоторые двигатели подвержены шоковым нагрузкам, которые могут вызвать достаточный скачок напряжения для срабатывания цепи зашиты от перегрузки в контроллере двигателя. Например, если пила натыкается на сучок. Функция максимума/минимума позволяет записывать самое высокое потребление тока во время шоковых нагрузок.

Токоизмерительные клещи являются незаменимым измерительным инструментом электрика при работе как на жилых, так и на коммерческих объектах.

Безопасная работа

Высокое напряжение и ток в электрических системах могут стать причиной серьезных травм, смерти или ожогов. Поэтому только обученные и опытные электрики, знакомые с электрическими системами и проверяемым оборудованием должны допускаться к проведению измерений и только они должны осуществлять изменения в электрических системах.

Fluke не может перечислить все необходимые меры предосторожности, необходимые для выполнения описываемых здесь измерений. Тем не менее, необходимо как минимум выполнить следующее:

• Используйте соответствующее защитное оборудование, например, защитные очки, изолированные перчатки, изолирующие коврики и т.д.
• Убедитесь, что питание отключено, заблокировано и помечено в случаях непосредственной работы с компонентами цепи. Убедитесь, что питание не может включить никто, кроме вас.
• Внимательно ознакомьтесь со всеми необходимыми руководствами, перед тем как использовать информацию из этого указания по применению. Обратите особое внимание на все меры предосторожности и предупреждения в руководствах по эксплуатации.
• Не используйте приборы в работе, для которой они не предназначены, помните, что если оборудование используется не тем способом, который указал производитель, защита обеспечиваемая оборудованием может быть ухудшена.