Токовые клещи

Переносные измерительные трансформаторы тока с разъёмным магнитопроводом называются токовые клещи [24]. Они широко используются в электроэнергетических системах для измерения тока. Некоторые разновидности таких измерительных устройств представлены на рис. 3.8, рис. 3.9.

Рис. 3.8. Токовые клещи

Рис. 3.9. Цифровой мультимер с токоизмерительным клещами

Принцип действия токоизмерительных клещей основан на том, что ток, протекающий в проводе, создаёт магнитное поле вокруг себя. Если это поле переменное, то согласно закону электромагнитной индукции в другом проводнике, охватывающем провод с током, возникает ЭДС, которая, при определённых условиях, пропорциональна измеряемому току. Таким образом, измерив напряжение на вышеуказанном проводнике, можно определить величину измеряемого тока. Как видно, принцип действия токоизмерительных клещей основан на тех же законах, что и принцип действия измерительного трансформатора тока.

Токоизмерительные клещи состоят из:

а) разъёмного подпружиненного магнитопровода, выполненного из ферромагнитного шихтованного материала, на который надета многовитковая катушка, являющаяся вторичной обмоткой;

б) отсчётного устройства, в качестве которого может быть либо стрелочный прибор магнитоэлектрической системы с выпрямлением либо электронный прибор с цифровым указателем;

в) переключателя диапазонов измеряемых токов;

г) рукоятки для удержания клещей и изоляции между цепью измерения и оператором - для сетей выше 1000 В. Низковольтные клещи рукояток не имеют, а их удержание осуществляется за диэлектрический корпус.

Разъёмный магнитопровод и измерительный элемент интегрированы в общий корпус. Часто клещи выполняются в виде мультиметра. С помощью такого прибора можно измерять постоянное и переменное напряжение, сопротивление, постоянный ток (с разрывом цепи). Для этого в приборе имеются соответствующие гнёзда для щупов, а также переключатель. Имеются модели клещей, с помощью которых можно измерять непосредственно потребляемую активную мощность (у таких моделей шкала размечена в единицах мощности).

К преимуществам таких трансформаторов тока можно отнести: измерение тока без разрыва в измеряемой цепи; возможность простого измерения в высоковольтных цепях (вплоть до 10кВ); компактность прибора.

Прибор имеет следующие недостатки: возможность измерения только переменного тока; невысокий класс точности (обычно 2, 5); зависимость показаний прибора от положения клещей; зависимость показаний прибора от содержания в измеряемом токе высших гармоник

Контрольные вопросы к главе 3

1. Для каких целей служит измерительный трансформатор напряжения (ТН)?

2. Чему равен коэффициент трансформации ТН?

3. Равен ли коэффициент трансформации ТН отношению числа витков первичной и вторичной обмоток ТН?

4. Что такое витковая коррекция ТН?

5. Какое бывает вторичное напряжение ТН?

6. Какие бывают типы конструктивного исполнения ТН?

7. Используются ли трёхфазные ТН для коммерческого учета электроэнергии в трёхфазных сетях?

8. Почему для коммерческого учёта электроэнергии используются группы однофазных ТН, а не трёхфазные ТН?

9. В каких случаях применяется схема соединения ТН «звезда»?

10. В каких случаях применяется схема соединения ТН «неполный треугольник»?

11. Для каких целей вторичные обмотки ТН соединяются по схеме «разомкнутый треугольник»?

12. Чем отличается схема соединения «неполный треугольник» и «разомкнутый треугольник»?

13. Как рассчитать погрешность ТН по величине измеряемого напряжения?

14. В диапазоне каких напряжений обычно работает ТН?

15. Что означает положительная погрешность ТН?

16. От каких факторов зависит погрешность ТН?

17. Как определяется погрешность ТН?

18. Что такое класс ТН?

19. Какие классы ТН существуют?

20. Трансформаторы напряжения каких классов используются для коммерческого учёта электроэнергии?

21. Можно ли утверждать, что если ТН относится к классу 0, 5, то его погрешность по напряжению не превышает 0, 5% от номинального значения?

22. Можно ли утверждать, что если ТН относится к классу 0, 5, то его погрешность по напряжению не меньше 0, 5% от номинального значения?

23. Что такое систематическая погрешность ТН и как её можно учесть при измерениях?

24. Для каких целей служит измерительный трансформатор тока (ТТ)?

25. Чему равен коэффициент трансформации ТТ?

26. Равен ли коэффициент трансформации ТТ отношению числа витков первичной и вторичной обмоток ТТ?

27. Что такое витковая коррекция ТТ?

28. Каким бывает вторичный ток ТТ?

29. Какие бывают типы конструктивного исполнения ТТ?

30. Как рассчитать погрешность ТТ по величине измеряемого тока?

31. В диапазоне каких токов обычно работает ТТ?

32. Что означает положительная погрешность ТТ?

33. От каких факторов зависит погрешность ТТ?

34. Как определяется погрешность ТТ?

35. Что такое класс ТТ?

36. Какие классы ТТ существуют?

37. Трансформаторы тока каких классов используются для коммерческого учёта электроэнергии?

38. Можно ли утверждать, что если ТТ относится к классу 0, 5, то его погрешность по току не превышает 0, 5% от номинального значения?

39. Можно ли утверждать, что если ТТ относится к классу 0, 5, то его погрешность по напряжению не меньше 0, 5% от номинального значения?

40. Что такое систематическая погрешность ТТ и как её можно учесть при измерениях?