正确使用钳形电流表

正确使用钳形电流表

王水成

    钳形电流表俗称钳表、卡表，通常用于电气设备、电力线路的交、直流电流的测量。它的最大特点是无需断开被测电路，就能够实现对被测导体中电流的测量。所以，特别适合于不便于断开线路或不允许停电的测量场合。同时该表结构简单、携带方便，因此，在各行各业的电气工作中应用甚广。
   
一、钳形电流表概述
    钳形电流表按结构和工作原理的不同，分为整流系和电磁系两类；从测量结果显示形式的不同来划分，又分为指针式和数字式两类。整流系钳形电流表只能用于交流电流的测量，而电磁系钳形电流表则既可测量交流电流，也可以测量直流电流。常用的整流系钳形电流表主要由电流互感器、整流电路、磁电系电流表、量程转换开关及测量电路组成。电流互感器的铁芯为钳形结构，它分为固定部分和活动部分，且置于电流互感器的前端，其中的活动部分与扳手联动；当握紧扳手时，电流互感器的铁芯便可以张开，这样被测电流通过的导线不必切断就可以穿过铁芯的缺口，然后放松扳手使铁芯闭合，这时通过电流的导线相当于电流互感器的一次线圈，则二次线圈中便将出现感应电流，和二次线圈相连的电流表指针就发生偏转，从而指示出被测电流的数值。量程转换开关及切换电路可实现钳形电流表的多量程电流测量。
   
二、钳形电流表的选用
    1.钳形电流表的选型
    首先应当明确被测电流是交流还是直流，是正常频率和正常波形的工频电流，还是频率偏离工频较多的非工频电流，或波形失真比较严重、谐波成分较多的不规则波形的电流。整流系钳形电流表只适于测量波形失真较低、频率变化不大的工频电流，否则，将产生较大的测量误差。比如用整流系钳形电流表测量运行中的绕线转子异步电动机的转子电流时，不仅表头上的指示值同被测量的实际值出入很大，而且有时还会发生无指示现象，显然已失去了测量的意义。而对于电磁系钳形电流表来说，由于其测量机构可动部分的偏转性质与电流的极性无关，因此，它既可用于测量交流电流，也可用于测量直流电流，而且对于频率和波形变化的适应性也比较好，但其准确度通常都比较低。钳形电流表的准确度主要有2.5级、3.0级、5.0级等几种，应当根据测量技术要求和实际情况选用。数字式钳形电流表测量结果的读数直观而方便，并且测量功能也扩充了许多，如扩展到能测量电阻、二极管、电压、有功功率、无功功率、功率因数、频率等参数。然而，数字式钳形电流表并不是十全十美的，当测量场合的电磁干扰比较严重时，显示出的测量结果可能发生离散性跳变，从而难以确认实际电流值；若使用指针式钳形电流表，由于磁电系机械表头本身所具有的阻尼作用，使得其本身对较强电磁场干扰的反应比较迟钝，充其量也就是表针产生小幅度的摆动，其示值范围比较直观，相对而言读数不太困难。
    2.钳形电流表的用前检查
    首先检查有无检定合格证，再检查是否已超出检定周期。钳形电流表属于强检仪表，检定周期为1年，使用单位必须按时送达质量技术监督部门核准的具有检定资格的部门进行检定。然后检查钳口上的绝缘材料(橡胶或塑料)有无脱落、破裂等现象；包括表头玻璃在内的整个外壳不得有开裂和破损现象，因为钳口绝缘和仪表外壳的完好与否，直接关系着测量安全并涉及仪表的性能问题；还要检查零点是否正确，若表针不在零点时可通过调节机构调准；对于多用型钳形电流表，还应检查测试线和表棒有无损坏，要求导电良好、绝缘完好；对于数字式钳形电流表，还需检查表内电池的电量是否充足，不足时必须更新。
   
三、钳形电流表的测量操作技术要点
    1.测量的安全性要求
    在高压回路上测量时应由两人进行，严禁用导线从钳形电流表上另接表计进行测量，若需拆除遮栏，应在拆除遮栏后立即进行，工作结束后应立即将遮栏恢复原位，操作人员应带绝缘手套，站在绝缘垫上，不得触及其他设备，以防短路或接地。测量高压电缆的电流时，只能在电缆头处分相进行，所测电缆头相间距离必须在0.3m以上，以保证钳形电流表介入时所形成的组合间距绝缘强度合格；所测电缆的绝缘介质应无缺陷，应能耐受中性点不接地系统出现单相接地时升高了约倍的相电压的作用。对于整根电缆而言，绝缘薄弱环节处往往就在电缆头周围，受线电压和系统过电压的作用时，电缆头处最容易被首先击穿短路爆炸。为预防万一，当被测回路中有一相接地时，必须严禁测量，测量中一旦出现单相接地故障，应立即停止测量，迅速退出工作；如果电缆头不具备测量条件，切不可违章硬性进行测量，可以另外寻找合适的地方进行测量。对于配电装置中低压母线及其电气元件电流的测量，虽然不像高压测量的危险性那么大，但低压母线排布的线间距离并不够大，有的钳形电流表体形尺寸较大，测量时张开钳口就有可能引起相间短路或接地，倘若测量人员的姿态不稳或胳膊发生晃动，就更容易发生事故。所以，必须根据现场实际条件，在测量之前，采用合格的绝缘材料将母线及电气元件加以相间隔离，同时应注意不得触及其他带电部分。测量裸导线的电流时，如果不同相导线之间及导线与地之间的距离较小，若钳口绝缘不良或者绝缘套已经损坏，就很容易造成相与相之间、相与地之间短路事故。因此，通常规定不允许用钳形电流表测量裸导线的电流，如果必须测量，应当做好裸导线的绝缘隔离的安全准备工作，防止意外情况的发生。对于多用钳形电流表，各项功能不得同时使用，比如在测量电流时，就不能同时测量电压，出于安全考虑，测试线必须从钳形电流表上拔下来。在测量现场，各种器材均应井然有序，测量人员身体的各部分与带电体之间必须保持足够大的距离，至少不得小于安全距离(低压系统安全距离为0.1m～0.3m)。读数时，往往会不由自主地低头或探腰，这时要特别注意肢体，尤其是头部与带电部分之间的安全距离。
    2.测量的准确性要求
    钳形电流表挡位高低的选择应适当，最好使表针落到刻度尺的1/3以上的刻度上，因为表针的偏转角太小，不仅刻度值不易分辨，而且表计在此范围的测量准确度也比较低。正确的操作应当使被测导线垂直于钳口内的中心位置上，因为被测导线过于偏斜，被测电流在钳口铁芯所产生的磁感应强度将会发生较大幅度的变化，直接影响测量的准确度，一般由于被测导线在钳口内位置不当而造成的测量误差可达2%～5%。当被测导线卡入钳口并合拢钳口铁芯后，不应听到钳口发出的电磁噪音，把握钳形电流表的手也不应有轻微震动的感觉，否则说明钳口端面结合不严密，亦即钳口端面未能充分吻合，对此应重新张、合一次钳口；如果杂声依然存在，应检查钳口端面有无污垢或锈迹，若有应将其清除干净，直至钳口结合良好为止。对于数字式钳形电流表，尽管在使用前曾检查过电池的电量，但在测量过程中，也应当随时关注电池的电量情况，若发现电池电压不足(如出现低电压提示符号)，必须在更换电池后再继续测量；如果测量现场存在电磁干扰，就必然会干扰测量的正常进行，故应设法排除干扰。能否正确地读取测量数据，也直接关系到测量的准确性。对于指针式表头，首先应认准所选择的挡位，其次认准所使用的是哪条刻度尺。观察表针所指的刻度值时，眼睛要正对表针和刻度以避免斜视，减小视差。数字式表头的显示虽然比较直观，但液晶屏的有效视角是很有限的，眼睛过于偏斜时很容易读错数字，还应当注意小数点及其所在的位置，这一点千万不能被忽视。测量场所的温度异常或剧烈变化都将影响测量的准确度。因为温度的变化会使表计的误差增大，从而降低其准确度。钳形电流表受温度影响的原因主要是:由于温度变化改变了构成仪表关键结构件材料性能的结果。如环境温度变化后常使仪表产生反作用力矩的游丝的弹性发生变化，从而使仪表示值随之产生变化，还可以使形成磁场的永久磁铁的磁性发生变化，使仪表的作用力矩的大小发生变化。此外，由于环境温度的变化，构成仪表的线路的电阻，以及各种电子元件、半导体器件的参数均会产生变化，最终结果都将影响到测量的准确度。
   
    作者单位【河南平顶山煤业集团天宏焦化公司计量处】

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