Mierniki cęgowe

UT204 Uni-T_m

Zdjęcie: BEHA AMPROBE

 

Mierniki cęgowe zapewniają przede wszystkim pomiar podstawowych wielkości elektrycznych takich jak prąd stały i przemienny, rezystancja, pojemność, częstotliwość czy też temperatura. Nowoczesne przyrządy cęgowe stanowią zaawansowane mierniki wielkości elektrycznych.

 

Benning CM 2_m

Zdjęcie: Benning

Niektóre modele przyrządów są wsparciem przy rozwiązywaniu problemów z jakością energii obciążeń zmiennych. Funkcjonalność w tym zakresie uzyskuje się dzięki możliwości analizowania widm harmonicznych oraz filtrowi dolnoprzepustowemu, usuwającemu szumy o wysokich częstotliwościach. Z pewnością przydatna okaże się możliwość rejestrowania przebiegów w określonym zakresie czasowym, celem oceny trendów lub problemów z jakością energii. Mogą one powstać na przykład w efekcie działania krótkotrwałych zakłóceń. Niektóre modele mierników cęgowych pozwalają na pomiar wartości skutecznej TrueRMS prądu przemiennego oraz mocy czynnej, biernej oraz pozornej w zakresie do 600 kW/kVA/kVAR (nawet do 51. harmonicznej).
Przez długi czas dominował pogląd, że mierniki cęgowe znajdują zastosowanie przede wszystkim przy pomiarach prądu o wartości przekraczającej 1 A. Jednak na rynku dostępne są modele, które pozwalają na zmierzenie bardzo małych wartości prądu rzędu od kilku do kilkunastu mA. Stąd też przyrządy tego typu doskonale nadają się do pomiarów sygnałów analogowych w systemach sterujących. Przy pracach serwisowych przyda się nie tylko możliwość pomiarów pętli prądowej i napięciowej, ale również funkcja generowania sygnału prądowego 4–20 mA i napięciowego 0–10 V. Mierników cęgowych używa się także przy badaniu obciążenia prądowego za pomocą weryfikowania przepustowości obwodów elektrycznych.

Chauvin Arnoux f605_m

Zdjęcie: Chauvin Arnoux

 

Producenci i dostawcy
Jako czołowych producentów mierników cęgowych wymienia się firmy Fluke, Sonel, Extech oraz Kyoritsu. Istotne jest, że mierniki cęgowe uznawane są za alternatywę dla multimetrów. Mierniki firmy Fluke dostarcza między innymi TME, Biall oraz Alfa-Elektro. Niemałym uznaniem cieszą się również multimetry Amprobe dostarczane przez Mera-Zet. Warto zwrócić uwagę na firmę Uni-T, której produkty dostarcza między innymi Alfa-Elektro.
Markę Amprobe przyłączono do marki Fluke w koncernie Danaher, który odkupił ją od koncernu SPX. Wówczas przejęte zostały również marki: BEHA, LEM-Norma, Raytec, Metterman i inne. Docelowo postanowiono zostawić tylko marki Fluke i Amprobe ze względu na ich globalny zasięg. Niektóre produkty przejętych firm zachowano w ofercie pod markami Amprobe lub Fluke.
Z innych producentów mierników cęgowych w Polsce warto wspomnieć o firmie Chauvin Arnoux, którą założono w 1893 r. w Paryżu. Produkty firmy obejmują przyrządy przenośne oraz stacjonarne wyposażenie elektryczne. Chauvin Arnoux ma 10 filii na świecie, zatrudniając 900 pracowników w sześciu ośrodkach produkcyjnych i w sześciu ośrodkach badawczych na świecie. Podaje się, że firma 11% obrotów inwestuje w badania i rozwój.

Ogółem w Polsce dostępnych jest ponad 200 modeli mierników cęgowych. Do najpopularniejszych należą mierniki firm Fluke, Chauvin Arnoux, Biall, Voltcraft, Extech, Benning, Beha Amprobe, Megger, Keysight Technologies, Sonel. Ich dostawcami są zarówno przedstawiciele producentów, jak i dystrybutorzy. Do największych dystrybutorów należy zaliczyć z pewnością firmy takie jak Conrad Electronic oraz TME (Transfer Multisort Elektronik). Dostępne są także w wielu hurtowniach oraz sklepach internetowych, których pełen zestaw można znaleźć na stronach porównywarek cenowych.

 

Zastosowanie mierników cęgowych
Mierniki cęgowe znajdują najczęściej zastosowanie przy diagnozowaniu usterek w systemach zasilania. Przyrządy tego typu są istotnym narzędziem przy serwisowaniu maszyn i urządzeń elektrycznych. Nie bez znaczenia jest przy tym diagnozowanie usterek sieci sterujących w automatyce i telemetrii. Mierników cęgowych coraz częściej używa się przy kontroli jakości zasilania.
Warto zwrócić uwagę na wyroby firmy HT-ITALIA, które przeznaczone są dla profesjonalnych odbiorców zajmujących się pomiarami instalacji elektrycznych. Firma produkuje specjalistyczne oraz niejednokrotnie unikatowe urządzenia pomiarowe do badań ochronnych instalacji. Interesujące jest wzornictwo urządzeń.

 

Fluke 365_m

Zdjęcie: Fluke

Wybór miernika cęgowego
Na etapie wyboru mierników cęgowych w pierwszej kolejności brane są pod uwagę parametry techniczne. Chodzi przede wszystkim o odpowiednią dokładność, szybkość oraz stabilność wyników pomiarów. Kluczowe miejsce zajmuje trwałość, szczególnie istotna w warunkach przemysłowych. Ważne jest bowiem zapewnienie odporności na działanie wstrząsów i zabrudzeń oraz ochrona przed skutkami upadków. Dla potencjalnych nabywców kluczowe miejsce zajmuje cena. Powinna być ona niewygórowana, rozsądna oraz odpowiednia do marki przyrządu. Istotną rolę odgrywa wsparcie techniczne łącznie z możliwością udziału w testach próbnych.
Najważniejszym parametrem każdego multimetru cęgowego jest zakres mierzonych prądów i związana z tym średnica wewnętrzna cęgów. Inne multimetry cęgowe są używane do pomiaru prądów przemiennych, a inne do przemiennych i stałych. Te drugie są zwykle droższe. Inną konstrukcję mają też multimetry cęgowe używane przy pomiarze małych prądów stałych, prądów przemiennych upływowych, dużych prądów stałych i przemiennych (600–1000 A) oraz mocy. Oprócz wielkości (średnicy wewnętrznej) ważny też jest kształt cęgów np. czy są wydłużone, przystosowane do założenia na szynę itd. Trzeba zwracać uwagę na właściwości takie jak pomiar rzeczywistej wartości skutecznej, pomiar prądu rozruchowego silnika oraz pomiar ciągłości obwodu.

 

Kierunki rozwoju
Warto zwrócić uwagę na bezprzewodowe technologie znajdujące zastosowanie w miernikach cęgowych. W niektórych rozwiązaniach zastosowanie znajdują specjalne aplikacje z funkcją rozmowy wideo. W efekcie zyskuje się możliwość pomiarów na odległość. Podczas pomiarów podłączany jest specjalny moduł, dzięki któremu można odczytać wyniki pomiarów na bezprzewodowym mierniku lub komputerze. Przydatne rozwiązanie stanowi możliwość wysyłania danych do smartfona.
Jednym z zastosowań mierników bezprzewodowych jest np. diagnozowanie sieci 3-fazowych. I tak też wraz z wyłączeniem napięcia w rozdzielnicy lub szafie rozdzielczej można podłączyć moduł prądowy do każdej fazy. Po zamknięciu rozdzielnicy lub szafy rozpoczyna się pobieranie odczytów. Po przesłaniu zarejestrowanych danych można przejść do ich analizowania. Ważne jest przy tym zapisywanie danych poza godzinami pracy celem monitorowania zmian obciążenia układu np. w ciągu godziny, zmiany lub tygodnia.

 

Nowoczesne funkcje
Mówiąc o nowatorskich funkcjach, jakie znajdują zastosowanie w miernikach cęgowych, warto zwrócić uwagę na możliwość dokładnego pomiaru cęgowego małych prądów w przewodach o niewielkiej średnicy. Cęgi wyposażone są w specjalne wcięcie w szczytowej części. Istotny jest przy tym pomiar cęgowy prądu stałego oraz przemiennego ze składową stałą. Przydatne rozwiązanie stanowi możliwość przewodowego pomiaru małych prądów na zakresach 200 μA oraz 2000 μA. Warto zwrócić uwagę na testy wirowania faz z dwoma poziomami czułości. I tak też na poziomie wysokim wykonuje się testy silników 3-fazowych w stanie beznapięciowym, zaś na poziomie zwykłym jest możliwe sprawdzanie kierunku wirowania faz sieci elektrycznej 3-fazowej. Z kolei funkcja PEAK-RMS pozwala na zatrzymanie na wyświetlaczu wartości szczytowych impulsów ACV i ACA trwających 80 ms i więcej.
W nowoczesnych miernikach cęgowych stawia się na wysoki stopień ochrony, który przykładowo wynosi 8 kV (przepięcia), 1000 V/1100 V (przeciążenie na wejściu „+” i „com”) oraz 1000 V a na cęgach. Istotna jest funkcja pomiaru odpowiednia do analizy sygnałów z przemienników częstotliwości (Variable Frequency Drives). Jest możliwe bezdotykowe wykrywanie napięcia AC przy pomocy anteny umieszczonej w górnej części cęgów. Odpowiednia funkcja zapewnia zerowanie wskazań przed pomiarem prądu DC oraz pomiary różnicowe dla pozostałych funkcji pomiarowych. Na uwagę zasługuje tryb rejestracji wartości szczytowych oraz rejestrowanie wartości maksymalnej, minimalnej i średniej.
Warto wspomnieć o funkcji pozwalającej na automatyczną selekcję i pomiar Lo Z ACV, Lo Z DCV lub Ω, dzięki analizie sygnałów wejściowych i wewnętrznym algorytmom.

 

HIOKI 3280-10

Zdjęcie: HIOKI

 

Przegląd oferty rynkowej
Miernik cęgowy Fluke 374 True-rms wykonuje pomiary do 600 V i 600 A w trybach AC oraz DC. Ponadto współpracuje z elastyczną sondą prądową iFlex (sprzedawana oddzielnie), rozszerzającą zakres pomiarowy do 2500 A AC oraz zakres wyświetlanych wyników.
Miernik cęgowy Amprobe ACD-15TRMS-PRO z oferty firmy Biall mierzy rzeczywistą wartość skuteczną TrueRMS. Są możliwe przy tym pomiary napięcia o niskiej impedancji wejścia, przez co eliminuje się zakłócenia. Z kolei miernik BM157 z oferty tego samego dostawcy mierzy moc i współczynnik mocy PF i THD%-F do 51. harmonicznej. Oprócz tego jest możliwy pomiar i rejestracja zużycia energii w układach 1-fazowych i 3-fazowych zrównoważonych. Warto zwrócić uwagę na pomiar mocy w układach 1-fazowych i 3-fazowych zrównoważonych i w układach 3-fazowych (3- i 4-przewodowych) niezrównoważonych. Istotna jest analiza zawartości poszczególnych harmonicznych.

SONY DSC

Zdjęcie: Sonel

Miernik CMP-2000 z oferty firmy Sonel jest uniwersalnym przyrządem pomiarowym, który umożliwia prowadzenie pomiarów prądu do 2 kA za pomocą cę­gów na przewodach o średnicy do 57 mm i szynoprzewodach do 70×18 mm. Przyrząd może mierzyć początkowy prąd rozruchowy (funkcja Inrush). Jest możliwy pomiar napięcia stałego do 1 kV oraz przemiennego (TRUE RMS) do 750 V. Przyrząd można wykorzystać do pomiaru rezystancji z testem ciągłości połączeń z dźwiękową sygnalizacją ciągłości obwodu (dla wartości mniejszej od 30 Ω). Jest możliwy pomiar pojemności, temperatury (jednostki Fahrenheita i Celsjusza), częstotliwości oraz cyklu roboczego.
Przyrząd KEW MATE 2012R Kyoritsu to multimetr z otwartymi cęgami prądowymi umożliwiającymi pomiar prądów stałych i przemiennych do 120 A i to z rozdzielczością 0,01 A. Czujnik cęgowy w postaci otwartych stałych cęgów połączony jest z miernikiem elastycznym przewodem. Tym sposobem zyskuje się łatwe prowadzenie pomiarów w skrzynkach rozdzielczych. Max średnica mierzonego przewodu wynosi 12 mm.
Rynek mierników cęgowych uznaje się za dojrzały. Na uwagę zasługuje wysoki poziom konkurencji wśród dostawców przy obecności dużych firm będących międzynarodowymi graczami. Producenci dążą zatem do szukania nisz rynkowych i koncentrowania się na stosunkowo wąskich obszarach i zastosowaniach.

 

Cegowe1

 

Autor: Damian Żabicki

 

Artykuł pochodzi z czasopisma Główny Mechanik 5/2015

GM 5_2015 Okladka 400x565_a

 

Authors

Related posts

Góra
English