钳形电流表的原理及其使用

【摘要】钳形电流表是电机运行和维修工作中最常用的测量仪表之一。特别是自该表增加了测量交、直流电压和直流电阻以及电源频率等功能后，其用途则更为广泛。

【关键词】钳形电流表；原理；使用

前言

钳形电流表的主要部件是一个穿心式电流互感器。测量时，将钳形电流表的磁铁套在被测导线上，形成1匝的一次线圈，根据电磁感应原理，二次线圈中便会产生感应电流，与二次线圈相连的电流表指针便会发生偏转，指示出线路中电流的数值。

一、钳形电流表的工作原理

电流表主要由电流互感器、分流器、转换开关、桥式整流电路、直流电流表、仪表盘和指针组成。钳形电流表是根据串芯式电流互感器的原理工作的。当测量带有负载的导线上的电流时，穿入钳口里面的导线相当于电流互感器的一次绕组，导线中流过的电流在电流互感器的铁芯中产生磁通，使得绕在铁芯上的二次绕组感应出交流电流，经二极管桥式整流变换成直流电流，使直流电流表的指针向右偏转，得出测量结果。测量过程中量程大小的转换是由转换开关切换至分流器不同的分流电阻完成的，原理图如图1所示。

二、钳形电流表的分类与结构

钳形电流表可分为互感器式钳形电流表、电磁系钳形电流表、数字式钳形电流表三大类。其中互感器式钳形电流表由电流互感器和带整流装置的磁电系表头组成。电磁系钳形电流表是由一只电磁式电流表和一只穿心式电流互感器组成，穿心式电流互感器的二次绕组缠绕在铁芯上且与电流表相连，它的一次绕组即为穿过互感器中心的被测导线，旋钮实际上是一个量程选择开关，扳手的作用是开合穿心式互感器铁心的可动部分，以便使其钳入被测导线，如图1所示。

数字式钳形电流表由二部分组成，其一是输入与变换部分，它的作用是采集信号；其二是A/D转换电路与显示部分。

三、钳形表的正确使用

1.钳形表的一般使用方法

（1）调零。在测量电流前，表针应该指向零位，否则，应用螺钉旋具调整表头上的调零螺钉使表针指向零位，以提高读数的准确度；（2）选择量程。使用钳形电流表时要正确选择量程。测量前应估计被测电流的大小，选择合适的量程。若无法估算电流的大小，应先选择大的量程范围，再选择合适的量程，但决不可用小量程挡去测量大电流；（3）测量电流。测量时，每次测量只能钳入一根导线，将被测导线钳入钳口中央位置，以提高测量的准确度；被侧导线的电流就在铁心中产生交变磁力线，钳形电流表上指示感应电流的读数。测量结束后，应将量程开关扳到最大量程位置，以便下次安全使用。（4）当被测电路电流太小，即使在最低量程挡指针偏转角都不大时，为使读数准确，在条件允许的情况下，可将被测导线在钳口部分的铁芯上多绕几圈后进行测量，被测实际电流值等于电流表读数除以放入钳口内导线圈数。

2.钳形电流表的特殊应用

（1）测量绕线式异步电动机的转子电流：用钳形电流表测量绕线式异步电动机的转子电流时，必须选用电磁系表头的钳形电流表，如果采用一般常见的磁电系钳形表测量时，指示值与被测量的实际值会有很大的出入，甚至没有指示，其原因是磁电系钳形表的表头与互感器二次线圈连接，表头电压是由二次线圈得到的。根据电磁感应原理可知，互感电动势为E2=4.44fWФm，由公式不难看出，互感电动势的大小与频率成正比。当采用此种钳形表测量转子电流时，由于转子上的频率较低，表头上得到的电压将比测量同样工频电流时的电压小的多（因为这种表头是按交流50Hz的工频设计的）。有时电流很小，甚至不能使表头中的整流元件导通，所以钳形表没有指示，或指示值与实际值有很大出入。（2）用钳形电流表测量三相平衡负载时，钳口中放入两相导线时的电流指示值与放入一相时电流的指示值相同。用钳形电流表测量三相平衡负载时，会出现一种奇怪现象，即钳口中放入两相导线时的指示值与放入一相导线时的指示值相同，这是因为在三相平衡负载的电路中，每相的电流值相等，用下列公示表示Iu=Iv=Iw。

四、钳形电流表使用注意事项

（1）被测线路的电压不得超过钳形电流表所规定的额定电压，以防止发生绝缘击穿和人身触电；（2）使用钳形电流表时应尽量远离强磁场，如通电的自耦调压器、磁铁等，以减少磁场对钳形电流表的影响。测量较小的电流时，如果钳形电流表量程较大，可将被测导线在钳形电流表口内绕几圈，然后再数。线路中实际的电流值应为仪表读数除以导线在钳形电流表上绕的匝数；（3）每次测量只能钳入一根导线：测量时应将被测导线钳入钳口的中央位置，以提高测量的准确度；测量结束后，应将量程开关扳到最大量程位置，以便下次安全使用。

参考文献

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