Tangmeter ABC. Anvendelsesnote. Transformerfunktionen

Transkript

1 Tangmeter ABC Hvad er et tangmeter, og hvad kan det? Hvilke målinger kan man foretage med et tangmeter? Hvordan får du mest muligt ud af et tangmeter? Hvilket tangmeter egner sig bedst til de omgivelser, tangmetret skal bruges i? Svarene på disse spørgsmål kan ses i denne anvendelsesnote. Anvendelsesnote I takt med de teknologiske fremskridt inden for elektrisk udstyr og kredsløb kommer der flere udfordringer for elektrikere og teknikere. Disse fremskridt kræver ikke blot flere muligheder i nutidens testudstyr, men også flere færdigheder af de medarbejdere, der bruger dem. En elektriker, der har en god forankring i brugen af de grundlæggende elementer i testudstyr, vil være bedre forberedt på nutidens udfordringer inden for test og fejlfinding. Tangmetret er et vigtigt og almindeligt værktøj, der findes i værktøjskasserne hos både elektrikere og teknikere. Et tangmeter er en elektrisk tester, der kombinerer et voltmeter med et strømmeter af tangtypen. Som det er sket med multimetret, er tangmetret passeret gennem den analoge periode og ind i nutidens digitale verden. Det er oprindeligt skabt som et testværktøj til elektrikere til ét enkelt formål, men nutidens modeller har fået indarbejdet flere målingsfunktioner og større nøjagtighed, og desuden har nogle instrumenter meget specielle målingsfunktioner. Nutidens tangmetre har de fleste af de basale funktioner i et digitalt multimeter (DMM), men har en strømtransformer bygget ind i produktet som en ekstra funktion. Transformerfunktionen Tangmetrets evne til at måle store AC strømme er baseret på en enkel transformerfunktion. Når du klemmer instrumentets kæber eller fleksible strømprobe omkring en leder med AC strøm, kobles denne strøm gennem kæberne på samme måde som i jernkernen på en effekttransformer og ind i en Vælg et tangmeter med en klassificering, der svarer til det elektriske miljø, du skal arbejde i, og har den opløsning og målenøjagtighed, du har brug for til din test. sekundær vikling, der er forbundet over shunten pa metrets indgang. En meget mindre strøm sendes til metrets indgang på grund af forholdet mellem antallet af sekundærviklinger i forhold til antallet af primærviklinger, der er viklet omkring kernen. Normalt er den primære kreds repræsenteret ved en leder, omkring hvilken kæberne eller den fleksible strømprobe er fastspændt. Hvis den sekundære kreds har 1000 vindinger, så er den sekundære strøm en 1/1000 af den strøm, der løber i den primære kreds, eller i dette tilfælde i den leder, der måles. Derfor giver 1 ampere strøm i den leder, der måles, 0,001 ampere eller 1 milliampere strøm ved metrets indgang. Med denne teknik er det let at måle meget større strømme ved at øge antallet af vindinger i den sekundære kreds.

2 Tangmetre måler enhver kombination af vekselstrøm og jævnstrøm. Det omfatter statisk DC og ladende DC samt AC. Tangmetre måler DC strøm ved hjælp af Hall effekt sensorer. En Hall effekt sensor er dybest set en form for magnetometer, der kan registrere styrken af en påført magnetisk flux. I modsætning til en enkelt induktiv sensor, vil Hall effekt sensoren arbejde, når den påførte magnetiske flux er statisk og ikke ændrer sig. Det fungerer også for vekselstrømsmagnetfelter. Et tangmeter indeholder en ringformet jernkerne, der klemmer sammen med en Hall effekt chip i mellemrummet mellem de to halvdele, så den inducerede magnetiske flux fra den strømførende ledning kanaliseres gennem den. Valg af tangmeter Når du køber et tangmeter, skal du ikke blot se på specifikationerne, men også på egenskaberne, funktionerne og den samlede værdi af metrets design, og hvor omhyggeligt det er fremstillet. Pålidelighed, især under vanskelige forhold, er vigtigere end nogensinde. Flukes udviklingsingeniører lægger vægt på, at disse testværktøjer ikke blot er elektrisk, men også mekanisk robusthed. På det tidspunkt, hvor Fluke tangmetre er klar til at blive kastet ned i værktøjskasserne, har de gennemgået et grundig testog evalueringsprogram. Brugersikkerheden bør komme i første række ved valget af et tangmeter, eller ethvert andet stykke elektrisk testudstyr. Fluke designer ikke blot tangmetrene efter de nyeste elektriske standarder, hvert tangmeter er uafhængigt testet og derefter godkendt af certificerede testlaboratorier CSA, TÜV, osv. Kun med disse certificeringer kan du være sikker på, at en elektrisk tester opfylder disse nye sikkerhedsstandarder. Brug en fleksibel strømprobe til situationer som denne, hvor store ledere gør det vanskeligt at bruge tangmetrets kæber. Brug af et tangmeter i vanskelige situationer Elektrikere og teknikere har ofte behov for at bruge tangmetre i situationer, der ikke er ideelle. De nyeste tangmetre bruger den fleksible iflex strømprobe til at muliggøre måling, hvor det er vanskeligt at få adgang f.eks. snævre skabe, ledningsbundter eller ledere, der placeret akavet. Når det er nødvendigt at foretage en fjernemåling, gør et tangmeter med et aftageligt display (f.eks. Fluke 381) det muligt at se displayet på et andet sted, end hvor målingen er taget. Det betyder, at én person ikke to kan tage målingen. Opløsning, cifre og trin Opløsning henviser til, hvor fin en måling et meter kan foretage. Hvis opløsningen på et meter er kendt, kan du bestemme, om det er muligt at se en lille ændring i det målte signal. Hvis tangmetret f.eks. har en opløsning på 0,1 ampere på et interval på 600 ampere, er det muligt at se en ændring på 0,1 ampere, mens du aflæser 100 ampere. Du vil jo ikke købe en lineal, der er opdelt i centimeter, hvis du har behov for at måle ned til millimeter. På samme måde skal du vælge en måler, der kan vise den opløsning, du har brug for til at se dine målinger. 2 Fluke Corporation Tangmeter ABC

3 Nøjagtighed Nøjagtighed er den største tilladte fejl, der opstår under særlige driftsforhold. Det er med andre ord en indikation af, hvor tæt metrets viste måling er på den faktiske værdi af det signal, der måles. Nøjagtigheden for et tangmeter udtrykkes normalt som en procentdel af udlæsningen. En nøjagtighed på 3 % af udlæsningen betyder, at for en vist udlæsning på 100 ampere, kan den faktiske værdi for strømmen være hvor som helst mellem 97,0 og 103,0 ampere. Specifikationerne kan også omfatte en række cifre, der tilføjes til specifikationen af den grundlæggende nøjagtighed. Dette angiver, hvor mange trin cifret helt til højre på displayet kan variere. Så det foregående eksempel på nøjagtighed kunne angives som ± (2 % + 2). For en vist udlæsning på 100,0 ampere, kan den faktiske værdi for strømmen derfor være hvor som helst mellem 97,8 og 102,2 ampere. Topfaktor Med væksten i elektroniske strømforsyninger er den strøm, der trækkes fra nutidens elektriske distributionssystem, ikke længere rene sinusbølger med 60 eller 50 svingninger. Denne strøm er blevet temmelig forvrænget på grund af det harmoniske indhold, som disse strømforsyninger genererer. Men komponenter i det elektriske strømsystem, f.eks. sikringer, samleskinner, ledere og termiske elementer i afbrydere er klassificeret i RMS strøm, fordi deres vigtigste begrænsning har at gøre med varmeafledning. Hvis vi ønsker at kontrollere et elektrisk kredsløb for overbelastning, er vi nødt til at måle RMS strømmen og sammenligne den målte værdi med den nominelle værdi for den pågældende komponent. Derfor skal nutidens testudstyr være i stand til præcist at måle sand RMS værdien af et signal, uanset hvor forvrænget signalet måtte være. Topfaktoren er et simpelt forhold mellem et signals spidsværdi og dets RMS værdi. For en ren AC sinusbølge vil topfaktoren være 1,414. Men et signal, der har en meget skarp impuls, vil medføre at forholdet eller topfaktoren er høj. Afhængigt af bredden af impulsen og dens frekvens kan du se topfaktorer på 10:1 eller højere. I de virkelige strømdistributionssystemer er det sjældent at se topfaktorer, der er større end 3:1. Som du kan se, så er topfaktoren en indikation af et signals forvrængning. En specifikation af topfaktoren ses kun i specifikationerne til målere, der kan foretage målinger af sand RMS. Den angiver, hvor meget forvrængning et signal kan have og stadig måles inden for metrets specifikation af nøjagtighed. De fleste tangmetre med aflæsning af sand RMS har topfaktorspecifikationer på 2:1 eller 3:1. Denne klassificering kan håndtere de fleste elektriske anvendelser. Måling af strøm En af de mest grundlæggende målinger for et tangmeter er strøm. Nutidens tangmetre kan måle både AC og DC strøm. De typiske målinger af strøm tages på forskellige stikledninger i et elektrisk distributionssystem. Bestemmelsen af, hvor meget strøm der flyder i forskellige stikledninger, er en ret almindelig opgave for elektrikeren. Sådan foretager du strømmålinger 1. Vælg Amps ac eller Amps dc. 2. Åben tangmetrets kæber og luk kæberne om en enkelt leder. (Hvis du måler AC strøm, kan du skifte til indstillingen iflex og bruge en fleksibel strømprobe). 3. Se udlæsningen på displayet. Ved at foretage strømmålingerne langs forløbet af en stikledning kan du nemt se, hvor meget hver belastning langs stikledningen trækker fra fordelingssystemet. Når en afbryder eller transformer ser ud til at overophede, er det bedst at tage en strømmåling på stikledningen for at bestemme strømbelastningen. Men du skal sørge for, at du bruger et meter, der reagerer på sand RMS, så du kan få en nøjagtig måling af det signal, der får komponenterne til at blive varme. Et meter med en gennemsnitlig reaktion vil ikke give en sand udlæsning, hvis strøm og spænding er ikke-sinusformet på grund af ulineære belastninger. Måling af spænding En anden almindelig funktion for et tangmeter er måling af spænding. Nutidens tangmetre kan måle både AC og DC spænding. AC spænding skabes normalt af en generator og distribueres derefter gennem et elektrisk distributionssystem. Det er en elektrikers job at være i stand til at foretage målinger gennem hele systemet for at isolere og løse elektriske problemer. En anden almindelig spændingsmåling er test af batteriers spænding. I dette tilfælde måler du jævnstrøm eller DC spænding. Test for korrekt forsyningsspænding er normalt det første, der måles, ved fejlfinding af et kredsløb. Hvis der ikke er spænding til stede, eller hvis den er for høj eller for lav, skal spændingsproblemet korrigeres, før der undersøges yderligere. Et tangmeters evne til at måle AC spænding kan påvirkes af signalers frekvens. De fleste tangmetre kan måle AC spændinger med frekvenser fra 50 Hz til 500 Hz nøjagtigt, men et digitalt multimeters AC målebåndbredde kan være 100 KHz eller højere. Derfor kan udlæsningen af den samme spænding med et tangmeter og et digitalt multimeter have meget forskellige resultater. Det digitale multimeter tillader mere af den højfrekvente spænding at slippe igennem til målekredsløbet, mens tangmetret bortfiltrerer noget af den spænding, der er indeholdt i signalet over metrets båndbredde. Ved fejlfinding af et motordrev (VFD), kan indgangsbåndbredden på et meter være meget vigtig for at få en meningsfuld aflæsning. På grund af det høje harmoniske indhold i signalet, der kommer ud af et VFD til motoren, vil et DMM måle det meste af spændingsindholdet (afhængigt af dets indgangsbåndbredde). Måling af spændingsoutputtet fra et VFD er nu en almindelig måling. En motor, der er forbundet til et VFD, reagerer kun på den gennemsnitlige værdi 3 Fluke Corporation Tangmeter ABC

4 af signalet, og for at måle den effekt skal indgangsbåndbredden på tangmetret være smallere end på dets DMM modstykke. Tangmetrene Fluke 375, 376 og 381 er specielt udformet til test og fejlfinding af VFD'er. Sådan foretager du spændingsmålinger 1. Vælg Volts AC ( ) eller Volts DC ( ) efter ønske. 2. Sæt den sorte testprobe ind i COM stikket. Sæt den røde testprobe ind i V stikket. 3 Berør med probespidserne for at danne et kredsløb over en belastning eller strømkilde (parallelt med kredsløbet). 4. Se udlæsningen, og sørg for at lægge mærke til måleenheden. 5. (Valgfrit) Tryk på knappen HOLD for at fastholde udlæsningen på displayet. Nu kan du fjerne metret fra det spændingsførende kredsløb og derefter aflæse skærmen, når du er i sikker afstand af den elektriske fare. Ved at tage en spændingsmåling ved afbryderen og derefter ved indgangen til belastningen på denne afbryder, kan du bestemme spændingsfaldet, der opstår over de tråde, som forbinder dem. Et betydeligt fald i spændingen ved belastningen kan påvirke, hvor godt belastningen fungerer. Måling af modstand Modstand måles i ohm (Ω). Modstandsværdier kan variere meget, fra et par milliohm (mω) for kontaktmodstand til milliarder af ohm for isolatorer. De fleste tangmetre kan måle ned til 0,1 Ω. Når den målte modstand er højere end den øvre grænse for metret, eller kredsløbet er åbent, vises "OL" på metrets display. Modstandsmålinger skal foretages med slukket strømforsyning til kredsløbet, da der ellers kan ske skade på metret eller kredsløbet. Nogle tangmetre giver beskyttelse i ohm tilstanden i tilfælde af utilsigtet kontakt med spændinger. Beskyttelsesniveauet kan variere meget mellem forskellige modeller af tangmetre. Sådan foretager du modstandsmålinger 1. Sluk for strømmen til kredsløbet. 2. Vælg modstand (W). 3. Sæt den sorte testprobe ind i COM stikket. Sæt den røde testprobe ind i VW stikket. 4. Tilslut probespidserne på tværs af den komponent eller del af kredsløbet, du vil bestemme modstanden for. 5. Se udlæsningen på metrets display Sørg for, at strømmen er afbrudt, før du foretager modstandsmålinger. Gennemgang Gennemgang er en hurtig godkendt/ikke-godkendt modstandstest, der skelner mellem et åbent og et lukket kredsløb. Et tangmeter med en gennemgangsbipper giver dig mulighed for at udføre mange gennemgangstests let og hurtigt. Metret bipper, når det registrerer et lukket kredsløb, så du ikke behøver at se på metret, mens du tester. Det modstandsniveau, der kræves for at udløse bipperen, varierer fra meter til meter. Den typiske modstandsindstilling til aktivering af bipperen er en udlæsning, der er mindre end mellem 20 ohm og 40 ohm. Specialfunktioner En ret almindelig målefunktion er aflæsningen af frekvensen for en AC strømbølgeform. Med tangmetrets kæber (eller en fleksibel spændingsprobe) viklet omkring en leder, der transporterer AC strømmen, skal du tænde for frekvensfunktionen og målerens display angiver frekvensen for det signal, der løber i lederen. Det er en meget nyttig måling til opsporing af harmoniske problemer i et elektrisk distributionssystem. En anden funktion, der kan findes i nogle tangmetre er lagring af min, maks og gennemsnit. Når denne funktion er aktiveret, sammenlignes hver udlæsning tangmetret foretager med eventuelle tidligere lagrede aflæsninger. Hvis den nye udlæsning er højere end udlæsningen i hukommelsen for den høje udlæsning, indsættes den nye udlæsning som den højeste udlæsning. Den samme sammenligning foretages mod hukommelsen for den lave udlæsning, og hvis den nye udlæsning er lavere, indsættes den som den lagrede udlæsning. Den gennemsnitlige udlæsning opdateres på tilsvarende måde. Så længe funktionen med min, maks og gennemsnit er aktiv, behandles alle aflæsninger på denne måde. Efter et stykke tid kan du således kalde hver af disse hukommelsesværdier op på displayet og bestemme den højeste, laveste og gennemsnitlige udlæsning i løbet af en bestemt periode. Tidligere var det ikke alle tangmetre, der kunne måle kapacitans. Funktionen kapacitansmåling indgår nu i funktionssættet på mange nye tangmetre. Denne funktion er nyttig til kontrol af motorstartkondensatorer eller til måling af værdier for elektrolytiske kondensatorer i controllere, strømforsyninger eller motordrev. For elektrikere, der beskæftiger sig med motorer i deres arbejde, kan funktionen til at registrere mængden af strøm, der trækkes af en motor ved start, fortælle Måling af strøm med et tangmeter. 4 Fluke Corporation Tangmeter ABC

5 en masse om en motors tilstand og belastning. Tangmetrene Fluke 374, 375, 376 og 381 har startstrømsmåling som en del af deres funktionssæt. Efter fastspænding af kæberne (eller den fleksible strømprobe) omkring en af motorens indgangsledere aktiveres startstrømstilstanden. Derefter tændes motoren. Tangmetrets display viser den maksimale strøm, der trækkes af motoren i de første 100 millisekunder af dens startcyklus. Denne specialudviklede teknologi til måling af startstrøm bortfiltrerer støj og registrerer motorstartstrømmen, præcis som beskyttelseskredsløbet udsættes for den Tangmetersikkerhed Sikre målinger begynder med, at man vælger det korrekte meter til det miljø, hvor det skal anvendes. Når det korrekte meter er valgt, skal det anvendes med god målepraksis. International Electrotechnical Commission (IEC) har fastlagt nye sikkerhedsstandarder for arbejdet med elektriske systemer. Sørg for, at du bruger et meter, der overholder den IEC kategori og de spændingsklassificeringer, der er godkendt til det miljø, som målingerne udføres i. Hvis en spændingsmåling f.eks. skal udføres i et elektrisk panel med 480 V, skal man benytte et meter, der er klassificeret i KAT III 600 V eller højere. Dette betyder, at indgangskredsløbet på måleren er konstrueret til at modstå de spændingsvariationer, der almindeligvis findes i dette miljø, uden at skade brugeren. 1 Når du vælger et meter med denne klassificering, der også har en CSA eller TÜV certificering, betyder det, at metret ikke kun er designet iht. IEC standarderne, men at det også er blevet uafhængigt testet og opfylder disse standarder. (Se sidebjælken om uafhængig test). Mange nye tangmetre har nu en KAT IV sikkerhedsklassificering, hvilket betyder, at de kan anvendes i udendørs eller underjordiske miljøer, hvor lynnedslag eller transienter kan forekomme hyppigere og på højere niveauer. Sikkerhedstjekliste Brug et meter, som opfylder de accepterede sikkerhedsstandarder for det miljø, hvor det skal bruges. Undersøg testledningerne eller den fleksible strømprobe for fysiske skader, inden du foretager en måling. Brug metret til at kontrollere gennemgangen i testledningerne eller den fleksible strømprobe. Brug kun testledninger, der har indkapslede stik og beskyttelseskraver. Brug kun metre med forsænkede indgangsstik. Kontroller, at metret er i god driftstilstand. Afbryd altid den "varem" (røde) testledning først. Arbejd ikke alene. Brug et meter, der har overbelastningsbeskyttelse på ohm funktionen. 1 Se ABC til multimetersikkerhed (litteraturkode ) for at få mere at vide om IEC-1010, og hvordan den gælder for brugen af multimetre. Specialfunktioner Følgende specialfunktioner og funktioner kan gøre det lettere for dig at bruge tangmetret. Symboler (displayikoner) viser i et enkelt blik, hvad der måles (volt, ohm osv.) Data Hold giver dig mulighed for at fastholde udlæsningen på displayet. Enhånds betjeningen gør det lettere at vælge målefunktioner. Overbelastningsbeskyttelsen hindrer beskadigelser af metret og kredsløbet, og beskytter brugeren. Med automatisk områdeskift vælges automatisk det korrekte måleområde. Med manuelt områdeskift kan du låse et specifikt område til gentagne målinger. Indikator for lavt batteriniveau advarer dig, når batteriet skal udskiftes Display med baggrundslys, letlæselige tegn og bred betragtningsvinkel gør aflæsninger nemmere at se under alle mulige forhold. Det baggrundsbelyste display indstiller automatisk til det korrekte måleområde, så du ikke behøver at ændre indstillingen af kontakterne, mens du måler. Integreret lavpasfilter og avanceret signalbehandling muliggør brug i støjende elektriske miljøer, uden at gå på kompromis med udlæsningsstabiliteten. 5 Fluke Corporation Tangmeter ABC

6 R Ordliste Analogt meter. Et instrument, som anvender en nålebevægelse for at vise værdien af et målt signal. Brugeren vurderer udlæsningen på basis af nålens placering på en skala. Annuciator. Et symbol eller ikon, der identificerer et markeret område eller en funktion Ikke-sinusformet bølgeform. En forvrænget bølgeform som et pulstog, firkantede bølger, trekantede bølger, savtakkede bølger og pigge. Middelværdivisende meter. En meter, der præcist måler sinusformede bølgeformer, mens det måler ikke-sinusformede bølgeformer med mindre nøjagtighed. Nøjagtighed. Hvor tæt den viste måling er på den faktiske værdi af det signal, der måles. Udtrykt i procent af udlæsning eller som en procentdel af fuld skala. Opløsning. I hvor høj grad små ændringer i en måling kan vises. RMS. Den tilsvarende DC værdi af en AC bølgeform. Sand RMS meter. Et meter, som nøjagtigt kan måle både sinusformede og ikke-sinusformede bølgeformer. Sinusformet bølgeform. En ren sinusbølge uden forvrængning. Uafhængig afprøvning er nøglen til overholdelse af sikkerhed Hvordan kan du vide, om du får et ægte KAT III eller KAT II meter? Desværre er det ikke altid så nemt. Det er muligt for en fabrikant selv at certificere sine metre som KAT II eller KAT III uden nogen uafhængig verifikation. Pas på udtryk som "Designet til at opfylde specifikationerne ". Designeres egne planer kan aldrig være en erstatning for en faktisk uafhængig test. IEC (International Electrotechnical Commission) udvikler og foreslår standarder, men organisationen er ikke ansvarlig for, om standarderne virkelig overholdes. Se efter symbolet og listenummeret fra et uafhængigt testlaboratorium som f.eks. UL, CSA, TÜV eller andre anerkendte godkendelsesvirksomheder. Disse symboler må kun bruges, hvis produktet har gennemført afprøvningen til virksomhedens standard, der er baseret på nationale/internationale standarder. UL 3111 er f.eks. baseret på IEC udgave. I en verden, der ikke er perfekt, er dette det tætteste, man kan komme på at garantere, at det multimeter, du vælger, faktisk er sikkerhedstestet. Fluke LISTED 950 Z N10140 N10140 Preferred size Minimum size Meterklassificeringer og -kapacitet varierer afhængigt af producenten. Før du arbejder med et nyt meter, skal du gøre dig bekendt med alle drifts- og sikkerhedsprocedurerne for det pågældende meter, der er beskrevet i brugervejledningen. Agilent N10149 N10149 Preferred size Minimum size NOTE: The N Fluke. number Keeping is different your for world each company up and running. Fluke Danmark A/S c/o Radiometer Medical ApS Åkandevej Brønshøj Danmark Tlf.: Fax: info.dk@fluke.com Web: Copyright 2014 Fluke Corporation. Alle rettigheder forbeholdes. Trykt i Nederlandene 11/2014. Oplysningerne kan ændres uden forudgående varsel. Pub_ID: dan Ændringer i dette dokument er ikke tilladt uden skriftlig tilladelse fra Fluke Corporation. 6 Fluke Corporation Tangmeter ABC