Mierniki i przystawki cęgowe przeznaczone są przede wszystkim do mierzenia prądu przemiennego w przewodniku. Działają one wykorzystując prawo Ampère’a, wiążąc indukcję magnetyczną przewodnika z prądem, z wartością prądu w tym przewodniku. Cęgi pomiarowe możemy podzielić na mierniki autonomiczne oraz przystawki cęgowe, które nie mogą samodzielnie wskazywać wyników pomiaru i można wykorzystywać je tylko z przystosowanymi do nich urządzeniami.

Mierniki autonomiczne to w zasadzie podstawowe wyposażenie każdego elektryka. Trudno sobie wyobrazić pracę przy instalacjach elektrycznych bez takiego narzędzia. Kluczową sprawą jest zatem odpowiedni jego dobór. Mierniki cęgowe różnią się między sobą zarówno parametrami, funkcjami, jak i konstrukcją mechaniczną, a od nich bezpośrednio zależy zakres zastosowania takiego przyrządu. Nowoczesne mierniki cęgowe mogą mierzyć oprócz prądu przemiennego również prąd stały, rezystancję, pojemności, temperaturę, itp. Mogą z powodzeniem zastąpić popularne multimetry. Cechą immanentną tych mierników przede wszystkim jest pomiar prądu, zatem należy najpierw przyjrzeć się budowie samego przekładnika. Wykonany jest on z miękkiej stali w taki sposób, aby można było go zamknąć wokół przewodu lub szynoprzewodu. Obwodem pierwotnym jest przewód, a wtórnym cewka o dużej liczbie zwojów. Obniżoną wartość prądu możemy łatwo i bezpiecznie mierzyć. Konstrukcja taka cechuje się zakresem i dokładnością mierzonych prądów oraz fizycznym rozmiarem cęgów z określonym wymiarem rozwarcia. Aby być zadowolonym z wyboru narzędzia trzeba określić, gdzie i do czego będzie ono stosowane. Tak jest i w tym przypadku. Decydując o wyborze miernika cęgowego trzeba określić, jakiej wartości prądy będziemy mierzyć. Tu popełniany jest najczęstszy błąd, polegający na wybraniu miernika z zakresem roboczym np. 1 000 A, kiedy będziemy chcieli mierzyć pojedyncze ampery lub dziesiątki amperów. Dokonywanie takich wyborów na wyrost często prowadzi do frustracji i rozczarowania, ponieważ wskazania przy pomiarze małych prądów, w stosunku do zakresu roboczego, mogą wypadać poza nim lub mieć niesatysfakcjonującą rozdzielczość. Po określeniu prądu, jaki chcemy mierzyć, musimy się zastanowić, jakiej średnicy i z jakim rozwarciem wybrać cęgi. SONEL S.A. oferuje mierniki zarówno do zastosowań w energetyce, a więc z dużymi zakresami mierzonych prądów, jak i do powszechnego stosowania w instalacjach odbiorczych.

Miernik CMP-2000 (fot.1) to urządzenie o bardzo dużej średnicy cęgów, umożliwiającej złożenie ich na przewodach o średnicy do 57 mm i szynoprzewodach do 70 x 18 mm. Zakres mierzonego prądu przemiennego (TRUE RMS) do 1 500 A i stałego do 2 000 A. Naturalne jest więc, że takie urządzenie nie będzie nadawało się do zwykłych instalacji odbiorczych, a właściwym będzie zastosowanie go w ciężkiej energetyce w sieciach rozdzielczych. Miernik oczywiście ma szereg innych, przydatnych funkcji, takich jak: pomiar napięcia stałego do 1 000 V oraz przemiennego (TRUE RMS) do 750 V, pomiar rezystancji i test ciągłości połączeń z dźwiękową sygnalizacją ciągłości obwodu (dla wartości mniejszej od 30 Ω), pomiar pojemności, temperatury, częstotliwości, cyklu roboczego (wypełnienia) oraz test diod.
CMP-1006 (fot. 1) ma podobne funkcje, z tą różnicą że cęgi mogą objąć przewody o średnicy 34 mm, a mierzony prąd to maksimum 1 000 A. Bardzo interesującą i niezwykle przydatną funkcją w obu miernikach jest funkcja INRUSH, która pozwala na mierzenie prądu z większą częstotliwością próbkowania, umożliwiając sprawdzenie prądu rozruchu silnika elektrycznego. Jest to bardzo przydatne w przemyśle, gdzie występują w dużej liczbie napędy elektryczne.
Instalacje odbiorcze w obiektach jedno- i wielorodzinnych lub użyteczności publicznej są wykonywane przy użyciu przewodów, których średnica rzadko kiedy przekracza 16 mm2, a prądy mogą osiągnąć wartości rzędu dziesiątek lub – rzadko kiedy – setek amperów. Stosowanie w tym obszarze mierników CMP-2000 i 1006 byłoby co najmniej niepraktyczne. Dla takich pomiarów SONEL S.A. ma w ofercie znacznie mniejsze mierniki cęgowe, w tym zastosowaniu o wiele wygodniejsze i obejmujące zakresem pomiarowym występujące wartości prądów. Są to mierniki CMP-400 i CMP-401 (fot. 2).

CMP-400 to najprostszy miernik do bezpośredniego pomiaru prądu przemiennego do 400 A. Przyrząd pozwala także zmierzyć napięcia stałe i przemienne do 600 V (z wykorzystaniem przewodów pomiarowych). Dodatkowe funkcje to pomiar rezystancji oraz ciągłości połączeń z sygnalizacją akustyczną oraz pomiar temperatury za pomocą sondy, znajdującej się w wyposażeniu miernika. CMP-401 dodatkowo umożliwia pomiar prądu stałego. Urządzenia te są najpowszechniej stosowane i powinny znaleźć się w standardowym wyposażeniu każdego praktykującego zawód elektryka. Bardzo ciekawym urządzeniem, w pewnym sensie uzupełniającym ofertę mierników cęgowych, jest CMP-200. To specjalistyczny przyrząd, przeznaczony do pomiarów prądów przemiennych małej wartości (np. upływu prądu przemiennego) – pomiar z maksymalną rozdzielczością 0,1 mA.
Przy wykonywaniu pomiarów prądów upływowych należy miernik zapiąć jednocześnie na przewód neutralny i fazowy. Różnica w prądach spowodowana upływem nie doprowadzi do zniesienia się pól, powstających na skutek istniejącego w obwodzie prądu i na tej podstawie miernik zmierzy tę różnicę, wyświetlając wartość upływającego prądu. Poza tym, jest to zwykły miernik cęgowy do pomiaru prądów przemiennych do maksimum 200 A.
Opisane przyrządy cęgowe są miernikami adresowanymi do konkretnych zastosowań i należy zastanowić się przed zakupem, jakie pomiary i gdzie będziemy wykonywać. Naturalnie, mają one elektroniczne zabezpieczenia przeciążeniowe wszystkich funkcji i zakresów pomiarowych.
W ofercie firmy SONEL S.A. znajdują się również przystawki cęgowe do pomiaru wyłącznie prądu, które stosuje się do analizatorów jakości zasilania i miernika, na przykład MPI-530, który ma wbudowany jednofazowy analizator zasilania. Z dość szerokiego asortymentu należy wybrać tylko odpowiedni do zadania zakres mierzonych prądów i odpowiedniej średnicy cęgów. Zasada działania tych cęgów jest taka sama, jak w wyżej opisanych miernikach. Pojawiają się tu jednak jeszcze cęgi o innej, niż opisane konstrukcji, a mianowicie cęgi elastyczne – inaczej cewki Rogowskiego. Cewka jest uzwojeniem wtórnym bezrdzeniowego transformatora, zaś uzwojeniem pierwotnym jest badany przewód, przechodzący przez wnętrze cewki. Napięcie indukowane w uzwojeniu wtórnym jest proporcjonalne do pochodnej natężenia prądu elektrycznego. Cęgi tej konstrukcji są bardzo odporne na przetężenia i są wygodne w stosowaniu. Cewki Rogowskiego w ofercie SONEL S.A. mogą mierzyć prąd o wartości do 3 kA i służą do bezpośredniego pomiaru bez dodatkowych przekładników. Różnią się miedzy sobą wyłącznie długością.
Podstawowe parametry:
F-1: l = 120 cm, φ_wewn. = 36 cm,
F-2: l = 80 cm, φ_wew. = 23,5 cm,
F-3: l = 45 cm, φ_wew. = 12 cm
Niepewność podstawowa – ±1% w zakresie 1 A…3 000 A.

Pozostałe przystawki cęgowe to klasyczne cęgi z twardym rdzeniem, różniące się rozmiarem i zakresem mierzonych prądów. Do bezpośredniego mierzenia prądu SONEL S.A. proponuje cęgi C-4 do 1 000 A AC i C-5 do 1 000 A AC oraz 1 400 A DC. Cęgi C-5, ze względu na możliwość pomiaru prądu stałego, wymagają zasilania bateryjnego. Zgodnie z opisaną wcześniej zasadą doboru cęgów do występujących wartości prądu, w ofercie SONEL S.A. znajdują się również cęgi o mniejszych zakresach. W miejscach, gdzie mierzone wartości nie przekraczają 100 A możemy zastosować cęgi C-7. Model C-6 z kolei, mierzy prądy do 10 A i jest przeznaczony do pomiarów na istniejących w instalacji przekładnikach, Oczywiście cęgi C-7 również mogą być wykorzystane w tym samym celu. Na koniec wypada wspomnieć o cęgach, które wyglądem przypominają cęgi C-5, ale nie służą do pomiaru prądu, lecz do jego wygenerowania w przewodniku.
Są to cęgi N-1 i wykorzystuje się je przy prowadzeniu pomiarów rezystancji uziemienia. Pozwalają one na wzbudzenie prądu w instalacji uziemiającej i zmierzenie go następnie klasycznymi cęgami. Cęgi te współpracują z miernikami do pomiaru rezystancji uziemienia MRU-200, MRU-120 oraz MRU-30. Zastosowanie przystawek cęgowych do pomiaru uziemień wielokrotnych znacznie upraszcza ich wykonanie i skraca czas pomiarów, ponieważ nie jest wymagane w tym przypadku rozkręcanie złącz kontrolnych. Cęgi elastyczne F i ich odpowiedniki o wyższej czułości FS lub FSX w zestawie z adapterem ERP-1 pozwalają również na mierzenie rezystancji uziemienia, z sondami pomocniczymi, bez rozpinania złącz kontrolnych. Cecha, która odróżnia tę metodę od pomiaru cęgami z rdzeniem twardym, to możliwość objęcia cęgami np. całego słupa lub wykonanie pomiarów uziemienia słupa kratowego.
Wszystkie mierniki i przystawki cęgowe firmy SONEL S.A. mają znak CE – spełniają wymogi dyrektyw UE, dotyczących bezpieczeństwa użytkownika oraz kompatybilności elektromagnetycznej, które są istotne dla użytkowników podczas przeprowadzania pomiarów.
Podsumowując – opisane mierniki i przystawki cęgowe zostały tak dobrane w ofercie SONEL S.A, aby mogły współgrać z pozostałymi produktami firmy. Właściwości metrologiczne i cechy fizyczne tych urządzeń są na tyle szerokie, że każdy użytkownik nie będzie miał problemu ze swobodnym wyborem właściwego miernika.

Roman Domański
Główny Inżynier Wsparcia Technicznego
SONEL S.A.