Европейские разработчики электроизмерительных клещей оснастили новинку в соответствии с последними тенденциями технической мысли. Получился уникальный гибридный прибор, под корпусом клещей мирно уживаются: ваттметр, анализатор качества электроэнергии, детектор последовательности чередования/совпадения фаз и индикатор напряжения. В статье рассмотрены основные технические характеристики и функциональные возможности электроизмерительных клещей АКИП-2303.
Многофункциональные электроизмерительные клещи-ваттметр АКИП-2303 предназначены для безразрывного измерения тока в цепи, контроля параметров электроустановок (ЭУ) промышленного и бытового назначения, регистрации показателей качества электроэнергии (ПКЭ), обнаружения переменного напряжения и определения порядка чередования/совпадения фаз.
Клещи разработаны для применения в однофазных (1Ф) и сбалансированных по нагрузке 3Ф сетях переменного напряжения. Они обеспечивают измерение среднеквадратического значения переменного сигнала синусоидальной и произвольной формы (AC True RMS), измерение переменного сигнала U/I с постоянным смещением (True RMS AC+DC). Рабочий диапазон частот от 10 до 400 Гц.
Режимы работы АКИП-2303: измерение напряжения (ACV/DCV ±1%), бесконтактное измерение силы тока с использованием датчика Холла (ACA/DCA ±2%), мощности с учетом типа нагрузки (активной, реактивной, полной), коэффициента мощности (Pf), энергии (активной, реактивной), частоты напряжения и тока, сопротивления цепи (до 60 кОм). Клещи-ваттметр имеют возможность детектирования гармоник напряжения и тока.
Новинка имеет графический ЖК-экран (разрешение 128×128 точек). Максимальный диаметр обхвата провода 45 мм, питание от 2-х батарей 1,5 В (тип ААА). Для обмена данными и связи с внешним устройством используется радиоинтерфейс Bluetooth 2.0.
Токовые клещи представляют собой бесконтактный амперметр на базе магнитопровода с размыкаемыми губками (рис. 1), в которых закреплены датчики Холла. Ротационный переключатель режимов на передней панели «утоплен» в лицевую панель, тем самым он по высоте не выделяется над поверхностью корпуса.
Для управления настройками и работы в меню прибора предусмотрены четыре функциональных клавиши (F1...F4). Префиксная кнопка HOLD служит для удержания показаний на дисплее и включения при необходимости подсветки дисплея.
Ключевые особенности новинки: автодетектирование типа сигнала (AC/DC), автовыбор пределов измерений, автовыключение питания, индикация разряда батарей, двойная изоляция, соответствие требованиям МЭК 61010 (кат. IV 600 В), что в совокупности обеспечивает максимальную автоматизацию, удобство и безопасность эксплуатации.
Инновационный подход разработчиков к конструкции клещей-ваттметров позволил реализовать следующие функции:
- применение в цепях постоянного тока: измерения тока (DCI), напряжения (DCV), мощности (до 1 МВт) и энергии;
- измерение бросков пускового тока (inrush current);
- встроенный цифровой регистратор данных, встроенный таймер;
- радиоинтерфейс Bluetooth 2.0.
Показатели точности измерений АКИП-2303 характеризуются следующими значениями: при работе в сетях промышленной частоты 50 Гц погрешность измерений нормируется от ±1,0% до ±2,0% в зависимости от режима (DCV/DCI; ACV/ACA). При измерении электрических сигналов в интервале значений частот 10...43 Гц или 63...400 Гц погрешность составляет ±3,5%. Клещи имеют возможность детектирования и измерения гармоник напряжения и тока. Наибольшая кратная гармоника доступная для регистрации и анализа определяется значением основной гармоники (фундаментальной). При выборе оператором номинала входных сигналов f=50 Гц (в интервале 10...75 Гц) возможна регистрация до 25-й гармоники включительно, для номинала f=400 Гц (в интервале 76...400 Гц) — до 8-й гармоники.
Благодаря графическому дисплею присутствующие во входном сигнале гармоники тока или напряжения могут быть представлены на дисплее в виде on-line масштабируемой гистограммы. Измерение гармоник U/I и визуализация измеренных параметров выполняется в следующих форматах:
- THD% (V/I): суммарный коэффициент гармоник;
- Макс: максимальное среднеквадратическое значение выбранной гармоники;
- Мин.: минимальное среднеквадратическое значение выбранной гармоники;
- АBS: абсолютное значение гармоники U/I в амперах или вольтах;
- %: значение гармоники как процентное отношение к основной гармонике.
Одно из главных конкурентных преимуществ АКИП-2303 — наличие встроенного регистратора данных: внутренняя память 2 Мб, запись 60 фиксированных параметров, скорость выборки АЦП для оцифровки входного сигнала составляет 128 выб./с. Интервал усреднения выбирается из ряда фиксированных значений: от 1 до 900 секунд. Это дает возможность организовать полноценную регистрацию длительностью до ~2,1 суток при интервале интегрирования IP=900 с. Сохранение измеренных значений во внутреннюю память производится в 2-х форматах: запись электрических параметров в виде файла (Logger) или сохранение экранной информации (Snapshot). Обеспечена возможность мультисессионной регистрации параметров на интервале доступной памяти: до 100 сеансов записи данных в режимах Регистратор/Logger и Экран/Snapshot, до 20 сеансов регистрации пускового тока (максимально до 10 переходов через установленное пороговое значение в каждом из индивидуальных запусков). Важно также отметить такую функциональную особенность регистратора, как отображение на экране перед началом сеанса доступной длительности записи.
Новинка обеспечивает оперативную диагностику проблем качества электропитания и контроль за соблюдением ряда действующих норм ПКЭ (ГОСТ 13109-97). С помощью клещей-ваттметра АКИП-2303 доступно получение исходных данных для расчета устройств корректировки КМ (Pf) и компенсации реактивной мощности (КРУ), а также организация аудита потребления энергии (рис. 2), в том числе регистрация мощности и потребленной энергии в цепях постоянного тока.
В режиме «Регистратор/Logger» оператор может выбрать один из трех типов энергосистемы: 1Ф/3Ф/DС (постоянный ток), воспользоваться контекстной справкой (Help).
При помощи клещей-ваттметра АКИП-2303 в 1Ф/3Ф сетях переменного напряжения могут регистрироваться следующие параметры:
- действующее значение напряжения (V);
- коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения/ тока;
- амплитудное значение n-ой гармоники напряжения/ тока (до 25-й для f=50 Гц/ до 8-й для f=400 Гц);
- действующее значение силы тока (I);
- активная, реактивная (индуктивного и емкостного характера) и полная мощность (P, Q, S);
- коэффициенты мощности (pF, dPf/Cosφ).
В электросетях и ЭУ с протеканием постоянного тока (режим DC) регистрируются мощность постоянного тока P, напряжение V, сила тока I.
В отличие от других регистраторов, обеспечивающих в процессе сбора данных сохранение информации только через определенные интервалы времени (скриншоты дисплея), и которые в силу этого могут потерять часть полезной информации о событиях, происходящих между выборками, АКИП-2303 непрерывно записывает заданные параметры аналогично специализированному анализатору качества электроэнергии.
При измерении пускового тока (INRUSH) пороговая величина ожидаемых бросков может программироваться в диапазоне значений 5...900 А (с шагом 1 А). Важная новация заключается в том, что при настройке режима inrush доступен выбор частоты тока нагрузки из следующих номиналов: 50/60 Гц, 400 Гц или постоянный ток (DC).
Детализируя режим inrush, следует отметить, что для переменного сигнала 50 Гц/ 60 Гц и для постоянного тока (DC) дискретизация составит 32 отсчета на каждый полупериод входной частоты (1/2 Тf). Сбор данных выполняется на интервале времени равном 100 полупериодам (100×1/2 Tf). Длительность интервала сбора данных для f=50 Гц составит 100×10 мс = 1000 мс = 1 с. Для переменного сигнала частотой 400 Гц выборка составит 8 отсчетов на полупериод. Сбор данных выполняется на интервале равном 100 полупериодам, что в абсолютном выражении составит 100×25 мкс = 25 мс = 0,25 с.
Регистрация бросков пускового тока по выбору оператора возможна в одном из двух режимов — Fix или Var. В режиме Fix прибор детектирует и записывает событие, если на интервале 1/2 периода входной частоты среднеквадратическое значение тока превысит установленный пользователем порог (т.е. в процессе последовательных пульсаций каждый переход фиксируется прибором как очередной бросок — рис. 3).
В режиме Var прибор детектирует и записывает событие каждый раз в виде среднеквадратического значения тока, рассчитанного на интервале 1/2 периода частоты, если это значение превысит предыдущий результат на величину установленного порога (т.е. если скорость нарастания броска превышает заданную — рис. 4).
Наличие графического дисплея позволяет по результатам детектирования бросков нажатием одной функциональной кнопки отобразить подробную информацию о тенденции зарегистрированного пускового тока (тренд) и служебные данные из выбранной ячейки памяти:
- дата и время события;
- макс. значение тока, достигнутое в ходе записи;
- количество событий в этой измерительной сессии;
- установки режима измерения в текущей сессии;
- номер выбранной ячейки (адрес в структуре памяти).
В перечне дополнительных сервисных режимов: возможность определения порядка чередования фаз 3-х фазной сети, однополюсная индикация совпадения фаз в различных ЭУ (синфазность), бесконтактный детектор переменного фазного напряжения промышленной частоты от 100 В. В качестве исполнительного элемента для визуализации детектирования использован яркий LED-индикатор красного свечения.
Внутренняя память позволяет вести долгосрочную запись данных для последующей их загрузки посредством интерфейса Bluetooth в ноутбук, КПК или смартфон с целью анализа файла регистрации ресурсами программы Topview (TopMobile). Активация радиоинтерфейса производится в меню клещей, при этом прибор будет распознан управляющим ПК и в окне работающего ПО появится соответствующая закладка.
После выгрузки отсчетов регистрации доступно их представление в графическом виде (форма сигнала U/I/P, графики — рис. 5, гистограммы) или в виде сохраненных экранов с отображаемыми значениями измеренных параметров.
В комплект поставки входит сумка-чехол для хранения, комплект измерительных проводов (кр/черн, зажимы «крокодил»), руководство по эксплуатации на русском языке и управляющая программа и драйвера для ПК (CD-диск). Новинка локализована для отечественного потребителя: органы управления и лицевая панель имеют русифицированную маркировку и необходимые обозначения.
По совокупности потребительских качеств АКИП-2303 является надежным, портативным прибором предоставляющим оператору гибкие возможности для достоверных измерений в сочетании с простым и удобным интерфейсом управления. Многофункциональность и компактность делают АКИП-2303 непревзойденным инструментом оперативного контроля для эксплуатационного и инженерно-технического персонала самых различных сфер и отраслей.
А. А. ШИГАНОВ
ЗАО «ПриСТ» www.prist.ru