Клещи

Клещи электротехнические: классификация, конструкция, применение и нормы испытаний

В электротехнической практике под термином «клещи» подразумевается широкий спектр ручного инструмента и измерительных приборов, предназначенных для выполнения монтажных, ремонтных и измерительных операций без разрыва электрической цепи. Основное функциональное назначение – обеспечение безопасности персонала при работе под напряжением, повышение эффективности и точности операций.

1. Классификация электротехнических клещей

Клещи делятся на две принципиально разные категории: электромонтажный инструмент и электроизмерительные приборы. Их объединяет общий принцип действия (рычажный механизм), но различает назначение и конструкция.

1.1. Электромонтажный инструмент

Предназначен для механических операций с кабелем, проводом, элементами электроустановок.

• Клещи для опрессовки (кримперы): Используются для обжатия наконечников, гильз и соединителей. Бывают ручные, гидравлические и электрогидравлические. Ключевой параметр – диапазон обжимаемых сечений (мм²) и форма матрицы (шестигранная, квадратная, секторная).
• Клещи для снятия изоляции (стрипперы): Позволяют точно удалить изоляционный слой без повреждения токопроводящей жилы. Бывают регулируемые, с набором калиброванных отверстий или автоматические с ограничителем глубины реза.
• Клещи диагональные (бокорезы): Инструмент с режущими кромками, смещенными относительно оси вращения. Предназначены для перекусывания проволоки, проводов, штифтов. Отдельный подвид – «изолированные бокорезы» с диэлектрическими рукоятками для работы под напряжением до 1000 В.
• Клещи торцевые (кусачки): Режущие кромки расположены перпендикулярно плоскости рукояток. Используются для обрезки выступающих концов проволоки, шпилек в труднодоступных местах.
• Клещи пассатижи комбинированные: Универсальный инструмент, сочетающий плоскогубцы, режущие кромки и часто – регулируемый шарнир для захвата деталей разного размера.
• Клещи для запрессовки/демонтажа предохранителей: Специализированный инструмент с изолированными рукоятками для безопасной замены ножевых предохранителей в распределительных устройствах.

1.2. Электроизмерительные клещи

Предназначены для измерения электрических параметров (тока, напряжения, мощности, частоты) бесконтактным методом, без разрыва цепи. Основные виды:

• Токоизмерительные клещи (клещи Дитце): Измеряют переменный ток по принципу трансформатора тока. Раскрывающийся магнитопровод охватывает проводник, в котором наводится пропорциональный току сигнал.
• Клещи комбинированные (мультиметры-клещи): Сочетают функцию измерения тока бесконтактным методом и стандартные функции мультиметра (измерение напряжения, сопротивления, прозвонка) с помощью щупов. Современные модели могут измерять постоянный ток по эффекту Холла.
• Клещи для измерения мощности: Обычно двух- или трехканальные приборы, измеряющие ток и напряжение одновременно, вычисляя активную, реактивную и полную мощность.
• Клещи-анализаторы качества электроэнергии: Многофункциональные устройства для регистрации гармоник, провалов напряжения, фликера, симметрии фаз.

2. Конструктивные особенности и материалы

2.1. Электромонтажные клещи

Конструкция включает рабочий орган (губки, матрицы, режущие кромки), шарнирный узел и рукоятки. Качественный инструмент изготавливается из кованой инструментальной стали (часто хром-ванадиевой или хром-молибденовой) с последующей закалкой и отпуском для достижения оптимального баланса прочности и вязкости. Режущие кромки дополнительно подвергаются индукционной закалке. Рукоятки – из диэлектрических материалов (полипропилен, стекловолокно) с упорами для предотвращения соскальзывания руки. Изолированные рукоятки должны соответствовать стандарту IEC 60900, выдерживая испытательное напряжение 10000 В переменного тока в течение 3 минут.

2.2. Электроизмерительные клещи

Состоят из разъемного магнитопровода (ферритового или аморфного), обмотки или датчика Холла, электронного блока обработки сигнала и дисплея. Корпус изготавливается из ударопрочного пластика, не поддерживающего горение. Губки магнитопровода должны обеспечивать плотное прилегание для минимизации воздушного зазора, что критично для точности. Важнейший элемент – механизм плавного и легкого раскрытия одной из губок.

3. Технические характеристики и выбор

3.1. Ключевые параметры электромонтажного инструмента

Тип клещей	Основные характеристики	Стандарты
Опрессовочные	Диапазон сечений (мм²), тип матрицы, максимальное усилие (кН), наличие храпового механизма	IEC 60900, DIN 7437
Для снятия изоляции	Диапазон сечений (мм²) и диаметров (мм), тип изоляции (ПВХ, сшитый полиэтилен и т.д.), регулировка глубины	IEC 60900
Бокорезы/кусачки	Длина (мм), режущая способность (диаметр твердой/мягкой проволоки в мм), материал режущих кромок	IEC 60900, DIN ISO 5749
Изолированный ручной инструмент	Рабочее напряжение (В), длина изолирующей части (мм), испытательное напряжение (В)	IEC 60900

3.2. Ключевые параметры электроизмерительных клещей

Параметр	Описание	Типичные значения/классы
Диапазон измерения тока	Максимальный измеряемый переменный/постоянный ток	0-400 А, 0-1000 А, 0-2000 А
Класс точности	Погрешность измерения в процентах от показания	1.0, 1.5, 2.5 (для базовых моделей); 0.5, 0.2 (для прецизионных)
Рабочая частота	Диапазон частот переменного тока, в котором гарантирована точность	50/60 Гц, 15-400 Гц, до 1 кГц
Диаметр раскрыва губок	Максимальный размер охватываемого проводника/шины	Ø30 мм, Ø40 мм, Ø55 мм
Категория безопасности (CAT)	Указывает, в каких электроустановках допустимо применение прибора	CAT III 600V, CAT IV 300V
Дополнительные функции	Измерение напряжения, сопротивления, емкости, температуры, гармоник, Inrush current	Зависит от модели

4. Нормы испытаний и требования безопасности

Все электротехнические клещи, особенно предназначенные для работы под напряжением, подлежат периодическим испытаниям и проверкам.

4.1. Испытания электромонтажного инструмента с изолирующими рукоятками

• Внешний осмотр: Проводится перед каждым применением. Цель – выявление механических повреждений, трещин, сколов изоляции, коррозии металлических частей.
• Электрические испытания: Проводятся в лабораторных условиях с периодичностью, установленной нормами (обычно 1 раз в 12 месяцев). Изолирующая часть инструмента погружается в ванну с водой, на металлическую часть и наложенные на изоляцию электроды подается переменное напряжение 10 кВ частотой 50 Гц в течение 3 минут. Ток утечки не должен превышать установленных значений (например, 1 мА для инструмента до 1000 В).
• Механические испытания: Проверка прочности и упругости. Например, для режущего инструмента проверяется способность перекусывать медную проволоку определенного диаметра без образования заусенцев и повреждения режущих кромок.

4.2. Поверка и калибровка электроизмерительных клещей

Измерительные клещи являются средством измерения и подлежат периодической поверке в аккредитованных лабораториях. Интервал поверки – обычно 1-2 года. Проверяются:

• Основная погрешность измерения тока, напряжения, сопротивления в нескольких точках диапазона.
• Влияние внешних магнитных полей.
• Правильность работы дополнительных функций.
• Соответствие изоляции требованиям по категории (CAT).

Эксплуатация неповеренного прибора для официальных замеров недопустима.

5. Особенности применения в различных условиях

5.1. Работа с кабелями разных типов

• Медные жилы: Не требуют специальных условий. Опрессовка выполняется с использованием соответствующих медных или луженых наконечников и гильз.
• Алюминиевые жилы: Требуют применения специальной смазки (кварцевазелиновой пасты) для разрушения оксидной пленки и предотвращения коррозии. Используются только алюминиевые или медно-алюминиевые наконечники. Усилие опрессовки контролируется строго по паспорту инструмента.
• Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ): Для снятия изоляции требуются стрипперы с точно регулируемой глубиной реза, так как полупроводящий слой должен быть удален полностью, без повреждения основной изоляции.

5.2. Измерения в сложных условиях

• Измерение малых токов: При малых токах (менее 1 А) для повышения точности рекомендуется сделать несколько витков проводника вокруг магнитопровода клещей. Полученный результат делится на количество витков.
• Измерения в цепях с гармониками: Стандартные клещи, откалиброванные на синусоидальном токе, могут давать значительную погрешность. Необходимо использовать приборы с истинным среднеквадратичным значением (True RMS).
• Измерения в плотных пучках проводов: Наличие соседних проводников с током может искажать результат. Необходимо по возможности развести проводники или использовать клещи с функцией подавления влияния внешних полей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Можно ли использовать обычные (неизолированные) пассатижи для работ в действующем электрощите под напряжением 220/380В?

Ответ: Категорически запрещено. Для любых операций вблизи или на токоведущих частях, находящихся под напряжением, должен использоваться только инструмент с изолирующими рукоятками, соответствующий стандарту IEC 60900, прошедший испытания и имеющий соответствующую маркировку (например, 1000V). Персонал должен применять дополнительные средства защиты (диэлектрические перчатки, коврики).

В2: Почему мои токоизмерительные клещи показывают ноль, хотя нагрузка явно работает?

Ответ: Возможные причины: 1) Измеряется постоянный ток прибором, предназначенным только для переменного (без датчика Холла). 2) Проводник расположен не в центре раскрыва губок, либо губки не замкнуты до конца, что создает большой воздушный зазор. 3) Измеряемый ток меньше нижнего порога чувствительности прибора. 4) Неисправность прибора или разряжена батарея.

В3: В чем разница между категориями безопасности CAT II, CAT III и CAT IV на измерительных клещах?

Ответ: Категория (CAT) определяет стойкость прибора к импульсным перенапряжениям в конкретной точке установки. CAT II – для розеточных цепей, CAT III – для распределительных цепей внутри зданий (распределительные щиты, стационарные нагрузки), CAT IV – для первичных источников питания (ввод в здание, счетчик, низковольтная линия). Для работ в электроустановках до 1000В минимально рекомендуемая категория – CAT III.

В4: Как правильно выбрать матрицу для опрессовочных клещей?

Ответ: Матрица должна точно соответствовать: 1) Типу наконечника/гильзы (медная, алюминиевая, типовая серия). 2) Номинальному сечению жилы. 3) Форме обжима (шестигранный, квадратный, овальный). Использование несоответствующей матрицы приводит к недожату или пережатию соединения, что резко снижает его электрическую проводимость и механическую прочность.

В5: Как часто нужно проводить испытания изолированного ручного инструмента?

Ответ: Периодичность установлена нормативными документами (ПТЭЭП, СО 153-34.03.603-2003). Механический и внешний осмотр – перед каждым применением. Электрические испытания в лаборатории – 1 раз в 12 месяцев. Внеочередные испытания проводятся после ремонта инструмента или при возникновении сомнений в его исправности.

В6: Можно ли измерять клещами ток в одножильном кабеле, если он имеет двойную изоляцию?

Ответ: Да, можно. Изоляция кабеля не является магнитным экраном и не влияет на показания прибора. Важно, чтобы клещи охватывали только одну токоведущую жилу. Если охватить весь кабель, где есть прямой и обратный проводник, их магнитные поля скомпенсируются, и прибор покажет близкое к нулю значение.

В7: Что такое функция «Inrush current» в современных клещах и для чего она нужна?

Ответ: Это функция измерения пускового тока. Она позволяет зафиксировать максимальное значение тока в момент включения электродвигателей, трансформаторов, блоков питания, когда он может в 5-10 раз превышать номинальный. Функция выполняет усреднение нескольких периодов после включения, что позволяет корректно измерить этот кратковременный, но важный для выбора защитной аппаратуры параметр.