[장비,설비] 클램프미터 측정원리 / 클램프미터 종류

클램프미터 전류 측정 원리

 

목차

1) 클램프미터 전류 측정원리

2) 클램프미터 구분

3) 클램프미터 측정 방식

 

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1. 클램프미터 전류 측정원리

 

지구가 우주의 태양풍를 방어할 수 있는 이유, 무엇일까요?

지구는 극성을 띄고있어, '자기장' 을 형성하고 있기 때문입니다.

 

마찬가지로, 전기도 똑같습니다.

'전하' 가 움직이는 것은 '전류'가 흐른다는 것과 같습니다.

'전하'는 자유전자 (-)를 의미하구요.

정공(+)을 자유전자(-)가 채우는 현상에서, 우리는 '자유전자가 움직인다'고 표현합니다.

전류가 흐르게 되면서 극을 형성합니다.

 

전류가 흐르게 됨과 동시에 자기장을 형성합니다.

 

우리는 전기와 자기장의 관계를 간단하게 설명할 수 있는 법칙을 알고 있습니다.

앙페르의 오른나사 법칙입니다.

출처 : HIOKI

 

ΔB ∝ I

자계에 변화(ΔB)가 발생하면, 코일에 전류(I)가 유도됩니다.

자기장의 크기는 전류의 크기에 비례합니다.

유도전류를 측정하여, 자계를 크기를 알 수 있고,

수집한 자계의 크기를 이용하여 전류의 크기를 측정할 수 있습니다.

출처 : HIOKI

 

*전류와 자기장세기의 관계

 

 

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2. 클램프미터 구분

클램프미터는 1)측정타입, 2)AC·DC, 3)실효값·평균값 을 구분할 수있습니다.

 

1) 측정타입 구분

출처 : HIOKI

'부하전류 측정타입'과 '누설전류 측정타입' 2가지로 구분될 수 있습니다.

부하전류 측정타입은 A단위 전류를 측정할 수 있는 장비입니다.

누설전류 측정타입은 μA~mA단위 전류를 측정할 수 있는 장비입니다.

일반적으로 저희가 사용하는 클램프는 '후하전류 측정 클램프' 입니다.

 

2) AC·DC

AC전류만 측정하는 AC클램프미터,

DC전류만 측정하는 DC클램프미터,

AC·DC전류 모두 측정하는 AC/DC클램프미터 로 구성됩니다.

 

측정할 수 있는 전류가 정해져 있는 이유는

클램프를 이용한 자기장크기(B)를 측정하는 방법이 서로 다르기 때문입니다.

자기장크기(B)를 측정하는 방법은 (1)CT방식과 (2)홀소자방식으로 구분되어 사용됩니다.

*로고스키 방식도 존재합니다. 태양광 점검에 사용하는 경우는 없습니다.

 

■ (1) CT방식

특징 : ① AC전류 측정가능 , ②전원 불필요(전류 검출부) , ③ 측정 범위가 넓음

용도 : AC클램프미터, 상용 주파수, 전류, 전력 모니터링

 

권선을 이용한 전류 센서는 AC전류를 측정하는데 가장 기본적인 방식입니다.

측정 선도체에 흐르는 교류 전류(I)에 의해 자속(Φ)이 형성되어 자기코어로 유도됩니다.

자기유도에 의한 역기전력으로, 2차 전류에 의한 자속(Φ')은 2차 권선(N)에 1차 자속이 상쇄되도록 유도됩니다.

이 2차 전류에는 션트 저항(r)이 흐르게 됩니다.

전류와 저항이 존재하기에, V=IR에 의해, 션트저항 양끝단에 전압(V)이 발생합니다.

이 전압의 크기를 측정하여, 전류(I)를 알아냅니다.

 

 

 

■ (2) 홀소자방식

특징 : ① DC/AC 범용계측 , ② 홀소자의 직선성과 자기코어의 B-H특성의 영향으로 정밀도가 좋지 않음.

③ 홀 소자의 특성에 의해 온도나 경시 변화 등의 요인으로 드리프트되므로 장기 측정에 적합하지 않음.

용도 : DC/AC 클램프미터 , 전원품질 감시, 전원설비 정기점검, 소비전력 파악

 

측정도체에 흐르는 전류에 의해 자기코어 내 자속(Φ)이 발생합니다.

자속(Φ)이 홀소자를 통과하게 되면, 홀 효과에 의해 홀 전압으로 나타납니다.

이 때 발생하는 홀 전압은 매우 낮기 때문에, AMP를 이용하여 증폭이 필요합니다.

 

*홀효과 : Hall effect

전류와 자기장에 의해 모든 전도체 물질에 나타나는 효과입니다.

전류가 흐르는 전기 전도체에 수직하게 자기장이 걸릴 때, 전류와 자기장의 방향에 수직하게 걸리는 전압을 의미합니다.

 

 

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3)실효값·평균값

실효값과 평균값은 전류파형을 실효값으로 변환하는 방식에서 구분됩니다.

왜곡없는 정현파에서는 두 방식 모두 동일한 값을 나타내지만, 파형이 왜곡될 경우 표시값은 달라집니다.

대부분의 전류 측정에서는 왜곡이 없는 전류파형은 없기 때문에,

올바른 실효값을 구할 경우 실효값방식의 클램프미터를 사용해야 합니다.

 

 

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이상으로 블로그를 마치겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다.