Szakmai és gyakorlati szempontok 2025-ben*

A lakatfogós árammérők évtizedek óta a villamos szakma alapvető eszközei. Az első, egyszerű áramváltós kivitelektől kezdve napjainkban már okos, TRMS elvű, kommunikációs képességekkel bíró multifunkciós műszerek állnak rendelkezésre. Azonban a hálózati terhelések és a mérési igények az elmúlt években jelentősen átalakultak – ennek megfelelően a műszerek funkciói és tudása is fejlődött.

Felharmonikusokkal terhelt környezet: a TRMS nem választás, hanem alapkövetelmény

Általános alkalmazástechnikai probléma a felharmonikusokkal terhelt, azaz nem szinuszos áramok mérése. Manapság a villamos hálózaton rengeteg nemlineáris terhelés van (például kapcsolóüzemű tápegységek, tehát az összes számítógép és informatikai eszköz, a fázishasításos elven működő teljesítményszabályozók, egyenirányítók, a frekvenciaváltós vezérlések). A nemlinearitásukból következően ezek szinuszos feszültség hatására nem szinuszos áramfelvételt produkálnak, így felharmonikus áramok forrásai.

A gond az, hogy a régebbi, szokásos konstrukciójú, alsó árszegmensbe tartozó lakatfogók átlagértéket mérnek, és azt egy 1,1-es konstanssal szorozzák, mert a szinuszos jelalak RMS- és átlagértéke között ez a viszony. Sajnos ez a számítás csak szinuszjelre igaz. Torzult jel esetén a hiba akár 30–40% is lehet. A nullavezetőn gyakran jelentős nagyságú, 150 Hz jellemző frekvenciájú, szintén torzult jelalakos áram folyik, amit szintén érdemes minél pontosabban mérni.

A TRMS (True RMS) mérési elv ma már alapelvárás, ha pontosan szeretnénk meghatározni az effektív áramértéket akár erősen torzult jelalak mellett is. Érdemes olyan műszert választani, amely legalább 3,5-es Crest Factor (csúcstényező) értékig képes megbízhatóan mérni. A TRMS jelzésű lakatfogók a torzult jelalakkal rendelkező feszültséget is pontosabban fogják mérni.

Méréshatár: ne csak a felső értéket nézd!

A lakatfogó multimétereknél az árammérés felső határa jellemzően 20–40 A-től 2–3 kA-ig terjed. A katalógusadatokban látványos, 1000 A feletti felső határok szerepelnek – de ez még nem teszi alkalmassá a mindennapi feladatokra. A kisáramú mérések legalább ennyire fontosak. Egy 400 A-es lakatfogó 1%-os pontossággal akár 4 A-t is tévedhet – ez 40 A mérésénél már problémás lehet.

A mágnesanyagok fizikai tulajdonságai miatt általában egy „legkisebb mérhető áram”-nak is szerepelnie kell, mely alatt már csak indikálásról beszélhetünk. A várható feladatok ismeretében kell műszert választani: minél szélesebb tartományban specifikált és minél több méréshatárban dolgozó eszközt. El kell azt is fogadni, hogy ha mA-es, pár A-es nagyságrendben is szükséges mérni, akkor arra külön eszköz kell. Erre alkalmasak például a szivárgóáram-mérő lakatfogó multiméterek, amelyek mA tartományban is megbízhatóan mérnek, és sokszor teljesítménymérés funkcióval is rendelkeznek.

Vezető mérete, pozícionálása

A gyakorlatban előforduló típusoknál az átfogható vezető átmérője általában 60–70 mm, amely méret általában az 1000–3000 A-t mérő modelleknél fordul elő. Ha nagy méretet kell választanunk, akkor kis keresztmetszetű vezető mérésekor különösen törekedni kell arra, hogy a vezető a lakatfogó karjai által körülölelt terület közepén (vagy a megjelölt pozícióban) és annak síkjára merőlegesen haladjon át a mérőnyíláson. A jobb minőségű típusok kevésbé érzékenyek a mért vezető pozíciójának változtatására.

Flexibilis lakatfogók

Váltakozó áram mérésére sokszor flexibilis lakatfogókat alkalmazunk. Ezek a lakatfogók könnyen befűzhetők nehezen hozzáférhető helyekre, sínek mögé, vagy nagyobb méretük miatt egyszerre több vezető mérésére is alkalmasak. Hasznos és univerzális tartozékai lehetnek speciális mérőműszereknek, például hálózati analizátoroknak vagy egyszerű digitális árammérőknek is. Az előbbi rövid idejű méréseken és ideiglenesen telepített megoldásokon túl manapság egyre nő az igény a hagyományos áramváltós rendszerek kiváltására is. Flexibilis lakatfogókkal és megfelelő mérőátalakítókkal már 1 A-es kimenet is elérhető, amelyet a legtöbb digitális fogyasztásmérő fogadni tud. Így, ha a hagyományos áramváltó nem férne be, vagy nincs lehetőség a megbontásra a felszereléséhez, a flexibilis lakatfogó a megoldás.

Szigorodó követelmények a napelemes rendszereknél

Az újabb fotovoltaikus rendszerek DC oldali feszültsége akár 1500 V DC-t is elérhet. A hagyományos lakatfogók ebben a tartományban már nem használhatók biztonságosan. Célszerű olyan típusra váltani, amely CAT IV 1000 V és CAT III 1500 V DC környezetben is megállja a helyét. A Metrel MD 9260 például ilyen eszköz, amely emellett TRMS, automatikus tartományváltás, HOLD (értéktartás), MIN/MAX, PEAK (csúcsérték) funkciókkal is rendelkezik.

Adatnaplózás és kommunikáció

A Bluetooth-on keresztüli kapcsolat, a valós idejű naplózás vagy a számítógépes szoftverrel való kiértékelés egyre több helyen nem kényelmi funkció, hanem dokumentációs és hibakövetési előírás. Például egy ipari berendezés vagy napelemes rendszer rendszeres karbantartásánál fontos, hogy a mért adatok visszakereshetők legyenek, vagy hogy hiba esetén pontosan rekonstruálható legyen a rendszer viselkedése az adott időszakban. Ilyen funkciót kínál például a Metrel MD 9273, amely TRMS szivárgóáram- és teljesítménymérő lakatfogó multiméter Bluetooth kommunikációval, teljesítményméréssel, THD, Cos φ és energiaméréssel.

Indulóáram-mérés: a motorvédelmek biztos diagnosztikája

A motorok indításakor fellépő áramcsúcs rövid ideig ugyan, de jelentősen meghaladhatja a névleges értéket. Ha nem érzékeljük pontosan, a védelem tévesen aktiválódhat – vagy épp nem lép fel időben. Tipikus példa egy nagyobb ventilátor vagy szivattyú indítása, ahol az első másodperc töredékében akár négyszeres áramcsúcs is jelentkezhet. A korszerű lakatfogók képesek az első félperiódus RMS értékét is mérni, így megbízható képet adnak a hálózat terheléséről induláskor.

Jelalakvizsgálat és hálózatminőség-elemzés

Kisfeszültségű hálózatokon zavarok, tüskék, illetve gyorsan változó impulzusok jelentkezhetnek, melyek akár kV-os tartományba is eshetnek. Ezek a jelenségek befolyásolhatják a fogyasztók működését. A hálózati feszültség vagy az áram jelalakjának vizsgálata egyes lakatfogók esetén analóg kimeneten keresztül is megvalósítható, amely feszültségjelalak formájában oszcilloszkóppal vizsgálható. Léteznek olyan lakatfogó adapterek, amelyek BNC-csatlakozón keresztül közvetlenül csatlakoztathatók mérőműszerekhez, ezek a lakatfogók jellemzően nagy sávszélességgel is rendelkeznek.

Továbbá, egyes modellek a tárolt jelalakból a szoftver segítségével képesek oszlopdiagram formájában megjeleníteni a felharmonikusokat és kiszámolják a THD-t (Total Harmonic Distortion, teljes harmonikus torzítás), amely fontos mutatója a hálózat minőségének.

Extra funkciók, amelyek a terepen aranyat érnek

• In-rush és peak hold funkció: csúcsértékek rögzítése gyors változásoknál
• Teljes harmonikus torzítás kijelzése (THD): a hálózatminőség értékelésére
• Feszültségérzékelés kontaktus nélkül (NCV): gyors fázisellenőrzéshez
• Analóg kimenet vagy oszcilloszkópos kompatibilitás: jelalakok vizsgálatához
• Automatikus kikapcsolás, háttérvilágítás: a hatékony és hosszú idejű biztonságos terepi használathoz
• Bluetooth kommunikáció, PC szoftver, mobilalkalmazás támogatás
• Teljesítménymérés (P, Q, S), Cos φ, energia

Összegzés – mérlegelés helyett specifikáció alapján válasszunk

A lakatfogó kiválasztásánál ma már nem elég a jó márkára vagy a megszokott típusra hagyatkozni. Ismerni kell a mérési feladat részleteit, és ennek megfelelően kell eszközt választani. Aki ezt nem teszi meg, nem csak pontatlan mérési eredményekkel számolhat – de akár biztonsági kockázatokat is vállal.

*Cikk szerzője: Béla Viktor, okl. villamosmérnök kollegánk

A cikk a Villanyszerelők lapja XXIV. évfolyam 6. számában jelent meg. 

Lakatfogók, lakatfogó mulitméterek termékkínálatunkat itt érheti el

Lakatfogó adapterek itt