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クランプメーターのおすすめ、使い方、選び方【イラスト図解】 

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クランプメーター 女性DIY

【図解】クランプメーターの使い方、原理、漏れ電流

初心者、女性向けのの入門ガイドとして電気工事で使用されるクランプメーターを下記のポイントをメインに解説しています。

・クランプメーターの使い方、原理、仕組み

・クランプメーターの測定方法、精度

・クランプメーターの中古品

・クランプメーターのおすすめネット通販商品

・クランプメーターの漏れ電流測定

DIYでの電気工事の時のご参考になれば幸いです。(^_^;)

おすすめ クランプメーターの使い方 YouTube動画

クランプメーターの使い方をマスターしよう!

おすすめ クランプメーター三和電機計器 クランプメータ  DCL11R

クランプメーターとは?|英語:clamp meter

クランプメーターは日本語では架線電流計と呼び、回路を切断することなく、負荷電流、漏れ電流を測定するための工具です。

測定には、電流が流れるとその周りに磁場が発生することを利用します。
通常の電流計を使った測定の場合、回路の一部を切断して開き、そこに電流計を接続しなければなりません。クランプメーターは、電気回路を切断することなく電流を測定できる機器です。クランプメータを使うことで、回路に影響を与えることなく負荷電流、漏れ電流の測定が可能になります。

家庭用電流で用いられる交流のみを対象とするものだけでなく、直流電流、交流電流両方に対応するものや、テスターのように電圧や抵抗値まで測れるものもあります。現在はデジタル式が主流ですが、テスターなどほかの計測機器類と同様にアナログ式も存在します。

クランプメーター利点:クランプメータは回路を切断することなくクランプを測定しようとする線に「はさむ」だけで電流測定できます。 このように線をはさむだけで、回路に直接接続されませんから回路への影響も少なく、安全に大きな電流も測定できます。

クランプメーター 負荷電流と漏れ電流の違い

負荷電流とは、電気回路において負荷に供給している電流のことです。

エアコンや電動機などの電気を消費する機器のことを電気回路では負荷としています。

おおむね数アンペア以上の電流が流れますのでそれに対応したクランプメーターでないと測定はできません。

漏れ電流とは別名:リーク電流の事、電気回路で、理論上は電流が流れない(絶縁されている)箇所や経路で漏れ出す電流のことをいい、微細な数値の電流の事。

よって漏れ電流を測定するためには専用のクランプメーターが必要になる。

クランプメーター 負荷電流と漏れ電流の違い

クランプメーター 名称

下記がクランプメーターの名称です。

サンプル:三和電気計器 DCL31DR

クランプメーターの種類

クランプメーターの種類には測定値の表示の違いでデジタルクランプリークメーターとアナログクランプメーターがあり、最近はほとんどがデジタルクランプリークメーターです。
又、測定電流の大小、直流、交流の違い、整流方式の違いでも色々なクランプリークメーターが販売されています。

負荷電流の大小   クランプメーター

クランプメーターの測定電流の違いで負荷電流測定タイプと漏れ電流測定タイプの二つのタイプに分けられます。
但し、最近は負荷電流と漏れ電流の両方を測定できるタイプもメーカーから販売されています。その場合は、自動で切り替えするタイプと手動で負荷電流か漏れ電流かを選択するものがあります。

負荷電流の大小   クランプメーター 漏れ電流 測定

負荷電流測定タイプ:
数A以上の電流を測定できるクランプメーター
負荷電流測定タイプは「一定以上の電流のみを測定できるタイプ」となります。微細な電流漏れなどは測定できません。おおむね数アンペア以上の電流のみに測定対象を限定していますので測定する用途に応じては注意が必要です。
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Amazon’s Choice商品です、すぐに発送ができて、評価が高く、お求めやすい価格。

交流測定方式】平均値方式(MEAN)
【測定可能導体径】φ33mm(ジョーの薄さ9.5mm)
【対地間最大定格電圧】クランプセンサ:CAT IV 300V、CAT III 600V、電圧測定端子:CAT III 300V、CAT II 600V
【交流電流】42.00A/420.0A/1000A(±1.5% rdg.±5dgt)
【交流電圧】4.200V~600V、4レンジ(±1.8% rdg.±7dgt)
【直流電圧】420.0mV~600V、5レンジ(±1.0% rdg.±3dgt)
漏れ電流測定タイプ
数A以下(mA,μA)の微小電流を測定できるクランプメーター
漏れ電流測定タイプは微細な数値の電流、例えば漏電しているかどうかなど繊細な測定を可能にするタイプです。数アンペア以下の微細な電流も見逃さずに測定できるので、漏電の有無を測定する必要があるなどの場合はこちらのタイプを選択する必要があります。
おすすめ 共立電気計器 2431 漏れ電流・負荷電流測定用クランプメータ
小型高性能漏れ電流クランプメータ
AC20/200mA/200Aの3レンジ切換
周波数切換機能付
データホールド機能付
外部磁界の影響が極めて少ない設計
最小分解能0.01mA

直流、交流タイプ クランプメーター

測定できる電流の直流、交流の違いによって3つに分類できます。
直流、交流タイプ クランプメーター
DCクランプメーター(直流電流)
直流電流のみ測定可能なもの。
直流電流とは簡単に言えば、乾電池から流れ出ている電流のような一直線の流れの電流のことです、例としては充電器などの場合には一方的にケーブルを通して電子機器に向けて電流を通していますが、このような電流が直流電流になります。直流電流を測定したい場合には直流測定機能のあるクランプメーターを選びます。
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自動車整備などに最適直流/交流電流両用です。●相対値測定可能です。●オートパワーオフ(約30分)付です。●電池消耗表示機能付です。
ACクランプメーター(交流電流)
商用電源周波数(50Hz/60Hz)を中心に周波数帯域特性を有しているもの(例:40Hz~1kHz)。また、商用電源周波数以下の汎用インバータ(50Hz以下)まで測定可能な周波数帯域特性を有しているもの(例:10Hz~1kHz)。
交流電流は直流電流と違い電線に流れる電流の向きは行きと帰りで逆転しています、コンセントから流れている電流は交流電流です。この交流電流を測定する場合には交流測定の機能をもったクランプメーターを使います。
おすすめ 三和電機計器 クランプメータ AC用真の実効値 DCL11R
ファンクション:交流電流
測定レンジ:60/300A
最高確度:±(2.05+5)
分可能:0.01A
周波数特性:45〜400HZ
AC/DCクランプメーター(交流/直流電流)
交流電流と直流電流どちらも測定可能なもの。また、直流電流に交流電流が重畳しているもの(AC+DC)が測定可能なもの。
直流交流の両機能をあわせもつタイプのクランプメーターも販売されています、自動で切り替えをするタイプもありますが手動で切り替えるタイプもあり、その場合にはクランプメーター本体にある直流交流を切り替えるボタンやスイッチ、ダイヤルを操作します。
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多彩な測定項目
交流/直流を自動で判別
直流電圧は1700Vまで測定可能
突入電流(INRUSH)の実効値と波形ピークを同時表示

整流方式  クランプメーター

整流方式の違いで平均値整流形(MEAN)と実効値整流形(Ture-RMS)の2種類のクランプメーターがあります。
平均値方式は正弦波の波形を対象とし、歪んだ波形の場合、測定誤差が発生する場合 があります。 これに対し実効値方式はモーターなどの歪んだ電流波形でも正確な測定が可能です。
実効値は電力に対する考え方ですので、特に電力量(仕事量)の評価などに用いる 場合に有効です。
平均値整流形(MEAN)と実効値整流形(Ture-RMS)

交流 平均値 実効値 最大値の違い

平均値方式 クランプメーター
電線に通っている電流には波があります。その波の平均を取って数値化したものが平均値です。平均値のクランプメーターの場合は実効値のものと比べて測定で算出される数値にむらが出てきます。
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【対地間最大定格電圧】クランプセンサ:CAT IV 300V、CAT III 600V、電圧測定端子:CAT III 300V、CAT II 600V
【交流電流】42.00A/420.0A/1000A(±1.5% rdg.±5dgt)
【交流電圧】4.200V~600V、4レンジ(±1.8% rdg.±7dgt)
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実効値方式 クランプメーター
実効値とは電線に通っている電流のなかで実際に生かされている電流を数値化したものです。実効値の方が平均値よりも電流の波を正確に数値化しています。より精密に電流の測定をしたい場合には実効値方式のクランプメーターがおすすめです。このタイプのクランプメーターも多く販売されています。
おすすめ sanwa クランプメータ AC用 真の実効値マルチメータ機能付き
基本機能に絞った低価格クランプメータ
■交流電流0.1A~600Aまで測定可能
■真の実効値方式で歪んだ波形も計測可能
■交流電圧、抵抗測定、導通チェックも可能
■導通ブザー機能搭載
■ACA,ACVオートレンジ
■データホールド機能

 クランプメーターの測定原理

クランプメーターの測定方法には変流器(CT)方式、ホール素子方式、ロゴスキー方式等がある。

変流器(CT)方式 クランプメーターの測定原理

CT(current transformer:変流器)方式クランプメーターは電流から発生している磁界をセンサで捉え、それを電流換算することで電流測定をしています。測定方式は以下となります。

CT(変流器)方式のクランプメーターの測定原理は以下になります。

構造:
磁気コアにコイルを巻いた構造

原理:
変圧器の応用で1次側を1本の巻き線(クランプではさんだ線)、2次側をN巻きの線(磁気コアに巻いてある線)で受け、電流を測定する。原理上、2次側開放状態で1次側に電流を流すと、2次側に電流を流そうとして開放端に高電圧が発生するため、注意が必要。

メリット:
直線性や測定範囲が広い

デメリット:
直流電流の検出ができない

CT(変流式)current-transformer

CT(変流式)current-transformer

ホール素子方式 クランプメーターの測定原理

クランプメーターは電流から発生している磁界をホール素子センサで捉え、それを電流換算することで電流測定をしています。ホール素子方式の測定原理は以下となります。

構造:
磁気コア内の隙間にホール素子を入れる構造

原理:
クランプではさんだ線から発生する磁界を、ホール素子で電圧に変換し、電流に換算する。

メリット:
直流電流と交流電流どちらも測定できる

デメリット:
センサ部の筐体、磁気回路、磁気コアの設計によって性能が大きく変わる

ホール素子方式

ホール素子方式

ロゴスキー方式 クランプメーターの測定原理

クランプメーターは電流から発生している磁界をセンサで捉え、それを電流換算することで電流測定をしています。ロゴスキー方式のクランプメーターの測定原理は以下となります。

構造:
コアレスで非磁性体にロゴスキーコイルを巻いた構造

原理:
電流に応じて、コイルの両端に微分された電圧波形が出力され、それを積分して電流に換算する。

ロゴスキーコイル方式電流センサーは、測定電流の周りに発生する交流磁界により空芯コイルに誘起される電圧を変換して測定する方式のセンサー。

ロゴスキーコイル方式

ロゴスキーコイル方式

メリット:
コアがないため、曲げられる。周波数帯域が広い

デメリット:
交流しか測れない。

クランプメーターの選び方

クランプメーターの選び方のコツや注意点をご紹介。

測定の目的、項目は?

ランプメーターは機種によって測れる電流の種類と電圧が異なります、また、交流と直流かの違いでも使える機種が違います。
よって、現在及び近々に測定を要する測定項目を決めることが重要です、そうすれば、クランプメーターの種類も絞れます。

①漏れ電流測定タイプか、負荷電流測定タイプか?

② 負荷電流の場合、平均値整流方式か真の実効値整流方式か?

平均値整流方式であると歪んだ電流波形の実効値を正確に測定する必要があります。

③ 直流電流測定か交流電流測定か?

交流電流測定の場合でもインバーターの2次側電流のように周波数が変化する場合があります。このような場合はクランプメーターの周波数帯域を確認します。

④ 測定する配線の最大太さがはさめるか?

⑤測定しようとしている負荷の最大電流値が、クランプメーターの電流レンジの範囲か?

⑥ そのほかクランプメーターには直流・交流電圧測定、抵抗測定、導通チェックなどのテスター機能を持っている製品があります。必要な機能を確認して選択。

デジタル or アナログ

クランプメーターにはデジタルとアナログがあり、価格だけを見るならば、アナログの方が安価です。
しかし、より正確に数値を知りたい場合や、半導体回路を測定したい場合はデジタルの方がよいでしょう。

クランプメーター メーカーの選び方

クランプメーターを製造、販売しているメーカーは他の電流、電圧を測定器も製造しています。
よって、すでに他の測定機器を使っている場合は、そのメーカーにクランプメーカーを取り扱っていないか尋ね、可能なかぎり同一メーカーにそろえてアフターサービスも含めて購入を検討しましょう。

日置電機、共立電気計器がクランプメーターの有名なメーカーです、このブランドなら安心して購入できます。

クランプメーター レンタル ショップ 比較

クランプメーターのレンタルの事情についてご紹介。

クランプメーターは月単位の短期でもレンタル可能です。

相場は1万円前後です。

クランプメーターは高価なのでレンタルで借りるモノ、ひとつの選び方です。下記は低価格でクランプメーターを貸出してくれる会社です。

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オリックス・レンテック株式会社は電子計測器・測定器、科学・環境分析機器、医療機器、ロジック開発機器、パソコン、PC、タブレット、サーバー、ワークステーション、などのレンタルサービスをはじめ、中古器機販売、買取サービスをしています。

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レックス  レンタル クランプメーター

測定器、計量器、測量機などの計測器をレンタルしているレックス。

レックス  レンタル クランプメーター

クランプメーター 中古品 買い取りショップ 比較

クランプメーターも中古品を取り扱う店が多く、あります。 しかし、ほかの大型の測定器に比べると小型で価格も安価なので、よい中古品が常にある訳ではないのでヤフーオークションをはじめとするインターネットオークションや、測定器を取り扱っているリサイクルショップなど定期的に確認し掘り出し品を探しましょう。

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【直流電圧】420.0mV~600V、5レンジ(±1.0% rdg.±3dgt)
【抵抗】420.0Ω~42.00MΩ、6レンジ(±2.0% rdg.±4dgt)
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クランプメーター 共立電気計器

共立電気計器株式会社(きょうりつでんきけいき)は、東京都に本社を置く日本の電気計測器の開発、生産、販売を行うメーカー

共立電気計器 KYORITSU ACデジタルクランプメータ KEW2200

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直流電流(A):-
交流電流(A):1000
直流電圧(V):600
交流電圧(V):600
抵抗(Ω):40M
検波方式:平均値整流(MEAN)
最大表示:4199カウント

共立電気計器 AC/DCクランプ付デジタルマルチメータ KEWMATE2012R

検波方式:真の実効値整流(RMS)
最大表示:6000カウント
幅×奥行×高さ(mm):91×27×128mm
電源:単4乾電池×2本(付属)
連続使用時間:DCV約150時間、ACA約25時間
キャパシタンス(F):40μ
導通
ダイオード

クランプメーターの使い方

クランプメーターは、測定対象を切り替えるためのファンクションスイッチと測定結果を表示する画面、レバーで開閉できるリング状の電流センサなどで構成されています。クランプは「はさみ込む」という意味で、名前のとおりセンサの空洞部分に電線を通すことで電流の測定を行います。

測定にあたってはまず、ファンクションスイッチを測定する項目に合わせてせます。ファンクションスイッチはボタン式のものもあれば、ダイヤルで選択するタイプもあります。その後、レバーを引いて電流センサを開き、中に電線を通して測定を行います。

クランプメーター

クランプメーター使い方

クランプメーター  負荷電流測定方法

電流の測定にあたっては、電線がセンサの中央に位置するようにすると誤差が少なくなります、なお、クランプメータで測定できるのは1本の電線のみとなります。2本以上の電線を同時に測定することはできないので注意してください。
直流電流の場合、クランプメータに表示される数字の正負で、電流の向きも確認できます。

一般のテスターは交流電流測定の機能を持っていませんが、クランプンプメーターは交流電流の大きさを、回路を切断することなく測定することができます。

測定範囲は、最大2,000Aを超えるものからmAクラスまであります。直流電流が測定できる機種もありますが、小さい直流電流の測定は地磁気などの影響のため測定が困難なようです。

単相2線の場合は、単相2線のどちらかを摘まんで測定し、三相線の場合は、T,S,R 3本の線を単独でつまみ、それぞれの電流の数値を測定します。

クランプメーター  負荷電流測定方法

出典: https://www.hioki.co.jp

クランプメーター  負荷電流測定方法

クランプメーター  負荷電流測定方法

クランプメーター 漏れ電流測定

特殊な使い方として、往復する電線のすべてを共にクランプすること漏れ電流測定ができます。往復する電線の電流を加算すれば合計ゼロになるはずですが、途中で漏電しているとゼロにならなくなるためです。

通常、電気機器へ向かっていった電流は一本の線を通って100%戻ってくる。漏れ電流がない場合は互いに打ち消し合い、測定値はゼロになる。

もし、漏れ電流があった場合、負荷側から流れる電流で誘起された磁界は電源側から流れる電流で誘起された磁界よりも、漏れた電流の分だけ、少ない磁界が発生することになる。その為、差し引き、漏れた電流の分だけの磁界を測定できる。

クランプメーターにて漏れ電流測定する場合、単相2線を2本つまんで漏れた電流に磁界が発生して差ができた数値が値になります。

三相線の場合は、T,S,R 3本の線を同時にクランプするか、接地線をクランプすることで漏れ電流を測ることができます。

クランプメーター  漏れ電流測定

クランプメーター 漏れ電流測定

動画 クランプメーター使い方 三相 漏電 漏れ電流の測定

日置のクランプメーター 3283、3293の商品、紹介動画

クランプメーター モータ突入電流測定

モータ等の電気機器の電源を入れた際に、定常時よりも5倍から10倍の大きい電流が瞬間的に流れることがあり、この電流を突入電流(インラッシュカレント)という。
突入電流は定常時の電流の10倍を超えることもあり、場合によっては電源スイッチの溶着、整流器やその他の部品への過大なストレス、照明の一時的な減光、コンピュータのクラッシュ、ブレーカのトリップ等を引き起こす可能性もある。

クランプメーター モータ突入電流測定

これらを未然に防ぐには、突入電流が機器等の仕様範囲内に収まっているかなどの確認を行う必要がある。この突入電流を測定するには、非常に短い時間(約10ミリ秒~100ミリ秒)の電流変化を捉えることができるピークホールド機能付クランプメータで測定する。ピークホールド機能は電流波形の最も振幅が大きい電流値を保持する機能で、瞬間的に流れる高い電流値を確認することができる。
ピークホールド機能付クランプメータ

自動車、PC 暗電流 測定

クランプメーターを使用した自動車の暗電流 測定についてです。

暗電流とは自動車のエンジンを切った状態(イグニッションOFF)でも、各種メモリーやコンピューターの稼働に消費される電流のことです。別名 待機電流とも呼ばれています。
一般的に自動車では5~50mA(0.1 2Ah~1.20 Ah/日)程度の暗電流を消費しています。
盗難防止装置やカーナビゲーションなどの電装品を後付けすると更に暗電流は大きくなります。

従来はデジタルマルチメーターで電気回路を形成して測定していましたが時間がかかる、面倒等の不具合がありましたが暗電流 測定用のクランプメーターを使用すれば一発で簡単に暗電流が測定できます。

これがあれば自動車のスターター電流、オルタネーター発電電流、バッテリ電圧等が簡単に測定できるので自動車整備時間の短縮が可能です。

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クランプメーター 直流電流、交流電圧、直流電圧、抵抗測定

直流電流測定

直流電流を測定する場合にはゼロ点調整を行う必要があります。クランプメーター本体にあるゼロ点調整のボタンかスイッチかダイヤルを操作して必ずゼロ点調整を行いましょう。これを忘れると絶対に正しく測定できません。

洗濯ばさみ状になっているクランプの部分を開いて、測定したい電線に挟み込みましょう。このとき電線がクランプの中心部分にくるようにすると正確な電流の数値を測定できます。電線がクランプ部分についたり引っかかったりしていると正しく測定できません。

交流電圧測定

切り替えSWを~Vにセットし、測りたい部位にテストリードをあてて計測値を測定します。

直流電圧測定

切り替えSWを‥Vにセット、測りたい部位にテストリードをあてて計測値を測定します。

抵抗測定

切り替えSWをΩにセット、測りたい部位にテストリードをあてて計測値を測定します。

導通チェック

切り替えSWをを↔にセット、導通チェックボタンを押します、測りたい部位にテストリードをあててブザー音で導通を確認します

動画 クランプメーター 直流電圧、交流電圧、抵抗値、交流電流の測定方法

クランプメーターによる直流電圧、交流電圧、抵抗値、交流電流の測定動画

クランプメーターによる電力の計算方法

家電製品のカタログに表示されている消費電力は下記の計算式から求める事ができます。

電力(W)= 電圧(V) × 電流(A) × 力率(%)

電力が多いほど家庭で消費されている電力が多いということであり、より多くの電気代がかかります、電圧(V)は、一般家庭なら大体が100V、業務用なら220Vです、クランプメータの値は、電流(A)になります。力率とは、電力の有効に使用した割合で約80で計算すると誤差があまり生じません。

クランプメーターの精度

クランプメーターの精度は説明仕様書に記載されている

⇒「導体は必ず1本だけセンサ中央部にクランプして下さい。」
「クランプ部をきちんと閉じているか確認して下さい。」

で測定すれば交流・直流共に測定値のバラツキはあるが位置を変えても全てメーカ精度範囲内である。

しかし、クランプの接合部がしっかり閉まっていない等の異常な測定方法の場合、測定誤差が発生します。

関連記事:ケーブルのくわえ方で測定値は変わる?(エヌケイエス株式会社 NKSサイト)

クランプメーターの故障修理

精密測定器であるクランプメーターが故障し場合は専門の会社もしくはメーカーにて修理依頼してください。

安易に本体を分解して自分で修理を行うと正しく測定ができなくなる恐れが発生します。

但し、電源周りの故障は接点の酸化、汚れ及び衝撃による変形が多いので自分で修理可能ですが自己責任で行う必要があります。

電動工具の故障で多いのは異物、ゴミによる接触不良、異音等です。

一度、分解掃除するのが一番、簡単な修理方法です。廃棄する前に一度、試してみてください。

クランプメーターの故障 修理事例

現象:電源が入らず

原因:

内部の電源基板のコネクタ接続部分の腐食、変形。

クランプメーターの故障修理 事例

修理:

接続部分の腐食、変形の場合、接触部分の金属ブラシによる清掃および変形の修正。

接続部分の腐食には接点復活剤を使用すると汚れ、酸化物が除去されて導電性が回復するのでお勧めです。

まとめ

クランプメータは、電気工事、電気保守関係の現場では必須の測定器です、種類も非常に多いので、各メーカのホームページ、カタログ等を確認した上で、測定の目的にあった最適なクランプメータを選ぶことが重要です。

又、日本製の中古品クランプメーターの場合、信頼性が高いのでトラブルは少なく使用できる確率が高いです。

参考文献:電気工事の工具が一番わかる (しくみ図解) 松本 光春 (著)

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