¿Puedo construir, o existe tal cosa como un multímetro de abrazadera de CA que NO requiere un divisor de línea?

No soy electricista.

Necesito verificar el consumo de energía (watts) de algunos equipos domésticos (en 120V o 220V) sin desconectarlos ni empalmar los cables.

Me encantaría poder caminar hasta uno de estos (conmutadores de red, computadoras, servidores), sujetar el cable de alimentación y medir los amperios/consumo de energía instantáneo.

¿Es posible para mí construir tal dispositivo? - ¿o es posible hacer esto con un instrumento existente o con una combinación de instrumentos?

La mayoría de los multímetros de abrazadera que he visto parecen funcionar solo en CA si puede 'aislar' el cable 'positivo' y sujetar solo ese cable. Obviamente, tomar varias medidas de vataje en un centro de datos y tener que empalmar cada cable haría que esto no fuera práctico.

¿Hay un multímetro de abrazadera que resolvería este problema? ¿Existe tal medidor en absoluto? Estoy hablando de cables de alimentación de computadora moldeados regulares.

"No" es demasiado corto para una respuesta, también las preguntas de compras están fuera de tema. También las preguntas de física están fuera de tema.
La electrónica es física aplicada, y esto se acerca bastante.
Obtenga un cable de alimentación IEC que divida los cables, luego sujételo.
Tengo pinzas amperimétricas y medidores de potencia enchufables: todos necesitan que se interrumpa el suministro o se separe un cable del cable. Podría abrir un cable de alimentación con él todavía vivo para llegar al cable vivo, pero no le sugiero que lo intente.
Lo que quieres no existe. No estoy seguro si ya conoce el producto llamado "Kill-a-watt" (utilice un motor de búsqueda). Esto puede ayudarte. De lo contrario, es posible que necesite que un electricista instale transformadores de corriente en cada circuito que necesite monitorear. Luego, se podría conectar algún tipo de medidor portátil a los cables del transformador de corriente para medir la corriente alterna.
Sorprendentemente, si coloca un transformador de detección de corriente alrededor de todo el cable de alimentación (es decir, ambos conductores), obtendrá una lectura débil. No mide la calidad, pero puede detectar la presencia de cargas del tamaño de un amperio. Uno pensaría que cancelan, pero no lo hacen, debe haber un camino de regreso perdido en alguna parte. Si alguien puede explicar por qué, sería curioso.
@Jasen Hacemos muchas preguntas de física aquí. están en el tema.
@PeteW: Debido a que los cables no están físicamente exactamente en el mismo lugar, sus campos eléctricos no se cancelan exactamente. Es por eso que los cables de alimentación cerca de los cables de audio causan un zumbido y por qué torcer los cables (por ejemplo, en Ethernet) es beneficioso para reducir el ruido. También es la razón por la que, en Química, los átomos forman dipolos.
Edité la pregunta para que se ajuste mejor a las reglas del sitio y la volví a abrir. Es posible construir un dispositivo que satisfaga la necesidad, y el medidor Megger MMC850, aparentemente ahora no disponible, da pistas sobre cómo lo lograron. He agregado una respuesta que muestra cómo se podría construir un dispositivo de este tipo si se conoce la construcción del cable.

Respuestas (8)

Solo he visto un medidor que puede medir la corriente en un cable de alimentación sin dividir los cables.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Figura 1. El Megger MMC850 .

Esta no es una recomendación de producto y en el enlace que he dado el producto está descontinuado. Proporciono la información para el beneficio de aquellos que pueden no estar al tanto de la tecnología.

De la hoja de datos:

A diferencia de las pinzas amperimétricas convencionales, el MMC850 tiene una matriz compleja de bobinas de sensor magnético Planer para calcular la corriente que fluye en los conductores de cables multinúcleo con 2 o 3 núcleos, y en cables de sección plana o redonda de hasta 100 A.

Parece que solo hay un rango fijo de 100 A (200 A en mediciones de un solo núcleo). La precisión en el modo de un solo núcleo es del 1,5 % + 3 dígitos. El modo multinúcleo es 5% + 10 dígitos. Sospecho que la falta de sensibilidad y precisión en las corrientes típicas de los equipos informáticos (conectores de red IEC de 6 A, etc.) puede no ser lo suficientemente buena para la aplicación del OP.

El lector de alerta ya habrá visto la abrazadera y los botones de centrado del cable. Estos, supongo, son para ubicar de manera óptima el cable en la horquilla abierta para lograr la precisión nominal. Además, en lugar del selector de "rango" habitual hay un selector de patrón de cable. Bastante interesante es el selector "EU/US" que, presumiblemente, es para corregir la geometría de cable estándar en ambos mundos (¡en lugar de amperios métricos e imperiales!).

Tenga en cuenta que este medidor solo puede darle una lectura actual (no he leído el manual), por lo que solo puede aproximar el consumo de energía multiplicando por el voltaje de la línea, teniendo en cuenta que el factor de potencia que no sea la unidad causará errores en sus cálculos.

La mayoría de los multímetros de abrazadera que he visto parecen funcionar solo en CA si puede 'aislar' el cable 'positivo' y sujetar solo ese cable.

Para AC la terminología es 'viva' y 'neutral', no positiva y negativa.

Entonces, si el suministro no se puede desconectar, entonces tbis es inútil, a menos que esté preparado para cortar el cable y abrirlo para llegar al cable, mientras todavía está vivo, ya que el OP dice que no se puede desconectar.
@SolarMike, echa un vistazo a la actualización.
Hola, muy informativo gracias. Esas unidades existen, pero son muy raras. Me pregunto si existen otros productos (no discontinuados).
Entonces, como no está disponible, es una solución teórica.
Tuve que hacer +1 en esto. ¡No tengo ni idea! Sobre todo pensaba como Tim.
@SolarMike, ¡no, es una solución real que no está disponible! No revisé para ver si hay un modelo más nuevo. Eso se lo dejo al OP.
Noto que la precisión citada está muy degradada en comparación con el caso de un solo cable. Me pregunto si está haciendo suposiciones sobre la geometría conductora esperada de los cables de alimentación.
El Megger FlexiClamp 200 es un reemplazo más reciente del 850, básicamente con el mismo modo de operación. También ya está descontinuado, pero parece que todavía está disponible en algunos minoristas en línea si busca un poco en Google.
Gracias, @TooTea. El manual 200 está disponible en manualzz . Parece ser más sensible (40 A a escala completa) en modo de 2 conductores y esto puede adaptarse mejor al OP.
@Neil_UK, estoy seguro de que la geometría del conductor es fundamental para la calibración. He actualizado un poco la respuesta. Consulte el interruptor selector y el interruptor EU/US.
@Transistor Supongo que el interruptor EU/US en realidad cambia entre la frecuencia de línea de 50/60 Hz. (Esa es mi suposición basada en el hecho de que Flexiclamp 200 no tiene ese interruptor, sino que se vende en dos variantes separadas, una para cada frecuencia de línea).
También verificaría qué tan bien funciona esto si la carga es una fuente de alimentación conmutada, especialmente porque la medición parece ser sensible a la frecuencia de la línea.

Si tal cosa existiera, sería costoso e inexacto.

Un medidor de corriente con abrazadera no mide la corriente directamente, mide el campo magnético causado por la corriente que fluye a través de un cable.

Si junta dos cables con corriente en direcciones opuestas, entonces, en general, sus campos magnéticos se cancelan. Un medidor de abrazadera típico está diseñado de tal manera que si lo sujeta alrededor de dos cables con corriente en direcciones opuestas, sus campos magnéticos se cancelan casi por completo.

Un circuito de CA monofásico que funcione correctamente siempre tiene la misma cantidad de corriente que fluye en cada cable que en su cable opuesto (activo y neutral en los EE. UU.).

Entonces, no, un medidor de abrazadera necesita que aísle los cables y simplemente sujete uno de ellos.

Entonces, ¿está sugiriendo cortar el cable vivo para llegar al cable? Como el OP especifica que no se puede desconectar...
Tim, mira el Meggar MMC850 en mi respuesta.
@SolarMike: no, solo los estoy decepcionando al decirles que no pueden llegar allí desde aquí. Si está a la altura del código, uno podría reemplazar los cables de alimentación con unos que tengan bucles accesibles y sujetarlos según sea necesario. Sin embargo, no tengo idea sobre los aspectos de seguridad o EMI de tal cosa.
@Transistor: guau. Estaría mucho más impresionado si no fuera descontinuado. Parece que algo como eso que realmente funcionó de manera confiable permanecería en el mercado a cualquier precio.
@TimWescott: Mi suposición es que tales dispositivos probablemente podrían fabricarse con una precisión razonable si la geometría del cable se conociera con precisión, pero la mayoría de los cables no están hechos con una especificación suficientemente precisa. Un dispositivo podría funcionar muy bien cuando se usa para medir corrientes en cables de un fabricante en particular si los cables de ese fabricante mantienen los cables dentro con un espacio constante, pero obtener un buen rendimiento al medir la corriente en un cable que permite un "margen de maniobra" para los cables en el interior sería mucho. más difícil. Un dispositivo con suficientes sensores podría medir dónde se encuentran los conductores y...
... usar tales medidas para aplicar la compensación, pero obtener incluso un 5% de precisión en el resultado final probablemente requeriría sensores calibrados dentro de una fracción del 1%.
@supercat Los Meggers discutidos en la respuesta de Transistor hacen exactamente eso, usando una serie de sensores alrededor de la abrazadera (junto con un posicionamiento preciso del cable en la abrazadera) para distinguir a los conductores individuales. Se necesita bastante movimiento y torsión del cable para encontrar la posición óptima del medidor (el que tiene la lectura de corriente máxima), lo que solo lo hace utilizable para cargas que varían lentamente. Además, la precisión nominal es de alrededor del 5 % para cables planos o cables redondos con dos conductores activos, pero aumenta hasta el 12 % cuando tiene un cable redondo con tres conductores activos.
@TimWescott En realidad, parece que Meggar descontinuó el MMC850 debido a la falta de ventas. Las personas que quieren estas cosas parecen realmente quererlas, pero esas personas también parecen ser pocas y distantes entre sí. Estoy de acuerdo con su evaluación "cara e inexacta", y creo que Meggar también aprendió esto, de la manera más difícil.

¿Eres tu el dueño? Encuentre su panel de servicio, también conocido como centro de carga, también conocido como unidad de consumo, donde se encuentran todos los interruptores automáticos derivados.

Confiando en la luz de una linterna brillante, retire el frente muerto (cubierta) de su panel de servicio.

Excepto por la carcasa de metal, todo lo que hay dentro está caliente.

Identifique el disyuntor que alimenta la carga bajo prueba.

Identifique las "cargas que no están bajo prueba" en ese mismo circuito y apáguelas.

Identifique un cable que sale de ese disyuntor. (Los disyuntores RCBO/GFCI/AFCI tienen caliente y neutral; sujete uno). Si el interruptor es de doble ancho o tiene 2 tiros, es posible que tenga 2 cables calientes y deberá averiguar en qué caliente está su carga.

¡Sujeta ese cable! Tomar lecturas.

Nuevamente con la linterna, vuelva a colocar el frente muerto en el panel.

Si desea hacer todo esto de manera continua , considere cualquiera de los monitores de energía domésticos de nivel de consumidor que permiten colocar CT en circuitos individuales, como el Sense. Solo compre esas cosas en tiendas físicas, hay demasiadas falsificaciones y trucos en el canal de pedidos por correo. Sí, hay monitores de energía de "nivel de aficionado" más robustos; pise con mucho cuidado en relación con la certificación del gobierno, por ejemplo, listado UL.

Olvidaste poner un gran IE LIVE, ASÍ QUE NO LO TOQUES después de "cada cosa de metal está caliente"

El medidor Megger MMC850 ahora aparentemente no disponible muestra que es posible una implementación práctica.

Las marcas del dial en el MMC850 muestran que se tiene en cuenta la configuración de los conductores (como era de esperar).

Se puede construir un medidor que satisfaga sus necesidades con una configuración de cableado de cable específica con algo de trabajo pero sin mucha dificultad. Esto necesitaría tener el sensor configurado para cumplir con sus requisitos específicos y tendría que calibrarse ad-hoc para adaptarse. Parece razonablemente probable que pueda lograr su objetivo.

En este video se puede ver un sistema de "prueba de concepto" que produce resultados razonables

Él dice

  • Hacer una bobina para detectar inductivamente la corriente que fluye a través de los cables de cableado de la casa de 2 conductores, sin modificar el cableado de la casa. Utilicé una Raspberry Pi y un convertidor A/D ADS1115 para detectar la salida de mi bobina y la grafiqué usando gráficos ascii en la computadora Raspberry Pi.

El sistema funciona enrollando una bobina de detección que es larga y delgada, con un ancho que permite colocar las dos partes largas paralelas y adyacentes a los dos conductores que transportan corriente. En su caso, el conductor es plano con los 3 conductores paralelos y los dos conductores "vivos" en los bordes exteriores. Esto hace que su bobina sensora sea apropiada. Un cordón de cable con una torsión necesitaría una disposición de sensor diferente, pero si todos los cables de alimentación fueran de la misma construcción, debería ser posible.

Bobina de detección pegada a lo largo del cable de alimentación.
Del video a los 7m-56s

ingrese la descripción de la imagen aquí

Se podría obtener (muy probablemente) un resultado similar colocando los sensores Hall fuera de la cubierta del cable.

También obtuvo resultados útiles al sujetar un transformador de corriente a un cable de alimentación de forma asimétrica. Una calibración consistente probablemente sería "muy difícil"

TC fijado al cable de forma asimétrica:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Me encantaría poder caminar a uno de estos<

Para localizar las condiciones de falla, se puede usar un sensor térmico: un termómetro sin contacto / infrarrojo.

Los multímetros generalmente no tienen capacidad de vatímetro. Con muchas cargas, no puede simplemente medir la corriente y el voltaje y multiplicarlos. Debe considerar el cambio de fase que obtiene con cargas inductivas como motores. Con cargas electrónicas, debe tener en cuenta la distorsión actual. Para 120 voltios, puede medir fácilmente la potencia con un medidor Kill-A-Watt. Enchufas el medidor, desenchufas la carga y enchufas la carga en el medidor. No se puede evitar desconectar la carga.

Para cargas de 220 voltios en partes del mundo que usan 220 voltios para electrodomésticos que se enchufan en la pared, los medidores Kill-A-Watt están disponibles con los enchufes apropiados. Los electrodomésticos grandes serán más difíciles.

dentro de los centros de datos suelen estar más preocupados por la corriente RMS para evitar sobrecargar el cableado de suministro a cada rack. Además, la mayoría de las cargas del centro de datos no son lineales. la potencia real también es importante para que sepan cuánto enfriamiento está utilizando.
Supuse que la primera línea de la pregunta "Necesito verificar el consumo de energía (vatios) de algunos equipos domésticos" era el objetivo principal aquí. Ahora parece que eso fue bastante engañoso.

He hecho esto muchas veces. Lo que hice fue comprar un cable de extensión con un extremo macho/hembra y pelar la cubierta exterior para exponer los cables vivo/neutro/tierra. Corté la chaqueta unos centímetros para tener suficiente holgura para separar los cables. No pele el vivo/neutro/tierra. Sujeto el medidor a caliente o neutral, pero no a ambos. Asegúrese de que el cable de extensión pueda manejar la corriente/voltaje requerido para la aplicación.

Tengo algunos de estos cables que hice con diferentes enchufes para diferentes voltajes. Vienen muy bien.

Pero la pregunta era: "¿Existe tal cosa como un multímetro de pinza de CA que NO requiera un divisor de línea?" Estás ofreciendo un divisor de línea. Además, esto requeriría dos desconexiones y apagados de cada elemento mientras el cable se conecta y desconecta.

Sí, existe un dispositivo de este tipo. Eso envuelve todos los cables en el cable para medir la corriente que fluye en el cable. Está patentado. Monitor de energía PowerSense de palabras de Google. Tenga en cuenta que no he usado el producto y no tengo ninguna asociación con la empresa. Encontré algunos trabajos de investigación al respecto hace unos 6 meses, pero olvidé las palabras que usé. Encuentre el producto aquí https://help.powersensor.com.au/hc/en-au/articles/360003682375

  • mira el diagrama "cómo funciona"
Me pregunto qué está patentado exactamente, ya que no veo nada digno de patente aquí: un sensor de efecto Hall para la detección de corriente, Bluetooth, una aplicación, una solución de IoT basada en la nube y recopilación de datos de usuario \o/
¿Quizás el algoritmo? Voy a ver si puedo encontrar los trabajos de investigación.
Desde el sitio web que vinculó: " Se coloca un sensor en el fusible de servicio o en el medidor de electricidad para monitorear el consumo de energía ". Si el sensor se coloca en la línea del fusible de servicio, entonces es un CT estándar que mide la corriente en una sola línea, no en la línea. y neutral como quería hacer el OP. Si está conectado al medidor de energía, entonces está recolectando pulsos del medidor. Nuevamente, esto no es lo que preguntaba el OP. Ningún algoritmo va a ayudar en este caso. Me temo que esto no resolverá el problema de los OP.
uspto.report/patent/app/20190079122 Parece ser la patente Encontrada con la búsqueda de Google de la frase completa de su documento de instalación DiUS Computing Pty. Ltd. Powersensor está pendiente de patente En otro lugar que leí, palabras que implican que el paciente es para el algoritmo y el proceso ? y algo que ver con la nube etc??. Lo siento, no lo entiendo... Enlace a "Cómo funciona" en su ayuda en línea... help.powersensor.com.au/hc/en-au/articles/360003682375 El dispositivo sensor está COLOCADO alrededor ambos alambres en el cable, a diferencia de un TC que se coloca alrededor de un alambre.
El dispositivo sensor se coloca alrededor de AMBOS conductores, activo y neutro - (en la patente menciona .... 0074] Si bien la integración del campo magnético a lo largo de un camino que rodea tanto el conductor activo 320/420 como el conductor neutro 330/430 siempre dará como resultado un campo neto de cero, esto no significa que la suma de los campos magnéticos de los dos conductores sea cero en cualquier lugar dado......) Se coloca un TC alrededor de un solo cable
¿Puedo construir, o existe tal cosa como un multímetro de abrazadera de CA que NO requiere un divisor de línea?
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