１．はじめに クランプメータは、現場での電流測定にはなくてはならない非常に重要 な測定器である。今回はそのクランプメータについて、測定原理、特長及 び応用方法を解説することにより、目的に応じたクランプメータの選択方 法、また最近の製品動向について、理解を深めていただければと考える。 ２．クランプメータの基本 一般のマルチメータ（回路計）の場合、いったん電源を落とし、回路を 切断して電流測定をするが、クランプメータは電線を被覆の上からクラン プするだけで電流を測定できる。操作が簡単な上、回路に直接接続しない ので、安全に大電流を測定することができるのが、クランプメータの最大 のメリットである。
クランプメータによる電流計測について
共立電気計器株式会社 国内営業部 第一営業グループ 東京オフィス 主任 日下 亮一 技 術 コ ー ナ ー３．クランプメータの外観 代表的なデジタルクランプメータの外観を示す。本体は開閉式のＣＴ （トランスコア）部、ファンクションスイッチ部、表示部、電圧・抵抗入 力端子部から構成されており、ＣＴ部を除いては一般のマルチメータとほ とんど変わりない。このＣＴ部は先端が開閉できるような構造になってお り、トリガという開閉装置を押すことにより、先端が開き配線をはさみ込 むことができる。 また、ＣＴの先端が開いている形状のクランプメータもあり、このＣＴ をオープンコアタイプという。このタイプのクランプメータはトリガでＣ Ｔを開く動作は必要なく、ＣＴ部の奥に電線を入れることで測定ができる。 ＜図２＞ クランプメータの外観 ４．クランプメータの測定原理 電流検出の基本的な原理としては、電流が流れることにより発生する磁 界を、ＣＴ（トランスコア）で検出し、測定電流に比例した出力を取り出 す。この電流検出の方法にはいろいろあるが、次の４種類の方式が一般的 である。
＜表１＞ クランプメータの測定原理 測定方式 特長 測定対象 １ ＣＴ方式 もっとも一般的、コストも安 い ＡＣのみ ２ ロゴスキーコイル方式 コアレスなので、磁気飽和が なく、大電流測定に適してい る ＡＣのみ ３ ホール素子方式 ホール素子のホール効果を利 用しているので、交流／直流 両方の測定が可能 ＡＣ/ＤＣ ４ フラックスゲート方式 ホール素子方式と比較して、 ゼロドリフト特性が非常に小 さいので、高精度の直流電流 測定が可能 ＡＣ/ＤＣ ５．クランプメータの機能と使用方法 １）負荷電流測定方法 ＜図３＞ 負荷電流測定方法 ・図３中央の電源コードのような二芯コードの場合、コードを分割して１
・測定導体ができるだけＣＴの中心になるように測定する。 （中心に近いほど精度の良い測定をすることができる） ・直流電流測定を行う場合、必ずゼロ調整を行う必要がある。（オートで 行う製品もある） ２）真の実効値測定 交流電流測定器には平均値タイプ（平均値検波実効値表示）と真の実効 値タイプ（ＲＭＳ）の２タイプがある。平均値タイプは交流の半周期間の 瞬時値の平均値を検出しており、この値が正弦波の実効値になるように波 形率を乗じて指示している。波形率とは平均値を実効値に換算する際に使 用する値で波形率=実効値÷平均値で求められ、正弦波の場合、波形率は 1.111になる。 ただし、歪み波形や正弦波以外の波形では当然波形率が異なるので、平 均値タイプでは指示値に誤差が生じる。これに対し、真の実効値タイプ （RMS）は、瞬時の交流波形の波高値から実効値に内部演算しているので、 歪んだ波形でも正確な測定ができる。※ＲＭＳ（二乗演算回路＝Root MeanSquare） このため、歪みのない商用電源周波数（50/60Hz）では平均値タイプ、 実効値タイプ（ＲＭＳ）共に同じ値を示すが、歪んだ波形（サイリスタ及 びインバータ制御等により高調波成分を含み歪んだ電流波形）の測定をし た場合、平均値タイプは波形率が異なり、測定値に誤差が生じる。 ＜図４＞ 平均値タイプ・実効値タイプの比較
３）モータの突入電流測定 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。 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。 ４）漏れ電流の測定 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。 ＜図５＞ モータの突入電流測定
＜図６＞ 漏れ電流の測定方法 ５）計装電流（4－20mA）測定 計装電流とはポンプやモータな どのアナログ量（流量・温度・電 力・重量・圧力等）を計測・制御 装置に伝達する際に変換する電流 信号をいう。直流電流の4mAを 最小値、20mAを最大値としてア ナログ量を表している。例えば、 12mAの場合は最大値の半分（50%）のアナログ量になる。また断線や故 障が起きた場合と信号0の状態を区別するため、0mA～4mA（ライブゼロ） の範囲を設けている。 計装電流を使用し ている設備例を図８ に示す。この場合で は、水量を4－20mA の電流値に変換して いる。4－20mAの信 号によりモーターポ ンプが流す水量を制 御している。 この計装電流がア ナログ量に対して正しく発信されているかを確認するために計装電流を測 ＜図７＞ 計装電流（4－20mA） ＜図８＞ 計装電流で制御された設備
定する必要がある。 計装電流（4－20mA） 測定方法の一例とし て、測定回路に250 Ωの抵抗を直列に挿 入しマルチメータで そ の 電 圧 を 測 定 し オームの法則で計装 電流を算出する方法 がある。ただし、こ の方法では回路を切 断して抵抗を接続す る必要があるため、測定に手間がかかるのと、長い信号線を測定した場合 にノイズの影響を受けやすいなどの欠点がある。 4－20mA測定用のクランプメータではクランプするだけで計装電流を 測定することがきるため、従来に比較して簡単に確認することが可能。 ６．共立電気計器のクランプメータご紹介 ・交流電流測定用クランプメータ KEW2200R標準価格￥12,000 薄型・計量ポケットサイズのクランプメータ AC0.01～1000AAC/DC600V 抵抗、導通 測定機能 付き ・交流電流・直流電流測定用クランプメータ MODEL2033標準価格￥25,000 小型・計量AC/DCミニクランプ AC/DC0.01～300A KEW 2200R ＜図９＞ 4－20mA信号の確認方法
・漏れ電流・負荷電流測定用クランプメータ MODEL2433R標準価格￥36,000 ピークホールド機能付中口径実効値タイプのリーククラ ンプ AC0.01mA～400Aフィルタ、ピークホールド機能付き ７．さいごに クランプメータは、電気工事、電気保守関係の現場では欠かせない測定 器のひとつである。性能の向上とともに、大電流の測定、フレキシブルコ アによる大口径化、微少直流電流の測定等、様々なアプリケーションに対 応できるよう改良が加えられている。種類も非常に多いので、各測定器 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ある。 参考文献 １．一般社団法人 日本電気計測器工業会 電気測定器の技術解説 クラ ンプ電流計 ２．共立電気計器株式会社 クランプメータ測定ガイドブック MODEL 2433R
