Ratgeber
Stromzangen sind essenzielle Hilfsmittel im Elektrohandwerk und in der Industrie. Sie ermöglichen eine kontaktlose Strommessung sind somit in der Lage, Wechsel- oder Gleichströme zu bestimmen, ohne den Stromkreis dafür auftrennen zu müssen. Dadurch bieten sie mehr Sicherheit und Komfort bei der Anwendung und eignen sich auch für Arbeiten an laufenden Anlagen.
Um Amperemeter, Multimeter oder Oszilloskope mit der Funktion der berührungslosen Strommessung aufzurüsten, gibt es Stromzangenadapter. Sie sind in unterschiedlichen Ausführungen erhältlich und können je nach Modell für Messungen sehr großer oder sehr geringer Ströme verwendet werden.
Üblicherweise finden Stromzangen Verwendung, um Maschinen zu warten, den Stromfluss in Energieverteilern zu prüfen oder Fehleranalysen in elektrischen Systemen durchzuführen.
In unserem Ratgeber erfahren Sie mehr über die Funktion und Anwendungsgebiete von Stromzangenadaptern und erhalten nützliche Tipps zum Kauf.
Die Strommessung zählt zu den wichtigsten Messverfahren im Handwerk und in der Industrie. Sie dient dazu, die elektrische Sicherheit und einen effizienten Betrieb von Geräten und Anlagen zu gewährleisten, und hilft dabei, fehlerhafte Leitungen oder defekte Bauteile frühzeitig zu erkennen und Kurzschlüssen oder Überlastungen vorzubeugen. Zur Bestimmung elektrischer Ströme können unterschiedliche Messgeräte zum Einsatz kommen. Gebräuchlich sind beispielsweise Amperemeter, Multimeter und Oszilloskope. Sie werden zum Zweck der Strommessung in den Stromkreis intergiert und somit selbst Teil davon. Das setzt voraus, dass der Stromkreis unterbrochen bzw. eine entsprechende Lücke geschaffen wird. Problematisch daran ist, dass eine Auftrennung des Stromkreises nicht in jeder Umgebung praktikabel oder aus Sicherheitsgründen möglich ist. In solchen Fällen sind Stromzangen die bessere Alternative. Hierbei handelt es sich um Messinstrumente, die Strom berührungslos messen und somit eine komfortablere und sichere Handhabung bieten. Um Amperemeter, Multimeter oder Oszilloskope um die Funktion der berührungslosen Strommessung zu erweitern, gibt es Stromzangenadapter. Sie werden einfach an das jeweilige Messgerät angeschlossen und sind umgehend einsatzbereit.
Nutzen Sie den Conrad Kalibrierservice für Stromzangen-Adapter
Verlässliche Messergebnisse sind im professionellen Einsatz unerlässlich. Deshalb bietet Conrad für Geschäftskunden einen ISO- und DAkkS-zertifizierten Kalibrierservice an, damit Ihre Stromzangen-Adapter jederzeit normkonforme und hochpräzise Ergebnisse liefern. Vertiefende Informationen zu Prüfverfahren, Normen und Intervallen lesen Sie in unserem Ratgeber „Kalibrierung » Definition, Anleitung & Bedeutung“.
(1) stromführender Leiter, (2) fester Kernteil, (3) Sekundärspule, (4) digitale Messwertanzeige, (5) Hebelöffner der Zange, (6) beweglicher Kernteil
Stromzangen verfügen über einen zweigeteilten Metallkern, der sich wie eine Zange öffnen lässt und zur Erfassung des Stroms um das stromführende Kabel gelegt wird.
Das Messgerät kann so die magnetische Flussdichte erfassen, die um den Leiter entsteht.
Zu diesem Zweck ist die Messklemme der Stromzange mit einem sogenannten Hall-Effekt-Sensor ausgestattet.
Der Hall-Effekt wird immer dann erzeugt, wenn sich ein stromführender Leiter in einem statischen Magnetfeld befindet.
Dabei werden die im Leiter befindlichen Elektronen durch die Lorentzkraft abgelenkt, wodurch eine Spannung in Richtung des Magnetfeldes entsteht.
Wenn die Größe der Spannung und die magnetische Flussdichte bekannt sind, lässt sich daraus die Stromstärke errechnen.
Flexibilität
Stromzangen sind dank ihrer Konstruktion gut für Strommessungen an schwer zugänglichen Stellen wie engen Verteilerkästen geeignet. Auch die Ströme einzelner Leitungen in Kabelbündeln lassen sich problemlos erfassen. Das ist ein klarer Vorteil gegenüber herkömmlichen Messmethoden.
Präzision
Moderne Stromzangen bieten eine hohe Messgenauigkeit. Sie sind in der Lage, sehr geringe Ströme zu erfassen und selbst bei schwankenden Lasten zuverlässige Werte zu liefern. Gerade bei der Prüfung von empfindlichen elektronischen Geräten ist das vorteilhaft.
Sicherheit
Bei der Messung mit einer Stromzange ist kein direkter Kontakt mit spannungsführenden Leitern notwendig. Das minimiert das Risiko von elektrischen Schlägen und Kurzschlüssen und sorgt folglich für mehr Sicherheit bei der Anwendung.
Vielseitigkeit
Oft bieten Stromzangen zusätzliche Funktionen wie eine Spannungs- oder Widerstandsmessung, so dass sie für verschiedene Messaufgaben eingesetzt werden können. Aus diesem Grund werden sie mitunter auch als „Zangenmultimeter“ bezeichnet.
Einteilung nach Messbereich
Abhängig vom Messbereich können Stromzangen für Klein-, Mittel- oder Großstrommessungen verwendet werden. Kleinstromzangen erfassen Ströme im niedrigen Milliampere-Bereich und kommen beispielsweise bei der Wartung empfindlicher Elektronikschaltungen zum Einsatz. Mittelstromzangen messen mittelgroße Ströme im Ampere-Bereich und finden vorrangig bei allgemeinen Elektroinstallationen und in der Gebäudetechnik Anwendung. Großstromzangen sind für hohe Stromstärken im Kiloampere-Bereich ausgelegt, wie sie etwa in industriellen Anlagen oder in der Hochstromtechnik vorkommen.
Einteilung nach Anschluss
Der Anschluss eines Stromzangenadapters bestimmt, mit welchem Messgerät er kompatibel ist. Verbreitet sind Adapter mit BNC-Anschlüssen, da diese in der Strommesstechnik relativ häufig Verwendung finden. So sind die meisten Oszilloskope und professionellen Messsysteme mit dieser Schnittstelle ausgestattet. Es gibt aber auch Stromzangenadapter mit 4-mm-Bananensteckern (für Multimeter oder Amperemeter) oder proprietären Steckern, also herstellerspezifischen Steckertypen. Die Anschlussmöglichkeiten sind ein wichtiges Kriterium im Hinblick auf die Kompatibiltät..
Einteilung nach Material
Des Weiteren können isolierte und nicht isolierte Stromzangenadapter unterschieden werden. Isolierte Modelle bieten Schutz vor elektrischen Schlägen durch spannungsführende Teile, minimieren das Risiko von Kurzschlüssen und sorgen somit für mehr Sicherheit bei der Anwendung. Nicht isolierte Adapter werden meist nur in geschützten Umgebungen, zum Beispiel innerhalb abgeschirmter Prüfaufbauten, oder in Kombination mit anderen Schutzmaßnahmen verwendet. Sie kommen tendenziell seltener und wenn, dann primär für Labormessungen zum Einsatz.
Elektrotechnik
In der Elektrotechnik werden Stromzangenadapter hauptsächlich zur Überprüfung und Wartung elektrischer Anlagen eingesetzt. Sie dienen beispielsweise dazu, Ströme in Schaltanlagen, Verteilerschränken und Trafostationen zu messen, um zu hohe Lasten oder Fehler frühzeitig erkennen zu können. Auch bei der industriellen Instandhaltung spielen sie eine wichtige Rolle, etwa wenn es darum geht, Motorströme, Netzbelastungen und Phasendifferenzen zu messen.
Elektronik
Stromzangenadapter sind wichtige Hilfsmittel bei der Entwicklung, Prüfung und Wartung elektronischer Bauteile. Sie dienen dazu, den Stromverbrauch von Leiterplatten, Sensoren, Mikrocontrollern und integrierten Schaltungen (ICs) zu ermitteln oder zu kontrollieren, und helfen dabei, Leckströme oder unerwünschte Stromflüsse in komplexen Schaltungen zu identifizieren. Dank der kontaktlosen Strommessung ist es möglich, empfindliche Komponenten zu prüfen, ohne deren Funktionalität zu beeinträchtigen.
Gebäudetechnik
In der Gebäudetechnik werden Stromzangenadapter zur Prüfung und Wartung von Elektroinstallationen (Strom-, Beleuchtungs- Aufzugssysteme etc.) verwendet. Sie dienen beispielsweise dazu, die Lastverteilungen in Sicherungskästen, Verteilerschränken oder Kabeltrassen zu analysieren und eventuelle Überlastungen ausfindig zu machen. Darüber hinaus können Stromzangen verwendet werden, um die Effizienz von Photovoltaikanlagen zu überwachen.
Automotive
In der Automobilbranche werden Stromzangenadapter zum Zweck der Fehlersuche und Fehlerdiagnose eingesetzt. Sie ermöglichen Messungen an Bordnetzen, Lichtmaschinen, Batterien und Steuergeräten und helfen beispielsweise dabei, Start- und Ladeprobleme zu identifizieren sowie unerwünschte Kriechströme aufzuspüren. Auch in der Elektromobilität finden Stromzangen Anwendung, etwa zur Messung von Strömen in der Leistungselektronik.
Beim Kauf eines Stromzangenadapters sollten Sie insbesondere auf folgen Punkte achten:
Messbereich
Der Messbereich des Stromzangenadapters muss zur geplanten Anwendung passen. Für niedrige Ströme im Milliampere-Bereich sind Kleinstromzangenadapter erforderlich. In der Gebäudetechnik und Industrie hingegen werden Modelle mit höheren Messbereichen von mehreren hundert Ampere benötigt. Wenn Sie ein möglichst vielseitig einsetzbares Modell suchen, sollten Sie auf einen möglichst weiten Messbereich mit hoher Auflösung achten.
Genauigkeit
Die Messgenauigkeit gibt an, inwieweit die gemessene Stromstärke von der tatsächlichen Stromstärke abweicht. Für Standardanwendungen ist eine Messgenauigkeit von ± 2,5 % normalerweise ausreichend. Wird die Stromzange jedoch beispielsweise im Bereich der Elektronikentwicklung eingesetzt, muss sie in der Lage sein, selbst kleinste Stromflüsse präzise zu erfassen. In dem Fall sollte die Messtoleranz unterhalb von ± 1 % liegen.
Frequenzbereich
Der Frequenzbereich ist ein wichtiger Faktor bei Wechselstrommessungen. Während Gleichstrom (DC) konstant in eine Richtung fließt und somit eine Frequenz von 0 hat, wechselt die Richtung bei Wechselstrom (AC) periodisch. Ein Stromzangenadapter muss in der Lage sein, diese Änderungen korrekt zu erfassen. Aus diesem Grund haben viele Geräte einen spezifischen Frequenzbereich, in dem sie präzise messen. Für typische 50/60-Hz-Netzfrequenzen reichen Standardstromzangen meist aus, werden jedoch hochfrequente AC-Ströme gemessen, wie sie etwa in der Leistungselektronik vorkommen, können nur spezielle Adapter, die mit entsprechend hohen Frequenzen arbeiten, zuverlässige Werte liefern.
Isolation
Sicherheit steht bei der Arbeit mit Strom an erster Stelle. Isolierte Stromzangen schützen vor Stromschlägen und Kurzschlüssen und sind unisolierten daher vorzuziehen.
Für Arbeiten an Hochspannungsanlagen oder in der Energietechnik sollten Modelle mit verstärkter Isolation und entsprechender Sicherheitszertifizierung (z. B. CAT III oder CAT IV) gewählt werden.
Achten Sie bei der Auswahl eines Stromzangenadapters außerdem auf die Kompatibilität zum Messgerät und einen ausreichend großen Öffnungswinkel, denn eine Messung kann grundsätzlich nur durchgeführt werden, wenn der Leiter vom Eisenkern vollständig umschlossen ist. Auch die Qualität muss stimmen. Billige Stromzangen sind häufig minderwertig verarbeitet und entsprechen nicht den geltenden Normen.
Besser ist es auf, auf Zangen zurückzugreifen, die nach Qualitätsstandards hergestellt sind und eine zertifizierte Kalibrierung vorweisen, vor allem wenn sie offiziell als Prüfgeräte eingesetzt werden.
Beachten Sie, dass Sie mit einer Stromzange immer nur Leiter mit einer Ader messen können. Jede Ader erzeugt ein eigenes Magnetfeld. Befinden sich mehrere Adern in einem Kabel, heben sich die unterschiedlichen Magnetfelder gegenseitig auf. Eine induktive Messung ist dann nicht mehr möglich.
Kann ich jeden Stromzangen-Adapter an jedes Messgerät anschließen?
Nein, denn nicht jeder Stromzangen-Adapter ist mit jedem Messgerät kompatibel. Entscheidend ist, dass die Anschlüsse zueinander passen.
Wie beeinflusst die Temperatur die Messgenauigkeit?
Die Temperatur kann die Messgenauigkeit eines Stromzangen-Adapters in mehrerlei Hinsicht beeinflussen. So gibt es elektronische Bauteile (bspw. Hall-Sensoren), die ihre Eigenschaften temperaturabhängig ändern, was zu Messabweichungen führen kann. Es kann auch sein, dass sich die Zangenöffnung und der Magnetkern minimal verformen, was das Magnetfeld und letztlich das Messergebnis beeinflusst. Bei hochpräzisen Messungen im Milliampere-Bereich kann das durchaus relevant sein.
Welche Sicherheitsvorkehrungen muss ich beim Einsatz beachten?
Beim Einsatz eines Stromzangen-Adapters sollten Sie auf folgendes achten:
- Sicherheitskategorie (CAT) beachten: für Messungen in Verteilerschränken oder Industrieanlagen mindestens CAT III oder CAT IV verwenden
- Spannungsführende Teile nicht berühren: Stromzangen messen zwar berührungslos, achten Sie trotzdem darauf, Körperkontakt mit dem Leiter zu vermeiden
- Messbereich nicht überschreiten: Adapter nur innerhalb des angegebenen Maximalstroms nutzen, um Schäden und Messfehler zu vermeiden
- Korrekte Positionierung der Zange: Leitung muss vollständig umschlossen sein
- Kein beschädigtes Gerät verwenden: vor dem Einsatz Kabel, Gehäuse und Anschlüsse auf Defekte prüfen
- Isolierte Adapter für Hochspannungen nutzen: nicht isolierte Adapter sind nur für abgeschirmte oder Niederspannungsbereiche geeignet
Kann ich mit einem Stromzangen-Adapter auch Messungen an Gleichstromleitungen durchführen?
Eine Messung an Gleichstromleitungen ist nicht mit jeder Stromzange möglich. Sie finden Modelle, die ausschließlich AC oder DC messen können, aber auch Geräte, die beides beherrschen (Allstrommesszangen). Eine Zange, die nur über eine Spule verfügt, ist lediglich für Wechselstrom geeignet. Für Gleichstrommessungen muss das Messgerät über Magnetfeldsensoren verfügen.
Was ist ein BNC-Stecker?
BNC steht für Bayonet Neill Concelman (benannt nach den Erfindern Paul Neill und Carl Concelman) und bezeichnet einen Steckertyp, der hauptsächlich im Hochfrequenzbereich verwendet wird. Es handelt sich um einen Bajonett-Anschluss, der einen besonders festen Sitz ermöglicht. Verbaut werden BNC-Stecker in der Regel bei professionellen Messgeräten aus dem gehobenen Preissegment.
Wie groß sollte der Öffnungswinkel einer Stromzange sein?
Der Öffnungswinkel einer Stromzange sollte groß genug sein, um den zu messenden Leiter problemlos zu umfassen. Entscheidend in dem Zusammenhang ist der Durchmesser des Kabels. Folgende Werte können Ihnen eine erste Orientierung geben:
- Kleinstromzangen: ca. 10–20 mm für dünne Drähte und Elektronik
- Standard-Stromzangen: ca. 30–50 mm für typische Kabel in Gebäudetechnik und Werkstatt
- Großstromzangen: über 50 mm für dicke Leiter in Industrie- und Hochstromanwendungen