在ZDS2022示波器推廣的過程中,經(jīng)常有一線的工程師來與我們交流在市電測量上的一些疑惑,大致是以下幾個問題:
好了,閑話少敘,上干貨!今天的主題就是——如何用示波器安全測量市電?
了解市電的供電線路及原理,有助于安全用電,安全測量!本文畫了幾個圖,輕松助你測量市電!
我國的市電(居民用電)規(guī)格為交流220V@50Hz,供電線路由火線、零線和地線組成,它們的關(guān)系如圖1.1所示。
火線(L):也稱相線,由發(fā)電站或變電站提供,電壓220V,人體接觸會有危險;
零線(N):為火線提供回路,在發(fā)電站或變電站端接地;由于是遠端接地,因此在居民樓用戶端電位不一定為零,可能帶弱電,但相對安全;
地線(E):零電勢參考點,在居民樓用戶端接大地,零電壓,絕對安全。
在進行市電測量時,應(yīng)確認探頭和示波器的電壓量程是否滿足測量需求。
如廣州致遠電子的ZDS2022示波器,標配的探頭在×10檔位下具備CAT II 300Vrms安全等級;垂直檔位較大為10V/格,垂直方向有8格,即較大電壓測量范圍為80V峰峰值,配合探頭×10檔,測量較大電壓峰峰值為800V,可以測量220V市電。
故為了達到測量范圍,應(yīng)使用探頭×10檔位,并且垂直檔位打到10V。
普通的示波器沒有隔離,外殼金屬端與探頭的負端(地)均與地線相連,如圖2所示,當用示波器直接對零線和火線測量時,就會間接地把零線或火線對地線短路(等效于圖中紅色虛線),非常危險。因此,示波器是不能直接測量市電的。
這里介紹的方法具有一定的危險性,如若操作不當可能引發(fā)觸電事故,禁止使用。
如圖3所示,通過將示波器的電源地線人為斷開(可以用兩芯電源插排供電)或使用隔離變壓器的方法對示波器供電,達到斷開測量回環(huán)的目的,實現(xiàn)“浮地”測量。
浮地測量時,示波器外殼金屬端和探頭接地端帶有同等電平。當測量市電時,外殼可能帶有220V的電壓,人體一旦接觸到示波器外殼,電流會經(jīng)過人體流入大地,非常危險!
對普通示波器基于安全角度考慮,使用“A-B”法和高壓差分探頭對市電測量是非常安全的,下面分別對其進行介紹。
采用普通無源探頭應(yīng)用“A-B”法對市電進行測量時,應(yīng)將兩通道探頭的負端(地)均接至電源地線,一個通道的探頭探針(正端)接零線,另一個通道的探頭探針(正端)接火線(如圖5左所示),則兩通道的測量差值即為市電波形。
應(yīng)用高壓差分探頭測量市電,火線和零線測試點正反接都沒關(guān)系,探頭內(nèi)部通過高阻的方式將測量端的地和示波器的地隔離開來,不會造成短路問題,測量方式如圖5右所示。
高壓差分探頭是較佳的推薦方式,安全方便,但價格會比較昂貴。
示波器作為一種很重要的測量儀器,我們應(yīng)該正確、安全地使用。尤其在測量一些高壓信號時,必須弄清各種信號線之間的關(guān)系,才能正確地連接被測信號,保證安全測量。