• 示波器 

如何用示波器測量市電?

在ZDS2022示波器推廣的過程中,經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:

  • 1、為什么我用示波器測量市電總是跳閘呢?
  • 2、測量市電為什么一定要將三腳插頭的地線掰斷才能測呢?
  • 3、為什么我測市電會把示波器燒了呢?

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?

認知市電

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!

火線、零線和地線

我國的市電(居民用電)規格為交流220V@50Hz,供電線路由火線、零線和地線組成,它們的關系如圖1.1所示。

火線(L):也稱相線,由發電站或變電站提供,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。

圖1 火線、零線和地線的關系
使用示波器測量市電
測量量程確認

在進行市電測量時,應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;垂直檔位最大為10V/格,垂直方向有8格,即最大電壓測量范圍為80V峰峰值,配合探頭×10檔,測量最大電壓峰峰值為800V,可以測量220V市電。

故為了達到測量范圍,應使用探頭×10檔位,并且垂直檔位打到10V。

錯誤的測量方法

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。

圖2 錯誤的測量方法
不推薦的測量方法

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觸電事故,禁止使用。

浮地測量

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,達到斷開測量回環的目的,實現“浮地”測量。

圖3 浮地測量法(不推薦)
浮地測量的安全隱患

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,電流會經過人體流入大地,非常危險!

圖4 浮地測量安全隱患
推薦的測量方法

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。

“A-B”偽差分測量

采用普通無源探頭應用“A-B”法對市電進行測量時,應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。

圖5 推薦的測量方法
高壓差分探頭測量

應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系,探頭內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。

高壓差分探頭是最佳的推薦方式,安全方便,但價格會比較昂貴。

小結

示波器作為一種很重要的測量儀器,我們應該正確、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系,才能正確地連接被測信號,保證安全測量。

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