示波器浮地測量的危害

　　很多工程師有這樣的一個習(xí)慣：當(dāng)要測量高壓信號時，習(xí)慣性的把電源插頭的保護(hù)地斷開，使用普通無源探頭直接進(jìn)行高壓的浮地測量，結(jié)果就是“啊，我被電到了!”。是的，你不是被美女“電”到了，你是真的被“電”到了，那到底為什么會產(chǎn)生這種觸電現(xiàn)象呢?對于浮地測量，你了解多少呢?

　　浮地測量

　　通過將示波器的電源插頭的保護(hù)地人為斷開(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(dá)到斷開測量回環(huán)的目的，實現(xiàn)“浮地”測量，如圖1所示。

　　圖1示波器電源插頭地線斷開

　　電源插頭的保護(hù)地線可以避免漏電事故的發(fā)生或者防止強(qiáng)電對人體產(chǎn)生的危害，如果只有火線和零線，那么當(dāng)操作人員觸碰到高壓電時，強(qiáng)電流將無法通過地線把電流通到地，而是直接通過人體到地，導(dǎo)致發(fā)生觸電事故。

　　圖2 人體觸電

　　那么將電源插頭的保護(hù)地斷開后會有什么樣的影響呢?請看下文。

　　1、110V觸電

　　Y電容是跨接在電源的火線和地線，零線和地線的電容，如圖3所示，主要起到濾波保護(hù)的作用，并抑制共模干擾，其屬于安規(guī)電容，電容器失效后不會導(dǎo)致電擊，不會危機(jī)人身安全。

　　示波器的金屬殼體(內(nèi)部屏蔽殼和裸露在外的BNC頭)與電源插頭的保護(hù)地接在一起，當(dāng)電源插頭保護(hù)地斷開時，220V電壓經(jīng)Y電容分壓，中間110V電壓直接加在示波器金屬殼體上，即金屬殼體上存在110V交流電壓，當(dāng)人觸碰到帶電區(qū)域時則會發(fā)生被針扎一樣的觸電現(xiàn)象，雖不會危機(jī)人身安全，但是也屬于危險操作。

　　圖3 Y電容分壓電路

　　3、人體電擊危險

　　從圖4可以看出，將示波器插頭的保護(hù)地斷開后，直接使用普通無源探頭與被測高壓模塊相連，也就是示波器金屬殼體(內(nèi)部屏蔽殼和裸露在外的BNC頭)、探頭接地端和被測高壓模塊負(fù)端在同一電平上，都相對大地浮空，具有一定的高壓V(如圖4所示的浮地電壓V)。

　　當(dāng)人體直接觸碰示波器導(dǎo)電部分時就相當(dāng)于直接接觸被測高壓模塊，導(dǎo)致高壓電流直接經(jīng)過人體流入大地，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的人身傷害，甚至導(dǎo)致死亡!因此“浮地”測量是非常危險的做法，不得進(jìn)行此類操作。

　　圖4浮地測量危害

　　4、參數(shù)測量不準(zhǔn)確

　　如圖4所示，當(dāng)進(jìn)行浮地測量時，示波器電源與大地之間會產(chǎn)生很大的的寄生電容和寄生電感。在較高頻率上，斷開電源線的保護(hù)地可能并不會斷開接地環(huán)路，所以在測量時除了測探頭兩端之間的回路信號，還會加入“虛擬”接地環(huán)路的信號，由此發(fā)生的振鈴會使信號失真，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，如圖5所示。

　　圖5 振鈴現(xiàn)象

　　5、示波器和被測電路損壞

　　高壓情況：由于示波器與真實地之間存在較高的浮地電壓，電荷會積累到示波器的絕緣裝置上，這是一種隱形的危害，會使示波器在以后的使用中發(fā)生故障。由于探頭的地是與示波器內(nèi)部的地相連，也就是和外殼相連，當(dāng)示波器外殼帶的電荷較多時，會導(dǎo)致燒壞探頭，最終引發(fā)一系列事故。

　　高寄生電容情況：由于高寄生電容的存在，被測器件會有小火花的現(xiàn)象，也可能會損壞被測電路。

　　通過以上的介紹，浮地測量是一種既不安全，又不準(zhǔn)確的高壓測量方式，建議使用高壓差分探頭進(jìn)行安全有效的高壓測量。ZP1000D高壓差分探頭最大可測峰值為1300V的高壓電，即高壓帶隔離的作用，可測量差分信號、高壓信號和高壓差分信號。

　　圖6 高壓差分探頭