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如何用示波器测量市电?

大西洋仪器网  2016-12-29 16:42   点击 745

在使用示波器测量市电的过程中,用户经常会产生一些困惑,例如:用示波器测量市电总是跳闸;测量市电为什么一定要将三脚插头的地线掰断才能测;为什么测市电时,输入电压在示波器测量范围内却把示波器烧了呢?

●什么是市电?

我国的市电(居民用电)规格为交流220V@50Hz,供电线路由火线、零线和地线组成,它们的关系如图所示:

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火线(L):也称相线,由发电站或变电站提供,电压220V,人体接触会有危险;

零线(N):为火线提供回路,在发电站或变电站端接地;由于是远端接地,因此在居民楼用户端电位不一定为零,可能带弱电,但相对安全;

地线(E):零电势参考点,在居民楼用户端接大地,零电压,绝对安全。

使用示波器测量市电

※测量准备

在进行市电测量前,应首先确认探头和示波器的电压量程是否满足测量需求。如果标配的探头在×10档位下具备CAT II 300Vrms安全等级,垂直档位最大为10V/格,垂直方向有8格,即最大电压测量范围为80V峰峰值,配合探头×10档,测量最大电压峰峰值为800V,可以测量220V市电;如果垂直档位最大为5V/格,垂直方向有8格,即最大电压测量范围为40V峰峰值,配合探头×10档,测量最大电压峰峰值为400V,不可以测量220V市电。

所以为了达到测量范围,应使用探头×10档位,并且垂直档位打到10V。

※错误的测量方法

普通的示波器没有隔离,外壳金属端与探头的负端(地)均与地线相连,如下图所示,当用示波器直接对零线和火线测量时,就会间接地把零线或火线对地线短路(等效于图中红色虚线),非常危险。因此,示波器是不能直接测量市电的。

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错误的测量方法

※不推荐的测量方法 -浮地测量法

浮地测量法具有一定的危险性,如若操作不当可能引发触电事故,禁止使用。

如下图所示,通过将示波器电源地线人为断开(可以用两芯电源插排供电)或使用隔离变压器的方法对示波器供电,达到断开测量回环的目的,实现“浮地”测量。

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浮地测量的安全隐患:浮地测量时,示波器外壳金属端和探头接地端带有同等电平。当测量市电时,外壳可能带有220V的电压,人体一旦接触到示波器外壳,电流会经过人体流入大地,非常危险!

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※推荐的测量方法 -高压差分探头测量

应用高压差分探头测量市电,火线和零线测试点正反接都没关系,探头内部通过高阻的方式将测量端的地和示波器的地隔离开来,不会造成短路问题,测量方式如下图所示。

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高压差分探头是最佳的推荐方式,安全方便,但价格会比较昂贵。 为了节省开支,有时候采用“A-B”伪差分测量 ,如下图所示:

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采用普通无源探头应用“A-B”法对市电进行测量时,应将两通道探头的负端(地)均接至电源地线,一个通道的探头探针(正端)接零线,另一个通道的探头探针(正端)接火线,则两通道的测量差值即为市电波形。

来源:大西洋仪器网    编辑:韦文臻
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