示波器浮地測量的危害

　　很多工程師有這樣的一個(gè)習慣：當要測量高壓信號時(shí)，習慣性的把電源插頭的保護地斷開(kāi)，使用普通無(wú)源探頭直接進(jìn)行高壓的浮地測量，結果就是“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(huì )產(chǎn)生這種觸電現象呢?對于浮地測量，你了解多少呢?

　　浮地測量

　　通過(guò)將示波器的電源插頭的保護地人為斷開(kāi)(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(kāi)測量回環(huán)的目的，實(shí)現“浮地”測量，如圖1所示。

　　圖1示波器電源插頭地線(xiàn)斷開(kāi)

　　電源插頭的保護地線(xiàn)可以避免漏電事故的發(fā)生或者防止強電對人體產(chǎn)生的危害，如果只有火線(xiàn)和零線(xiàn)，那么當操作人員觸碰到高壓電時(shí)，強電流將無(wú)法通過(guò)地線(xiàn)把電流通到地，而是直接通過(guò)人體到地，導致發(fā)生觸電事故。

　　圖2 人體觸電

　　那么將電源插頭的保護地斷開(kāi)后會(huì )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(xiàn)和地線(xiàn)，零線(xiàn)和地線(xiàn)的電容，如圖3所示，主要起到濾波保護的作用，并抑制共模干擾，其屬于安規電容，電容器失效后不會(huì )導致電擊，不會(huì )危機人身安全。

　　示波器的金屬殼體(內部屏蔽殼和裸露在外的BNC頭)與電源插頭的保護地接在一起，當電源插頭保護地斷開(kāi)時(shí)，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，當人觸碰到帶電區域時(shí)則會(huì )發(fā)生被針扎一樣的觸電現象，雖不會(huì )危機人身安全，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地斷開(kāi)后，直接使用普通無(wú)源探頭與被測高壓模塊相連，也就是示波器金屬殼體(內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)。

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

　　圖4浮地測量危害

　　4、參數測量不準確

　　如圖4所示，當進(jìn)行浮地測量時(shí)，示波器電源與大地之間會(huì )產(chǎn)生很大的的寄生電容和寄生電感。在較高頻率上，斷開(kāi)電源線(xiàn)的保護地可能并不會(huì )斷開(kāi)接地環(huán)路，所以在測量時(shí)除了測探頭兩端之間的回路信號，還會(huì )加入“虛擬”接地環(huán)路的信號，由此發(fā)生的振鈴會(huì )使信號失真，導致測量數據不準確，如圖5所示。

　　圖5 振鈴現象

　　5、示波器和被測電路損壞

　　高壓情況：由于示波器與真實(shí)地之間存在較高的浮地電壓，電荷會(huì )積累到示波器的絕緣裝置上，這是一種隱形的危害，會(huì )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部的地相連，也就是和外殼相連，當示波器外殼帶的電荷較多時(shí)，會(huì )導致燒壞探頭，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(huì )有小火花的現象，也可能會(huì )損壞被測電路。

　　通過(guò)以上的介紹，浮地測量是一種既不安全，又不準確的高壓測量方式，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