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在示波器使用过程中，有一些工程师在市电测量上的有一些疑惑，大致是以下几个问题： - 1、为什么我用示波器测量市电总是跳闸呢？
- 2、测量市电为什么一定要将三脚插头的地线掰断才能测呢？
- 3、为什么我测市电会把示波器烧了呢？8 N/ J) g8 t5 c- O* E. v
好了，闲话少叙，上干货！今天的主题就是——如何用示波器安全测量市电？ 认知市电
: A1 `5 \/ y5 K! ^了解市电的供电线路及原理，有助于安全用电，安全测量！本文画了几个图，轻松助你测量市电！ 火线、零线和地线6 E& Z0 e9 g; W1 o( X
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1.1所示。 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。 ![]() & j( @; [6 N: X0 z+ V" P3 Z
图1 火线、零线和地线的关系
' H) A1 ~/ A$ F. ?使用示波器测量市电
9 T; j. a1 K5 W z8 n* K测量量程确认
% U g4 Y: f- b, l& a( V/ ^0 {7 W* c在进行市电测量时，应确认探头和示波器的电压量程是否满足测量需求。 如一些示波器，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。 故为了达到测量范围，应使用探头×10档位，并且垂直档位打到10V。 错误的测量方法' k( S7 e6 J- _4 k
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，如图2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。 ![]()
" Q0 R( y' s% Q6 ]) m图2 错误的测量方法
" C7 z! j7 ]4 T" k不推荐的测量方法
, p- l% s7 C& Q( n2 ]: i7 H6 R! q1 p这里介绍的方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。 浮地测量1 _" `% Q4 y- s! z" v
如图3所示，通过将示波器的电源地线人为断开（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。 ![]() 0 B$ T6 E. g) j: c" _9 I4 {
图3 浮地测量法（不推荐）
" ?' {8 q6 L* J$ d浮地测量的安全隐患
# A8 i- G. T/ B' V' w- z8 h$ P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！ ![]() 8 ]7 o- \4 }$ x' k# I% D1 n
图4 浮地测量安全隐患
& j) A/ G1 m# O0 U$ c+ F推荐的测量方法
( u; t3 j' ?6 {# ?9 X- e2 |对普通示波器基于安全角度考虑，使用“A-B”法和高压差分探头对市电测量是非常安全的，下面分别对其进行介绍。 “A-B”伪差分测量
1 o9 A6 U* e) D2 k" V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（如图5左所示），则两通道的测量差值即为市电波形。 ![]() $ f9 u! D$ Y! ]
图5 推荐的测量方法- t- a- W, B3 |5 d/ F
高压差分探头测量! I& K5 a( Y" m) @2 D
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，测量方式如图5右所示。 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。 小结
, V3 S' n7 x7 r, g示波器作为一种很重要的测量仪器，我们应该正确、安全地使用。尤其在测量一些高压信号时，必须弄清各种信号线之间的关系，才能正确地连接被测信号，保证安全测量。 5 b2 G) j9 F8 a: I W* a: O
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发表于 2016-10-9 13:55
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