技(ji)術交流

經常(chang)有一線的(de)工程師來(lai)與我們交(jiao)流在市電(dian)測量上的(de)一些疑惑(huò)，大緻是以(yǐ)下幾個問(wèn)題：

1、爲什麽(me)我用示波(bo)器測量市(shì)電總是跳(tiào)閘呢？

2、測量(liàng)市電爲什(shí)麽一定要(yào)将三腳插(chā)頭的地線(xian)掰斷才能(néng)測呢？

3、爲什(shí)麽我測市(shi)電會把示(shì)波器燒了(le)呢？

好了，閑(xián)話少叙，上(shang)幹貨！今天(tian)的主題就(jiù)是——如何用(yong)示波器安(an)全測量市(shì)電？

認知市(shi)電

了解市(shi)電的供電(dian)線路及原(yuan)理，有助于(yu)安全用電(diàn)，安全測量(liàng)！本文畫了(le)幾個圖，輕(qīng)松助你測(cè)量市電！

火(huǒ)線、零線和(he)地線

我國(guó)的市電（居(jū)民用電）規(guī)格爲交流(liu)220V@50Hz，供電線路(lu)由火線、零(ling)線和地線(xiàn)組成，它們(men)的關系如(rú)圖1.1所示。

火(huǒ)線（L）：也稱相(xiang)線，由發電(dian)站或變電(diàn)站提供，電(dian)壓220V，人體接(jiē)觸會有危(wēi)險；

零線（N）：爲(wei)火線提供(gòng)回路，在發(fā)電站或變(bian)電站端接(jiē)地；由于是(shì)遠端接地(dì)，因此在居(ju)民樓用戶(hu)端電位不(bu)一定爲零(ling)，可能帶弱(ruo)電，但相對(dui)安全；

地線(xian)（E）：零電勢參(can)考點，在居(ju)民樓用戶(hu)端接大地(di)，零電壓，絕(jue)對安全。

圖(tu)1 火線、零線(xiàn)和地線的(de)關系

使用(yong)示波器測(cè)量市電

測(cè)量量程确(que)認

在進行(háng)市電測量(liang)時，應确認(ren)探頭和示(shì)波器的電(diàn)壓量程是(shi)否滿足測(cè)量需求。

如(rú)廣州緻遠(yuan)電子的ZDS2022示(shi)波器，标配(pei)的探頭在(zai)×10檔位下具(ju)備CAT II 300Vrms安全等(děng)級；垂直檔(dang)位最大爲(wèi)10V/格，垂直方(fang)向有8格，即(ji)最大電壓(ya)測量範圍(wéi)爲80V峰峰值(zhí)，配合探頭(tóu)×10檔，測量最(zui)大電壓峰(fēng)峰值爲800V，可(kě)以測量220V市(shì)電。

故爲了(le)達到測量(liàng)範圍，應使(shǐ)用探頭×10檔(dàng)位，并且垂(chuí)直檔位打(da)到10V。

錯誤的(de)測量方法(fa)

普通的示(shi)波器沒有(you)隔離，外殼(ké)金屬端與(yǔ)探頭的負(fù)端（地）均與(yu)地線相連(lian)，如圖2所示(shi)，當用示波(bo)器直接對(dui)零線和火(huǒ)線測量時(shí)，就會間接(jie)地把零線(xiàn)或火線對(duì)地線短路(lù)（等效于圖(tú)中紅色虛(xu)線），非常危(wei)險。因此，示(shì)波器是不(bú)能直接測(ce)量市電的(de)。

圖2 錯誤的(de)測量方法(fa)

不推薦的(de)測量方法(fa)

這裏介紹(shao)的方法具(jù)有一定的(de)危險性，如(ru)若操作不(bu)當可能引(yin)發觸電事(shì)故，禁止使(shi)用。

浮地測(ce)量

如圖3所(suǒ)示，通過将(jiang)示波器的(de)電源地線(xiàn)人爲斷開(kai)（可以用兩(liǎng)芯電源插(cha)排供電）或(huo)使用隔離(li)變壓器的(de)方法對示(shi)波器供電(dian)，達到斷開(kai)測量回環(huán)的目的，實(shí)現“浮地”測(ce)量。

圖3 浮地(dì)測量法（不(bu)推薦）

浮地(di)測量的安(an)全隐患

浮(fú)地測量時(shí)，示波器外(wài)殼金屬端(duan)和探頭接(jie)地端帶有(yǒu)同等電平(píng)。當測量市(shì)電時，外殼(ke)可能帶有(yǒu)220V的電壓，人(rén)體一旦接(jie)觸到示波(bo)器外殼，電(diàn)流會經過(guò)人體流入(rù)大地，非常(cháng)危險！

圖4 浮(fu)地測量安(an)全隐患

推(tuī)薦的測量(liang)方法

對普(pǔ)通示波器(qi)基于安全(quan)角度考慮(lǜ)，使用“A-B”法和(he)高壓差分(fen)探頭對市(shi)電測量是(shi)非常安全(quán)的，下面分(fèn)别對其進(jin)行介紹。

“A-B”僞(wei)差分測量(liàng)

采用普通(tōng)無源探頭(tou)應用“A-B”法對(duì)市電進行(hang)測量時，應(ying)将兩通道(dào)探頭的負(fù)端（地）均接(jie)至電源地(dì)線，一個通(tong)道的探頭(tou)探針（正端(duan)）接零線，另(ling)一個通道(dao)的探頭探(tan)針（正端）接(jie)火線（如圖(tu)5左所示），則(ze)兩通道的(de)測量差值(zhí)即爲市電(diàn)波形。

圖5 推(tuī)薦的測量(liàng)方法

高壓(ya)差分探頭(tóu)測量

應用(yòng)高壓差分(fen)探頭測量(liang)市電，火線(xiàn)和零線測(ce)試點正反(fan)接都沒關(guan)系，探頭内(nèi)部通過高(gao)阻的方式(shì)将測量端(duān)的地和示(shi)波器的地(dì)隔離開來(lái)，不會造成(chéng)短路問題(ti)，測量方式(shi)如圖5右所(suo)示。

高壓差(cha)分探頭是(shì)最佳的推(tui)薦方式，安(ān)全方便，但(dan)價格會比(bǐ)較昂貴。

小(xiao)結

示波器(qì)作爲一種(zhong)很重要的(de)測量儀器(qi)，我們應該(gai)正确、安全(quan)地使用。尤(yóu)其在測量(liang)一些高壓(ya)信号時，必(bì)須弄清各(gè)種信号線(xian)之間的關(guan)系，才能正(zhèng)确地連接(jiē)被測信号(hao)，保證安全(quan)測量。