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2020年09月14日 | 使用高压差分探头的示波器安全测量市电方案
2020-09-14 来源：eefocus
最近犯了一个错误测试操作：
测试场景：直接从市电插座取电接入 3W 非隔离开关电源电路板，使用示波器测试输出电压，此时示波器通过另外一个插座直接从市电取电
测试后果：在将示波器接到输出负极的一瞬间，漏电保护开关跳闸了！！！
经过咨询、分析，才明白自己由于没搞懂“示波器地线与市电的零线、火线还有大地址间的关系”才导致错误的测试操作，该操作不仅会让市电跳闸，还可能会把示波器烧坏！
如下图截取广州致远电子股份有限公司《如何用示波器安全测量市电》，该图表现出火线、零线和地线的关系：
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。
错误的测量方法：
如下图，“普通的示波器与市电没有隔离，外壳金属端与探头的负端（地）均与地线相连，当用示波器直接对零线火线测量时，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）”。
使用示波器测试直接接市电的电路板时，虽然不是直接测试市电，但同样的道理，市电会通过电路板的线路与示波器的地线相连，进而连接到大地的地线 E，同样导致零线或火线对地线短路，非常危险。
而对于这种场景：示波器直接接市电，电路板接 AC Source，此时对电路板进行测量，甚至测量 AC Source 的输出电压却无故障保护出现的情况，是因为 AC Source 本身就是一个隔离电源，其输出的 AC 电源实际上已经跟市电隔离开来，因此示波器地线与其相接时不会产生短路回环，造成故障的出现。
基于上面的错误方法，我们可能会想到将示波器的电源地线人为断开或者使用隔离变压器的方法对示波器供电，达到断开测试环路的目的，但这种方法属于“浮地”测试，同样不予推荐。如下图：
推荐的测量方法：
“A-B 伪差分测量”
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。
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，这是最佳的推荐方式，安全方便，但价格会比较昂贵。
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