示波器接地良好,反而容易炸机?

这天隔壁桌同事王工正在用示波器测试板子,板子上电之后,示波器的探头炸了!

原来他正在用示波器探头测量市电整流后的310V电压,电源线是3芯带接地的电源线,而实验室的插座都是已经良好接地的。

 

示波器本来用的是2芯(去掉接地插片)的电源线。

 

普通国标插头的最上面一个插片是接地线,是接大地的,而市电的零线实际上在发电厂端也是接大地的。可以认为3芯插头最上面的接地插片是和零线等同的,实际可能会根据不同负荷有3-10几伏的电压差。

原理分析

 

下图简单画了个同事用示波器测量板子的示意图。

 

 

 

那么示波器按图中接入待测电路的后,发生了什么呢?

 

因为3芯电源线最上面的插片是接零线的,当探头接入待测电路后,交流电的正半周时,电流流向如下图:

 

 

 

 

上图,交流电正半周时,电流流向无异常,市电通过示波器的接地探头回流到零线,接下来再看看,交流电的负半周时电流流向,如下图:

 

 

 

 

因为3芯电源线最上面的插片是同零线等电位的,可以据此画出上图的交流电负半周的电流流向,可以看出,市电火零线被短路了,火零线之间只有一个二极管的阻抗。再加上王工的这块板子上的保险管被焊锡丝给短接了,所以出现了上面说的炸机现象。

如何避免

 

为了避免这个问题,我们可以用隔离变压器供电,或者将电源线的接地线给拔掉,但这样做可能会有以下问题,示波器的金属部分一般都是和3芯线接地线相连的,当你把3芯线的接地插片给断开后,如下图:

 

 

 

 

因为接地的断开,两个Y电容的中点会带有110V的电压,因此当人触摸到示波器的金属部分会有瞬间被放电的感觉。

 

最好的方法是使用高压差分探头,前提是不差钱。而且上电测量前,如果不了解电路的话,最好用万用表测量下待测电路的地和示波器探头的地之间有没有电压差,如果测量结果不为零,则不能用示波器的地线直接夹在待测电路板上的地。

 

而且如果这样做的话,触摸到示波器的金属部分会有触电风险,因为示波器的地线夹和示波器的金属部分是相连的,一旦地线夹夹在待测电路板上的热地,示波器的金属部分同样会带电。

 

 

 

 

 

总结

交流电源的零线是在变电所接地的,示波器探头的GND是通过大地连接到远端变电所的零线。此时被测设备如果没有用隔离变压器隔离,那么电流会通过示波器探头GND流向大地,造成板子或者示波器的损坏。

最简单的方法大概就是2芯电源线,这样就不会烧板子或者示波器了。

发布于 2021-10-07 18:14
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9 条评论
 
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木村·星辰
发生故障的原因是示波器的地根本没夹在地上,这种使用方法就是错误的,正确的做法是用一个双通道示波器测量。你可以用一个隔离变压器解决问题,但是这种奇技淫巧总会在以后的某个场景中带来故障。最关键的是,这种脚痛砍脚的思维就有问题,不改进测量方法扩大适用范围,而是把方法会出现问题的部分砍了。你文章里也提到了,这种方法会让示波器或被测电路中的一方失去正确的地电平,测个电源可能没事,能保证其他电路不因此受影响吗?
2021-10-09
木村·星辰
比如你的被测电路有两个量,分别叫A和B,你想测量A和B之间的差值。
错误做法:用一个单通道示波器,测量探头夹在A上,接地探头夹在B上,测出差值。这么做确实会有危险。单通道示波器的接地探头必须夹在被测电路的地上。
正确做法:使用一台双通道示波器,接地探头夹在被测电路的地上,探头1夹在A上,探头2夹在B上,使用示波器的差值功能测出A和B的差值。
07-03
乱世煮酒论天下
[思考][思考][思考]
09-10
为什么要真实姓名
如果是台式电脑和电饭锅用的那种缺角长方形头子的电源线,还有一个问题,不同电源线厂家,接法有时候不一样。比如头子对自己,顶部是接地,但是左右两孔,有些是火零,有些是零火。我见过一个人被这种情况折腾过。
2021-10-08
阿尔卑斯洪金宝
火钳刘明[赞同]
05-26
yw mei
 
隔离变压器是玩这个的法定标准
2021-10-11
卧龙凤雏
隔离变压器,
是示波器电源线接隔离变压器;还是待测机器的电源线插头接隔离变压器;
若是都接隔离变压器是不是更好?
2021-10-08
LX2017
 
示波器测量这种热地信号,标准做法是使用隔离差分探头。但这种插头相对较贵,大部分示波器不配。
把示波器连隔离变压器,就是把示波器给架起来了,示波器本身没事,但测强电或者热地时外壳就不要摸了,所以这办法实际上有风险。
posted @ 2023-11-01 17:23  Raspberryhulu  阅读(111)  评论(0编辑  收藏  举报