很多工程師有這樣的一個(gè)習(xí)慣：當(dāng)要測量高壓信號(hào)時(shí)，習(xí)慣性的把電源插頭的保護(hù)地?cái)嚅_，使用普通無源探頭直接進(jìn)行高壓的浮地測量，結(jié)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(xiàn)象呢?對于浮地測量，你了解多少呢?

浮地測量

通過將示波器的電源插頭的保護(hù)地人為斷開(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(dá)到斷開測量回環(huán)的目的，實(shí)現(xiàn)“浮地”測量，如圖1所示。

圖1示波器電源插頭地線斷開

電源插頭的保護(hù)地線可以避免漏電事故的發(fā)生或者防止強(qiáng)電對人體產(chǎn)生的危害，如果只有火線和零線，那么當(dāng)操作人員觸碰到高壓電時(shí)，強(qiáng)電流將無法通過地線把電流通到地，而是直接通過人體到地，導(dǎo)致發(fā)生觸電事故。

圖2 人體觸電

那么將電源插頭的保護(hù)地?cái)嚅_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和地線，零線和地線的電容，如圖3所示，主要起到濾波保護(hù)的作用，并抑制共模干擾，其屬于安規(guī)電容，電容器失效后不會(huì)導(dǎo)致電擊，不會(huì)危機(jī)人身安全。

示波器的金屬殼體(內(nèi)部屏蔽殼和裸露在外的BNC頭)與電源插頭的保護(hù)地接在一起，當(dāng)電源插頭保護(hù)地?cái)嚅_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(dāng)人觸碰到帶電區(qū)域時(shí)則會(huì)發(fā)生被針扎一樣的觸電現(xiàn)象，雖不會(huì)危機(jī)人身安全，但是也屬于危險(xiǎn)操作。

圖3 Y電容分壓電路

3、人體電擊危險(xiǎn)

從圖4可以看出，將示波器插頭的保護(hù)地?cái)嚅_后，直接使用普通無源探頭與被測高壓模塊相連，也就是示波器金屬殼體(內(nèi)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(fù)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(dāng)人體直接觸碰示波器導(dǎo)電部分時(shí)就相當(dāng)于直接接觸被測高壓模塊，導(dǎo)致高壓電流直接經(jīng)過人體流入大地，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的人身傷害，甚至導(dǎo)致死亡!因此“浮地”測量是非常危險(xiǎn)的做法，不得進(jìn)行此類操作。

圖4浮地測量危害

4、參數(shù)測量不準(zhǔn)確

如圖4所示，當(dāng)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，斷開電源線的保護(hù)地可能并不會(huì)斷開接地環(huán)路，所以在測量時(shí)除了測探頭兩端之間的回路信號(hào)，還會(huì)加入“虛擬”接地環(huán)路的信號(hào)，由此發(fā)生的振鈴會(huì)使信號(hào)失真，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，如圖5所示。

圖5 振鈴現(xiàn)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(nèi)部的地相連，也就是和外殼相連，當(dāng)示波器外殼帶的電荷較多時(shí)，會(huì)導(dǎo)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(xiàn)象，也可能會(huì)損壞被測電路。

通過以上的介紹，浮地測量是一種既不安全，又不準(zhǔn)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(hào)、高壓信號(hào)和高壓差分信號(hào)。

圖6 高壓差分探頭