一位客戶咨詢,他正在用示波器測試板子,板子一上電,示波器的探頭就炸了,“怎么會炸呢?”,板子顯然沒問題啊?
經過簡單詢問,他正在用示波器探頭測量市電整流后的310V電壓。他看到示波器的電源線是帶接地的三芯電源線。據了解,示波器原有的兩芯電源線(取下接地插頭)被他人拿走,王工隨意拔出旁邊溫度計的三芯電源線,將其連接到示波器上。實驗室的插座接地良好,導致了剛才的炸雞事件。
下一個問題是,為什么用3芯帶接地的電源線(如下圖所示)會爆炸?
示波器最初使用2芯電源線(取下接地插頭)。普通國家標準插頭的頂部插頭是接地線,與地面相連,而市政電力的零線實際上與發電廠末端的地面相連。可以認為,3芯插頭頂部的接地插頭與零線相同。事實上,根據不同的負載,可能存在3-10伏以上的電壓差。
二、原理分析
下面簡單地畫了一個同事用示波器測量板子的示意圖。
那示波器按照圖中接入待測電路后發生了什么?
由于3芯電源線上方的插片連接到零線,當探頭連接到待測電路時,交流電流流向如下圖所示:
在上圖中,當交流電流為半周時,電流流向沒有異常。市電通過示波器的接地探頭返回到零線。接下來,讓我們來看看交流電流在負半周時的流向,如下圖所示:
由于3芯電源線頂部的插片具有與零線相同的電位,因此可以在上圖中繪制交流電負半周的電流流。可以看出,市政電火零線短路,火零線之間只有一個二極管阻抗。此外,板上的保險管由焊絲短路,因此出現了上述爆炸現象。
怎樣避免呢?
為了避免這個問題,我們可以使用隔離變壓器供電,或者拔掉電源線的接地線,但可能會出現以下問題。示波器的金屬部分通常與3芯線的接地線連接。斷開3芯線的接地插頭后,如下圖所示:
由于接地斷開,兩個Y電容器的中點將具有110V電壓,因此當人們觸摸示波器的金屬部分時,會有瞬間放電的感覺。
最好的方法是使用高壓差分探頭,前提是它不需要錢。此外,在通電測量之前,如果您不了解電路,最好使用萬用表測量待測電路的地面與示波器探頭的地面之間是否存在電壓差。如果測量結果不為零,則不能直接將示波器的地線夾在待測電路板上的地面上。
此外,如果這樣做,觸摸示波器的金屬部分將有觸電風險,因為示波器的接地線夾與示波器的金屬部分相連。一旦接地線夾夾在待測電路板上的熱地上,示波器的金屬部分也將充電。
四、總結
交流電源的零線接地為變電站,示波探頭的GND通過地面連接到遠程變電站的零線。此時,如果被測設備未被隔離變壓器隔離,電流將通過示波探頭的GND流向地面,導致板或示波器損壞。
最簡單的方法大概是2芯電源線,這樣就不會燒板或示波器了。
審核編輯黃宇
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示波器探頭
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