Безопасное использование осциллографа с сетью переменного тока

Я знаю, что уже довольно мало дискуссий на эту тему, но, поскольку английский не является моим родным языком, я думаю, что лучше получить больше информации об этом.

Я использовал осциллографы для устранения проблем с электроникой и измерения скачков тока двигателя переменного тока при запуске, но у меня нет опыта их использования для измерения уровней высокого напряжения, и мой опыт работы со старыми аналоговыми приборами.

Итак, теперь у меня есть этот новый DSO, и входная мощность составляет 400 В от пика до пикового значения переменного тока, так что он может обрабатывать около 140 В переменного тока? Не то, чтобы я собирался внести так много там.

Так как я живу в Европе, сети имеют напряжение 230 В при 50 Гц, я не могу измерить их напрямую.

Если я установлю затухание из прицела и зонда в 10 раз, напряжение будет равно 23 среднеквадратическим, и это безопасно измерить? И да, датчики рассчитаны на 1 кВ.

Если это так, то также безопасно измерять напряжение между двумя главными линиями (среднеквадратичное значение 400 В), поскольку разность между пиками будет около 112 вольт?

БЕЗОПАСНОСТЬ: Когда я измеряю переменный ток, я буду использовать прицел от его внутренней батареи или с изолирующим трансформатором (1: 1), чтобы он был плавающим, что означает отсутствие связи с землей. Есть ли другие проблемы с безопасностью, которые я не осознал?

Вы должны быть очень осторожны при измерении напряжения в сети, особенно в вашей стране, где напряжение абсолютно смертельно.

Лучший способ подойти к этому - сделать резистивный делитель. Это простой резисторный делитель, помещенный в безопасную непроводящую коробку. Подключите верхнюю и нижнюю часть резисторного делителя к сетевому шнуру с правильно поляризованной вилкой. Затем выведите нижнюю часть разделителя и центральный отвод разделителя на 5-контактные клеммы или банановые домкраты. Также проложите провод заземления заземляющего шнура к другому банановому разъему или 5-контактному разъему на корпусе.

Выберите коэффициент делителя резистора, чтобы получить выходное напряжение, безопасное для прикосновения и соответствующее диапазону входного сигнала вашего прицела. Кроме того, выберите значения резистора, чтобы они имели достаточно низкий импеданс, чтобы не влиять на точность вашего прицела, но они достаточно высоки, чтобы вы не сжигали слишком много энергии в верхнем резисторе и не создавали много ненужного нагрева.

Поскольку вы будете умножать все показания своего объема на обратное значение этого отношения, выберите соотношение, которым легко манипулировать мысленно - например, 10: 1, 15: 1, 20: 1 - но все же обеспечивающее безопасное на ощупь напряжение уровень на выходных гнездах. (Не то, чтобы вы аккуратно и регулярно касались выходных клемм, но случаются аварии и ошибки.)

Убедитесь, что вы сконструировали эту коробку таким образом и запечатали ее, чтобы не было случайного прикосновения к горячему проводу. Вы также можете включить контрольную лампу, чтобы указать, что коробка подключена к сети. Вы не можете быть слишком осторожны, когда возитесь с сетью электропитания!

Отметьте коэффициент делителя резистора на внешней стороне коробки. Умножьте все показания вашей области на этот коэффициент, чтобы получить фактическое напряжение в сети.

Я только что попробовал это. Чтобы быть уверенным, я проверил, что розетка была правильно подключена, например, горячий и нейтральный не поменялись местами, нет открытого заземления, нет открытой нейтрали. Я также использовал ту же розетку, как прицел подключен. Таким образом, заземление уже происходит внутри прицела и сводится к возможности контура заземления. Я подключил захват к горячей (маленькой) стороне вилки, когда она входит в розетку. Небольшой разрыв создает низкий риск случайного прикосновения к нему.

В итоге, это сработало, и я жил, чтобы рассказать об этом. И есть фотографии, чтобы доказать это. Сигнал выглядел чистым, очень мало гармоник и шума.

Я хотел бы использовать трансформатор и быть в безопасности! Это может потерять некоторый шум на высоком конце, но ...

Обратите внимание, что в Европе большинство сетевых систем защищены от утечки тока утечки; Обычно 30 мА, некоторые - 100 мА, особенно там, где «негерметичные» системы регулярно отключаются или когда возникают проблемы с индуктивными нагрузками.

Если вы должны использовать резисторный делитель для заземления, вы должны убедиться, что передаваемый ток не превышает это значение отключения (будут утечки из других устройств, поэтому разделитель должен хорошо прорисовываться ниже значения отключения). Я также хотел бы использовать несколько мощных керамических резисторов с большой намоткой, которые не сломаются. Использование нескольких последовательных резисторов защищает от неожиданного короткого замыкания в резисторе. Таким образом, если вам нужен резистор 1M, используйте 2x 500K последовательно или 2x [2x 1M последовательно] параллельно (для ясности, это четыре резистора для создания одного значения резистора - часто проще, чем пытаться сопоставить правильные значения E).

(обратите внимание, что использование комбинации «параллель / серия» имеет преимущество «сглаживания» значений, особенно в тех случаях, когда допуск высок, и, конечно, значения варьируются в пределах выборки - вам, конечно, нужно знать точное значение для вашего делителя)

Обратите внимание, что проволочные резисторы могут вносить нежелательную индуктивность

Установите ваш делитель в изолированном корпусе с утвержденными разъемами, проводкой и розеткой.

Быть безопасным!

У меня не так много времени, чтобы ответить на этот вопрос, но я должен сказать:

ПОЖАЛУЙСТА ПОЖАЛУЙСТА ПОЖАЛУЙСТА

Сеть переменного тока потенциально смертельна : будьте ОЧЕНЬ осторожны при экспериментах с сеткой.

Я настоятельно рекомендую использовать датчик дифференциального напряжения, например, такой: датчик напряжения (существует много других моделей)

Этот вид оборудования разработан профессионалами, и вам не придется экспериментировать со смертельным напряжением при попытке отладки ваших собственных цепей.

Некоторые предупреждения о самодельных решениях:

• как отмечают другие участники, плавающая область просто НЕ вариант
• Использование делителя напряжения может быть вариантом, но только если вы действительно понимаете шансы такого дизайна. При неправильном использовании (например, при прямом подключении фазы к GND прицела) вы создаете короткое замыкание, которое в лучшем случае может разрушить вашу прицел, а в худшем - навредить себе. Пожалуйста, посмотрите это о вспышке дуги . И если вы попытаетесь наблюдать напряжение на двух фазах, вы гарантированно создадите короткое замыкание.
• Вы можете попробовать создать свой собственный датчик дифференциального напряжения. По сути, это дифференциальный усилитель с R1 = R2, R3 = R4 и R1 >> R3, R2 >> R4. Но, купив один, вы, безусловно, получите более качественный датчик (более точное затухание, гораздо лучшее подавление синфазного сигнала, большую пропускную способность), и вы избежите опасных экспериментов.

user36607 Вы задали отличный вопрос. Тот, который будет держать вас от повреждения или уничтожения вашего нового DSO. Некоторые основы ввода области действия в порядке. Помните, что входные аттенюаторы одинаковы как для аналоговых областей, так и для современных DSO. Входной усилитель / аналого-цифровой и аттенюатор в прицеле имеет максимальную возможность ввода независимо от того, какой зонд вы говорите, у вас есть прицел. Все, что меняется, это то, как область сообщает о входных напряжениях. Думайте о зонде как о дополнительном аттенюаторе перед внутренним аттенюатором областей. Умножитель зонда уменьшает напряжение входного разъема на коэффициент на зонде. 10 В на датчике 10X будет генерировать 1 В на разъеме. Аналогично, при 100-кратном измерении напряжение на соединителе составит 0,1 В.

Теперь к вашему второму вопросу. Вы правы насчет напряжения. 230 В поперек линий, а не от линий к земле. Фаза разделена (L1 = + 180 градусов, L2 = -180 градусов). Половина напряжения в каждой линии относительно земли. Предполагая, что ваш прицел правильно заземлен, это также означает, что внешнее кольцо входных разъемов также заземлено (проверьте с помощью цифрового мультиметра). Таким образом, то, что видит вход в область, является линейным напряжением относительно земли или 115VRMS (162Vp-p). Затем вы используете функцию MATH, чтобы показать разницу между линиями и альтом, у вас есть полное измерение напряжения с полной полосой пропускания. Теперь, где вы заземлите свой зонд области, определяет, создали ли вы контур заземления. Извините, ноеры говорят, что единственный способ создания контура заземления - это изолировать область заземления. Контур заземления - это еще одна тема для другого вопроса.

user36607 надеюсь, что эта теория поможет, чтобы в будущем вы могли применить этот мыслительный процесс, чтобы определить, безопасно ли вы проводите измерение.

Многие другие утверждают, что при измерении высоких напряжений следует использовать надлежащий дифференциальный пробник, однако следует обратить внимание на то, что при линейном измерении номинальное напряжение синфазного сигнала дифференциального пробника достаточно высокое. Вы можете найти дифференциальные датчики, которые дешевы и измеряют напряжение до ~ 500 В, но более дешевые датчики часто не могут выдерживать высокие синфазные напряжения, которые вы можете увидеть, когда вы помещаете датчики в линию.