用ZDS2022如何安全測(cè)量市電？
火線、零線和地線
我國(guó)的市電（居民用電）規(guī)格為交流220V@50Hz，供電線路由火線、零線和地線組成，它們的關(guān)系如圖1.7所示。
（1）火線（L）：也稱相線，由發(fā)電站或變電站提供，電壓220V，人體接觸會(huì)有危險(xiǎn)；
（2）零線（N）：為火線提供回路，在發(fā)電站或變電站端接地；由于是遠(yuǎn)端接地，因此在居民樓用戶端電位不一定為零，可能帶弱電，但相對(duì)安全，
（3）地線（E）：零電勢(shì)參考點(diǎn)，在居民樓用戶端接大地，零電壓，絕對(duì)安全。
圖1.7 火線、零線和地線的關(guān)系
為什么會(huì)跳閘
居民樓用電一般都會(huì)安裝漏電保護(hù)開關(guān)，當(dāng)發(fā)生漏電情況時(shí)就會(huì)切斷供電線路，以保證人身安全。正常時(shí)，火線和零線的電流大小一樣，兩條線產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小相等，方向相反，正好抵消，漏電開關(guān)感應(yīng)器不動(dòng)作；當(dāng)發(fā)生漏電事故時(shí)，則兩條線的磁場(chǎng)不能抵消，漏電開關(guān)感應(yīng)器動(dòng)作，切斷供電線路。一般來說，漏電是因?yàn)橛须娏鞣至鞯酱蟮?，?dǎo)致零線電流變小或?yàn)榱悖ǔＳ幸韵虑闆r：
（1）人體接觸火線；
（2）儀器不當(dāng)操作，導(dǎo)致零線與地線短路；
（3）儀器不當(dāng)操作，導(dǎo)致火線與地線短路。
測(cè)量量程確認(rèn)
由于220V已屬于高壓范圍，用示波器測(cè)量市電時(shí)，除了考慮安全問題外，還必須確認(rèn)示波器的電壓量程是否滿足測(cè)量需求。
ZDS2022示波器標(biāo)配的探頭在×10檔位下，具備CAT II 300Vrms安全等級(jí)；示波器的垂直檔位最大為10V/格，垂直方向有8格，也就是最大電壓測(cè)量范圍為80V峰峰值，配合×10探頭，最大具備800V峰峰值的測(cè)量滿量程，因此是可以測(cè)量220V市電。測(cè)量前，需要確認(rèn)以下準(zhǔn)備工作：
（1）將示波器測(cè)量探頭打到×10檔位；
（2）將示波器的垂直檔位打到10V/div。
錯(cuò)誤的測(cè)量方法
普通的示波器是沒有隔離的，出于安全考慮，示波器的外殼和地線是連接在一起的，示波器測(cè)量探頭的負(fù)端（地）也是和地線連接在一起的，如圖1.8所示，當(dāng)使用示波器直接對(duì)零線和火線測(cè)量時(shí)，就會(huì)通過示波器的測(cè)試回路，間接地把零線或火線對(duì)地線短路（等效于圖中紅色虛線），從而導(dǎo)致發(fā)生以下事故：
（1）短路時(shí)交變大電流信號(hào)通過測(cè)試回路形成的線圈聚集能量發(fā)熱并燒壞探頭或儀器；
（2）燒壞的探頭或帶電的外殼引發(fā)安全事故；
（3）電源跳閘，影響其它設(shè)備正常工作。
圖1.8 錯(cuò)誤的測(cè)量方法
不推薦的測(cè)量方法
斷開地線進(jìn)行測(cè)量（浮地測(cè)量）可以避開回環(huán)短路事故進(jìn)行測(cè)量，下面介紹的方法具有一定的危險(xiǎn)性，如若操作不當(dāng)可能引發(fā)觸電事故，不推薦使用。
1.浮地測(cè)量
如圖1.9所示，通過將示波器的電源地線人為斷開（可以用兩芯電源插排供電）或使用隔離變壓器的方法對(duì)示波器供電，達(dá)到斷開測(cè)量回環(huán)的目的，實(shí)現(xiàn)“浮地”測(cè)量。進(jìn)行“浮地測(cè)量”時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
（1）測(cè)量時(shí)只能使用一個(gè)通道，因?yàn)槎鄠€(gè)通道間的地是共用，測(cè)量多組電壓會(huì)造成短路；
（2）確保示波器金屬外殼不要和大地有直接的接觸，避免間接接地；
（3）探頭的正端要接火線，負(fù)端接零線；若接反不會(huì)影響測(cè)量，但外殼會(huì)帶電，這是相當(dāng)危險(xiǎn)的；
（4）測(cè)量結(jié)束時(shí)不能直接觸摸示波器金屬端，要先放電；外殼接地，把浮地的電荷排除；
（5）始終確保人體和示波器的外殼（金屬端）沒有接觸，安全第一。
關(guān)于火線和零線的識(shí)別，請(qǐng)參考后述的“A-B測(cè)量法”。
圖1.9 浮地測(cè)量法（不推薦）
2.浮地測(cè)量的安全隱患
使用不會(huì)把接地傳送到次級(jí)電路的隔離變壓器，或斷開AC電源地線的方式為示波器供電，都是常用的有風(fēng)險(xiǎn)的示波器浮地測(cè)量方式。
浮地測(cè)量時(shí)，示波器外殼金屬端（如機(jī)箱、外殼、連接器）和探頭參考地（負(fù)端）帶有同等電平，相對(duì)大地浮空，具有一定電壓V1，如圖1.10所示。例如測(cè)量市電，外殼可能帶有220V的電壓，人體一旦不小心接觸到示波器外殼，電流會(huì)經(jīng)過人體流入大地，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的人身傷害，甚至死亡！因此“浮地”測(cè)量是非常危險(xiǎn)的做法，不推薦進(jìn)行此類操作。嚴(yán)重的人身傷害，甚至導(dǎo)致死亡！因此“浮地”測(cè)量是非常危險(xiǎn)的做法，不得進(jìn)行此類操作。
圖1.10 浮地測(cè)量安全隱患
推薦的測(cè)量方法
基于安全角度考慮，測(cè)量市電（或其它高壓）一般推薦以下幾種方式。
（1）使用專用的隔離示波器；
（2）使用高壓差分探頭（圖1.11右）；
（3）使用偽差分測(cè)量，即“A-B”測(cè)量（圖1.11左）。
下面針對(duì)高壓差分探頭測(cè)量法和“A-B” 偽差分測(cè)量法做簡(jiǎn)單介紹。
圖1.11 推薦的測(cè)量方法
1.“A-B”偽差分測(cè)量
事實(shí)上，市電是可以使用普通的無源探頭進(jìn)行安全可靠地測(cè)量的，不過此方法必須使用兩個(gè)通道，將兩通道探頭的負(fù)端（地）均接至電源地線，一個(gè)通道的探頭探針（正端）接零線，另一個(gè)通道的探頭探針（正端）接火線（如圖1.11左所示），則兩通道的測(cè)量差值即為市電波形，打開Math數(shù)學(xué)運(yùn)算對(duì)CH1（VA）和CH2（VB）做減法運(yùn)算即可。測(cè)量時(shí)需要注意以下事項(xiàng)：
（1）確保探頭和示波器量程足夠大；
（2）兩通道的探頭必須使用同種規(guī)格的，使共模抑制比達(dá)到最大，減少測(cè)量誤差；
（3）確保示波器和被測(cè)電源地線良好接大地，否則即為浮地測(cè)試（表現(xiàn)為兩通道的電壓相同相位相反），具有一定的危險(xiǎn)性。
根據(jù)測(cè)量結(jié)果可知，電壓高的通道為火線，電壓低的通道為零線，若零線的電壓很低幾乎為零，則可以單獨(dú)使用火線測(cè)量通道（VA）的結(jié)果進(jìn)行分析。
“A-B”偽差分測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)是成本低，缺點(diǎn)是測(cè)量過程復(fù)雜。
2.高壓差分探頭測(cè)量
高壓差分探頭，是專門用來測(cè)量高壓信號(hào)的，探頭測(cè)量端是差分的，火線和零線測(cè)試點(diǎn)正反接都沒關(guān)系，探頭內(nèi)部通過高阻的方式將測(cè)量端的地和示波器的地隔離開來，可等效為浮地測(cè)量，測(cè)量方式如圖1.11右所示。
高壓差分探頭是最佳的推薦方式，其優(yōu)點(diǎn)是安全方便，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。
