我為什么特別不推薦你剪掉示波器三孔插頭的地？

ID:114320 · 發表于 2016-5-7 22:27

摘要
很多工程師有這樣的一個習慣：新買的示波器，習慣性的把電源插頭的保護地剪掉。每次拜訪看到這種現象，我都說我理解我理解，但我并不推薦。今天把不推薦的原因整理如下文，推薦收藏。

浮地測量

通過將示波器的電源插頭的保護地人為斷開（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，達到斷開測量回環的目的，實現“浮地”測量，如圖1所示。

圖1 示波器電源插頭地線斷開

電源插頭的保護地線可以避免漏電事故的發生或者防止強電對人體產生的危害，如果只有火線和零線，那么當操作人員觸碰到高壓電時，強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，導致發生觸電事故。

圖2 人體觸電

那么將電源插頭的保護地斷開后會有什么樣的影響呢？請看下文。

一、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，主要起到濾波保護的作用，并抑制共模干擾，其屬于安規電容，電容器失效后不會導致電擊，不會危機人身安全。

示波器的金屬殼體（內部屏蔽殼和裸露在外的BNC頭）與電源插頭的保護地接在一起，當電源插頭保護地斷開時，220V電壓經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，當人觸碰到帶電區域時則會發生被針扎一樣的觸電現象，雖不會危機人身安全，但是也屬于危險操作。

圖3 Y電容分壓電路

二、人體電擊危險

從圖4可以看出，將示波器插頭的保護地斷開后，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）。

當人體直接觸碰示波器導電部分時就相當于直接接觸被測高壓模塊，導致高壓電流直接經過人體流入大地，可能導致嚴重的人身傷害，甚至導致死亡！因此“浮地”測量是非常危險的做法，不得進行此類操作。

圖4 浮地測量危害

三、參數測量不準確

如圖4所示，當進行浮地測量時，示波器電源與大地之間會產生很大的的寄生電容和寄生電感。在較高頻率上，斷開電源線的保護地可能并不會斷開接地環路，所以在測量時除了測探頭兩端之間的回路信號，還會加入“虛擬”接地環路的信號，由此發生的振鈴會使信號失真，導致測量數據不準確，如圖5所示。

圖5 振鈴現象

四、示波器和被測電路損壞

高壓情況：由于示波器與真實地之間存在較高的浮地電壓，電荷會積累到示波器的絕緣裝置上，這是一種隱形的危害，會使示波器在以后的使用中發生故障。由于探頭的地是與示波器內部的地相連，也就是和外殼相連，當示波器外殼帶的電荷較多時，會導致燒壞探頭，最終引發一系列事故。

高寄生電容情況：由于高寄生電容的存在，被測器件會有小火花的現象，也可能會損壞被測電路。

總結

通過以上的介紹，浮地測量是一種既不安全，又不準確的高壓測量方式，建議使用高壓差分探頭進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、高壓信號和高壓差分信號。

圖6 高壓差分探頭