電力電子測量中的安全

電力電子測量中的平安如何平安使用儀器北京盛盈合泰電子科技有限責任公司邢海濤2021年5月精選ppt測量根底所有電壓測量都是差分測量。差分測量定義為兩點之間的電壓差。電壓測量分成兩類：1.參考地電平測量2.非參考地電平測量(也稱為浮地測量)精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點-結(jié)構(gòu)大多數(shù)臺式示波器使用下面所示的結(jié)構(gòu)：精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點-結(jié)構(gòu)在這種結(jié)構(gòu)中，在進行多通道測量時，所有輸入信號必須有相同的電壓參考，共享的默認參考是“大地〞接地。精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點-信號參考大多數(shù)傳統(tǒng)示波器把“信號參考〞端子連接到保護接地系統(tǒng)上，通常稱為“接地〞。通過這種方式，所有應(yīng)用到示波器的信號或示波器提供的信號都會有一個公共連接點。這個公共連接點通常是示波器機箱，通過AC供電設(shè)備電源線中的第三條線接地，來保持在(或接近)零伏。這意味著每個輸入通道參考點都捆綁在一個接地參考源上。精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點-接地環(huán)路當存在兩個或兩個以上的單獨接地路徑時，將兩個或兩個以上的點捆綁在一起，會出現(xiàn)接地環(huán)路。結(jié)果是一個導(dǎo)體環(huán)路。在存在變化的磁場時，這個環(huán)路會變成變壓器的次級電路，作為短路線圈操作。附近承載非DC電流的任何導(dǎo)體都會產(chǎn)生磁場，激發(fā)變壓器。許多導(dǎo)線、甚至數(shù)字IC輸出引線中的AC線路電壓都會產(chǎn)生這種激發(fā)作用。環(huán)路中循環(huán)的電流會在環(huán)路內(nèi)部任何阻抗中積聚電壓。這樣，在任何給定時點上，接地環(huán)路中的各個點都不會位于相同的AC電位。精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點-接地環(huán)路把示波器探頭地線連接到被測電路上，如果電力“接地到〞接地裝置，那么會產(chǎn)生接地環(huán)路。作用在路徑內(nèi)部阻抗上的循環(huán)電流會導(dǎo)致電壓電位積聚在探頭接地路徑中。這樣，示波器輸入BNC連接器上的“接地〞電位與被測電路中的接地不同〔即“此接地非彼接地〞〕。這種電位差可以是幾微伏，也可以高達幾百毫伏。由于示波器從輸入BNC連接器的外殼上參考測量，因此顯示的波形可能并不表示探頭輸入上的實際信號。隨著被測信號的幅度下降，誤差變得更加明顯。精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點-接地環(huán)路把示波器探頭地線連接到被測電路上，如果電路“接地到〞接地裝置，那么會產(chǎn)生接地環(huán)路。精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點-可帶電池在使用AC線路電源及使用標準三線電源線操作時，帶有接地輸入通道、電池供電的示波器表現(xiàn)出來的局限性與傳統(tǒng)示波器一樣。然而，在使用電池操作時，這些示波器可以進行高達30Vrms的單一平安浮地測量。記住，所有輸入公共參考都捆在一起。〔*此出處來源美國泰克公司資料，可能不適合其他公司的示波器〕精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點-總結(jié)大多數(shù)傳統(tǒng)示波器是參考地電平測量。如果沒有差分前置放大器或外部信號隔離器，這些臺式示波器那么不適合進行浮地測量。當存在兩個或兩個以上的單獨接地路徑時，將兩個或兩個以上的點捆綁在一起，會出現(xiàn)接地環(huán)路。從而產(chǎn)生測量誤差。可使用電池的示波器，在使用電池操作時，可以進行高達30Vrms的單一平安浮地測量。記住，所有輸入公共參考都捆在一起。〔*此出處來源美國泰克公司資料，可能不適合其他公司的示波器〕不應(yīng)該使用傳統(tǒng)無源探頭，直接在參考地電平的示波器上進行浮地測量。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-術(shù)語共模信號：兩個輸入上共同的輸入信號成分(幅度和相位完全相同)。共模范圍：差分放大器可以抑制的共模信號的最大電壓(從接地)。共模抑制比：衡量差分放大器抑制共模信號能力的一個性能指標。由于共模抑制一般會隨著頻率提高而下降，因此通常會指定特定頻率的CMRR。差分模式或差模：差分放大器兩個輸入之間的不同信號。差模信號(VDM)可以表達為：VDM=(V+input)-(V-input)差模信號：兩個輸入之間不同的信號。差分測量：兩點之間的電壓差。差分探頭：為差分應(yīng)用專門設(shè)計的探頭。有源差分探頭在探頭尖端包含一個差分放大器。無源差分探頭與差分放大器一起使用，可以進行校準，精確匹配兩條信號路徑中(包括參考引線)的DC和AC衰減。浮地測量：任何一點都沒有參考地電平(地電位)的差分測量。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-概述常用高壓浮地測量使用隔離輸入示波器測量使用差分探頭測量使用電源隔離裝置測量使用“A-B〞方法測量使用示波器“浮地〞測量小體積小功率隔離變壓器測量精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-隔離通道結(jié)構(gòu)隔離示波器使用下面所示的結(jié)構(gòu)：精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-隔離通道結(jié)構(gòu)隔離通道示波器結(jié)構(gòu)中電壓參考點沒有在儀器內(nèi)部連接在一起。因此，每個輸入的參考點必須連接到一個參考電壓上。獨立浮地隔離輸入仍有寄生電容耦合。這可能會發(fā)生在輸入?yún)⒖键c和環(huán)境之間，及輸入?yún)⒖键c之間。基于這一原因，建議把參考點連接到系統(tǒng)接地或另一個穩(wěn)定電壓上。如果輸入的參考點連接到高速或高壓信號上，那么您應(yīng)該了解寄生電容。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-隔離通道示波器測量說明采用IsolatedChannel輸入結(jié)構(gòu)的示波器，提供了真正的完整的通道和通道、通道和電源線、通道和其它非隔離器件的隔離能力。必須使用專門設(shè)計的探頭。與大多數(shù)傳統(tǒng)示波器使用的探頭不同，這些類型的探頭在BNC連接上是絕緣的，防止發(fā)生觸電危險。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-隔離通道示波器測量優(yōu)點隔離輸入通道示波器為進行浮地測量提供了一種平安可靠的方式。通道到通道隔離和通道到接地隔離的明顯好處是能夠同時觀察參考點不同的多個型號。不增加專用探頭本錢或笨重的電壓隔離器的情況下實現(xiàn)通道到電源線的隔離，消除了信號接地與示波器之間的路徑。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-隔離通道示波器測量缺點隔離輸入通道沒有提供均衡浮地測量。到大地的阻抗在尖端〔+〕端輸入和參考〔-〕輸入之間是不同的。隔離通道的參考(-)輸入不像普通示波器那樣有默認的參考電平，必須把探頭的參考引線連接到DUT的參考點上。沒有接地回路，各種放射的工頻場可能會在示波器讀數(shù)上導(dǎo)致更多的基線噪聲，使用平均采集模式會減輕這種基線噪聲的影響。必須使用特制探頭。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-概述常用高壓浮地測量使用隔離輸入示波器測量使用差分探頭測量使用電源隔離裝置測量使用“A-B〞方法測量使用示波器“浮地〞測量小體積小功率隔離變壓器測量精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-高壓差分探頭結(jié)構(gòu)高壓差分探頭使用下面所示的結(jié)構(gòu)：精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-差分探頭測量說明使用差分探頭可以使大多數(shù)傳統(tǒng)示波器具備浮地測量能力。某些差分探頭是為電壓幅度較低的快速信號設(shè)計的?！蔡┛说腜6246，P6247，P6330等〕某些差分探頭是為電壓幅度較高的慢速信號設(shè)計的?！蔡┛说腜5200A,P5205A,P5210A等〕某些差分探頭是為電壓幅度小的低頻高噪聲信號設(shè)計的〔泰克的ADA400A〕精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-差分探頭測量優(yōu)點為傳統(tǒng)示波器提供一種平安進行浮地測量的方法可以改善測量質(zhì)量，差分探頭提供了均衡測量輸入電容，可以使用任意一條引線平安地探測電路中任何點。在比電壓隔離器更高的頻率上，差分探頭一般CMRR性能更好?？梢匀胬檬静ㄆ鞯亩鄺l通道，同時觀察多個信號，參考不同的電壓。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-差分探頭測量缺點探頭仍有一條到接地的電阻路徑，如果電路對泄漏電流靈敏，差分探頭可能不是最正確解決方案。本錢增加。有些示波器可能要求獨立的電源。有些示波器或探頭可能需要手動調(diào)整增益和偏置。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-概述常用高壓浮地測量使用隔離輸入示波器測量使用差分探頭測量使用電源隔離裝置測量使用“A-B〞方法測量使用示波器“浮地〞測量小體積小功率隔離變壓器測量精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-電壓隔離器測量結(jié)構(gòu)電壓隔離器使用下面所示的結(jié)構(gòu)：精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-電壓隔離器測量結(jié)構(gòu)電壓隔離器常見類型：精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-電壓隔離器測量說明隔離器在浮地輸入與參考地電平手冊之間沒有直接的電器連接。信號通過光學或分路光學/變壓器等手段耦合輸出。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-電壓隔離器測量優(yōu)點為平安浮地測量提供了一種手段。沒有到地的電阻路徑，因此對泄漏電流異常敏感的應(yīng)用是一個很好的選擇。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-電壓隔離器測量缺點增加本錢。必須使用獨立的電源和隔離放大器箱。必須手動設(shè)置增益和偏置。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-概述常用高壓浮地測量使用隔離輸入示波器測量使用差分探頭測量使用電源隔離裝置測量使用“A-B〞方法測量使用示波器“浮地〞測量小體積小功率隔離變壓器測量精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-A-B測量(偽差分測量〕結(jié)構(gòu)A-B測量(偽差分測量〕常見結(jié)構(gòu)：精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-A-B測量(偽差分測量〕說明A-B測量技術(shù)可以使用傳統(tǒng)示波器及無源電壓探頭間接進行浮地測量。一條通道測量“正〞測試點，另一條通道測量“負〞測試點，從第一個測量值中減去第二測量值，去掉兩個測試點的公共電壓，以便觀察不能直接測量的浮地電壓。*注意：示波器通道必須設(shè)置成相同的靈敏度，探頭應(yīng)與示波器配套，可以使得CMRR到達最大。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-A-B測量(偽差分測量〕優(yōu)點幾乎任何示波器和普通探頭都可以簡單地完成這一點。兩個測試點必須參考地電平。在共模信號的幅度與差模信號相同或小于時，且共模信號成分是直流或低頻時，并且信號幅度適中，可以認為A-B測量可以有效消除接地環(huán)路電壓?！惨驗樵诠材ｋ妷捍笥诓钅ｋ妷簳r，A-B測量是從兩個大電壓中提取小的差異?！尘xppt高壓浮地測量技術(shù)-A-B測量(偽差分測量〕缺點任意一個測試點都是浮地的，或如果整個系統(tǒng)都是浮地的，不適用這種方法。進行A-B測量時，要使用兩條示波器通道。由于示波器的垂直通道的動態(tài)范圍限制，所以測量時的共模范圍相當小。一般不到來自參考電平靈敏度設(shè)置的10倍。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-概述常用高壓浮地測量使用隔離輸入示波器測量使用差分探頭測量使用電源隔離裝置測量使用“A-B〞方法測量使用示波器“浮地〞測量小體積小功率隔離變壓器測量精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測量結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)示波器浮地測量常見結(jié)構(gòu)：警告這是一種不平安的，危險的作法，不得進行此類操作！如果不遵守警告，可能會導(dǎo)致嚴重的人身傷害，甚至導(dǎo)致死亡。危險電壓發(fā)生在示波器機箱上。V1可能有幾百伏，甚至更高。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測量說明使用不會把接地傳送到次級電路的隔離變壓器，或通過把示波器的交流市電電源線地線切斷，使傳統(tǒng)示波器浮地的測量方法。是一種常用的有很大風險的示波器浮地測量方法。傳統(tǒng)示波器浮地測量，通過探頭參考引線連接的測試點，同時會把所有可以接觸到的金屬〔機箱、機殼、連接器〕也連接到測試點上。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測量優(yōu)點？？？？？不需要任何額外支出。通過危險的方法消除頻率較低的信號上接地環(huán)路電壓。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測量缺點不管是從示波器上的升壓角度〔對操作人員可能會發(fā)生電擊〕還是示波器變壓器絕緣裝置上積累的電壓，這種測量方案都是非常危險的。即使這種電壓不會立即導(dǎo)致危險，當示波器恢復(fù)正常接地操作時，還有肯發(fā)生意想不到的危險〔點擊和故障〕。所有輸入?yún)⒖枷嗷ミB接在一起，一旦浮地一個輸入?yún)⒖迹休斎雲(yún)⒖级荚谕浑娢簧细〉?。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測量缺點在較高的頻率上，切斷接地可能不會中斷接地環(huán)路，〔電源線供電的儀器在接地線斷開浮地時會表現(xiàn)出大的寄生電容?！痴疋徔赡軙茐母〉販y量。浮地示波器沒有均衡輸入。參考一側(cè)〔探頭上的接地夾〕有一個明顯的到地電容。參考點連接的任何源阻抗將在快速共模跳變中加載，使信號發(fā)生衰減。高寄生電容可能會損壞某些電路?！踩缡静ㄆ鞯牡鼐€連接到逆變電路上橋臂的門控端時，會導(dǎo)致器件開關(guān)變慢，損壞電路，這種故障通常伴隨著工作臺上出現(xiàn)小火花〕精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測量缺點寄生電感和電容導(dǎo)致的振鈴使信號失真，測量無效：精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-概述常用高壓浮地測量使用隔離輸入示波器測量使用差分探頭測量使用電源隔離裝置測量使用“A-B〞方法測量使用示波器“浮地〞測量小體積小功率隔離變壓器測量精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-隔離變壓器測量技術(shù)精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-隔離變壓器測量技術(shù)說明是一種將被測物浮地測量的方法。比較適合功率較小的可以和供電電源別離的電路的浮地測量。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-隔離變壓器測量技術(shù)優(yōu)點投入少。精選ppt高壓浮地測量技術(shù)-隔離變壓器測量技術(shù)缺點由于使用工頻變壓器所以體積大重量大。變壓器次邊會產(chǎn)生意外諧波，可能對被測電路產(chǎn)生不良影響，同時對測量精度有一定的干擾。一般應(yīng)用在小功率設(shè)備的簡單維修精選ppt電力電子測量中的平安-關(guān)注CAT和電壓CAT是IEC定義的測量儀器地的平安等級，它不但規(guī)定了測量儀表的最大額定電壓，還規(guī)定了儀表所使用的環(huán)境，即過壓分類――CATIII比CATII要求更嚴格。測量設(shè)備的絕緣等級如1000VCATII，600VCATII這些平安指標是IEEE非強制的要求，可以由第三方自行或平安機構(gòu)進行獨立測試標定，因此，在測試時注意平安級別和量程范圍是否相符，否那么會造成平安隱患！

精選ppt電力電子測量中的平安-關(guān)注CAT和電壓IEC安裝類別：精選ppt電力電子測量中的平安-關(guān)注CAT和電壓四類：用來對低壓工程中的電壓執(zhí)行測量〔<1000V〕。三類：用來在樓宇系統(tǒng)中執(zhí)行測量。二類：用來在直接連接低壓系