電力電子測(cè)量中的安全

電力電子測(cè)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(zé)任公司邢海濤2021年5月精選ppt測(cè)量根底所有電壓測(cè)量都是差分測(cè)量。差分測(cè)量定義為兩點(diǎn)之間的電壓差。電壓測(cè)量分成兩類：1.參考地電平測(cè)量2.非參考地電平測(cè)量(也稱為浮地測(cè)量)精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)-結(jié)構(gòu)大多數(shù)臺(tái)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(diǎn)-結(jié)構(gòu)在這種結(jié)構(gòu)中，在進(jìn)行多通道測(cè)量時(shí)，所有輸入信號(hào)必須有相同的電壓參考，共享的默認(rèn)參考是“大地〞接地。精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)-信號(hào)參考大多數(shù)傳統(tǒng)示波器把“信號(hào)參考〞端子連接到保護(hù)接地系統(tǒng)上，通常稱為“接地〞。通過(guò)這種方式，所有應(yīng)用到示波器的信號(hào)或示波器提供的信號(hào)都會(huì)有一個(gè)公共連接點(diǎn)。這個(gè)公共連接點(diǎn)通常是示波器機(jī)箱，通過(guò)AC供電設(shè)備電源線中的第三條線接地，來(lái)保持在(或接近)零伏。這意味著每個(gè)輸入通道參考點(diǎn)都捆綁在一個(gè)接地參考源上。精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)-接地環(huán)路當(dāng)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的單獨(dú)接地路徑時(shí)，將兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)捆綁在一起，會(huì)出現(xiàn)接地環(huán)路。結(jié)果是一個(gè)導(dǎo)體環(huán)路。在存在變化的磁場(chǎng)時(shí)，這個(gè)環(huán)路會(huì)變成變壓器的次級(jí)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(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，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(huì)產(chǎn)生這種激發(fā)作用。環(huán)路中循環(huán)的電流會(huì)在環(huán)路內(nèi)部任何阻抗中積聚電壓。這樣，在任何給定時(shí)點(diǎn)上，接地環(huán)路中的各個(gè)點(diǎn)都不會(huì)位于相同的AC電位。精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)-接地環(huán)路把示波器探頭地線連接到被測(cè)電路上，如果電力“接地到〞接地裝置，那么會(huì)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(huì)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(cè)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(dá)幾百毫伏。由于示波器從輸入BNC連接器的外殼上參考測(cè)量，因此顯示的波形可能并不表示探頭輸入上的實(shí)際信號(hào)。隨著被測(cè)信號(hào)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(diǎn)-接地環(huán)路把示波器探頭地線連接到被測(cè)電路上，如果電路“接地到〞接地裝置，那么會(huì)產(chǎn)生接地環(huán)路。精選ppt傳統(tǒng)示波器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)-可帶電池在使用AC線路電源及使用標(biāo)準(zhǔn)三線電源線操作時(shí)，帶有接地輸入通道、電池供電的示波器表現(xiàn)出來(lái)的局限性與傳統(tǒng)示波器一樣。然而，在使用電池操作時(shí)，這些示波器可以進(jìn)行高達(dá)30Vrms的單一平安浮地測(cè)量。記住，所有輸入公共參考都捆在一起?！?此出處來(lái)源美國(guó)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(diǎn)-總結(jié)大多數(shù)傳統(tǒng)示波器是參考地電平測(cè)量。如果沒(méi)有差分前置放大器或外部信號(hào)隔離器，這些臺(tái)式示波器那么不適合進(jìn)行浮地測(cè)量。當(dāng)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的單獨(dú)接地路徑時(shí)，將兩個(gè)或兩個(gè)以上的點(diǎn)捆綁在一起，會(huì)出現(xiàn)接地環(huán)路。從而產(chǎn)生測(cè)量誤差?？墒褂秒姵氐氖静ㄆ?，在使用電池操作時(shí)，可以進(jìn)行高達(dá)30Vrms的單一平安浮地測(cè)量。記住，所有輸入公共參考都捆在一起?！?此出處來(lái)源美國(guó)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(wú)源探頭，直接在參考地電平的示波器上進(jìn)行浮地測(cè)量。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-術(shù)語(yǔ)共模信號(hào)：兩個(gè)輸入上共同的輸入信號(hào)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(hào)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(hào)能力的一個(gè)性能指標(biāo)。由于共模抑制一般會(huì)隨著頻率提高而下降，因此通常會(huì)指定特定頻率的CMRR。差分模式或差模：差分放大器兩個(gè)輸入之間的不同信號(hào)。差模信號(hào)(VDM)可以表達(dá)為：VDM=(V+input)-(V-input)差模信號(hào)：兩個(gè)輸入之間不同的信號(hào)。差分測(cè)量：兩點(diǎn)之間的電壓差。差分探頭：為差分應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的探頭。有源差分探頭在探頭尖端包含一個(gè)差分放大器。無(wú)源差分探頭與差分放大器一起使用，可以進(jìn)行校準(zhǔn)，精確匹配兩條信號(hào)路徑中(包括參考引線)的DC和AC衰減。浮地測(cè)量：任何一點(diǎn)都沒(méi)有參考地電平(地電位)的差分測(cè)量。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-概述常用高壓浮地測(cè)量使用隔離輸入示波器測(cè)量使用差分探頭測(cè)量使用電源隔離裝置測(cè)量使用“A-B〞方法測(cè)量使用示波器“浮地〞測(cè)量小體積小功率隔離變壓器測(cè)量精選ppt高壓浮地測(cè)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(cè)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(diǎn)沒(méi)有在儀器內(nèi)部連接在一起。因此，每個(gè)輸入的參考點(diǎn)必須連接到一個(gè)參考電壓上。獨(dú)立浮地隔離輸入仍有寄生電容耦合。這可能會(huì)發(fā)生在輸入?yún)⒖键c(diǎn)和環(huán)境之間，及輸入?yún)⒖键c(diǎn)之間?；谶@一原因，建議把參考點(diǎn)連接到系統(tǒng)接地或另一個(gè)穩(wěn)定電壓上。如果輸入的參考點(diǎn)連接到高速或高壓信號(hào)上，那么您應(yīng)該了解寄生電容。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-隔離通道示波器測(cè)量說(shuō)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(jì)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(xiǎn)。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-隔離通道示波器測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)隔離輸入通道示波器為進(jìn)行浮地測(cè)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(shí)觀察參考點(diǎn)不同的多個(gè)型號(hào)。不增加專用探頭本錢或笨重的電壓隔離器的情況下實(shí)現(xiàn)通道到電源線的隔離，消除了信號(hào)接地與示波器之間的路徑。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-隔離通道示波器測(cè)量缺點(diǎn)隔離輸入通道沒(méi)有提供均衡浮地測(cè)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(rèn)的參考電平，必須把探頭的參考引線連接到DUT的參考點(diǎn)上。沒(méi)有接地回路，各種放射的工頻場(chǎng)可能會(huì)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(huì)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(cè)量技術(shù)-概述常用高壓浮地測(cè)量使用隔離輸入示波器測(cè)量使用差分探頭測(cè)量使用電源隔離裝置測(cè)量使用“A-B〞方法測(cè)量使用示波器“浮地〞測(cè)量小體積小功率隔離變壓器測(cè)量精選ppt高壓浮地測(cè)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(cè)量技術(shù)-差分探頭測(cè)量說(shuō)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(cè)量能力。某些差分探頭是為電壓幅度較低的快速信號(hào)設(shè)計(jì)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(hào)設(shè)計(jì)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(hào)設(shè)計(jì)的〔泰克的ADA400A〕精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-差分探頭測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)為傳統(tǒng)示波器提供一種平安進(jìn)行浮地測(cè)量的方法可以改善測(cè)量質(zhì)量，差分探頭提供了均衡測(cè)量輸入電容，可以使用任意一條引線平安地探測(cè)電路中任何點(diǎn)。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(shí)觀察多個(gè)信號(hào)，參考不同的電壓。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-差分探頭測(cè)量缺點(diǎn)探頭仍有一條到接地的電阻路徑，如果電路對(duì)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(dú)立的電源。有些示波器或探頭可能需要手動(dòng)調(diào)整增益和偏置。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-概述常用高壓浮地測(cè)量使用隔離輸入示波器測(cè)量使用差分探頭測(cè)量使用電源隔離裝置測(cè)量使用“A-B〞方法測(cè)量使用示波器“浮地〞測(cè)量小體積小功率隔離變壓器測(cè)量精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-電壓隔離器測(cè)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(cè)量技術(shù)-電壓隔離器測(cè)量結(jié)構(gòu)電壓隔離器常見(jiàn)類型：精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-電壓隔離器測(cè)量說(shuō)明隔離器在浮地輸入與參考地電平手冊(cè)之間沒(méi)有直接的電器連接。信號(hào)通過(guò)光學(xué)或分路光學(xué)/變壓器等手段耦合輸出。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-電壓隔離器測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)為平安浮地測(cè)量提供了一種手段。沒(méi)有到地的電阻路徑，因此對(duì)泄漏電流異常敏感的應(yīng)用是一個(gè)很好的選擇。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-電壓隔離器測(cè)量缺點(diǎn)增加本錢。必須使用獨(dú)立的電源和隔離放大器箱。必須手動(dòng)設(shè)置增益和偏置。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-概述常用高壓浮地測(cè)量使用隔離輸入示波器測(cè)量使用差分探頭測(cè)量使用電源隔離裝置測(cè)量使用“A-B〞方法測(cè)量使用示波器“浮地〞測(cè)量小體積小功率隔離變壓器測(cè)量精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-A-B測(cè)量(偽差分測(cè)量〕結(jié)構(gòu)A-B測(cè)量(偽差分測(cè)量〕常見(jiàn)結(jié)構(gòu)：精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-A-B測(cè)量(偽差分測(cè)量〕說(shuō)明A-B測(cè)量技術(shù)可以使用傳統(tǒng)示波器及無(wú)源電壓探頭間接進(jìn)行浮地測(cè)量。一條通道測(cè)量“正〞測(cè)試點(diǎn)，另一條通道測(cè)量“負(fù)〞測(cè)試點(diǎn)，從第一個(gè)測(cè)量值中減去第二測(cè)量值，去掉兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)的公共電壓，以便觀察不能直接測(cè)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(dá)最大。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-A-B測(cè)量(偽差分測(cè)量〕優(yōu)點(diǎn)幾乎任何示波器和普通探頭都可以簡(jiǎn)單地完成這一點(diǎn)。兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)必須參考地電平。在共模信號(hào)的幅度與差模信號(hào)相同或小于時(shí)，且共模信號(hào)成分是直流或低頻時(shí)，并且信號(hào)幅度適中，可以認(rèn)為A-B測(cè)量可以有效消除接地環(huán)路電壓?！惨?yàn)樵诠材ｋ妷捍笥诓钅ｋ妷簳r(shí)，A-B測(cè)量是從兩個(gè)大電壓中提取小的差異?！尘xppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-A-B測(cè)量(偽差分測(cè)量〕缺點(diǎn)任意一個(gè)測(cè)試點(diǎn)都是浮地的，或如果整個(gè)系統(tǒng)都是浮地的，不適用這種方法。進(jìn)行A-B測(cè)量時(shí)，要使用兩條示波器通道。由于示波器的垂直通道的動(dòng)態(tài)范圍限制，所以測(cè)量時(shí)的共模范圍相當(dāng)小。一般不到來(lái)自參考電平靈敏度設(shè)置的10倍。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-概述常用高壓浮地測(cè)量使用隔離輸入示波器測(cè)量使用差分探頭測(cè)量使用電源隔離裝置測(cè)量使用“A-B〞方法測(cè)量使用示波器“浮地〞測(cè)量小體積小功率隔離變壓器測(cè)量精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測(cè)量結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)示波器浮地測(cè)量常見(jiàn)結(jié)構(gòu)：警告這是一種不平安的，危險(xiǎn)的作法，不得進(jìn)行此類操作！如果不遵守警告，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的人身傷害，甚至導(dǎo)致死亡。危險(xiǎn)電壓發(fā)生在示波器機(jī)箱上。V1可能有幾百伏，甚至更高。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測(cè)量說(shuō)明使用不會(huì)把接地傳送到次級(jí)電路的隔離變壓器，或通過(guò)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(cè)量方法。是一種常用的有很大風(fēng)險(xiǎn)的示波器浮地測(cè)量方法。傳統(tǒng)示波器浮地測(cè)量，通過(guò)探頭參考引線連接的測(cè)試點(diǎn)，同時(shí)會(huì)把所有可以接觸到的金屬〔機(jī)箱、機(jī)殼、連接器〕也連接到測(cè)試點(diǎn)上。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測(cè)量?jī)?yōu)點(diǎn)？？？？？不需要任何額外支出。通過(guò)危險(xiǎn)的方法消除頻率較低的信號(hào)上接地環(huán)路電壓。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測(cè)量缺點(diǎn)不管是從示波器上的升壓角度〔對(duì)操作人員可能會(huì)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(cè)量方案都是非常危險(xiǎn)的。即使這種電壓不會(huì)立即導(dǎo)致危險(xiǎn)，當(dāng)示波器恢復(fù)正常接地操作時(shí)，還有肯發(fā)生意想不到的危險(xiǎn)〔點(diǎn)擊和故障〕。所有輸入?yún)⒖枷嗷ミB接在一起，一旦浮地一個(gè)輸入?yún)⒖?，所有輸入?yún)⒖级荚谕浑娢簧细〉?。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測(cè)量缺點(diǎn)在較高的頻率上，切斷接地可能不會(huì)中斷接地環(huán)路，〔電源線供電的儀器在接地線斷開(kāi)浮地時(shí)會(huì)表現(xiàn)出大的寄生電容?！痴疋徔赡軙?huì)破壞浮地測(cè)量。浮地示波器沒(méi)有均衡輸入。參考一側(cè)〔探頭上的接地夾〕有一個(gè)明顯的到地電容。參考點(diǎn)連接的任何源阻抗將在快速共模跳變中加載，使信號(hào)發(fā)生衰減。高寄生電容可能會(huì)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(shí)，會(huì)導(dǎo)致器件開(kāi)關(guān)變慢，損壞電路，這種故障通常伴隨著工作臺(tái)上出現(xiàn)小火花〕精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-傳統(tǒng)示波器浮地測(cè)量缺點(diǎn)寄生電感和電容導(dǎo)致的振鈴使信號(hào)失真，測(cè)量無(wú)效：精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-概述常用高壓浮地測(cè)量使用隔離輸入示波器測(cè)量使用差分探頭測(cè)量使用電源隔離裝置測(cè)量使用“A-B〞方法測(cè)量使用示波器“浮地〞測(cè)量小體積小功率隔離變壓器測(cè)量精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-隔離變壓器測(cè)量技術(shù)精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-隔離變壓器測(cè)量技術(shù)說(shuō)明是一種將被測(cè)物浮地測(cè)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(cè)量。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-隔離變壓器測(cè)量技術(shù)優(yōu)點(diǎn)投入少。精選ppt高壓浮地測(cè)量技術(shù)-隔離變壓器測(cè)量技術(shù)缺點(diǎn)由于使用工頻變壓器所以體積大重量大。變壓器次邊會(huì)產(chǎn)生意外諧波，可能對(duì)被測(cè)電路產(chǎn)生不良影響，同時(shí)對(duì)測(cè)量精度有一定的干擾。一般應(yīng)用在小功率設(shè)備的簡(jiǎn)單維修精選ppt電力電子測(cè)量中的平安-關(guān)注CAT和電壓CAT是IEC定義的測(cè)量?jī)x器地的平安等級(jí)，它不但規(guī)定了測(cè)量?jī)x表的最大額定電壓，還規(guī)定了儀表所使用的環(huán)境，即過(guò)壓分類――CATIII比CATII要求更嚴(yán)格。測(cè)量設(shè)備的絕緣等級(jí)如1000VCATII，600VCATII這些平安指標(biāo)是IEEE非強(qiáng)制的要求，可以由第三方自行或平安機(jī)構(gòu)進(jìn)行獨(dú)立測(cè)試標(biāo)定，因此，在測(cè)試時(shí)注意平安級(jí)別和量程范圍是否相符，否那么會(huì)造成平安隱患！

精選ppt電力電子測(cè)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(cè)量中的平安-關(guān)注CAT和電壓四類：用來(lái)對(duì)低壓工程中的電壓執(zhí)行測(cè)量〔<1000V〕。三類：用來(lái)在樓宇系統(tǒng)中執(zhí)行測(cè)量。二類：用來(lái)在直接連接低壓系