Uso del osciloscopio de forma segura con la red eléctrica de CA

Sé que ya hay bastantes discusiones sobre este tema, pero como el inglés no es mi primer idioma, pensé que sería mejor obtener más información al respecto.

He utilizado osciloscopios para solucionar problemas electrónicos y medir picos de corriente del motor de CA en el arranque, pero no tengo experiencia en usarlos para medir niveles de alto voltaje y mi experiencia es con antiguos ámbitos analógicos.

Entonces, ahora tengo este nuevo DSO y la clasificación de entrada es de 400V AC pico a pico, ¿entonces puede manejar aproximadamente 140V AC RMS? No es que vaya a ingresar tanto allí.

Como vivo en Europa, la red eléctrica aquí es de 230 V a 50 Hz. No puedo medirlos directamente.

Si configuro la atenuación del alcance y la sonda a 10X, ¿el voltaje es de 23 RMS y es seguro medirlo? Y sí, las sondas están clasificadas para 1kV.

Si eso es cierto, también es seguro medir el voltaje entre dos líneas principales (400 V RMS), ya que el pico a pico sería de aproximadamente 112 voltios.

SEGURIDAD: Cuando mida CA, usaré el osciloscopio de su batería interna o con un transformador de aislamiento (1: 1) para que esté flotando, lo que significa que no hay conexión a tierra. ¿Hay otros problemas de seguridad que no me he dado cuenta?

Debe tener mucho cuidado al medir voltajes en la red eléctrica, especialmente en su país donde los voltajes son absolutamente mortales.

La mejor manera de abordar esto es hacer una caja divisoria resistiva. Este es un divisor de resistencia simple alojado en una caja de proyecto segura no conductiva. Conecte la parte superior e inferior del divisor de resistencia a un cable de línea con un enchufe correctamente polarizado. Luego, lleve la parte inferior del divisor y el grifo central del divisor a postes de unión de 5 vías o conectores banana. También dirija el cable de conexión a tierra del cable de línea a otro conector tipo banana, o de 5 vías, en el gabinete.

Seleccione una relación de divisor de resistencia para obtener un voltaje de salida que sea seguro de tocar y adecuado para el rango de entrada de su osciloscopio. Además, seleccione los valores de resistencia para que tengan una impedancia lo suficientemente baja como para no afectar la precisión de su osciloscopio, pero sean lo suficientemente altos como para no quemar demasiada potencia en la resistencia superior y crear una gran cantidad de calor innecesario.

Como multiplicará todas las lecturas de su alcance por el inverso de esta relación, elija una relación que sea fácil de manipular mentalmente, por ejemplo, 10: 1, 15: 1, 20: 1, pero que aún así proporcione un voltaje seguro al tacto nivel en las tomas de salida. (No es que toque los terminales de salida de manera rutinaria y explícita, sino que ocurren accidentes y resbalones).

Asegúrese de construir esta caja de tal manera y sellarla para que NO exista la posibilidad de tocar accidentalmente el cable caliente. También puede incluir una luz piloto para indicar que la caja está conectada a la red eléctrica. ¡No se puede ser demasiado cuidadoso al jugar con la red eléctrica!

Marque la relación del divisor de resistencia en el exterior de la caja. Multiplique todas sus lecturas de alcance por este factor para obtener el voltaje de línea real.

Acabo de intentar esto. Para estar seguro, verifiqué que el tomacorriente estaba correctamente conectado, por ejemplo, caliente y neutral no están invertidos, sin tierra abierta, sin neutral abierto. También utilicé la misma salida que el alcance está conectado. De esa manera, la conexión a tierra ya está ocurriendo dentro del alcance y se reduce a la posibilidad de un bucle de conexión a tierra. Conecté la pinza al lado caliente (pequeño) del enchufe cuando entra en el tomacorriente. El pequeño espacio crea un bajo riesgo de tocarlo accidentalmente.

En pocas palabras, funcionó, y viví para contarlo. Y tengo fotos para probarlo. La señal se veía limpia, muy pocos armónicos y ruido.

¡Tendería a usar un transformador y estar a salvo! Puede perder algo de ruido en el extremo superior, pero ...

Tenga en cuenta que en Europa la mayoría de los sistemas de red están protegidos por disparos de corriente de fuga; 30 mA es común, algunos son de 100 mA, especialmente cuando los sistemas "con fugas" se disparan regularmente o donde las cargas inductivas son un problema.

Si debe usar un divisor de resistencia a tierra, debe asegurarse de que la corriente pasada no exceda este valor de disparo (habrá fugas de otros dispositivos, por lo que un divisor debe estar muy por debajo del valor de disparo). También tendería a usar múltiples resistencias cerámicas de alambre de alto voltaje que no se descompondrán. El uso de múltiples resistencias en serie protege contra un cortocircuito poco probable dentro de la resistencia. Por lo tanto, si necesita una resistencia de 1M, use 2x 500K en serie, o 2x [2x 1M en serie] en paralelo (para mayor claridad, son cuatro resistencias para crear un valor de resistencia único, a menudo más fácil que intentar igualar los valores E correctos).

(tenga en cuenta que el uso de una combinación de serie / paralelo tiene la ventaja de "suavizar" los valores, especialmente cuando la tolerancia es alta y, por supuesto, los valores varían dentro de la muestra; por supuesto, necesitará conocer un valor preciso para su divisor)

Tenga en cuenta que las resistencias enrolladas pueden introducir inductancias no deseadas

Coloque su divisor en una caja aislada con conectores aprobados, cableado y enchufe de pared.

¡Cuidate!

No tengo mucho tiempo para responder esta pregunta, pero tengo que decir:

POR FAVOR POR FAVOR POR FAVOR

Las tuberías principales de CA son potencialmente mortales : tenga MUCHO cuidado al experimentar con la red.

Recomiendo encarecidamente el uso de una sonda de voltaje diferencial como esta: Sonda de voltaje (existen muchos otros modelos)

Este tipo de equipo está diseñado por profesionales, y no tendrá que experimentar con voltajes mortales cuando intente depurar sus propios circuitos.

Algunas advertencias sobre soluciones de fabricación propia:

• como han señalado otros contribuyentes, flotar el alcance simplemente NO es una opción
• El uso de un divisor de voltaje podría ser una opción, pero solo si realmente comprende las probabilidades de tal diseño. Si se usa incorrectamente (por ejemplo, cuando se conecta directamente una fase al GND del osciloscopio), crea un cortocircuito que, en el mejor de los casos, puede destruir su osciloscopio y, en el peor de los casos, hacerse daño. Por favor, vea esto sobre el arco eléctrico . Y si intenta ver el voltaje en dos fases, tiene la garantía de crear un cortocircuito.
• podría intentar construir su propia sonda de voltaje diferencial. Básicamente, es un amplificador diferencial con R1 = R2, R3 = R4 y R1 >> R3, R2 >> R4. Pero, al comprar uno, obtendrá una sonda mejor diseñada (atenuación más precisa, rechazo de modo común mucho mejor, mayor ancho de banda) y evitará experimentos peligrosos

user36607 has hecho una gran pregunta. Uno que evitará que dañe o destruya su nuevo DSO. Algunos conceptos básicos de entrada de alcance están en orden. Tenga en cuenta que los atenuadores de entrada son los mismos tanto para los ámbitos analógicos como para los DSO de hoy. El amplificador de entrada / A / D y atenuador en el osciloscopio tiene una capacidad de entrada máxima sin importar qué sonda le esté diciendo al osciloscopio que tiene. Todo lo que cambia es cómo el alcance informa los voltajes de entrada. Piense en la sonda como un atenuador adicional por delante del atenuador interno de alcance. El multiplicador de la sonda reduce el voltaje del conector de entrada por el factor en la sonda. 10V en una sonda 10X generará 1V en el conector. Del mismo modo, con una sonda 100X, el voltaje del conector será de 0.1V.

Ahora a su segunda pregunta. Tienes razón sobre el voltaje. El 230V está al otro lado de las líneas, no de las líneas a tierra. La fase se divide (L1 = + 180deg, L2 = -180deg). La mitad del voltaje de cada línea con relación a tierra. Suponiendo que su osciloscopio esté correctamente conectado a tierra, lo que también significa que el anillo exterior de los conectores de entrada también está conectado a tierra (verifique con un DMM). Entonces, lo que ve la entrada al osciloscopio es el voltaje de línea relativo a tierra o 115VRMS (162Vp-p). Luego usa la función MATH para mostrar la diferencia entre las líneas y la viola que tiene la medición de voltaje completo con ancho de banda de alcance completo. Ahora, donde conecta a tierra su sonda de alcance determina si ha creado un bucle de tierra. Lo siento ney sayers, la única forma de crear un bucle de tierra es aislar el terreno de los ámbitos. Ground loop es otro tema para otra pregunta.

user36607 espero que esta teoría ayude para que en el futuro pueda aplicar este proceso de pensamiento para determinar si está realizando una medición de manera segura.

Muchos otros han señalado que debe usar una sonda diferencial adecuada al medir altos voltajes, sin embargo, algo a tener en cuenta si está midiendo línea a línea es que la clasificación de voltaje de modo común de la sonda diferencial es lo suficientemente alta. Puede encontrar sondas diferenciales que son baratas y miden hasta ~ 500 V, pero las más baratas a menudo no pueden tolerar altos voltajes de modo común que puede ver cuando coloca las sondas en línea.