Utilización segura del osciloscopio con la red de CA

Question

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

He utilizado osciloscopios para solucionar problemas electrónicos y medir picos de corriente alterna del motor en el arranque, pero no tengo experiencia en utilizarlos para medir niveles de alta tensión y mi experiencia es con viejos osciloscopios analógicos.

Así que ahora tengo este nuevo DSO y el valor nominal de entrada es de 400 V de pico a pico de CA, por lo que puede manejar alrededor de 140 V RMS de CA? No es que vaya a introducir tanto.

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

¿Si pongo la atenuación del osciloscopio y la sonda a 10X, la tensión es de 23 RMS y es seguro medirla? Y sí las sondas están clasificadas para 1kV.

Si eso es cierto, ¿también es seguro medir la tensión entre dos líneas principales (400 V RMS), ya que el pico a pico sería de unos 112 voltios?

SEGURIDAD: Cuando esté midiendo CA, utilizaré el osciloscopio con 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 alguna otra cuestión de seguridad de la que no me haya dado cuenta?

Answer 1

Debes tener mucho cuidado al medir las tensiones en la red eléctrica, sobre todo en tu país, donde las tensiones son absolutamente mortales.

La mejor manera de enfocar esto es hacer una caja divisora resistiva. Se trata de un simple divisor de resistencias alojado en una caja de proyecto segura y no conductora. Conecte la parte superior e inferior del divisor de resistencias a un cable de línea con un enchufe correctamente polarizado. A continuación, lleve la parte inferior del divisor y la toma central del divisor a bornes de 5 vías o conectores banana. Conecte también la toma de tierra del cable de línea a otra clavija banana o de 5 vías de la caja.

Seleccione una relación de divisor de resistencia para obtener una tensión de salida que sea segura al tacto y adecuada para el rango de entrada de su osciloscopio. Además, selecciona los valores de las resistencias de modo que tengan una impedancia lo suficientemente baja como para no afectar a la precisión de tu osciloscopio, pero lo suficientemente alta como para no quemar demasiada energía en la resistencia superior y crear una gran cantidad de calor innecesario.

Como multiplicará todas las lecturas del osciloscopio por la inversa de esta relación, elija una relación que sea fácil de manipular mentalmente, por ejemplo 10:1, 15:1, 20:1, pero que proporcione un nivel de tensión seguro de tocar en las tomas de salida. (No es que vayas a tocar los terminales de salida a propósito y de forma rutinaria, pero los accidentes y los despistes ocurren. )

Asegúrese de construir esta caja de tal manera y sellarla para que no haya NINGUNA POSIBILIDAD de tocar accidentalmente el cable caliente. También puede incluir una luz piloto para indicar que la caja está conectada a la red eléctrica. Nunca se es demasiado cuidadoso cuando se juega con la red eléctrica.

Marca la relación del divisor de resistencias en el exterior de la caja. Multiplica todas las lecturas del osciloscopio por este factor para obtener la tensión de línea real.

Answer 2

Acabo de probar esto. Para asegurarme, he comprobado que la toma de corriente está correctamente cableada, es decir, que el neutro y el caliente no están invertidos, que no hay toma de tierra ni neutro abiertos. También he utilizado la misma toma de corriente a la que está conectado el osciloscopio. De esta forma, la conexión a tierra ya se produce dentro del osciloscopio y se reduce la posibilidad de un bucle de tierra. Conecté la pinza al lado caliente (pequeño) del enchufe cuando entra en la toma de corriente. El pequeño espacio crea un bajo riesgo de tocarlo accidentalmente.

En resumen, funcionó y viví para contarlo. Y tengo fotos que lo demuestran. La señal parecía limpia, muy pocos armónicos y ruido.

Answer 3

Yo tendería a usar un transformador y ¡a lo seguro! 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 mediante disparos de corriente de fuga; 30 mA es común, algunos son de 100 mA especialmente donde los sistemas "con fugas" se disparan regularmente o donde las cargas inductivas son un problema.

Si debe utilizar un divisor de resistencia a tierra, debe asegurarse de que la corriente que pasa no supere este valor de disparo (habrá fugas de otros dispositivos, por lo que un divisor debe consumir muy por debajo del valor de disparo). También tendería a utilizar múltiples resistencias cerámicas de alta potencia que no se estropeen. El uso de varias resistencias en serie protege contra un cortocircuito improbable 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 único valor de resistencia - a menudo más fácil que tratar de igualar los valores E correctos).

(tenga en cuenta que el uso de una combinación paralelo/serie 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 exacto para su divisor).

Tenga en cuenta que las resistencias bobinadas pueden introducir inductancias no deseadas.

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

¡Cuídate!

Answer 4

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

POR FAVOR POR FAVOR POR FAVOR

Las redes de CA son potencialmente mortal : be MUCHO cuidado al experimentar con la red.

Me gustaría fuertemente aconsejan utilizar una sonda de tensión diferencial como ésta: Sonda de tensión (existen muchos otros modelos)

Este tipo de equipos están diseñados por profesionales, y no tendrás que experimentar con tensiones mortales cuando intentes depurar tus propios circuitos.

Algunas advertencias sobre las soluciones improvisadas:

• como han señalado otros colaboradores, flotar el ámbito de aplicación es simplemente NO una opción
• el uso de un divisor de tensión podría ser una opción, pero sólo si realmente entiende las probabilidades de tal diseño. Si se utiliza incorrectamente (por ejemplo, cuando se conecta directamente una fase a la GND del osciloscopio), se crea un cortocircuito que puede, en el mejor de los casos, destruir su osciloscopio, y en el peor, hacerse daño. Vea esto sobre arco eléctrico . Y si intentas vigilar la tensión entre dos fases, está garantizado que crearás un cortocircuito.
• podrías intentar construir tu propia sonda de tensión diferencial. Básicamente, se trata de un amplificador diferencial con R1 = R2, R3 = R4 y R1>>R3, R2>>R4. Pero, comprando uno, obtendrá sin duda una sonda mejor diseñada (atenuación más precisa, rechazo de modo común mucho mejor, mayor ancho de banda), y evitará experimentos peligrosos

Answer 5

Muchos otros han señalado que se debe utilizar una sonda diferencial adecuada cuando se miden altas tensiones, sin embargo, algo a tener en cuenta si se mide línea a línea es que la tensión de modo común de la sonda diferencial sea lo suficientemente alta. Puedes encontrar sondas diferenciales baratas que midan hasta ~500V, pero las más baratas a menudo no pueden tolerar las altas tensiones de modo común que puedes ver cuando pones las sondas línea a línea.