[求助]用示波器测非隔离220V市电电路时，发生设备事故。...

MCU963 · 发表于 2012-11-24 22:48:01

　　我在用DSO-5200A USB示波器测试非隔离的220V AC电路时，发生设备及电脑损坏。我是按照厂商给的“示波器测试非隔离通道”文档中的所说的方法之一进行的，也就是“ 使用仅电池供电的笔记本电脑连接示波器进行测试”，如图示：

　　我预先把笔记本电脑的AC电源拔除，并把上面连接的所有设备（除了示波器USB连接以及网络线）都去掉，照理说电脑与AC系统是隔离的，但是我在测试时，还是发生了设备、电脑损坏。
　　我查看了损毁情况，发现电脑的USB口一个5V供电的电容爆掉，示波器USB口方面也有个电容爆掉，还有两个芝麻小的IC爆掉。
　　我在纳闷，照理PC方面已经与AC隔离，为什么还是会出现这种情况？网络线与AC系统应该也是隔离的吧？如果说是AC通过网线连接形成破坏回路的，但实际情况是无线路由器及光猫并没有损坏。
　　在示波器输入量程方面我选择了×10倍，并量程为10v/div，照理也不会过压的吧。而且测试点上我用万用表测过，AC电压才 0.06V左右。我的示波器输入极限参数为30Vpp。
　　我在示波器测试，特别是对强电测试方面不是怎么老练。我想知道这这次事故的破坏机理是怎样的。
　　电路测试点（ＣＳ　vs.　ＧＮＤ）间的Ｐ－Ｐ电压瞬间是否很大？是否由此引发击穿而使电路短路，进而损坏设备和电脑？如果我用100:1的探头进行上述测量，是不是就没有问题了呢？

　　我要知道的是，到底是市电火线的串入引起的，还是输入口电压过大引起的。之所以这么问，是因为若是后者的话，即使当初被测电路使用了隔离变压器，结果还是要发生设备事故的；若是前者，使用隔离变压器就不会产生问题了。我知道了故障的机理，对今后的测量就能心中有数，否则的话，还是存在潜在的危险。
　　请各位高手指点一二，今后我在测试非隔离系统时应该注意些什么，怎样避免设备损毁。
　　谢谢大家！

XIE2099 · 发表于 2012-11-24 22:51:11

拔掉示波器的接地线

qidaimengxing · 发表于 2012-11-24 23:04:08

我一般都是不接地线。等高人给更好的方案。

leezee · 发表于 2012-11-24 23:04:31

网线悲剧了

zheng7910 · 发表于 2012-11-24 23:07:02

会不会是静电放电损坏的

cock · 发表于 2012-11-25 00:17:40

懒死！这么小的功率，为何不在中间加隔离变压器？

cock · 发表于 2012-11-25 00:19:02

你的桌子是金属的，电脑壳也是金属的，应该就这么简单。

aozima · 发表于 2012-11-25 01:16:54

即使笔记是电池供电了，那些露在外面的接口呢？不小心摸到USB口或鼠标漏电？
人命不值钱么？

asdf1776 · 发表于 2012-11-25 01:21:32

XIE2099 发表于 2012-11-24 22:51
拔掉示波器的接地线

他用的是USB示波器

luld · 发表于 2012-11-25 03:23:45

被测设备加隔离变，这是最基本的了

wy2000 · 发表于 2012-11-25 09:49:32

luld 发表于 2012-11-25 03:23
被测设备加隔离变，这是最基本的了

这是最简单的方法了。可惜楼主不用

hgjdwx · 发表于 2012-11-25 10:02:22

光纤引起

ywl0409 · 发表于 2012-11-25 10:10:05

看你的电路图，高压DC侧的地没接错吧

wuyya · 发表于 2012-11-25 10:18:11

leezee 发表于 2012-11-24 23:04
网线悲剧了

同意！

ggyyll8683 · 发表于 2012-11-25 10:23:24

网线肯定有影响，我做过实验

，还有就是被测设备应该用隔变

823032003 · 发表于 2012-11-25 10:30:09

wuyya 发表于 2012-11-25 10:18 同意！

网线不是隔离的吗？

MCU963 · 发表于 2012-11-25 11:29:05

各位，我已经说过了，网络系统我查过了，没有什么故障。路由器、光猫现在还健在。
另外，如果是输入电压过高造成的，也就是说故障是由于输入电压引入的，即使使用了隔离变压器那还是会损坏的。
我想知道的是故障路径，有哪位高人能给我个回路图示么？
谢谢！

jt6245 · 发表于 2012-11-25 11:36:45

网线不是隔离的吗？我覺得不關网线,也不關沒加隔变.(正確应该用隔变的)
LZ测CS pin AC电压,有沒有檢查CS pin DC電壓?
Or 檢查 drain to CS 短路? 电压可高到幾百伏.

luld · 发表于 2012-11-25 12:54:56

MCU963 发表于 2012-11-25 11:29
各位，我已经说过了，网络系统我查过了，没有什么故障。路由器、光猫现在还健在。
另外，如果是输入电压过 ...

应该不会是输入电压过高的问题，输入电压过高肯定先烧掉信号输入端，和USB有啥关系啊。测试这种东西就算示波器完全隔离了也还是加个隔离变比较保险，至少对人来说相对安全

cocom · 发表于 2012-11-25 13:36:02

就是网络线的问题。
你接入的AC电源的火线经被测电路的地线，USB示波器的地线，通过USB接口，串到笔记本网口，最后你的设备就死了。
其实只要除去网线或加隔扇电源供电，就不会出问题，但没有常识害了你。
调试有市电供电的电路，最好加入隔离电源供电，否则有人身危险的，如果你是因公做这件事，它们有可能会损失一大笔钱的，你么有可能GAME OVER, 还是人的安全最重要。
一般地，调试此类设备，要求：
AC供电=>隔离电源=>漏电保护器=>被调设备

undead · 发表于 2012-11-25 14:04:04

～我觉得是那个usb示波器问题，或许做得不好导致首先示波器电路损坏，导致前端高压传入后级usb端口，导致电脑usb损坏。

ziruo2002ab · 发表于 2012-11-25 16:00:30

会不会是笔记本不小心接地了
比如放在导电的东西上面

AWEN2000 · 发表于 2012-11-25 16:30:09

要求隔离变压器的

MCU963 · 发表于 2012-11-25 16:36:13

cocom 发表于 2012-11-25 13:36
就是网络线的问题。
你接入的AC电源的火线经被测电路的地线，USB示波器的地线，通过USB接口，串到笔记本网 ...

但是，我的网络设备没有损坏啊，路由器、光猫都没坏啊！网络接口有隔离变压器的吧？即使被测电路的GND、示波器的GND、电脑的GND、路由器的GND、光猫的GND都接一起的，如果被测电路GND接火线，路由器、光猫的GND接零线，最终的结果也只是GND线路因短路而烧毁，而沿线元件因不在这个回路里，不会烧毁啊！
若被测电路GND接火线，造成USB口电容损坏必须是经由电容再回市电零线才能形成破坏结果，那怎样回市电零线的呢？

MCU963 · 发表于 2012-11-25 16:47:47

本帖最后由 MCU963 于 2012-11-25 17:12 编辑

undead 发表于 2012-11-25 14:04
～我觉得是那个usb示波器问题，或许做得不好导致首先示波器电路损坏，导致前端高压传入后级usb端口，导致 ...

首先谢谢您的回答！

目前就两个路径：一个是通过信号输入端，另一个是通过GND端与外电路的市电造成回路。您说的是前者。

示波器输入端的耐受电压的确不高，只有35Vpp。被测电路CS与GND两端的瞬间尖峰电压理应是市电整流后的电压，足有300V左右吧？如果正好是IC内部的MOSFET由导通变关断之时，尽管开关变压器初级L1回路有续流二极管D7存在，但还是有可能使CS对GND电压倍增的，达到600V左右是吧？如果真是这样的话，估计这次的坏过程的确是通过输入引入的！

我的确是疏忽大意了啊，只想到与市电隔离和CS vs. GND“电压比较小，其实用万用表测得的电压只是个平均值。

geniuskim · 发表于 2012-11-25 18:42:18

很有可能是一些意外

在测试的时候，很难确保一定不碰到高压。
手一抖就碰到了。

这种场合不太适合使用虚拟示波器。
手持的反而合适一些

hgjdwx · 发表于 2012-11-25 19:51:40

MCU963 发表于 2012-11-25 16:36
但是，我的网络设备没有损坏啊，路由器、光猫都没坏啊！网络接口有隔离变压器的吧？即使被测电路的GND、 ...

光猫没坏不能说明损害电流没有经过光猫，这种损害的最终结果（具体的烧毁元件）不是绝对不变的，就是你用同样的配置再重测一次，烧毁的不一定还是那几个元件。从你的图看只有网线可能不是隔离的。

MCU963 · 发表于 2012-11-25 21:37:34

本帖最后由 MCU963 于 2012-11-25 21:45 编辑

hgjdwx 发表于 2012-11-25 19:51
光猫没坏不能说明损害电流没有经过光猫，这种损害的最终结果（具体的烧毁元件）不是绝对不变的，就是你用 ...

问题就在这里────网线没有拔掉！多出来一个因素，所以我对故障的机理有些吃不准。但有一点肯定，我检查电脑主板USB电源通道，沿路只损坏一个16V耐压的钽电容（示波器USB口也有个钽电容牺牲），此外的一些元件，比如说USB供电开关MosFET等均没什么问题，该通道的一些小贴片电容也基本没故障；USB 两DATA线的保险电阻没有牺牲。但我检查3.3V、5V供电通道（USB 5V是用MosFET开关与其隔离的，上面说了，没坏），对地有短路（特别是3.3V），初步查下来，估计是南桥内部，接下来没细查下去，因为要我焊下南桥没有适当的工具。但这两个电源通道的相关MosFET均没有损坏，奇怪了不是？

南桥与网络接口有关，这一点似乎又要让我朝这个方向分析故障原因了。故障原因没弄清楚，真的很头痛唉！

所幸当初有块备用的主板，我的电脑现在又活过来了。。。USB波波送回青岛汉泰去维修了，不知命运如何。。。。。。

现在的数字示波器速度还是不够用，对付一些突发事件有些吃力。性能好的价格又很吓人。模拟的体积又比较庞大，而且又没有DSO特有的存储功能。刚才看了一下模拟的机器，价格虽然不高，但是二手的总归有点怕怕。不知各位朋友你们手边正用着的是怎样的？

MCU963 · 发表于 2012-11-26 07:49:06

本帖最后由 MCU963 于 2012-11-26 10:56 编辑

　　还有两个细节我没说明。
　　其一就是当时我的电脑还接一个外置显示器，VGA口。显示器的3脚插头插在带漏电保护开关〈我关了〉的排插上，电脑电源原本也插在上面，但我为了保险起见没将它插上。因为我当时没注意漏电开关只是切断了火、零线，没切断接地线，这样子外置显示器的插头接大地〈非零线〉那头还是与大地相通着！如下图：

　　会不会是由于这个疏忽造成的呢？这就能解释为什么家中的漏电断路器当时会跳闸了。只要被测电路的火线接电路的ＧＮＤ，就会对大地短路！

　　我第一次将测试电路的电源插头插到另外一个排插上，还没打开它的开关〈该排插的开关只切断火、零线其中一根〉，家里的漏电断路器瞬间跳闸了。那时自信测试电路中没有连接不对的地方，所以没特别在意，只怀疑漏电断路器的故障（因为当时断路器跳闸后不能复位，拆下来放地上敲打了几下就能正常复位，估计是里边的执行机构卡阻了）。

　　但那一次没发生设备故障，遗憾的是没有对被测电路进行必要的检查，可能当时的电路已经有了故障。到了第二次做同样的操作，直到打开插被测电路电源的排插开关前一切还是正常的（漏电断路器没跳闸），当打开开关时，悲剧就此发生！。。。

　　即使上述原因成立，我还是对故障回路不是很明白，因为即使是火线对地短路，那只是通过ＧＮＤ线进行传递，之间并没有经过任何元件啊！（如上面图中的红线）

　　其二，我检查了被测电路的损坏情况，发现上面的整流二极管有3个短路，到底是击穿引起还是过流引起还未知。

　　我接下来再对损坏的主板查查看，好好理一下头绪！谢谢各位大佬的热心帮助！

ywl0409 · 发表于 2012-11-26 07:55:10

那就是你的VGA地线的问题了。

MCU963 · 发表于 2012-11-26 08:13:13

ywl0409 发表于 2012-11-26 07:55 那就是你的VGA地线的问题了。

那您能说说具体的路径么？即是如此，可以认为，示波器输入端无论哪端接火线，到大地的通路都不可能破坏元件啊！要知到示波器非GND端输入阻抗挺高的啊！火线经这头流入大地和流入零线是一样难的。若火线接GND，至多相当火、零短路，但没被损元件在这回路中啊！

ywl0409 · 发表于 2012-11-26 08:39:04

一般,供电系统的大地线,在变电站会和N线连接起来.
而电脑系统的输出端口的信号地(GND),一般都会连接到输入AC系统的地(大地).

newywx · 发表于 2012-11-26 10:12:06

稳妥的方法是加上隔离变压器再测

fsclub · 发表于 2012-11-26 10:17:06

用隔离探头测下各点对电脑的信号应该就清楚了！
不过如果你有隔离探头你就不会用USB示波器了。。。

MCU963 · 发表于 2012-11-26 10:58:34

fsclub 发表于 2012-11-26 10:17
用隔离探头测下各点对电脑的信号应该就清楚了！
不过如果你有隔离探头你就不会用USB示波器了。。。{:shocke ...

隔离探头那个贵啊！要顶一个示波器的米啊！

fsclub · 发表于 2012-11-26 15:07:37

你把电脑烧了还是就是两个探头的钱？
公司搞开发还是得有真家伙，怎么会用USB示波器？一般示波器扯了地线都不会是你这结果。

MCU963 · 发表于 2012-11-26 15:32:06

fsclub 发表于 2012-11-26 15:07
你把电脑烧了还是就是两个探头的钱？
公司搞开发还是得有真家伙，怎么会用USB示波器？一般示波器扯了地线都 ...

　　我的电脑比较老，一块主板没几个钱。只是波波当初买来比较贵点，现在在厂商那里，听说还在保修期内，能免费修，但具体结果得看损坏的程度了。
　　我发这个贴的初衷并不是如果当初怎么怎么样，使用隔变也好，使用专业探头也好没解决问题的根本性，起因肯定是我的GND接在了热地上，但我想知道的是故障机理，也就是造成破坏的路径到底是怎样的。
　　这里的专业人士比较多，我想肯定会有个满意的答复。到时我再问问厂家到底坏了些什么东西，由此推断故障的机理。

fsclub · 发表于 2012-11-26 16:01:19

就凭你口说推不出什么故障机理。你都是带着自己的倾向在描述，别人都顺着你的思路在跑，怎么可能得出和你不同的结果？别人又不比你聪明多少。
别人说网线，你说网线是隔离的。你并没有真正看下网线是不是真隔离的，这样你是来找安慰的，不是找原因的。

说得比较多，可当耳旁风。。。

zjrenyu · 发表于 2012-11-26 16:17:38

用万用表量下示波器笔记本的GND 跟大地零线的电阻试试。

MCU963 · 发表于 2012-11-26 16:33:13

zjrenyu 发表于 2012-11-26 16:17
用万用表量下示波器笔记本的GND 跟大地零线的电阻试试。

　　这个我在之前说过，由于外置显示器当时没有拔掉，而且我测量过，显示器的冷地GND与电源插头的接地线是相通的，这样电脑的GND与大地也是相通的，这一点已经肯定了。我上面的图中已经说明。

MCU963 · 发表于 2012-11-26 16:41:09

fsclub 发表于 2012-11-26 16:01
就凭你口说推不出什么故障机理。你都是带着自己的倾向在描述，别人都顺着你的思路在跑，怎么可能得出和你不 ...

　　现在看来与网络接口的确是无关的，在X31主板的电路里可以看到，并不是我凭空瞎说的哦！

zzhang_hui · 发表于 2012-11-26 16:43:40

原来烧过泰克的示波器,维修1万多.
以后记得要加隔离了....

MCU963 · 发表于 2012-11-26 18:14:51

zzhang_hui 发表于 2012-11-26 16:43
原来烧过泰克的示波器,维修1万多.
以后记得要加隔离了....

是啊，使用贵重仪器还是小心为妙！

MCU963 · 发表于 2012-11-27 08:19:39

本帖最后由 MCU963 于 2012-11-27 20:58 编辑

　　经过别个坛子一位朋友的提醒，我细想了一下，顿悟了，一切问题迎刃而解！
　　我光注意到市电经GND线到大地通路电阻为零，一路电位都是相等的，但实际忽略了一个关键问题——线阻、接触电阻！
　　因为USB线较细，再加上两头的插口接触电阻，相对电阻大。因此，当市电对大地有大电流通过时，线阻两端产生较大电压，迫使上游电流经示波器端GND→示波器端USB 5V滤波电容→USB线5V线→电脑端USB 5V滤波电容→电脑端GND（如下图中的蓝色路径）。这一通路电阻与USB线线阻并联，阻值相当！（电容对交流为通路）

　　知道这一点，就明白为什么USB线两端的电容先牺牲！
　　OK，当电容over 后，电流再找其他并联通路（如图中的粉色路径），逐一对沿途元件造成破坏！

　　问题理顺后的感觉真好！真心感谢坛子里的朋友们！

fsclub · 发表于 2012-11-27 09:04:28

MCU963 发表于 2012-11-27 08:19
经过别个坛子一位朋友的提醒，我细想了一下，顿悟了，一切问题迎刃而解！
我光注意到市电经GND线到大地通路 ...

不一定吧？
为什么不是220击穿网口变压器或者拉弧？

zjrenyu · 发表于 2012-11-27 09:49:38

你外置显示器当时没有拔掉，显示器的冷地GND与电源插头的接地线是相通的，那你测量是整流过的电压，USB示波器测试的2只脚对220v地线来说，差不多都是300伏。探头-usb示波器-笔记本-外置显示器-220v电源地-测试线路板-就有回路了。知道为什么叫使用仅电池供电的笔记本电脑连接示波器进行测试，就象小鸟在高压线上，没事，如果给小鸟一根地线试试。

MCU963 · 发表于 2012-11-27 11:00:52

fsclub 发表于 2012-11-27 09:04 不一定吧？为什么不是220击穿网口变压器或者拉弧？

就像水流一样，电流总是顺着阻力较小的“捷径”走啊！一些耐受性较差的元件先牺牲证实“柿子要拣软的捏”这句话是有道理的。

MCU963 · 发表于 2012-11-27 11:02:36

fsclub 发表于 2012-11-27 09:04 不一定吧？为什么不是220击穿网口变压器或者拉弧？

就像水流一样，电流总是顺着阻力较小的“捷径”走啊！一些耐受性较差的元件先牺牲证实“柿子要拣软的捏”这句话是有道理的。

MCU963 · 发表于 2012-11-27 11:12:05

zjrenyu 发表于 2012-11-27 09:49 你外置显示器当时没有拔掉，显示器的冷地GND与电源插头的接地线是相通的，那你测量是整流过的电压，USB示波 ...

这的确是疏忽！我太大意了。
记得之前我有一次电脑什么也没接，就没出过类似问题。
这次出事故后心里虽然想到可能是电脑端还没彻底与市电撇清关系引起，但当时机理不明白，没头绪。
当然，如果电脑彻底脱离市电的话，设备是安全了，人就比较危险，最好的方法是用隔变或隔离探针。

MCU963 · 发表于 2012-11-27 11:12:34

zjrenyu 发表于 2012-11-27 09:49 你外置显示器当时没有拔掉，显示器的冷地GND与电源插头的接地线是相通的，那你测量是整流过的电压，USB示波 ...

这的确是疏忽！我太大意了。
记得之前我有一次电脑什么也没接，就没出过类似问题。
这次出事故后心里虽然想到可能是电脑端还没彻底与市电撇清关系引起，但当时机理不明白，没头绪。
当然，如果电脑彻底脱离市电的话，设备是安全了，人就比较危险，最好的方法是用隔变或隔离探针。

jadewan990 · 发表于 2012-12-7 16:09:12

用手持电池供电的示波器吧，鼎阳，优利德，福禄克都有，要不然总是觉得不放心

MCU963 · 发表于 2012-12-9 18:56:25

jadewan990 发表于 2012-12-7 16:09
用手持电池供电的示波器吧，鼎阳，优利德，福禄克都有，要不然总是觉得不放心 ...

目前手持式示波器您说的那几个牌子基本属于玩具级别。

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