儀器儀表設(shè)備的金屬外殼帶電原因及解決辦法
儀器儀表設(shè)備的金屬外殼帶電要素及解決辦法
筆記本外接兩相電源時(shí)，有較廣泛的外殼漏電疑問，用手接觸筆記本的金屬部位會(huì)感會(huì)有麻電的感觸；電腦主機(jī)金屬外殼在大地線懸空的情況下也有帶電情況，其他金屬外殼電子設(shè)備也很多存在這個(gè)現(xiàn)象，比如家用的平板電腦、洗衣機(jī)、冰箱等。以上疑問的發(fā)生，顯然是設(shè)備的外殼帶了“電”。那么金屬外殼為何會(huì)帶“電”呢？怎樣防止儀器儀表設(shè)備的外殼帶電傷人呢？就這兩個(gè)疑問分析如下：
一、儀器儀表外殼帶電的要素
1.電學(xué)儀器儀表外殼正常帶電
大多數(shù)的電學(xué)儀器金屬外殼帶電歸于正常情況，一般稱這種“電”為感應(yīng)電或許懸空電壓，測出的電壓為感應(yīng)電壓。也有人稱這種“電”為泄露電流或漏電流。它的特征是：電壓高于48V，而電流十分小。一般對(duì)人體安全沒有直接危害，但對(duì)應(yīng)個(gè)別對(duì)電分外活絡(luò)的人有麻電的感觸。電學(xué)儀器外殼帶這種“電”的要素是什么呢？
上面說的感應(yīng)電壓指的是正常的電學(xué)儀器對(duì)大地隔絕時(shí)，電學(xué)儀器金屬外殼與大地之間的電壓差。由電學(xué)儀器的內(nèi)部電路與電學(xué)儀器外殼之間的絕緣電阻和分布電容的容抗致使的阻抗，其他，電學(xué)儀器的外殼與大地也有一等效阻抗，由電學(xué)儀器外殼與大地的絕緣電阻和電學(xué)儀器外殼與大地的分布電容容抗并聯(lián)等效而成。根據(jù)電路串聯(lián)的特征，可求得電學(xué)儀器外殼的對(duì)地電壓。
電源適配器發(fā)生的接觸電流又是怎樣傳給筆記本呢？不管是工頻電源仍是開關(guān)電源適配器，一般主變壓器高壓低壓側(cè)都會(huì)有一個(gè)等效電容，也會(huì)有微量的泄露電流，電源適配器的輸出給筆記本供電，一正一負(fù)（正極一般便是十幾伏的電壓，而負(fù)極便是筆記本的功用地，用來聯(lián)接筆記本的外殼、USB接口的功用地、HDMI接口的功用地，而這個(gè)負(fù)極一般和適配器的地是連通的）。那么這就給適配器的接觸電流傳給筆記本發(fā)明晰條件。這個(gè)情況無法防止。解決辦法是變壓器中間層添加銅皮屏蔽層隔絕接地等，但無法完全屏蔽這個(gè)效應(yīng)，多少有那么點(diǎn)漏電。正本大多數(shù)這個(gè)感應(yīng)電可以完全疏忽。
正常情況，適配器發(fā)生的接觸電流絕大多數(shù)都會(huì)通過適配器的接地線傳回大地；而一小有些傳給了不接地的外殼、不接地的數(shù)據(jù)線等，所以人體感觸不到；而當(dāng)接地不良或許沒有接地的時(shí)分，適配器發(fā)生的接觸電流不能通過電源適配器的接地端泄走，就會(huì)傳給筆記本的金屬外殼以及USB線；當(dāng)人觸及筆記本外殼時(shí)，接觸電流就會(huì)直接通過人體流向大地，然后發(fā)生題主所說的感觸。為了防止接觸電流構(gòu)成危險(xiǎn)，所以需要束縛這個(gè)電流大小。這個(gè)是適配器檢驗(yàn)時(shí)很首要的一項(xiàng)安全性實(shí)驗(yàn)。只需是合格產(chǎn)品，接觸電流值都會(huì)在安全范圍以內(nèi)。
但凡交流供電的設(shè)備（首要是含有Y電容的適配器、開關(guān)電源等），必然會(huì)發(fā)生接觸電流，只不過絕大多數(shù)都被大地泄走了；而檢驗(yàn)設(shè)備的接觸電流時(shí)，是斷開接地線進(jìn)行檢驗(yàn)的，也便是說，即使發(fā)生題主那種情況，也不會(huì)有危險(xiǎn)。
2.電學(xué)儀器外殼不正常帶電
根據(jù)國標(biāo)中對(duì)電磁兼容（EMC，EMI）和安全的請(qǐng)求。 EMI計(jì)劃的首要內(nèi)容是噪聲濾波器的計(jì)劃。選用開關(guān)電源濾波器能有效地克制電網(wǎng)中的噪聲進(jìn)入設(shè)備（電源），也可以克制設(shè)備（電源）發(fā)生的噪聲污染電網(wǎng)。為了克制這些噪聲污染就有必要選用濾波電路，為了克制工共模攪擾就需要在輸入的兩條線L，N線分別并上兩個(gè)電容到地。電容的有一個(gè)很大的作用便是隔直通交，（一般的噪聲高擾都是高頻信號(hào)，可以近似的了解主交流信號(hào)）。如接地，則此有些攪擾信號(hào)流入大地，抵達(dá)濾波的作用。如未接地，人若接觸則流入人體。也便是所了解的漏電現(xiàn)象。（此有些電壓為交流，靜態(tài)或許一般高達(dá)110V支配）。
在國標(biāo)GB4943（信息技術(shù)設(shè)備的安全）中規(guī)矩，有關(guān)的用電器（包括電源）有必要接地。假設(shè)電腦機(jī)箱未接地，而電源上也未接地線，然后使這有些電無放開釋，構(gòu)成機(jī)箱帶電。
不過由于安全規(guī)矩，這個(gè)漏電流不會(huì)逾越人體承受極限，即一般電不死人，這2顆電容一般不會(huì)短路(一般采用短路會(huì)自炙烤的介質(zhì))。解決辦法便是出色接地,，無法接地可將地線與電容別離，或許去掉電容(emi會(huì)增大, 當(dāng)然一般有共模電感的有或許替代這2個(gè)電容,不過成本會(huì)高很多)，這便是大多數(shù)電腦外殼帶電要素。
開關(guān)電源高壓側(cè)和低壓側(cè)(便是光耦跨過的2側(cè)，一般電路板這2側(cè)間都會(huì)有明顯的距離切割)一般會(huì)有一顆EMI電容(有些電源還或許并聯(lián)一個(gè)高阻電阻 (稀有))，假設(shè)電源側(cè)有漏電流相同也會(huì)發(fā)生漏電現(xiàn)象。
電學(xué)儀器金屬外殼因某種要素與電源線接通或電學(xué)儀器絕緣損壞而帶電稱為電學(xué)儀器外殼的不正常帶電。此刻電學(xué)儀器金屬外殼對(duì)地電壓與電源電壓幾乎相等，對(duì)人體的安全有很大要挾。
由以上分析可以看出，電學(xué)儀器金屬外殼的不正常帶電，分外是電學(xué)儀器內(nèi)部絕緣擊穿短路時(shí)，人體一旦接觸電學(xué)儀器外殼，加在人體上的電壓是220V的交流電壓，有喪身的危險(xiǎn)。
二、安全正常帶電和不正常帶電的區(qū)別辦法
辦法一：把電學(xué)儀器的金屬外殼與一只一般白熾燈泡一極相連，燈泡的另一極與大地或電源的零線相連。若燈泡不亮，一般歸于正常帶電；若燈泡與接在220V的交流電源上亮度相同，則內(nèi)部絕緣已擊穿；若燈泡比接在220V交流電源上時(shí)暗一些，則內(nèi)部絕緣不良而漏電，且燈泡越亮，漏電越嚴(yán)重。后兩種帶電歸于電學(xué)儀器的不正常帶電。
辦法二：用萬用表電阻檔（R×10K檔）測量電學(xué)儀器外殼與電源引線間的電阻。若阻值為零，則內(nèi)部絕緣已擊穿；若阻值小于2MΩ，則內(nèi)部絕緣不良而漏電，且阻值越小漏電越嚴(yán)重；若阻值為無窮大或大于2MΩ，則為正常帶電。
三、如何消除電學(xué)儀器外殼所帶的電
雖說電學(xué)儀器金屬外殼的正常安全帶電，即感應(yīng)電壓，不會(huì)對(duì)人體構(gòu)成直接危害，但外殼電壓較高時(shí)有麻電的感觸，向被針刺相同的感觸，會(huì)遭到驚嚇。如今消除電學(xué)儀器外殼帶電的技術(shù)措施首要有以下四種：
1.保護(hù)接大地
便是把在缺點(diǎn)狀態(tài)下或許帶電的金屬殼體同接大地體可靠地聯(lián)接起來。電學(xué)儀器選用保護(hù)接地后即使外殼因絕緣欠好而帶電，這時(shí)運(yùn)用者碰到機(jī)殼就相當(dāng)于人體和接地電阻并聯(lián)，而人體電阻遠(yuǎn)大于接地電阻，因而流過人體的電流就很小，電流通過金屬外殼直接到大地了，保證了人體的安全。選用了保護(hù)接地后若電器的絕緣被擊穿，這時(shí)的短路電流很大，只需選擇適合的短路保護(hù)設(shè)備（熔斷器），一般熔絲被燒斷（只在火線上設(shè)備熔斷器），把電學(xué)儀器的電源堵截，保證了運(yùn)用電學(xué)儀器人員的安全。
2.保護(hù)接零
便是把電學(xué)儀器的金屬殼體，通過聯(lián)接導(dǎo)線與供電線路系統(tǒng)中的零線可靠地聯(lián)接起來。這種辦法首要用于三相四線制電源中性點(diǎn)直接接地供電系統(tǒng)。發(fā)達(dá)國家在這種保護(hù)辦法中，裝設(shè)專用保護(hù)零線，也便是選用三相五線制供電。選用保護(hù)接零后，假設(shè)電器的絕緣損壞而碰殼，由于中線的電阻很小，所以短路電流很大，立即使電路中的熔絲燒斷，堵截電源，然后消除觸電危險(xiǎn)。
3.漏電保護(hù)器
漏電保護(hù)器是為了防止漏電或觸電的保護(hù)儀器。當(dāng)電學(xué)儀器泄露電流逾越額定值（線路結(jié)束設(shè)備的漏電保護(hù)器動(dòng)作電流小于30毫安，動(dòng)作時(shí)間小于0.1秒）時(shí)，該設(shè)備跳閘，斷電。它常常與保護(hù)接地或保護(hù)接零合用，構(gòu)成兩層保險(xiǎn)。
4.兩層絕緣或加強(qiáng)絕緣
兩層絕緣是指除底子絕緣（作業(yè)絕緣）以外，還有一層獨(dú)立的附加絕緣用來保證在底子絕緣損壞時(shí)，防止電器外殼帶電，保護(hù)運(yùn)用者。選用加強(qiáng)絕緣的電源適配器的標(biāo)簽上標(biāo)有一個(gè)特其他“回”字符號(hào)。由于具有兩層絕緣，它不會(huì)因一層絕緣損壞而發(fā)生觸電事端，因而不用為它裝設(shè)漏電保護(hù)器，也沒必要設(shè)備接地線，所以這類電學(xué)儀器裝備的電源插頭都是兩腳式的。這類電學(xué)儀器雖然很安全，但由于絕緣外殼的機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫功用差，它只能做成小功率的電學(xué)儀器。加強(qiáng)絕緣是指絕緣材料機(jī)械強(qiáng)度和絕緣功用都增強(qiáng)的底子絕緣，它具有與兩層絕緣相同的保護(hù)才干。
| 【上一個(gè)】 如何設(shè)計(jì)小體積的開關(guān)電源適配器 | 【下一個(gè)】 紋波噪聲的正確測試方法 |
| ^ 儀器儀表設(shè)備的金屬外殼帶電原因及解決辦法 | ^ 開關(guān)電源廠家講述儀器儀表設(shè)備的金屬外殼帶電原因及解決辦法 |