Qual é a maneira correta de fazer flutuar um laboratório em casa?


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Acabei de comprar alguns brinquedos novos para o meu laboratório em casa, como fonte de alimentação de 30V DC, gerador de sinal KKmoon e um Rigol DS1052E. Quero flutuar tudo, porque não quero gastar dinheiro com coisas como sondas diferenciais ou transformadores de isolamento. Estou fazendo coisas 100% DC e quero fazer algumas sondagens nos meus circuitos. Minhas perguntas são:

  1. Qual é a maneira correta de fazer flutuar meu laboratório em casa?
  2. Eu flutuo meus três dispositivos separadamente? Por exemplo, de alguma forma, removendo o terra do soquete proveniente do dispositivo?
  3. Posso conectar tudo a um filtro de linha e remover o terra do filtro de linha antes de conectá-lo à parede?

Por favor deixe-me saber. Obrigado.


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NÃO flutue seu equipamento.
JRE

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Por que você quer flutuar tudo em primeiro lugar?
Unknown123

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Um exemplo de por que você não deve flutuar seu equipamento é que, se seu osciloscópio está flutuando e você mede uma alta tensão, todo o osciloscópio flutua até ele. Isso inclui coisas como todos os clipes de aterramento da sonda que não parecem estar conectados a nada, as portas da sonda no seu escopo que não têm nada conectado, além do chassi logo atrás dos botões e botões no escopo que você está bisbilhotando.
DKNguyen 29/05/19

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Gastar dinheiro com segurança é sempre a resposta certa. Se você não puder fazer algo com segurança, eu reavaliaria se vale a pena fazer.
Daniel

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Parece uma pena comprar todo esse belo equipamento novo e morrer antes que você tenha a chance de aproveitá-lo. : - /
jeffB

Respostas:


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Você não pode flutuar tudo sem um transformador de isolamento - o neutro será conectado ao terra na entrada do edifício. Por segurança, qualquer equipamento de classe I precisa permanecer aterrado, em meu laboratório eu tenho um transformador de isolamento apenas para o equipamento em teste, o escopo e as fontes de alimentação ainda têm os motivos e são tolerantes às entradas / saídas que flutuam até 50V do solo (de acordo com seus manuais). Se eu precisar medir material CC do lado alto, posso conectar o lado alto ao terra do osciloscópio (já que o transformador de isolamento permite esse deslocamento), mas ainda é necessária uma sonda diferencial para medir pequenos sinais com um deslocamento grande - é muito mais barato comprar um do que fumar um osciloscópio


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Se eu pudesse, eu iria votar isso mil vezes. OP, se você realmente, absolutamente, positivamente, precisar inquestionavelmente fazer uma medição flutuante, flutuar no DUT, não flutuar no seu equipamento. Fique seguro lá fora.
Vladimir Cravero

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O aterramento é geralmente a maneira mais simples de operar equipamentos da classe I com segurança, mas isso não significa que é a única maneira. Um osciloscópio não aterrado apresentaria dois riscos: 1. falhas internas, que seriam inofensivas se o osciloscópio fosse alimentado por seu próprio transformador de isolamento de segurança; 2. o caso do osciloscópio tornar-se ativo como resultado do fio terra do osciloscópio ser conectado a alta tensão no dispositivo em teste, o que só seria possível se o dispositivo em teste tivesse uma fonte de alta tensão. Faltam cenários perigosos?
Supercat

@ supercat Isso é tudo. Como você diz, ter um transformador de isolamento na fonte do osciloscópio fornece o isolamento suplementar que permite que ele funcione sem o aterramento, mas pode significar que uma falha interna é invisível, até que outra falha ocorra em outro lugar. Meu caso é testar equipamentos (principalmente controladores de motor) que possuem suprimentos não isolados de alta tensão que carregariam o gabinete no osciloscópio mesmo sem nenhuma falha no ESE.
Phil G

@PhilG: Testar um dispositivo referenciado à rede com aterramento de osciloscópio flutuante pode ser perigoso, mas os dispositivos referenciados à rede elétrica não são as únicas coisas em que um aterramento de osciloscópio aterrado pode ser problemático. Eu me pergunto o quão difícil seria ou quanto custaria para um osciloscópio incluir um conjunto de contatores coaxiais que desconectaria todas as sondas (cabos de força e terra) se alguma corrente significativa fluir através de qualquer um dos fios terra?
Supercat

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Qual é a maneira correta de fazer flutuar meu laboratório em casa?

Se você deseja fazer medições isoladas do solo, a única maneira de fazer isso é com um transformador de isolamento, se o seu osciloscópio não estiver isolado. Existem muito poucas razões para fazer isso, uma configuração de alta tensão seria uma das razões. Algumas medições de CA seriam outras. As sondas diferenciais são as melhores.

Eu flutuo meus três dispositivos separadamente? Por exemplo, de alguma forma, removendo o terra do soquete proveniente do dispositivo?

Um motivo para fazer isso seria interromper um loop de aterramento no escopo, de modo que esse é provavelmente o único equipamento em que você precisará fazer isso. Se você estiver fazendo isso para medições CA, o escopo também poderá ser flutuado. Não é seguro fazer isso em fontes de alimentação, para onde irá a corrente de falha? Para não aterrar.

Existem melhores maneiras de eliminar loops de terra, sendo um deles uma sonda diferencial (meio cara). Outra seria minimizar as terras entre os dispositivos e garantir que eles não estejam conectados a diferentes circuitos ou plugues. (Já tive algumas vezes em que isso era um problema)

Posso conectar tudo a um filtro de linha e remover o terra do filtro de linha antes de conectá-lo à parede?

Não, também é muito inseguro. Nenhum caminho para uma corrente de falta.


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Não existe uma maneira correta de fazer flutuar o seu laboratório em casa.

1) Não. O caminho certo é não flutuar o equipamento que deve ser aterrado.

2) Não. Não flutue em nenhum deles. O equipamento que possui plugues aterrados PRECISA ser aterrado por um motivo.

3) Não. Porque, novamente, o equipamento com pinos de aterramento precisa ser aterrado! Ter todos os equipamentos de laboratório e o dispositivo sendo examinado conectados a uma única régua de energia faz com que sejam alimentados pela mesma fase da rede elétrica e possuam uma referência de aterramento de ponto único.


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Se tudo o que você faz é DC, tudo que você precisa é um DMM.

Provavelmente, o que você quis dizer é que é de baixa tensão, mas de CC para alta frequência.

O solo terrestre é vantajoso por duas boas razões;

1) segurança

  • as correntes de ruído do filtro de linha na armação de metal atravessarão você, se não houver aterramento, mas seu corpo possui capacitância dispersa em relação à terra
  • transientes de linha

2) desempenho

  • Redução de EMI com menor ruído CM, que será induzido em seus circuitos de alta impedância.

Você pode considerar uma superfície de trabalho com dissipação de estática, pisos, sapatos, pulseira, ferro de soldar.

Medições de alimentação CC de alta frequência adequadas

Quando se trata de medir a ondulação da fonte, você precisa de um cabo coaxial CA de baixa impedância e aterrado diretamente ao osciloscópio, com um terra para baixa impedância. Um terra flutuante injeta uma alta tensão no modo comum que pode injetar corrente de ruído no seu DUT.

é sempre melhor medir a CA acoplada a uma tampa externa para escopo usando coaxial sem uma sonda terminada com impedância do cabo usando uma opção interna ou usando um BNC T com 50R inserido.

Você não precisa de uma sonda diferencial se puder fazer uma. A maioria dos medidores pode ser feita com AB com duas sondas 10: 1 correspondentes. Quando a indutância de aterramento da sonda causar ressonância> 20MHz, basta remover os clipes e usar a ponta e o anel.


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Você certamente não quer flutuar seu equipamento se ainda tiver coisas aterradas à sua volta ou literalmente sob seus pés. Isso é especialmente verdadeiro para esteiras e pulseiras antiestáticas (aterradas). Dessa forma, encontra-se uma sepultura precoce.


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se você quiser flutuar, use instrumentos alimentados por bateria, tentando flutuar os instrumentos alimentados pela rede elétrica não funciona bem e é potencialmente perigoso.

Caso contrário, alimente seus experimentos com baterias ou outros suprimentos isolados e, assim, você não precisará flutuar seus instrumentos.


Além disso, quaisquer instrumentos que possam conduzir corrente entre os cabos de teste e qualquer metal exposto ( incluindo outros cabos de teste ) geralmente devem ser aterrados sempre que trabalhar nas proximidades de tensões perigosas.
Supercat

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Realmente não parece que haja qualquer motivo para você flutuar no seu equipamento. Por que você quer flutuar? Você deve especificar o motivo pelo qual é um requisito.

Eu acho que você está realmente preocupado com loops de chão? Isso seria apenas um problema com o escopo. Você sabe se seu escopo ainda não é uma variedade isolada? Porque se for, você não precisa fazer nada!


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Primeiro, instale a proteção GFCI

Se você não seguir nenhum outro conselho aqui, instale definitivamente a proteção GFCI de 6 a 8 ma. Um receptáculo GFCI ou um dispositivo GFCI em outro local que usa seus terminais LOAD para proteger essas tomadas.

Isso não é proteção absoluta. Além disso, se você ficar entre a rede quente e a rede neutra, o GFCI perceberá você como apenas mais uma carga.

Terra, apenas de forma independente

Como você tem um motivo realmente bom, pode se aterrar de forma independente dirigindo hastes de terra separadas para o laboratório. Isso ampliará bastante a eficácia dos dispositivos GFCI, porque a sujeira não pode conduzir o suficiente para acionar um disjuntor, mas pode conduzir o 8ma para acionar um GFCI.

Isso também não está completo, mas pelo menos isso impede as pessoas de rir do seu funeral.

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