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使用比克示波器PicoScope和數據記錄儀PicoLog測量三相市電信號

英國比克科技 Pico Technology

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摘要

本文是一篇測試實例，利用PicoScope示波器和PicoLog數據記錄儀分別采集了三相電壓、電流信號，分析了供電線路和負載均衡的情況。其中利用PicoScope4444的差分輸入特性來采集高電壓，它的垂直分辨率很高，對捕獲瞬態信號的細節很有幫助。而PicoLog數據記錄儀則適合長時間工作記錄電壓、電流的平均值，以判斷整個系統狀態的變化趨勢。文中提及的高壓差分探頭、羅氏線圈探頭也是此類測試中常用的配件。

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一、測試環境

今年夏天，英國比克科技的業務拓展部經理Trevor Smith去法國度假的時候，發現他住的房子是三相供電的，這并不常見（科普一下，普通住宅一棟樓只需要單相電就可以滿足使用需求，大型的設施或者豪宅用電需求很大，會提供三相供電，并把它們分配給不同的用電設備），作為一名敬業的比克人，Trevor當然會好好探查一番，神奇的是他竟然隨身帶了幾套Pico的測試設備。于是我們又多了一次應用案例：

安全起見，Trevor先把電閘拉了，然后拿出一臺PicoScope4444 高分辨率示波器，通過三根PicoConnect 442 1000V CATIII的差分探頭連到了配電箱的三相電上，這種探頭的工作等級可以用在固定安裝的供電設備上，接在保險絲之前（也就是供電輸入的一側）

友情提醒：為避免生命財產損失，選擇探頭時一定要注意它的電工工作等級（即CAT）滿足你的測試環境要求，否則會發生危險。如果你對CAT不夠了解，建議找有資質的電氣工程師幫忙。

接著他用一臺PicoScope 4824 八通道高分辨率示波器，配了1根TA325三相電流探頭，這個探頭有三個羅氏線圈，匯集到一個衰減適配器以后，輸出三路電壓信號，Trevor把它們分別套接到三相電線上，羅氏線圈的一大好處是它是柔性的，不用斷開原來的連線，也不用為為電流探頭太大套不上去煩惱， 它幾乎可以伸進任何復雜擁擠的結構里面。

最后Trevor還在用上了一臺PicoLog CM3 電流數據記錄儀，用上面配的三根電流鉗套在三相電上，運行PicoLog的軟件記錄長時間工作的電流波形。

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二、測試結果：

電壓波形看上去失真很小，接近完美的正弦波，說明輸出阻抗很小并且沒有過載。

圖1： PicoScope 4444， 測量三相電壓波形

電流波形很明顯不平衡，藍色的一相基本上是正弦波，說明是較大的電阻性負載；紅色和綠色的兩相幅度小得多，并且已經失去了正弦波的形狀，說明負載是開關模式的供電。

圖2 PicoScope 4824 測量三相電流波形（實時）

PicoLog CM3 把三相的電流都記錄下來了，時間長達幾個小時。我們只關心電流的RMS值而不看50Hz的波形。從曲線上能看出藍色的一相遠比綠色和紅色的消耗了更多電流，畢竟還沒有超出供電的容量，所以在這個案例里還不構成問題。在一些更極端的情況下，就可能需要在三相之間重新分配負載，不要讓某一相過載。

圖3 PicoLog CM3 記錄電流波形

三、結論

Pico的高分辨率示波器是捕獲市電波形的理想選擇，上面案例里用到的兩款示波器都是12bit分辨率，所以能夠看到高清的波形細節，測量結果也會更加準確。并且它們的存儲深度也很深，即使用高采樣率也能抓取很長時間的波形，這樣你既能抓到長時間的趨勢，還能看到其中的一切高頻細節。

我們的四通道示波器，可以完美的測量三相電壓或電流，如果想要同時看電壓和電流信號，就可以選擇八通道的PicoScope4824.

所有Pico示波器都能配備工業標準的探頭或者其他第三方配件（PicoScope 4444是差分輸入，需要額外配個轉接器）

PicoLog的軟件可以用在所有的Pico數據記錄儀上，包括PicoLog CM3。它是長時間記錄的最佳選擇，最重要的一點就是有一種可靠的文件格式，在意外斷電的情況下也不會損壞，特別大的數據存儲效率也會很高。

請訪問：這個附件頁面，瀏覽多種類別的電壓、電流探頭、轉接器、連接器和線纜。

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