開關電源廠家講述儀器儀表設備的金屬外殼帶電原因及解決辦法
一、儀器儀表外殼帶電的原因
1.電學儀器儀表外殼正常帶電
大多數的電學儀器金屬外殼帶電屬于正常情況，一般稱這種“電”為感應電或者懸空電壓，測出的電壓為感應電壓。也有人稱這種“電”為泄露電流或漏電流。它的特點是：電壓高于48V，而電流非常小。通常對人體安全沒有直接危害，但對應個別對電特別敏感的人有麻電的感覺。電學儀器外殼帶這種“電”的原因是什么呢？
上面說的感應電壓指的是正常的電學儀器對大地隔離時，電學儀器金屬外殼與大地之間的電壓差。由電學儀器的內部電路與電學儀器外殼之間的絕緣電阻和分布電容的容抗引起的阻抗，另外，電學儀器的外殼與大地也有一等效阻抗，由電學儀器外殼與大地的絕緣電阻和電學儀器外殼與大地的分布電容容抗并聯等效而成。根據電路串聯的特點，可求得電學儀器外殼的對地電壓。
電源適配器產生的接觸電流又是如何傳給筆記本呢？不管是工頻電源還是開關電源適配器，一般主變壓器高壓低壓側都會有一個等效電容，也會有微量的泄露電流，電源適配器的輸出給筆記本供電，一正一負（正極一般就是十幾伏的電壓，而負極就是筆記本的功能地，用來連接筆記本的外殼、USB接口的功能地、HDMI接口的功能地，而這個負極往往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創造了條件。這個狀況無法避免。解決方法是變壓器中間層增加銅皮屏蔽層隔離接地等，但無法完全屏蔽這個效應，多少有那么點漏電。其實大多數這個感應電可以完全忽略。
正常情況，適配器產生的接觸電流絕大多數都會通過適配器的接地線傳回大地；而一小部分傳給了不接地的外殼、不接地的數據線等，所以人體感覺不到；而當接地不良或者沒有接地的時候，適配器產生的接觸電流不能通過電源適配器的接地端泄走，就會傳給筆記本的金屬外殼以及USB線；當人觸及筆記本外殼時，接觸電流就會直接通過人體流向大地，從而產生題主所說的感覺。為了防止接觸電流造成危險，所以需要限制這個電流大小。這個是適配器測試時很重要的一項安全性試驗。只要是合格產品，接觸電流值都會在安全范圍之內。
凡是交流供電的設備（主要是含有Y電容的適配器、開關電源等），必然會產生接觸電流，只不過絕大多數都被大地泄走了；而測試設備的接觸電流時，是斷開接地線進行測試的，也就是說，即使產生題主那種情況，也不會有危險。
2.電學儀器外殼不正常帶電
根據國標中對電磁兼容（EMC，EMI）和安全的要求。 EMI設計的主要內容是噪聲濾波器的設計。采用開關電源濾波器能有效地抑制電網中的噪聲進入設備（電源），也可以抑制設備（電源）產生的噪聲污染電網。為了抑制這些噪聲污染就必須采用濾波電路，為了抑制工共模干擾就需要在輸入的兩條線L，N線分別并上兩個電容到地。電容的有一個很大的作用就是隔直通交，（一般的噪聲高擾都是高頻信號，可以近似的理解主交流信號）。如接地，則此部分干擾信號流入大地，達到濾波的作用。如未接地，人若接觸則流入人體。也就是所理解的漏電現象。（此部分電壓為交流，靜態可能一般高達110V左右）。
在國標GB4943（信息技術設備的安全）中規定，相關的用電器（包括電源）必須接地。如果電腦機箱未接地，而電源上也未接地線，從而使這部分電無放釋放，造成機箱帶電。
不過由于安全規定，這個漏電流不會超過人體承受極限，即一般電不死人，這2顆電容一般不會短路(一般采取短路會自燒灼的介質)。解決方法就是良好接地,，無法接地可將地線與電容分離，或者去掉電容(emi會增大, 當然一般有共模電感的有可能代替這2個電容,不過成本會高很多)，這就是大多數電腦外殼帶電原因。
開關電源高壓側和低壓側(就是光耦跨越的2側，一般電路板這2側間都會有明顯的距離分割)一般會有一顆EMI電容(部分電源還可能并聯一個高阻電阻 (少見))，如果電源側有漏電流同樣也會產生漏電現象。
電學儀器金屬外殼因某種原因與電源線接通或電學儀器絕緣損壞而帶電稱為電學儀器外殼的不正常帶電。此時電學儀器金屬外殼對地電壓與電源電壓幾乎相等，對人體的安全有很大威脅。
由以上分析可以看出，電學儀器金屬外殼的不正常帶電，特別是電學儀器內部絕緣擊穿短路時，人體一旦接觸電學儀器外殼，加在人體上的電壓是220V的交流電壓，有致命的危險。
二、安全正常帶電和不正常帶電的區別方法
方法一：把電學儀器的金屬外殼與一只普通白熾燈泡一極相連，燈泡的另一極與大地或電源的零線相連。若燈泡不亮，一般屬于正常帶電；若燈泡與接在220V的交流電源上亮度一樣，則內部絕緣已擊穿；若燈泡比接在220V交流電源上時暗一些，則內部絕緣不良而漏電，且燈泡越亮，漏電越嚴重。后兩種帶電屬于電學儀器的不正常帶電。
方法二：用萬用表電阻檔（R×10K檔）測量電學儀器外殼與電源引線間的電阻。若阻值為零，則內部絕緣已擊穿；若阻值小于2MΩ，則內部絕緣不良而漏電，且阻值越小漏電越嚴重；若阻值為無窮大或大于2MΩ，則為正常帶電。
三、怎樣消除電學儀器外殼所帶的電
雖說電學儀器金屬外殼的正常安全帶電，即感應電壓，不會對人體造成直接危害，但外殼電壓較高時有麻電的感覺，向被針刺一樣的感覺，會受到驚嚇。目前消除電學儀器外殼帶電的技術措施主要有以下四種：
1.保護接大地
就是把在故障狀態下可能帶電的金屬殼體同接大地體可靠地連接起來。電學儀器采用保護接地后即使外殼因絕緣不好而帶電，這時使用者碰到機殼就相當于人體和接地電阻并聯，而人體電阻遠大于接地電阻，因此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。采用了保護接地后若電器的絕緣被擊穿，這時的短路電流很大，只要選擇合適的短路保護裝置（熔斷器），一般熔絲被燒斷（只在火線上安裝熔斷器），把電學儀器的電源切斷，確保了使用電學儀器人員的安全。
2.保護接零
就是把電學儀器的金屬殼體，通過連接導線與供電線路系統中的零線可靠地連接起來。這種方式主要用于三相四線制電源中性點直接接地供電系統。發達國家在這種保護方式中，裝設專用保護零線，也就是采用三相五線制供電。采用保護接零后，如果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，切斷電源，從而消除觸電危險。
3.漏電保護器
漏電保護器是為了防止漏電或觸電的保護儀器。當電學儀器泄漏電流超過額定值（線路末端安裝的漏電保護器動作電流小于30毫安，動作時間小于0.1秒）時，該裝置跳閘，斷電。它經常與保護接地或保護接零合用，形成雙重保險。
4.雙重絕緣或加強絕緣
雙重絕緣是指除基本絕緣（工作絕緣）之外，還有一層獨立的附加絕緣用來保證在基本絕緣損壞時，防止電器外殼帶電，保護使用者。采用加強絕緣的電源適配器的標簽上標有一個特殊的“回”字符號。由于具有雙重絕緣，它不會因一層絕緣損壞而發生觸電事故，因此不必為它裝設漏電保護器，也沒必要安裝接地線，所以這類電學儀器配置的電源插頭都是兩腳式的。這類電學儀器雖然很安全，但由于絕緣外殼的機械強度和耐高溫性能差，它只能做成小功率的電學儀器。加強絕緣是指絕緣材料機械強度和絕緣性能都增強的基本絕緣，它具有與雙重絕緣相同的保護能力。
| 【上一個】 開關電源廠家將會面對更多類型適配器的生產 | 【下一個】 教你如何分辨LED顯示屏的好壞 |
| ^ 開關電源廠家講述儀器儀表設備的金屬外殼帶電原因及解決辦法 |