Transformador de aislamiento y potencial CA entre tierras

Sabiamente (creo) después de conectar mi DUT (Tektronix 2710 Spectrum Analyzer) a un transformador de aislamiento, medí el voltaje de CA entre la tierra del chasis del DUT y el cable de tierra de mi osciloscopio (Tektronix 2440). Veo alrededor de 19 V CA medidos por un multímetro fluke. Por lo tanto, NO intenté conectar la tierra del visor al DUT.

El manual de servicio del 2710 dice que use un transformador de aislamiento ya que su PSU está en modo conmutado (y aparentemente no aislado), lo que puede ser un gran problema durante el servicio.

Cabe señalar que la conexión DUT GND en relación con el transformador de aislamiento es flotante. No hay "tierra" en el transformador de aislamiento y, por lo tanto, tampoco en el dispositivo bajo prueba. Según entiendo el concepto, conectar un dispositivo aislado a la red eléctrica (tierra) GND anularía el propósito del aislamiento.

Mi pregunta es: ¿de dónde viene este 19V? ¿Sería posible una vía de fuga a través del filtro EMI de entrada del osciloscopio? ¿Conectar los terrenos juntos consumiría una gran cantidad de corriente? O, ¿es esto perfectamente normal?

Nunca he estado aquí ni he hecho esto... y nunca lo descubrí, ya que felizmente conecté el osciloscopio GND a los instrumentos (sin embargo, no en un transformador de aislamiento), sin problemas en el pasado.

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Para que quede claro, está utilizando un multímetro digital portátil que funciona con batería para las mediciones, ¿verdad? Fluke 87 o similar?
Toque el cable de su alcance y es posible que vea decenas de voltios, pero eso no significa que haya algún tipo de falla.
Sí, un multímetro digital que funciona con batería.

Respuestas (2)

Las corrientes de fuga a alto voltaje pero con corriente pequeña son comunes con equipos más antiguos y equipos con filtros EMI. Para responder a todas sus preguntas, conecte una resistencia de 100k entre las dos tierras y mida el voltaje nuevamente. Si es mucho más bajo, entonces es una corriente de fuga pequeña y es seguro conectarlos entre sí.

La fuga de CA no se limita a equipos antiguos y equipos con filtro EMI. Se aplica también a los SMPS actuales sin conexión a tierra. Cualquier transformador tiene alguna fuga capacitiva, y si un dispositivo no está conectado a tierra (que siempre es el caso después de un transformador de aislamiento), no hay forma de que se vaya la corriente de fuga.

Los transformadores de aislamiento son buenos pero tienen capacitancia entre primario y secundario o, en su caso, secundario y tierra. Esto se puede medir así: -

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Para un transformador de aislamiento de 1kVA no son desconocidas capacidades de 1nF. Esa es la mitad de la historia y tal vez tenga un transformador de aislamiento más pequeño que tenga 100 pF a tierra en el llamado devanado aislado.

A continuación, considere a qué se está conectando: podría ser cualquier cosa de su descripción (DUT), pero podría tener un chasis que también se vea "afectado" por su propio transformador de aislamiento incorporado y luego tendrá otros 100pF. Pero, ¿qué le hace esta capacitancia a su chasis cuando se deja "flotar"?

Considere que existe la misma capacitancia para la conexión en vivo y neutral (digamos 50pF cada uno). Ahora que forma un divisor potencial y con el chasis desenterrado, puede medir la mitad de su voltaje de alimentación de CA con un DVM a tierra.

Entonces, quizás tenga 60 V en el chasis alimentados por 100 pF de capacitancia de su propio transformador y quizás tenga 100 pF a tierra desde el transformador de aislamiento de su osciloscopio; podría ver algo de hasta 60 V RMS entre estos dos puntos. Es posible que incluso vea una pequeña chispa si junta la tierra del visor y el chasis y probablemente sienta un cosquilleo leve si toca ambos nodos (no lo intente, por supuesto, por razones de seguridad).

En el caso de su ilustración, la conexión a tierra sigue siendo común en ambos lados del transformador de aislamiento. He leído un poco sobre esto y encontré algunas personas que abogan por una conexión entre neutral y tierra en el lado DUT y dejando la tierra flotando, para conectar tierra a tierra en todo momento. Su sugerencia fue buena. Usando un 10K, obtengo 0.03V en el lado del alcance de la resistencia cuando el otro extremo está conectado al chasis del DUT.
Entonces, me pregunto si es inteligente conectar la tierra a ambos lados del transformador de aislamiento (en lugar de dejarlo en los cables del alcance).
Si conecta la tierra a ambos lados, no puede ser un transformador de aislamiento en muchos aspectos. Dejar un cableado fijo significa que, en una condición de falla, la corriente máxima que puede fluir hacia el transformador de aislamiento de regreso a tierra (a través de la capacitancia parásita) está limitada por ese valor de capacitancia parásita. Probablemente menos de 1 mA y muchos lo consideran seguro.
Si la tierra no está conectada, entonces la conexión a tierra se realiza a través del cable de tierra del visor, lo que genera el mismo problema: no está completamente aislado. Dada la longitud (y el tamaño) del cableado, apuesto a que esto aumenta cualquier caída de voltaje (aumento de la resistencia en el cable de tierra). Necesito más información sobre por qué es necesario el aislamiento cuando se prueban suministros de modo de conmutación y cómo tratamos con la conexión a tierra.
@MarkRichards Creo que necesita hacer un dibujo de la configuración propuesta con las opciones que se han discutido.
Hice un buen esquema, pero no puedo ubicar la barra de herramientas del editor para pegar una imagen. Puede que tenga que empezar una nueva pregunta?
Es uno de los símbolos de herramientas arriba de la ventana de edición.
DE ACUERDO. estaba en comentarios. Ahora agregado a su respuesta en la ventana de edición.
Solo agréguelo a su pregunta, no a mi respuesta. Lo he hecho, pero ¿dónde se conecta el alcance? Edite su pregunta para explicar un poco más.
Transformador de aislamiento y potencial CA entre tierras
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