Как да защитите домашната си мрежа по време на гръмотевична буря
Мрежова защита от мълния
Строителите на локални и домашни мрежи със сигурност са запознати с усещането, когато мрежа, стартирана след продължителна работа, работи … за ден -два, а след това трябва да се качат на тавана и да сменят изгорялата главина. Гръмотевичните бури обикновено са бичът на мрежите. В голяма мрежа нито една гръмотевична буря не преминава без загуба.
Износен с изгорели главини, човек, разбира се, идва на въпроса: наистина ли е невъзможно да се направи нещо? Разбира се, че можете — и трябва! Необходимо е, първо, правилно да се планира и изпълни окабеляването, и второ, да се използват мълниезащитни устройства (известни още като мрежови предпазители).
Такива устройства могат да бъдат закупени. От наличните на пазара могат да се отбележат два класа: „маркови“ и „самостоятелно направени“. Марковият клас е представен главно от продукти на APC — това са различни модели под общото име ProtectNet. Тези устройства се отличават с доста висока цена — и доста ниска надеждност (вижте защо по -долу). Що се отнася до самостоятелно изработени устройства, произведени от няколко LLC и PBOUL, всички те са приблизително еднакви. Вродената им надеждност е по -висока от тази на APC устройствата, но защитните свойства са приблизително същите.
Можете също така да направите такива устройства сами. Как — прочетете в тази статия.
Първо, малко разсъждения. Каква е диагнозата, когато хъбът изгори? Електрическа повреда. Как е «излишно» електричество може да влезе в хъба? Чрез BNC, UTP и захранващи конектори. Механизмът за образуване на това електричество? Натрупването на статични заряди по въздушна линия, индуцирана ЕМП от линии с високо напрежение, предизвиква ЕМП от разряд на мълния. Метод на защита? Изхвърляне на излишната електроенергия към земята.
Отбелязвам веднага, че нито едно от устройствата, разглеждани в тази статия, не е в състояние да защити срещу директен удар на мълния. Все още обаче не съм запознат с случаи на директни удари на мълния в LAN проводници.
Можете да направите защита за усукана двойка по следната схема:
Ориз. 1.
Линията е свързана с конектора вляво, хъбът е свързан с този отдясно. Разрядници — газови, за напрежение 300V (използвах CSG -G301N22). Разстоянието от устройството до хъба е възможно най -малкото.
Принципът на действие е ясен от диаграмата. Многофазен диоден мост със защитен диод в диагонала действа като еквалайзер на потенциала, ограничавайки максималната потенциална разлика на всеки два проводника до ниво от около 10 V. Потенциал над 300 V по отношение на земята се гаси от разрядника.
Почти всички устройства, които в момента са на пазара, са направени по подобна схема, но има и важни разлики. APC използва така наречените полупроводникови псевдо-искрови пролуки вместо газоразрядници. Тези елементи са изключително евтини, но тяхната надеждност не издържа на критики. Те са в състояние да предпазват от статично действие, но веднага изгарят от индуцираното електричество при близък удар на мълния. Мълниезащитата, вградена в APC UPS, използва различно решение — въздушна искра. Такава схема, напротив, работи само при много високо индуцирано напрежение — когато по правило няма какво да се спести.
Занаятчиите в различни LLC са забелязали тази функция и са решили проблема по свой собствен начин: в почти всички устройства, произведени в Русия, аресторите просто отсъстват. Вместо това се използва «твърда» (с различни варианти) земна връзка. Предимствата на това решение са очевидни, недостатъците — уви, също.При достатъчно голяма потенциална разлика между точките на заземяване от различни краища на линията, изравнителният ток започва да тече през кабелите и устройствата, което може да достигне огромни стойности и да изгори всичко по пътя си.
Параметрите на веригата са показани на фиг. може да се подобри:
Фиг. 2.
Тук всеки проводник е свързан към земята чрез отделен ограничител, който постига много по -бърза реакция на защита (отводникът се задейства с 3 порядъка по -бързо от диода 1N4007 и с порядък по -бързо от защитния диод). Недостатъкът на тази схема е големият брой сравнително скъпи (2-3 щ.д.) арестери. Веригата може (но не е желателно) да бъде опростена, като се използва само по един ограничител на всяка двойка (например само от пинове 1 и 3). Във всеки случай е необходимо да се използват специализирани ограничители. Използването на неонови крушки или стартери от флуоресцентни лампи (както някои препоръчват) вместо ограничители е възможно, но трябва да се има предвид, че те имат много по -бавен процент на реакция, по -висока устойчивост на разрушаване и по -ниска допустима енергия на разрушаване.
Важен момент, за който почти всички производители на netprotects забравят: защита на захранващия концентратор. За конвенционален хъб, захранван с постоянно напрежение 7,5 V, защитата може да се извърши, както следва:
Фиг. 3.
Както при защитата на усукана двойка, това устройство трябва да бъде разположено възможно най -близо до хъба.
За главини с вграден захранващ блок не се изисква допълнителна защита. Единственото условие е да има надеждно защитно заземяване, свързано към средния щифт на щепсела.
Ако при удължаване на въздушна линия (обикновено полски работник) се използва проводим ход, той трябва да бъде заземен. Внимание — трябва да заземите траверса само от единия край (тук трябва да споря с авторите на други добре познати статии в Интернет по тази тема).
За съжаление, дори и в нови сгради, при провеждане на електрическа мрежа, далеч не всички и не винаги се ръководят от изискванията на Правилата за подреждане на електрическите инсталации. Нека си признаем, никой. Видях къща (модерна тухлена 9-етажна сграда, пусната в експлоатация, между другото, след появата 7 -мо издание на PUE), в която всеки вход се захранва от алуминиева тел с напречно сечение 2,5 кв. мм. !!! Съответно, ако «заземите» траверсата в такава къща и в къща с нормално заземяване, цялата къща ще се захранва през вашата траверса! 🙂
По същия начин можете да извършите линейна защита въз основа на коаксиален кабел. Най -оптималното решение: Изравняващият мост е свързан към оплетката и средния проводник. В такава схема ще ви трябват 2 ограничители — от плитката и сърцевината до земята. Не препоръчвам заземяване на оплетката на коаксиалния кабел при създаване на въздушна линия между сгради.
В заключение, няколко думи за ефективността и необходимостта от описаните устройства. По време на тестовата проверка устройствата бяха свързани към въздушната линия на UTP с дължина около 60 м. Когато линията е свързана (другият край е свободен!), В разрядниците се наблюдава ярко сияние. След окончателното инсталиране на линията, аресторите «намигват» на интервал от 20-50 секунди, т.е. не най -дългата линия при спокойно време получава 300 V статичен потенциал за по -малко от минута!
Захранване на концентратора
Не е тайна, че на местата, където са монтирани хъбове, не винаги има 220V контакт. Следователно, или трябва неохотно да се подигравате с топологията на мрежата, за да поставите хъбовете на по -подходящи места, или да помислите за захранване от далеч.
Изправени пред такъв проблем, «wow-master» понякога го решават просто-захранват 220V, като използват безплатни двойки в кабела (UTP) или използват RG-58 коаксиален. Разбира се, подобно „решение“ не може да се счита за приемливо по никакъв начин, тъй като в този случай не може да става въпрос за никаква електрическа и пожарна безопасност. Дори пожарът да се случи по съвсем друга причина, авторът на такава публикация гарантирано ще бъде първият кандидат за виновника.
Изглежда по-компетентно да се проведе 220V мрежа с помощта на подходящ кабел (медна жила, двойно изолирана, най-малко 0,75 кв.м.). При качествена инсталация това може да се счита за нормален вариант; обаче, когато локализирате главината в неуспешна зона от пожарна гледна точка — например на тавана на къща с дървени греди — ще трябва да обърнете внимание на поставянето и изолацията на контакта. Освен това местните електротехници гледат много накриво на всякакви „извънземни“ 220V линии.
В някои случаи (например хъб или превключвател с вградено захранване) 220V мрежа не може да бъде избегната. В повечето варианти обаче са монтирани хъбове с външно захранване, чието изходно напрежение обикновено е 7.5V. Такъв хъб може да се захранва от «ниско» напрежение. Нека разгледаме възможните варианти:
Типичен хъб изисква 7.5V DC. Работният ток на главината обикновено е малко по -малък от 1А. Напрежението от 7.5V е абсолютно безопасно от гледна точка на разрушаването на изолацията на проводници, но няма да е толкова лесно да го донесете „отдалеч“. Факт е, че евтините хъбове са много важни за размера и особено за чистотата на захранването, а на дълги разстояния спад на напрежението е неизбежен, както и появата на пикапи.
Решението е да се инсталира стабилизатор при 7.5-8V директно близо до главината, докато мрежовото напрежение може да се увеличи.
Фигура 2.1.
Изходното напрежение се избира равно на 13.2V (12-14V) въз основа на широкото му разпространение (напрежение в бордовата мрежа на автомобила). Обхватът на предлаганите в търговската мрежа захранвания за това напрежение е много широк. Разбира се, няколко хъба могат да се захранват от едно захранване чрез разширяване на линиите към тях и оборудване на всеки от тях със собствен стабилизатор съгласно схемата на фигура 2.1. В този случай работният ток на захранването трябва да се изчисли на база 2А на хъб. Ако броят на хъбовете е повече от 10, можете да броите 1,5А / хъб. Стабилизаторът IC трябва да бъде оборудван с радиатор.
Логичното продължение на тази схема е диаграмата на фиг. 2.2.
Фигура 2.2.
Тук стабилизаторът е допълнен с токоизправител, който позволява използването на променливо напрежение и спестяване на цената на захранването, като го замените с трансформатор. Работният ток на трансформатора също трябва да се изчисли въз основа на 1,5 — 2A на хъб (приемаме, че се използват хъбове с номинален ток 1A). Като трансформатор, устройствата от серията TN (нажежаема жичка) с намотки, свързани последователно (или последователно паралелно), са подходящи за получаване на напрежение от 12.6V.
И двете разглеждани схеми съдържат елементи за защита срещу импулсен шум в захранването, срещу статично, срещу пренапрежение и обръщане на полярността.
Неизползваните двойки в UTP могат да се използват като захранваща линия. Проводниците в тях трябва да бъдат свързани паралелно по двойки (синьо + бяло, кафяво + бяло-кафяво). UTP категория 5, свързана по този начин, може да захранва до 3 хъба. Такава връзка ще премине без проблеми при скорост на линията 10 Mb / s; при 100Mb / s «разопаковането» на кабела е нежелателно, въпреки че като правило при внимателна инсталация всичко работи без проблеми.
Типична топология в този случай може да изглежда така: линията, влизаща в къщата, е свързана с превключвател, разположен близо до контакта 220V. Трансформаторът се захранва от същия контакт. UTP линиите преминават от превключвателя (и трансформатора) към хъбовете за достъп (етажни), докато за всеки хъб е необходима само една UTP нишка.
Също така става възможно да се създаде дълъг «обхват», състоящ се от хъбове или превключватели, със захранваща връзка само на едно място.
Когато се използва като основен корпус съгласно фиг. 2.2. (с променлив ток в линията) е възможно и дистанционно свързване на хъбове с вградено захранване. Такъв хъб е свързан с помощта на още един трансформатор (например серия TN), включен за «усилване».
Инструкции за устройството за мълниезащита на сгради и съоръжения