Ako chrániť svoju domácu sieť počas búrky
Sieťová ochrana pred bleskom
Stavitelia lokálnych a domácich sietí určite poznajú ten pocit, keď sieť, spustená po dlhej práci, funguje ... deň-dva a potom musia vyliezť do podkrovia a vymeniť zhorený rozbočovač. Búrky sú zvyčajne metlou sietí. Vo veľkej sieti neprejde žiadna búrka bez straty.
Opotrebovaný so spálenými nábojmi, človek, samozrejme, prichádza na otázku: je naozaj nemožné niečo urobiť? Samozrejme, že môžete – a mali by ste! Je potrebné po prvé správne naplánovať a vykonať elektroinštaláciu a po druhé použiť zariadenia na ochranu pred bleskom (známe aj ako sieťové poistky).
Takéto zariadenia je možné zakúpiť. Z tých, ktoré sú dostupné na trhu, možno rozlíšiť dve triedy: „značkové“ a „vlastné vyrobené“. Triedu značky reprezentujú najmä produkty APC — ide o rôzne modely pod všeobecným názvom ProtectNet. Tieto zariadenia sa vyznačujú pomerne vysokou cenou - a pomerne nízkou spoľahlivosťou (pozri dôvod nižšie). Pokiaľ ide o zariadenia vyrobené vlastnými rukami, ktoré vyrába niekoľko LLC a PBOUL, všetky sú približne rovnaké.Ich prirodzená spoľahlivosť je vyššia ako spoľahlivosť zariadení APC, ale ochranné vlastnosti sú približne rovnaké.
Takéto zariadenia si môžete vyrobiť aj sami. Ako - prečítajte si v tomto článku.
Najprv nejaké úvahy. Aká je diagnóza, keď vyhorí náboj? Elektrická porucha. Ako je "nadbytočné" elektriny môže vstúpiť do rozbočovača? Cez BNC, UTP a napájacie konektory. Mechanizmus vzniku tejto elektriny? Nahromadenie statického náboja na nadzemnom vedení indukovaného EMP z vysokonapäťových vedení spôsobuje EMF z výboja blesku. Spôsob ochrany? Vypúšťanie prebytočnej elektriny na zem.
Okamžite poznamenávam, že žiadne zo zariadení uvedených v tomto článku nie je schopné chrániť pred priamym úderom blesku. Zatiaľ mi však nie sú známe žiadne prípady priameho úderu blesku na LAN drôty.
Ochranu krúteného páru môžete vytvoriť podľa nasledujúcej schémy:
Ryža. 1.
Linka sa pripája do konektora vľavo, rozbočovač sa pripája na ten vpravo. Vybíjačky — plynové, na napätie 300V (použil som CSG -G301N22). Vzdialenosť od zariadenia k rozbočovaču je čo najmenšia.
Princíp činnosti je zrejmý z diagramu. Polyfázový diódový mostík s ochrannou diódou v uhlopriečke pôsobí ako potenciálový vyrovnávač, ktorý obmedzuje maximálny potenciálový rozdiel ľubovoľných dvoch vodičov na úroveň cca 10 V. Potenciál nad 300 V voči zemi je zhášaný zvodičom.
Takmer všetky zariadenia, ktoré sú v súčasnosti na trhu, sú vyrobené podľa podobnej schémy, existujú však aj dôležité rozdiely. APC používa namiesto plynových výbojov takzvané polovodičové pseudoiskriská. Tieto prvky sú extrémne lacné, ale ich spoľahlivosť neobstojí v kritike.Sú schopné chrániť pred statickou elektrinou, ale okamžite zhoria od indukovanej elektriny v blízkom údere blesku. Ochrana pred bleskom zabudovaná do UPS APC využíva iné riešenie – vzduchovú iskru. Takáto schéma naopak funguje iba pri veľmi vysokom indukovanom napätí - keď spravidla nie je čo ušetriť.
Remeselníci v rôznych LLC si túto vlastnosť všimli a problém vyriešili vlastným spôsobom: takmer vo všetkých zariadeniach vyrobených v Rusku jednoducho chýbajú zvodiče. Namiesto toho sa používa „tvrdé“ (s rôznymi variantmi) uzemnenie. Výhody tohto riešenia sú zrejmé, nevýhody – bohužiaľ tiež. Pri dostatočne veľkom potenciálovom rozdiele medzi uzemňovacími bodmi z rôznych koncov vedenia začne cez káble a zariadenia pretekať vyrovnávajúci prúd, ktorý môže dosiahnuť obrovské hodnoty a spáľte všetko tak, ako ste
Parametre obvodu sú znázornené na obr. možno zlepšiť:
Obr. 2.
Tu je každý vodič spojený so zemou cez samostatný zvodič, čím sa dosiahne oveľa rýchlejšia odozva ochrany (zvodič vypína o 3 rády rýchlejšie ako dióda 1N4007 a rádovo rýchlejšie ako ochranná dióda). Nevýhodou tejto schémy je veľký počet pomerne drahých (2-3 USD) zvodičov. Obvod je možné (ale nie je to žiaduce) zjednodušiť použitím iba jedného obmedzovača na pár (napr. iba z kolíkov 1 a 3). V každom prípade je potrebné použiť špecializované zábrany.Použitie neónových žiaroviek alebo štartérov žiariviek (ako niektorí odporúčajú) namiesto zvodičov je možné, ale treba poznamenať, že majú oveľa pomalšiu odozvu, vyššiu odolnosť proti prierazu a nižšiu prípustnú energiu demolácie.
Dôležitý bod, na ktorý takmer všetci výrobcovia netprotects zabúdajú: ochrana power hubu. Pre konvenčný rozbočovač napájaný 7,5 V jednosmerným prúdom je možné ochranu vykonať nasledovne:
Obr. 3.
Rovnako ako pri ochrane krútenými pármi, aj toto zariadenie by malo byť umiestnené čo najbližšie k rozbočovaču.
Pre rozbočovače so zabudovanou pohonnou jednotkou nie je potrebná žiadna dodatočná ochrana. Jedinou podmienkou je, že na stredný kolík zástrčky je pripojená spoľahlivá ochranná zem.
Ak sa pri predlžovaní vzdušného vedenia používa vodivý chod (zvyčajne terénny pracovník), musí byť uzemnený. Pozor - traverz je potrebné uzemniť len z jedného konca (tu musím polemizovať s autormi iných známych článkov na internete na túto tému).
Bohužiaľ, aj v nových budovách sa pri vedení elektrickej siete zďaleka nie všetci a nie vždy riadia požiadavkami Pravidiel pre usporiadanie elektrických inštalácií. Povedzme si na rovinu, nikto. Videl som dom (moderná tehlová 9-poschodová budova, mimochodom uvedená do prevádzky po vzhľade 7. vydanie PUE), v ktorej je každý vstup napájaný hliníkovým drôtom s prierezom 2,5 mm2. !!! Ak teda "uzemníte" traverzu v takomto dome a v dome s normálnym uzemnením, celý dom bude napájaný cez vašu traverzu! 🙂
Rovnakým spôsobom môžete vykonať lineárnu ochranu založenú na koaxiálnom kábli.Najoptimálnejšie riešenie: Vyrovnávací mostík je spojený s opletením a stredným drôtom. V takejto schéme budete potrebovať 2 obmedzenia - od opletu a jadra po zem. Pri vytváraní vzdušného vedenia medzi budovami neodporúčam uzemňovať opletenie koaxiálneho kábla.
Na záver pár slov o účinnosti a nevyhnutnosti opísaných zariadení. Pri testovacej kontrole boli zariadenia pripojené k trolejovému vedeniu UTP v dĺžke cca 60 m. Pri pripojení vedenia (druhý koniec je voľný!) je vo výbojkách pozorovaná jasná žiara. Po definitívnom osadení vedenia zvodiče „žmurkajú“ v intervale 20-50 sekúnd, t.j. nie najdlhšia linka v pokojnom počasí dostane 300 V statický potenciál za menej ako minútu!
Napájanie rozbočovača
Nie je žiadnym tajomstvom, že na miestach, kde sú nainštalované rozbočovače, nie je vždy zásuvka 220 V. Preto sa musíte buď neochotne pohrabať v topológii siete, aby ste umiestnili rozbočovače na vhodnejšie miesta, alebo zvážiť napájanie z diaľky.
Tvárou v tvár takémuto problému ho «wow-master» niekedy vyrieši jednoducho - napájaním 220 V pomocou voľných párov v kábli (UTP) alebo pomocou koaxiálneho kábla RG-58. Samozrejme, že takéto „riešenie“ nemožno v žiadnom prípade považovať za prijateľné, keďže v tomto prípade nemôže byť reč o žiadnej elektrickej a požiarnej bezpečnosti. Ak by aj k požiaru došlo z úplne iného dôvodu, prvým kandidátom na vinníka je zaručene autor takejto publikácie.
Zdá sa, že kompetentnejšie viesť 220V sieť pomocou vhodného kábla (medené jadro, dvojitá izolácia, aspoň 0,75 m2).Pri kvalitnej inštalácii to možno považovať za normálnu možnosť; avšak pri umiestňovaní rozbočovača v požiarne zlyhanej oblasti – napríklad v podkroví zrubového domu – budete musieť venovať pozornosť umiestneniu vývodov a izolácii. Miestni elektrikári sa navyše na akékoľvek „mimozemské“ 220V vedenia pozerajú veľmi úkosom.
V niektorých prípadoch (napríklad rozbočovač alebo prepínač so zabudovaným zdrojom) sa nedá vyhnúť 220V sieti. Vo väčšine variantov sú však inštalované rozbočovače s externým napájaním, ktorých výstupné napätie býva 7,5V. Takýto rozbočovač môže byť napájaný "nízkym" napätím. Pozrime sa na možné možnosti:
Typický rozbočovač vyžaduje 7,5 V DC. Prevádzkový prúd rozbočovača je zvyčajne o niečo menší ako 1A. Napätie 7,5V je absolútne bezpečné z pohľadu pretrhnutia izolácie vodičov, no priviesť ho „z diaľky“ nebude také jednoduché. Faktom je, že lacné rozbočovače sú veľmi dôležité pre veľkosť a najmä pre čistotu napájania a na veľké vzdialenosti je nevyhnutný pokles napätia, ako aj vzhľad snímačov.
Riešením je inštalácia stabilizátora na 7,5-8V priamo v blízkosti rozbočovača, kým nebude možné zvýšiť sieťové napätie.
Obrázok 2.1.
Výstupné napätie je zvolené rovným 13,2V (12-14V) na základe jeho širokého rozloženia (napätie v palubnej sieti automobilu). Rozsah komerčne dostupných napájacích zdrojov pre toto napätie je veľmi široký. Z jedného zdroja je samozrejme možné napájať viacero rozbočovačov tak, že sa k nim predĺžia vedenia a každý z nich sa vybaví vlastným stabilizátorom podľa schémy na obrázku 2.1.V tomto prípade by sa mal prevádzkový prúd napájacieho zdroja vypočítať na základe 2A na rozbočovač. Ak je počet rozbočovačov viac ako 10, môžete počítať 1,5A / rozbočovač. IC stabilizátora musí byť vybavený chladičom.
Logickým pokračovaním tejto schémy je schéma na obr. 2.2.
Obrázok 2.2.
Tu je stabilizátor doplnený o usmerňovač, ktorý umožňuje použitie striedavého napätia a šetrenie nákladov na napájanie jeho výmenou za transformátor. Prevádzkový prúd transformátora by sa mal tiež vypočítať na základe 1,5 - 2A na náboj (za predpokladu, že sa použijú náboje s menovitým prúdom 1A). Ako transformátor sú zariadenia série TN (incandescent filament) s vinutiami zapojenými do série (alebo sériovo paralelne) vhodné na získanie napätia 12,6V.
Obe uvažované schémy obsahujú prvky na ochranu pred impulzným šumom v napájacom zdroji, pred statickou elektrinou, proti prepätiu a prepólovaniu.
Nepoužité páry v UTP môžu byť použité ako elektrické vedenie. Vodiče v nich musia byť zapojené paralelne v pároch (modrá + biela, hnedá + bielo-hnedá). Takto zapojené UTP kategórie 5 dokáže napájať až 3 huby. Takéto spojenie prejde bez problémov rýchlosťou linky 10 Mb / s; pri 100 Mb / s "rozbalenie" kábla je nežiaduce, aj keď spravidla pri starostlivej inštalácii všetko funguje bez problémov.
Typická topológia v tomto prípade môže vyzerať takto: linka vstupujúca do domu je pripojená k vypínaču umiestnenému v blízkosti 220V zásuvky. Transformátor je napájaný z rovnakej zásuvky. Linky UTP vedú od prepínača (a transformátora) k prístupovým (poschodovým) rozbočovačom, pričom pre každý rozbočovač je potrebný iba jeden reťazec UTP.
Je tiež možné vytvoriť dlhý „dosah“ pozostávajúci z rozbočovačov alebo prepínačov s pripojením napájania iba na jednom mieste.
Pri použití ako hlavné teleso podľa obr. 2.2. (so striedavým prúdom v linke) je možné aj vzdialené pripojenie rozbočovačov so zabudovaným napájaním. Takýto rozbočovač je pripojený pomocou ďalšieho transformátora (napr. série TN), ktorý je súčasťou "zosilnenia".
Návod na zariadenie na ochranu budov a zariadení pred bleskom