Jak chránit vaši domácí síť během bouřky
Síťová ochrana před bleskem
Stavitelé lokálních a domácích sítí jistě znají ten pocit, kdy síť, spuštěná po dlouhé práci, funguje ... den nebo dva a pak musí vylézt na půdu a vyměnit spálený rozbočovač. Bouřky jsou obvykle metlou sítí. Ve velké síti neprojde žádná bouřka beze ztrát.
Člověk opotřebovaný spálenými náboji samozřejmě přichází na otázku: je opravdu nemožné něco udělat? Samozřejmě můžete – a měli byste! Je nutné za prvé správně naplánovat a provést elektroinstalaci a za druhé použít zařízení na ochranu před bleskem (také známé jako síťové pojistky).
Taková zařízení lze zakoupit. Z těch, které jsou na trhu dostupné, lze rozlišit dvě třídy: „značkové“ a „vlastně vyrobené“. Třídu značek reprezentují především produkty APC — jedná se o různé modely pod obecným názvem ProtectNet. Tato zařízení se vyznačují poměrně vysokou cenou — a poměrně nízkou spolehlivostí (viz proč níže). Pokud jde o samostatně vyrobená zařízení vyrobená několika společnostmi LLC a PBOUL, jsou všechna přibližně stejná.Jejich vlastní spolehlivost je vyšší než u zařízení APC, ale ochranné vlastnosti jsou přibližně stejné.
Taková zařízení si můžete vyrobit i sami. Jak - čtěte v tomto článku.
Nejprve nějaké úvahy. Jaká je diagnóza, když vyhoří náboj? Selhání elektřiny. Jak je "nadbytečné" elektřina může to vstoupit do hubu? Přes BNC, UTP a napájecí konektory. Mechanismus vzniku této elektřiny? Nahromadění statického náboje na nadzemním vedení indukovaném EMF z vedení vysokého napětí způsobuje EMF z výboje blesku. Způsob ochrany? Vypouštění přebytečné elektřiny do země.
Hned poznamenávám, že žádné ze zařízení diskutovaných v tomto článku není schopno chránit před přímým úderem blesku. Zatím mi však nejsou známy žádné případy přímého úderu blesku do LAN drátů.
Ochranu krouceného páru můžete vytvořit podle následujícího schématu:
Rýže. 1.
Linka je připojena ke konektoru vlevo, hub je připojen k tomu vpravo. Vybíječe — plynové, pro napětí 300V (použil jsem CSG -G301N22). Vzdálenost od zařízení k rozbočovači je co nejmenší.
Princip činnosti je zřejmý ze schématu. Polyfázový diodový můstek s ochrannou diodou v diagonále působí jako potenciálový ekvalizér omezující maximální rozdíl potenciálů libovolných dvou vodičů na úroveň cca 10 V. Potenciál nad 300 V vůči zemi je zhášen svodičem.
Téměř všechna zařízení, která jsou v současné době na trhu, jsou vyrobena podle podobného schématu, ale existují také důležité rozdíly. APC místo plynových výbojů používá tzv. polovodičové pseudojiskřiště. Tyto prvky jsou extrémně levné, ale jejich spolehlivost neobstojí v kritice.Jsou schopny chránit před statickou elektřinou, ale okamžitě shoří z indukované elektřiny v blízkém úderu blesku. Ochrana před bleskem zabudovaná do UPS APC využívá jiné řešení – vzduchovou jiskru. Takové schéma naopak funguje pouze při velmi vysokém indukovaném napětí - kdy zpravidla není co ušetřit.
Řemeslníci v různých LLC si této funkce všimli a problém vyřešili svým vlastním způsobem: téměř ve všech zařízeních vyrobených v Rusku jednoduše chybí zachycovače. Místo toho se používá „tvrdé“ (s různými variantami) uzemnění. Výhody tohoto řešení jsou zřejmé, nevýhody – bohužel také. Při dostatečně velkém potenciálovém rozdílu mezi uzemňovacími body z různých konců vedení začne kabely a zařízeními protékat vyrovnávací proud, který může dosahovat obrovských hodnot a spálit všechno tak, jak jsi
Parametry obvodu jsou na obr. lze zlepšit:
Obr. 2.
Zde je každý vodič spojen se zemí přes samostatný svodič, čímž je dosaženo mnohem rychlejší reakce ochrany (svodič vypíná o 3 řády rychleji než dioda 1N4007 a řádově rychleji než ochranná dioda). Nevýhodou tohoto schématu je velké množství relativně drahých (2-3 USD) svodičů. Obvod lze (ale není žádoucí) zjednodušit použitím pouze jednoho omezovače na pár (např. pouze z pinů 1 a 3). V každém případě je nutné používat specializované omezovací prostředky.Použití neonových žárovek nebo startérů zářivek (jak někteří doporučují) místo svodičů je možné, ale je třeba poznamenat, že mají mnohem pomalejší odezvu, vyšší odolnost proti průrazu a nižší přípustnou energii demolice.
Důležitý bod, na který téměř všichni výrobci netprotectů zapomínají: ochrana power hubu. U běžného rozbočovače napájeného 7,5 V DC lze ochranu provést následovně:
Obr. 3.
Stejně jako u ochrany kroucenými páry by toto zařízení mělo být umístěno co nejblíže k rozbočovači.
U rozbočovačů s vestavěnou napájecí jednotkou není vyžadována žádná další ochrana. Jedinou podmínkou je, že na střední kolík zástrčky je připojeno spolehlivé ochranné uzemnění.
Pokud je při prodlužování venkovního vedení použit vodivý běh (obvykle pracovník v terénu), musí být uzemněn. Pozor - traverz je potřeba uzemnit pouze z jednoho konce (zde musím polemizovat s autory jiných známých článků na internetu na toto téma).
Bohužel i v nových budovách se při vedení elektrické sítě zdaleka ne všichni a ne vždy řídí požadavky Pravidel pro uspořádání elektrických instalací. Přiznejme si to, nikdo. Viděl jsem dům (moderní cihlová 9patrová budova, mimochodem uvedena do provozu po vzhledu 7. vydání PUE), ve kterém je každý vstup napájen hliníkovým drátem o průřezu 2,5 mm2. !!! Pokud tedy "uzemníte" traverzu v takovém domě a v domě s normálním uzemněním, bude celý dům napájen přes vaši traverzu! 🙂
Stejným způsobem můžete provádět lineární ochranu založenou na koaxiálním kabelu.Nejoptimálnější řešení: Vyrovnávací můstek se připojí k opletení a střednímu drátu. V takovém schématu budete potřebovat 2 omezení - od opletu a jádra k zemi. Při vytváření venkovního vedení mezi budovami nedoporučuji uzemňovat oplet koaxiálního kabelu.
Na závěr pár slov o účinnosti a nutnosti popsaných zařízení. Při zkušební kontrole byla zařízení připojena k venkovnímu vedení UTP o délce cca 60 m. Při připojení vedení (druhý konec je volný!) je ve výbojích pozorována jasná záře. Po finální instalaci vedení svodiče „mrknou“ v intervalu 20-50 sekund, tzn. ani nejdelší čára v klidném počasí získá statický potenciál 300 V za méně než minutu!
Napájení rozbočovače
Není žádným tajemstvím, že v místech, kde jsou instalovány rozbočovače, není vždy zásuvka 220V. Proto si buď musíte neochotně pohrát s topologií sítě a umístit rozbočovače na vhodnější místa, nebo zvážit napájení z dálky.
Tváří v tvář takovému problému to «wow-master» někdy řeší jednoduše - napájením 220V, pomocí volných párů v kabelu (UTP) nebo pomocí koaxiálního RG-58. Takové "řešení" samozřejmě nelze považovat v žádném případě za přijatelné, protože v tomto případě nemůže být řeč o žádné elektrické a požární bezpečnosti. I kdyby k požáru došlo ze zcela jiného důvodu, autor takové publikace je zaručeně prvním kandidátem na viníka.
Jako vhodnější se jeví vedení sítě 220V pomocí vhodného kabelu (měděné jádro, dvojitá izolace, minimálně 0,75 m2).Při kvalitní instalaci to lze považovat za normální možnost; avšak při umisťování rozbočovače v oblasti se selháním požáru – například v podkroví srubu – budete muset věnovat pozornost umístění vývodů a izolaci. Místní elektrikáři se navíc na jakékoli „mimozemské“ vedení 220V dívají velmi úkosem.
V některých případech (například hub nebo switch s vestavěným zdrojem) se nelze vyhnout síti 220V. Ve většině variant jsou však instalovány rozbočovače s externím napájením, jejichž výstupní napětí bývá 7,5V. Takový hub může být napájen "nízkým" napětím. Podívejme se na možné možnosti:
Typický rozbočovač vyžaduje 7,5 V DC. Provozní proud rozbočovače je obvykle o něco menší než 1A. Napětí 7,5V je z hlediska porušení izolace vodičů naprosto bezpečné, ale přivést ho „na dálku“ nebude tak jednoduché. Levné rozbočovače jsou totiž velmi důležité pro velikost a hlavně pro čistotu napájení a na velké vzdálenosti je nevyhnutelný pokles napětí, stejně jako vzhled snímačů.
Řešením je nainstalovat stabilizátor na 7,5-8V přímo v blízkosti rozbočovače, dokud nebude možné zvýšit síťové napětí.
Obrázek 2.1.
Výstupní napětí je zvoleno rovných 13,2V (12-14V) na základě jeho široké distribuce (napětí v palubní síti automobilu). Nabídka komerčně dostupných napájecích zdrojů pro toto napětí je velmi široká. Z jednoho zdroje lze samozřejmě napájet více hubů tak, že se k nim prodlouží vedení a každý z nich se vybaví vlastním stabilizátorem podle schématu na obrázku 2.1.V tomto případě by měl být provozní proud napájecího zdroje vypočten na základě 2A na hub. Pokud je počet hubů větší než 10, můžete počítat 1,5A / hub. IC stabilizátoru musí být vybaven chladičem.
Logickým pokračováním tohoto schématu je schéma na obr. 2.2.
Obrázek 2.2.
Zde je stabilizátor doplněn o usměrňovač, který umožňuje použití střídavého napětí a úsporu nákladů na napájecí zdroj jeho nahrazením transformátorem. Provozní proud transformátoru by měl být také vypočten na základě 1,5 - 2A na náboj (za předpokladu, že jsou použity náboje s jmenovitým proudem 1A). Jako transformátor jsou vhodná zařízení řady TN (incandescent filament) s vinutími zapojenými do série (nebo sériově paralelně) pro získání napětí 12,6V.
Obě uvažovaná schémata obsahují prvky pro ochranu proti impulsnímu šumu v napájecím zdroji, proti statické elektřině, proti přepětí a přepólování.
Nepoužité páry v UTP lze použít jako elektrické vedení. Vodiče v nich musí být zapojeny paralelně v párech (modrá + bílá, hnědá + bílohnědá). Takto připojená UTP kategorie 5 může napájet až 3 rozbočovače. Takové spojení projde bez problémů rychlostí linky 10 Mb/s; při "rozbalení" 100 Mb / s je kabel nežádoucí, i když zpravidla při pečlivé instalaci vše funguje bez problémů.
Typická topologie v tomto případě může vypadat takto: vedení vstupující do domu je připojeno k vypínači umístěnému v blízkosti zásuvky 220V. Transformátor je napájen ze stejné zásuvky. Linky UTP vedou od přepínače (a transformátoru) k přístupovým (podlažním) rozbočovačům, přičemž pro každý rozbočovač je potřeba pouze jedno vlákno UTP.
Je také možné vytvořit dlouhý „dosah“ sestávající z rozbočovačů nebo přepínačů s připojením napájení pouze na jednom místě.
Při použití jako hlavní těleso podle OBR. 2.2. (se střídavým proudem ve vedení) je možné i vzdálené připojení hubů s vestavěným napájením. Takový rozbočovač je připojen pomocí dalšího transformátoru (např. řady TN), který je součástí dodávky pro «zesílení».
Návod k zařízení pro ochranu budov a zařízení před bleskem