Как защитить домашнюю сеть во время грозы

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Как защитить домашнюю сеть во время грозы

Строителям локальных и домашних сетей непременно знакомо
чувство, когда запущенная после длительных трудов сеть работает… день-два, а
позже — приходится лезть на чердак и поменять спаленный хаб. Грозы — вообщем бич
сетей. В большой сети ни одна гроза не проходит без утрат.

Намаявшись со спаленными хабами, человек, само собой,
приходит к вопросу: неуж-то ничего нельзя сделать? Конечно можно — и необходимо!
Нужно, во первых, верно спланировать и выполнить кабельную разводку, а
во-2-х — использовать устройства грозозащиты (известные также как
нетпротекторы).

Такие устройства можно приобрести. Из имеющихся на рынке можно
отметить два класса: «брендовые» и «самопальные». Класс брендовых в главном
представлен изделиями компании APC — это разные модели под общим заглавием
ProtectNet. Эти устройства отличает достаточно высочайшая стоимость — и достаточно низкая
надежность (почему — см. ниже). Что касается самопальных устройств, выпускаемых
несколькими ООО и ПБОЮЛ, то они все приблизительно схожи. Их собственная
надежность выше, чем у устройств APC, но защитные характеристики приблизительно те же.

Такие устройства можно также сделать самому. Как — читайте
в этой статье.

До этого — малость рассуждений. Каковой диагноз при сгорании хаба?
Электронный пробой. Каким образом «избыточное» электричество могло попасть в хаб?
Через разъемы BNC, UTP и питания. Механизм образования этого электричества?
Скопление статических зарядов на воздушной полосы, наведенная ЭДС от
высоковольтных линий, наведенная ЭДС от грозового разряда. Метод защиты? Отвод
излишнего электричества в землю.

Сходу замечу, что никакое из рассматриваемых в данной статье
устройств не способно защитить от прямого удара молнии. Но, мне пока
неопознаны случаи прямых ударов молний в провода локальных сетей.

Сделать защиту для полосы на витой паре можно по последующей
схеме:

К расположенному слева разъему подключается линия, к
расположенному справа — хаб. Разрядники — газовые, на напряжение 300В (я
использовал CSG-G301N22). Расстояние от устройства до хаба — мало
вероятное.

Механизм работы понятен из схемы. Многофазный диодный мост с
защитным диодиком в диагонали делает функции «ровнителя» потенциалов,
ограничивая наивысшую разницу потенциалов всех 2-ух проводов на уровне
порядка 10 В. Потенциал, превосходящий 300 В относительно земли, гасится
разрядником.

Фактически все имеющиеся на данный момент на рынке устройства
выполнены по аналогичной схеме, но есть и принципиальные отличия. Компания APC употребляет
заместо газовых разрядников так именуемые полупроводниковые псевдоискровые
разрядники. Эти элементы очень дешевы, но их надежность не выдерживает
никакой критики. Защитить от статики они способны, но от наведенного
электричества при близком ударе молнии сходу выгорают. В грозозащитах,
интегрированных в ИБП производства APC, применено другое решение — воздушный
искровой просвет. Такая схема, напротив, срабатывает только при очень большенном
наведенном напряжении — когда выручать обычно уже нечего.

Каждый электрик должен знать:  Кабель для подключения асинхронного двигателя на 37 кВт

Умельцы в разных ООО подметили эту особенность и решили
делему по-своему: фактически во всех устройствах русского производства
разрядники просто отсутствуют. Заместо их употребляется «жесткое» (с разными
вариантами) соединение с землей. Достоинства такового решения явны,
недочеты — как досадно бы это не звучало, тоже. При довольно большой разнице потенциалов меж точками
заземления с различных концов полосы через кабели и устройства начинает течь
уравнивающий ток, который может достигать больших величин и выжигать все на
собственном пути.

Характеристики схемы на рис.1. можно сделать лучше:

Тут каждый провод соединен с землей отдельным разрядником,
чем достигается еще большее быстродействие защиты (разрядник срабатывает на
3 порядка резвее чем диодик 1N4007 и на порядок резвее защитного диодика).
Недочет этой схемы — огромное количество относительно дорогостоящих (2-3 USD)
разрядников. Схему можно (но не нужно) упростить, используя только по одному
разряднику на каждой паре (к примеру, только с контактов 1 и 3). В любом случае,
нужно использовать спец разрядники. Внедрение заместо
разрядников неоновых лампочек либо стартеров от ламп дневного света (как
советуют некие) может быть, но следует учесть что они владеют еще
наименьшим быстродействием, огромным сопротивлением при пробое и наименьшей допустимой
энергией пробоя.

Принципиальный момент, о котором запамятывают фактически все
производители нетпротектов: защита хаба по питанию. Для обыденного хаба,
питающегося неизменным напряжением величиной 7.5 В, защиту можно выполнить по
последующей схеме:

Как и в случае с защитой полосы на витой паре, это устройство
следует располагать как можно поближе к хабу.

Для хабов, имеющих интегрированный сетевой блок питания,
дополнительная защита не требуется. Единственное условие — наличие надежного
защитного заземления, присоединенного к среднему контакту сетевой вилки.

Если при протяжке воздушной полосы употребляется проводящая
траверса (обычно — полевик), ее нужно заземлить. Внимание — заземлять
траверсу нужно только с 1-го конца (здесь мне приходится спорить с создателями
других узнаваемых в Вебе статей на данную тему).

К огорчению, даже в новостройках при проведении электронной
сети далековато не все и не всегда руководствуются требованиями Правил Устройства
Электроустановок. Прямо скажем, никто. Я лицезрел дом (современная кирпичная 9-ти
этажка, введенная в эксплуатацию, кстати, уже после возникновения 7-го издания ПУЭ),
в каком каждый подъезд запитывается дюралевым проводом сечением 2.5
кв.мм. Соответственно, если «заземлить» траверсу в таком доме и в доме с
обычным заземлением, через вашу траверсу будет питаться весь дом! ��

Каждый электрик должен знать:  Как выбрать паяльную станцию

Аналогично можно выполнить и защиту полосы на базе
коаксиального кабеля. Более наилучшее решение: разглаживающий мост
подключается к оплетке и средней жиле. В таковой схеме пригодится 2 разрядника —
с оплетки и жилы на землю. Заземлять оплетку коаксиального кабеля при разработке
воздушной полосы меж зданиями я не рекомендую.

В заключение — несколько слов касательно эффективности и
необходимости обрисованных устройств. В процессе испытательной проверки устройства
врубались в воздушную линию на UTP длиной порядка 60 м. При подключении полосы
(2-ой конец — свободный!) наблюдается колоритное свечение в разрядниках. После
окончательного монтажа полосы разрядники «подмигивают» приблизительно с интервалом в
20-50 секунд, т.е. не самая длинноватая линия в размеренную погоду набирает 300 В
статического потенциала наименее чем в минуту!

Не тайна, что в местах установки хабов далековато не всегда
имеется розетка сети 220В. Потому приходится или, скрепя сердечко, глумиться
над топологией сети ради размещения хабов в более подходящих местах, или мыслить
о подведении питания издалека.

Столкнувшись с таковой неувязкой, «ух-мастера» время от времени решают ее
просто — подводят 220В, используя свободные пары в кабеле (UTP), либо используя
коаксиал RG-58. Очевидно, такое «решение» никак нельзя считать применимым, так
как ни о какой электро- и пожаробезопасности в этом случае не может быть и
речи. Даже если пожар случится совершенно по другой причине, создатель схожей проводки
гарантированно будет первым кандидатом в виноватые.

Более грамотным смотрится проведение сети 220В, используя
соответственный кабель (медный многожильный, в двойной изоляции, более 0.75
кв.мм.). При высококачественном монтаже это полностью можно считать обычным вариантом;
но, при размещении хаба в неудачной с пожарной точки зрения зоне — к примеру,
на чердаке дома с древесными стропилами — придется уделить внимание размещению
и изоляции розетки. Вприбавок, местные электрики очень косо глядят на любые
«чужеродные» полосы 220В.

В неких случаях (к примеру, хаб либо свитч со интегрированным
блоком питания) проведения сети 220В не избежать. Но в большинстве вариантов
инсталлируются хабы с наружным блоком питания, выходное напряжение которого как
правило равно 7.5В. К такому хабу можно подвести питание «по низкому»
напряжению. Разглядим вероятные варианты:

Типовому хабу требуется 7.5В неизменного тока. Рабочий ток
хаба обычно несколько меньше 1А. Напряжение 7.5В полностью неопасно с
точки зрения пробоя изоляции проводов, но подвести его «издалека» так просто
не получится. Дело в том, что дешевенькие хабы очень критичны к величине и в особенности
чистоте питания, а на огромных просветах безизбежно падение напряжения, как и
возникновение наводок.

Каждый электрик должен знать:  Перегрузка электросети причины, последствия, меры защиты

Решение состоит в установке стабилизатора на величину 7.5-8В
конкретно около хаба, при всем этом линейное напряжение питания можно
прирастить.

Напряжение источника выбрано равным 13.2В (12-14В) исходя из
его широкой распространенности (напряжение в бортовой сети автомобиля).
Ассортимент имеющихся в продаже блоков питания на это напряжение очень широкий.
Очевидно, от 1-го блока питания можно питать несколько хабов, протянув к ним
полосы и оборудовав любой из их своим стабилизатором по схеме на рис.2.1. При
этом рабочий ток блока питания следует рассчитывать, исходя из 2А на каждый хаб.
При количестве хабов более 10 можно считать по 1.5А/хаб. ИМС стабилизатора
следует оборудовать радиатором.

Логическим продолжением данной схемы является схема на рис.
2.2.

Тут стабилизатор дополнен выпрямителем, что позволяет
использовать переменное напряжение и сберечь на цены блока питания,
заменив его трансформатором. Рабочий ток трансформатора также следует
рассчитывать, исходя из 1.5 — 2А на хаб (мы исходим из догадки, что
употребляется хабы с номинальным током 1А). В качестве трансформатора успешно
подходят приборы серии ТН (накальные) с соединенными поочередно (либо
последовательно-параллельно) обмотками, для получения напряжения 12.6В.

Обе рассмотренные схемы содержат элементы защиты от
импульсных помех по питанию, от статики, от перенапряжения и переполюсовки.

В качестве питающей полосы можно использовать
незадействованные пары в UTP. Проводники в их следует соединить попарно
параллельно (голубий+белосиний, карий+белокоричневый). Через UTP категории 5,
соединенной таким макаром, можно запитать до 3-х хабов. Такое подключение без
заморочек пройдет при скорости в полосы 10Мб/с; на 100Мб/с «распарка» кабеля
нежелательна, хотя обычно при осторожном монтаже все работает без заморочек.

Типовая топология в этом случае может смотреться так:
входящая в дом линия подключается к свитчу, расположенному неподалеку от розетки
220В. От этой же розетки питается трансформатор. От свитча (и трансформатора)
отходят полосы UTP к подъездным (этажным) хабам, при всем этом на каждый хаб нужна
только одна нить UTP.

Также возникает возможность сотворения длинноватого «просвета»,
состоящего из хабов либо свитчей, с подключением к питанию исключительно в одном месте.

При использовании в качестве базисного варианта по рис.2.2. (с
переменным током в полосы) удаленно можно подключать и хабы со интегрированным блоком
питания. Таковой хаб подключается при помощи еще 1-го трансформатора (к примеру,
серии ТН), включенного на «увеличение».

Аннотация по устройству молниезащиты построек и сооружений

Добавить комментарий