Як захистити домашню мережу під час грози

Грозозахист мережі

Будівельникам локальних і домашніх мереж неодмінно знайоме
почуття, коли запущена після тривалих праць мережа працює ... день-два, а
пізніше - доводиться лізти на горище і поміняти згорілі хаб. Грози - взагалі бич
мереж. У великій мережі жодна гроза не проходить без втрат.

Втомившись зі спаленої хабами, людина, само собою,
приходить до питання: невже нічого не можна зробити? Звичайно можна - і необхідно!
Потрібно, по-перше, правильно спланувати і виконати кабельну розводку, а
по-2-х - використовувати пристрої грозозахисту (відомі також як
нетпротектори).

Такі пристрої можна придбати. З наявних на ринку можна
відзначити два класи: «брендові» і «самопальні». Клас брендових в головному
представлений виробами компанії APC - це різні моделі під загальним заголовком
ProtectNet. Ці пристрої відрізняє досить висока ціна - і досить низька
надійність (чому - див. нижче). Що стосується самопальних пристроїв, що випускаються
декількома ТОВ і ПБОЮЛ, то вони все приблизно однакові. їх власна
надійність вище, ніж у пристроїв APC, але захисні властивості приблизно ті ж.

Такі пристрої можна також зробити самому. Як - читайте
в цій статті.

До цього - трохи міркувань. Який діагноз при згорянні хаба?
Електронний пробою. Яким чином «надлишкове» електрику могло потрапити в хаб?
Через роз`єми BNC, UTP і харчування. Механізм утворення цього електрики?
Скупчення статичних зарядів на повітряної лінії, наведена ЕРС від
високовольтних ліній, наведена ЕРС від грозового розряду. Метод захисту? відведення
зайвого електрики в землю.

Відразу зауважу, що жодне з розглянутих в даній статті
пристроїв не здатне захистити від прямого удару блискавки. Але, мені поки
невідомі випадки прямих ударів блискавок в дроти локальних мереж.

Зробити захист для смуги на кручений парі можна за такою
схемою:

Мал. 1.

До розташованому зліва роз`єму підключається лінія, до
розташованому праворуч - хаб. Розрядники - газові, на напругу 300В (я
використовував CSG-G301N22). Відстань від пристрою до хаба - мало
ймовірне.

Механізм роботи зрозумілий з схеми. Багатофазних діодний міст з
захисним діодіком в діагоналі виконує функції «ровнителя» потенціалів,
обмежуючи найвищу різницю потенціалів всіх 2-ух проводів на рівні
близько 10 В. Потенціал, що перевершує 300 В щодо землі, гаситься
разрядником.

Фактично всі наявні на даний момент на ринку пристрої
виконані за аналогічною схемою, але є і принципові відмінності. Компанія APC вживає
замість газових розрядників так звані напівпровідникові псевдоіскровие
розрядники. Ці елементи дуже дешеві, але їх надійність не витримує
ніякої критики. Захистити від статики вони здатні, але від наведеного
електрики при близькому ударі блискавки відразу вигорають. У грозозахисту,
інтегрованих в ДБЖ виробництва APC, застосовано інше рішення - повітряний
іскровий проміжок. Така схема, навпаки, спрацьовує тільки при дуже великій
наведеному напрузі - коли виручати зазвичай вже нічого.

Умільці в різних ТОВ помітили цю особливість і вирішили
проблему по-своєму: фактично у всіх пристроях російського виробництва
розрядники просто відсутні. Замість них використовується «жорстке» (з різними
варіантами) з`єднання з землею. Переваги такого рішення очевидні,
недоліки - як прикро б це не звучало, теж. При досить великій різниці потенціалів між точками
заземлення з різних кінців смуги через кабелі і пристрої починає текти
зрівнює струм, який може досягати великих величин і випалювати все на
власному шляху.

Характеристики схеми на рис.1. можна зробити краще:

Рис.2.

Тут кожен провід з`єднаний з землею окремим розрядником,
чим досягається ще більша швидкодія захисту (розрядник спрацьовує на
3 порядку швидше ніж діодік 1N4007 і на порядок швидше захисного діодіка).
Недолік цієї схеми - величезна кількість щодо дорогих (2-3 USD)
розрядників. Схему можна (але не потрібно) спростити, використовуючи тільки по одному
розрядники на кожній парі (наприклад, тільки з контактів 1 і 3). В будь-якому випадку,
потрібно використовувати спец розрядники. впровадження замість
розрядників неонових лампочок або стартерів від ламп денного світла (як
радять якісь) може бути, але слід врахувати що вони володіють ще
найменшим швидкодією, величезним опором при пробої і найменшою допустимою
енергією пробою.

Принциповий момент, про який забувають фактично всі
виробники нетпротектов: захист хаба по харчуванню. Для звичайного хаба,
живиться постійною напругою величиною 7.5 В, захист можна виконати за
такою схемою:

Рис.3.

Як і у випадку з захистом смуги на кручений парі, цей пристрій
слід розташовувати якомога ближче до хабу.

Для хабів, що мають інтегрований мережевий блок живлення,
додатковий захист не потрібно. Єдина умова - наявність надійного
захисного заземлення, приєднаного до середнього контакту мережної вилки.

Якщо при протягуванні повітряної лінії вживається проводить
траверса (зазвичай - польовика), її потрібно заземлити. Увага - заземлювати
траверсу потрібно тільки з 1-го кінця (тут мені доводиться сперечатися з творцями
інших відомих в Інтернеті статей на цю тему).

На жаль, навіть у новобудовах при проведенні електронної
мережі далеко не всі і не завжди керуються вимогами Правил Пристрої
Електроустановок. Прямо скажемо, ніхто. Я бачив будинок (сучасна цегляна 9-ти
поверхівка, введена в експлуатацію, до речі, вже після виникнення 7-го видання ПУЕ),
в якому кожен під`їзд живиться алюмінієвим дротом перетином 2.5
кв.мм. !!! Відповідно, якщо «заземлити» траверсу в такому будинку і в будинку з
звичайним заземленням, через вашу траверсу буде харчуватися весь будинок! 

Аналогічно можна виконати і захист смуги на базі
коаксіальногокабелю. Найбільш оптимальне рішення: розгладжує міст
підключається до оплетке і середньої жилі. У такій схемі знадобиться 2 розрядника -
з обплетення і жили на землю. Заземлювати оплетку коаксіальногокабелю при розробці
повітряної лінії між будинками я не рекомендую.

На закінчення - кілька слів щодо ефективності та
необхідності описаних пристроїв. В процесі випробувальної перевірки пристрою
включалися в повітряну лінію на UTP довжиною близько 60 м. При підключенні смуги
(2-ий кінець - вільний!) Спостерігається яскраве свічення в розрядниках. після
остаточного монтажу смуги розрядники «підморгують» приблизно з інтервалом в
20-50 секунд, тобто не сама довга лінія в розмірене погоду набирає 300 В
статичного потенціалу найменш ніж за хвилину!

 
харчування хабів

Не секрет, що в місцях установки хабів далеко не завжди
є розетка мережі 220В. Тому доводиться або, згнітивши серце, глумитися
над топологією мережі заради розміщення хабів в більш підходящих місцях, або мислити
про підведення харчування здалеку.

Зіткнувшись з такою проблемою, «ух-майстра» час від часу вирішують її
просто - підводять 220В, використовуючи вільні пари в кабелі (UTP), або використовуючи
коаксіал RG-58. Очевидно, таке «рішення» ніяк не можна вважати прийнятним, так
як ні про яку електро-і пожежної у цьому випадку не може бути й
мови. Навіть якщо пожежа трапиться зовсім з іншої причини, творець схожою проводки
гарантовано буде першим кандидатом в винуваті.

Більш грамотним виглядає проведення мережі 220В, використовуючи
відповідний кабель (мідний багатожильний, в подвійній ізоляції, більш 0.75
кв.мм.). При високоякісному монтажі це повністю можна вважати звичайним варіантом;
але, при розміщенні хаба в невдалої з пожежної точки зору зоні - наприклад,
на горищі будинку з дерев`яними кроквами - доведеться приділити увагу розміщенню
і ізоляції розетки. Вдобавок, місцеві електрики дуже косо дивляться на будь-які
«Чужорідні» смуги 220В.

У деяких випадках (наприклад, хаб або світч з вбудованим
блоком живлення) проведення мережі 220В не уникнути. Але в більшості варіантів
встановлюються хаби із зовнішнім блоком живлення, вихідна напруга якого як
правило одно 7.5В. До такого хабу можна підвести живлення «за низьким»
напрузі. Розглянемо можливі варіанти:

Типового хабу потрібно 7.5В незмінного струму. Робочий струм
хаба зазвичай трохи менше 1А. Напруга 7.5В абсолютно безпечно з
точки зору пробою ізоляції проводів, але підвести його «здалеку» так просто
не вийде. Справа в тому, що дешеві хаби дуже критичні до величини і особливо
чистоті харчування, а на величезних просвітах неминуче падіння напруги, як і
виникнення наведень.

Рішення полягає в встановленні стабілізатора на величину 7.5-8В
конкретно близько хаба, при цьому лінійна напруга живлення можна
збільшити.

Рис.2.1.

Напруга джерела вибрано рівним 13.2В (12-14В) виходячи з
його широку поширеність (напруга в бортовій мережі автомобіля).
Асортимент наявних у продажу блоків живлення на цю напругу дуже широкий.
Очевидно, від 1-го блоку живлення можна живити кілька хабів, простягнувши до них
смуги і обладнавши кожен з них своїм стабілізатором по схемі на рис.2.1. при
це робочий струм блоку живлення слід розраховувати, виходячи з 2А на кожен хаб.
При кількості хабів більше 10 можна вважати по 1.5А / хаб. ІМС стабілізатора
слід обладнати радіатором.

Логічним продовженням даної схеми є схема на рис.
2.2.

Рис.2.2.

Тут стабілізатор доповнений випрямлячем, що дозволяє
використовувати змінну напругу і зберегти на ціни блоку живлення,
замінивши його трансформатором. Робочий струм трансформатора також слід
розраховувати, виходячи з 1.5 - 2А на хаб (ми виходимо з припущення, що
вживається хаби з номінальним струмом 1А). Як трансформатора успішно
підходять прилади серії ТН (накальную) із сполученими по черзі (або
послідовно-паралельно) обмотками, для отримання напруги 12.6В.

Обидві розглянуті схеми містять елементи захисту від
імпульсних перешкод з харчування, від статики, від перенапруги і переполюсовкі.

Як живильної смуги можна використовувати
незадіяні пари в UTP. Провідники в їх слід з`єднати попарно
паралельно (синій + білосиніх, коричневий + белокорічневий). Через UTP категорії 5,
з`єднаної таким чином, можна живити до 3-х хабів. Таке підключення без
проблем пройде при швидкості в смуги 10Мб / с- на 100Мб / с «распарки» кабелю
небажана, хоча зазвичай при обережному монтажі все працює без проблем.

Типова топологія в цьому випадку може виглядати так:
що входить в будинок лінія підключається до світч, розташованому неподалік від розетки
220В. Від цієї ж розетки харчується трансформатор. Від світча (і трансформатора)
відходять смуги UTP до під`їзних (поверховим) хабам, при цьому на кожен хаб потрібна
тільки одна нитка UTP. 

Також виникає можливість створення довгого «просвіту»,
що складається з хабів або світчей, з підключенням до харчування виключно в одному місці.

При використанні в якості базисного варіанту по рис.2.2. (з
змінним струмом в смуги) віддалено можна підключати і хаби з вбудованим блоком
живлення. Такий хаб підключається за допомогою ще 1-го трансформатора (наприклад,
серії ТН), включеного на «збільшення».

Джерело: https://flashwolf.chat.ru/

блискавкозахист кабелів

Анотація по влаштуванню блискавкозахисту будівель і споруд

Як захиститися від перенапруг