Hogyan védje meg otthoni hálózatát zivatar idején
Hálózati villámvédelem
A helyi és otthoni hálózatok építői biztosan ismerik azt az érzést, amikor egy hosszú munka után elindított hálózat működik... egy-két napig, majd fel kell mászni a padlásra és ki kell cserélni a leégett hubot. A zivatarok általában a hálózatok csapásai. Egy nagy hálózatban egyetlen zivatar sem múlik el veszteség nélkül.
A leégett kerékagyoktól megviselt ember természetesen felteszi a kérdést: tényleg lehetetlen valamit csinálni? Természetesen lehet – és kell is! Egyrészt szükséges a vezetékezés helyes megtervezése és kivitelezése, másrészt villámvédelmi eszközök (más néven hálózati biztosítékok) alkalmazása.
Az ilyen eszközök megvásárolhatók. A piacon kaphatók közül két osztály különíthető el: "márkás" és "saját gyártású". A márkaosztályt főleg az APC termékek képviselik – ezek különböző modellek ProtectNet általános néven. Ezeket az eszközöket meglehetősen magas ár és meglehetősen alacsony megbízhatóság jellemzi (lásd alább, miért). Ami a több LLC és PBOUL által gyártott saját készítésű eszközöket illeti, ezek nagyjából megegyeznek.Az eredendő megbízhatóságuk nagyobb, mint az APC-eszközöké, de a védelmi tulajdonságaik nagyjából megegyeznek.
Ilyen eszközöket saját maga is készíthet. Hogyan - olvassa el ebben a cikkben.
Először is néhány érvelés. Mi a diagnózis, amikor a hub kiég? Elektromos hiba. Hogyan "felesleges" elektromosság be tud lépni a hubba? BNC, UTP és tápcsatlakozókon keresztül. Ennek az elektromosságnak a kialakulásának mechanizmusa? A felsővezetéken a nagyfeszültségű vezetékek által indukált EMF statikus töltések felhalmozódása villámkisülésből származó EMF-et okoz. Védelmi módszer? A felesleges villamos energia földbe ürítése.
Azonnal megjegyzem, hogy a cikkben tárgyalt eszközök egyike sem képes megvédeni a közvetlen villámcsapást. Azonban még nem tudok olyan esetről, amikor közvetlen villámcsapás történt volna a LAN vezetékeken.
A csavart érpárhoz védelmet készíthet a következő séma szerint:
Rizs. 1.
A vonal a bal oldali csatlakozóhoz, a hub a jobb oldalihoz csatlakozik. Kisütők — gáz, 300V feszültséghez (CSG -G301N22-t használtam). Az eszköz és a hub közötti távolság a lehető legkisebb legyen.
A működési elve jól látható a diagramból. Egy többfázisú diódahíd védődiódával az átlójában potenciálkiegyenlítőként működik, és bármely két vezeték maximális potenciálkülönbségét körülbelül 10 V-ra korlátozza. A 300 V feletti potenciált a földhöz képest a levezető kioltja.
A jelenleg forgalomban lévő készülékek szinte mindegyike hasonló séma szerint készül, de vannak lényeges különbségek is. Az APC úgynevezett félvezető pszeudo-szikraközöket használ a gázkisülések helyett. Ezek az elemek rendkívül olcsók, de megbízhatóságuk nem bírja a kritikát.Képesek védeni a statikus elektromosság ellen, de azonnal megégnek a közeli villámcsapás okozta elektromosságtól. Az APC UPS-be épített villámvédelem más megoldást – légszikrázást – használ. Ezzel szemben egy ilyen rendszer csak nagyon magas indukált feszültségen működik - amikor általában nincs semmi tartalék.
A különböző LLC-k kézművesei észrevették ezt a funkciót, és a maguk módján megoldották a problémát: szinte minden Oroszországban gyártott eszközben egyszerűen hiányoznak a levezetők. Ehelyett „kemény” (különböző változatokkal) földelést használnak. Ennek a megoldásnak az előnyei nyilvánvalóak, a hátrányai – sajnos – szintén. A vezeték különböző végeiről érkező földelési pontok közötti kellően nagy potenciálkülönbség mellett a kábeleken, eszközökön átfolyni kezd a kiegyenlítő áram, amely hatalmas értékeket érhet el. és éget el mindent úgy, ahogy van
Az áramköri paraméterek az ábrán láthatók. javítható:
Ábra. 2.
Itt minden vezeték külön levezetőn keresztül kapcsolódik a földhöz, ami sokkal gyorsabb védelmi reakciót ér el (a levezető 3 nagyságrenddel gyorsabban kapcsol ki, mint az 1N4007-es dióda és egy nagyságrenddel gyorsabban, mint a védődióda). Ennek a konstrukciónak a hátránya a viszonylag drága (2-3 USD) levezetők nagy száma. Az áramkör leegyszerűsíthető (de nem kívánatos), ha páronként csak egy korlátozót használunk (például csak az 1. és 3. érintkezőkről). Mindenesetre speciális korlátokat kell használni.Levezetők helyett neon izzók vagy fénycsöves lámpaindítók használata lehetséges (ahogy egyesek javasolják), de meg kell jegyezni, hogy ezek sokkal lassabb reakciósebességgel, nagyobb áttörési ellenállással és kisebb megengedhető bontási energiával rendelkeznek.
Egy fontos pont, amelyről szinte minden netprotect-gyártó megfeledkezik: a tápegység védelme. Hagyományos 7,5 V DC tápellátású hub esetén a védelem a következőképpen végezhető el:
Ábra. 3.
A csavart érpárhoz hasonlóan ezt az eszközt is a lehető legközelebb kell elhelyezni a hubhoz.
A beépített tápegységgel rendelkező hubok esetében nincs szükség további védelemre. Az egyetlen feltétel az, hogy megbízható védőföldelés legyen csatlakoztatva a dugó középső érintkezőjéhez.
Ha egy felsővezeték meghosszabbításakor vezetőképes futást alkalmaznak (általában terepmunkás), akkor azt földelni kell. Figyelem - a traverzt csak az egyik végéről kell földelni (itt vitatkoznom kell az interneten ebben a témában más jól ismert cikkek szerzőivel).
Sajnos még az új épületekben is, amikor elektromos hálózatot vezetnek, messze nem és nem mindig az elektromos berendezések elrendezésére vonatkozó szabályok követelményei vezérlik. Valljuk be, senki. Láttam egy házat (egy modern 9 emeletes téglaépület, egyébként a megjelenés után üzembe helyezték A PUE 7. kiadása), amelyben minden egyes bemenetet 2,5 m2 keresztmetszetű alumíniumhuzal táplál. !!! Ennek megfelelően, ha egy ilyen házban és egy normál földelésű házban "köszörüli" a traverzt, akkor az egész ház az Ön traverzén keresztül kap áramot! 🙂
Ugyanígy koaxiális kábelen alapuló lineáris védelmet is végrehajthat.A legoptimálisabb megoldás: A kiegyenlítő híd a fonathoz és a középső vezetékhez csatlakozik. Egy ilyen rendszerben 2 korlátozásra lesz szüksége - a fonattól és a magtól a talajig. Épületek közötti felsővezeték létesítésekor nem javaslom a koaxiális kábelfonat földelését.
Befejezésül néhány szó a leírt eszközök hatékonyságáról és szükségességéről. A tesztellenőrzés során a készülékeket kb. 60 m hosszan az UTP légvezetékre csatlakoztattuk, a vezeték bekötésekor (a másik vége szabad!) a kisütőkben fényes izzás figyelhető meg. A vezeték végső felszerelése után a levezetők 20-50 másodperces időközönként "kacsintanak", azaz. nem a leghosszabb vezeték szélcsendes időben kevesebb, mint egy perc alatt kap 300 V statikus potenciált!
A hub áramellátása
Nem titok, hogy azokon a helyeken, ahol hubokat szerelnek fel, nem mindig van 220 V-os aljzat. Ezért vagy könyörtelenül trükközni kell a hálózati topológiával, hogy a hubokat megfelelőbb helyekre helyezze, vagy fontolóra kell vennie a messziről történő tápellátást.
Ha ilyen problémával szembesül, a «wow-master» néha egyszerűen megoldja – 220 V-ot szolgáltat, szabad kábelpárok (UTP) vagy RG-58 koaxiális használatával. Természetesen egy ilyen "megoldás" semmiképpen sem tekinthető elfogadhatónak, hiszen ebben az esetben szó sem lehet elektromos és tűzbiztonságról. Ha a tűz egészen más okból történt is, egy ilyen kiadvány szerzője garantáltan az első jelölt lesz a tettesre.
Hozzáértőbbnek tűnik a 220V-os hálózat vezetése megfelelő kábellel (rézmagos, kettős szigetelésű, legalább 0,75 nm).Minőségi telepítés esetén ez normális lehetőségnek tekinthető; azonban, ha az agyat tűzveszélyes területen helyezi el – például egy gerendaház tetőterében –, ügyelnie kell a kivezetések elhelyezésére és a szigetelésre. Ráadásul a helyi villanyszerelők nagyon ferdén néznek minden "idegen" 220 V-os vezetéket.
Egyes esetekben (például hub vagy beépített tápegységgel ellátott switch) nem kerülhető el a 220 V-os hálózat. A legtöbb változatban azonban külső tápegységgel ellátott hubok vannak beépítve, amelyek kimeneti feszültsége általában 7,5 V. Egy ilyen hub "alacsony" feszültséggel táplálható. Nézzük a lehetséges lehetőségeket:
Egy tipikus hub 7,5 V DC feszültséget igényel. A hub üzemi árama általában valamivel kisebb, mint 1A. A 7,5 V-os feszültség teljesen biztonságos a vezetékek szigetelésének megszakítása szempontjából, de nem lesz olyan egyszerű "messziről" hozni. A helyzet az, hogy az olcsó hubok nagyon fontosak a méret és különösen a tápegység tisztasága szempontjából, és nagy távolságra elkerülhetetlen a feszültségesés, valamint a hangszedők megjelenése.
A megoldás az, hogy 7,5-8V-os stabilizátort szerelnek fel közvetlenül a hub közelébe, amíg a hálózati feszültséget nem lehet növelni.
2.1. ábra.
A kimeneti feszültség 13,2 V (12-14 V) legyen a széles eloszlása alapján (feszültség az autó fedélzeti hálózatában). A kereskedelemben kapható tápegységek választéka ehhez a feszültséghez igen széles. Természetesen egy tápegységről több hub is táplálható úgy, hogy a vezetékeket rájuk húzzuk, és mindegyiket saját stabilizátorral látjuk el a 2.1. ábra séma szerint.Ebben az esetben a tápegység üzemi áramát hubonként 2A alapján kell kiszámítani. Ha a hubok száma több mint 10, akkor 1,5A / hub számolható. A stabilizátor IC-t hűtőbordával kell felszerelni.
Ennek a sémának a logikus folytatása az 1. ábrán látható diagram. 2.2.
2.2. ábra.
Itt a stabilizátort egy egyenirányító egészíti ki, amely lehetővé teszi a váltakozó feszültség használatát és a tápegység költségének megtakarítását egy transzformátorra cserélve. A transzformátor üzemi áramát is 1,5 - 2A/hub alapján kell kiszámítani (feltételezve, hogy 1A névleges hubokat használnak). Transzformátorként a TN (izzószálas) sorozatú készülékek sorba (vagy sorosan párhuzamosan) kapcsolt tekercseléssel alkalmasak 12,6V feszültség előállítására.
Mindkét vizsgált séma tartalmaz elemeket a tápegység impulzuszaj ellen, a statikus elektromosság ellen, a túlfeszültség és a polaritás felcserélése ellen.
Az UTP-ben nem használt párok tápvezetékként használhatók. A bennük lévő vezetékeket párosával párhuzamosan kell kötni (kék + fehér, barna + fehér-barna). Az így csatlakoztatott UTP 5. kategória akár 3 hubot is képes táplálni. Az ilyen kapcsolat problémamentesen megy 10 Mb / s sebességgel; 100 Mb / s-nál a kábel "kicsomagolása" nem kívánatos, bár általában gondos telepítéssel minden probléma nélkül működik.
Egy tipikus topológia ebben az esetben így nézhet ki: a házba belépő vezetéket a 220 V-os aljzat közelében elhelyezett kapcsolóhoz kötik. A transzformátor ugyanabból a konnektorból táplálkozik. Az UTP-vonalak a kapcsolótól (és a transzformátortól) a hozzáférési (padló) hubokig futnak, míg minden hubhoz csak egy UTP-szál szükséges.
Lehetővé válik egy hosszú hubokból vagy kapcsolókból álló "hatótávolság" létrehozása is, egyetlen helyen történő tápcsatlakozással.
ábra szerinti főtestként használva. 2.2. (váltakozó árammal a vezetékben) hubok távoli csatlakoztatása is lehetséges beépített tápegységgel. Egy ilyen hub egy további transzformátorral (pl. TN sorozat) van csatlakoztatva az "erősítéshez".
Útmutató az épületek és létesítmények villámvédelmi eszközéhez