Hur du skyddar ditt hemnätverk under ett åskväder
Nätverks blixtskydd
Byggare av lokala nätverk och hemnätverk känner säkert till känslan när ett nätverk, lanserat efter ett långt arbete, fungerar ... för en dag eller två, och sedan måste de klättra upp på vinden och byta ut det brända navet. Åskväder är vanligtvis nätverkens gissel. I ett stort nätverk passerar inget åskväder utan förlust.
Utsliten med brända nav kommer en person förstås till frågan: är det verkligen omöjligt att göra något? Självklart kan du – och det borde du! Det är nödvändigt för det första att planera och utföra ledningarna korrekt, och för det andra att använda åskskyddsanordningar (även känd som nätsäkringar).
Sådana enheter kan köpas. Av de som finns på marknaden kan två klasser urskiljas: "märkta" och "självtillverkade". Varumärkesklassen representeras huvudsakligen av APC-produkter — dessa är olika modeller under det allmänna namnet ProtectNet. Dessa enheter kännetecknas av ett ganska högt pris - och ganska låg tillförlitlighet (se varför nedan). När det gäller egentillverkade enheter tillverkade av flera LLCs och PBOULs, är de alla ungefär likadana.Deras inneboende tillförlitlighet är högre än för APC-enheter, men de skyddande egenskaperna är ungefär desamma.
Du kan också göra sådana enheter själv. Hur - läs i den här artikeln.
Först lite resonemang. Vad är diagnosen när navet brinner ut? Elektriskt fel. Hur är "överflödig" elektricitet kan den komma in i navet? Via BNC, UTP och strömkontakter. Mekanismen för bildandet av denna elektricitet? Uppbyggnaden av statiska laddningar på en luftledning inducerad EMF från högspänningsledningar orsakar en EMF från en blixturladdning. Skyddsmetod? Tömma överflödig el till marken.
Jag noterar direkt att ingen av enheterna som diskuteras i den här artikeln kan skydda mot ett direkt blixtnedslag. Jag känner dock ännu inte till några fall av direkta blixtnedslag på LAN-ledningar.
Du kan skapa skydd för ett tvinnat par enligt följande schema:
Ris. 1.
Linjen ansluts till kontakten till vänster, navet är ansluten till den till höger. Urladdare — gas, för spänning 300V (jag använde CSG -G301N22). Avståndet från enheten till navet är så litet som möjligt.
Funktionsprincipen framgår tydligt av diagrammet. En flerfasig diodbrygga med en skyddsdiod i diagonalen fungerar som en potentialutjämnare, vilket begränsar den maximala potentialskillnaden för två ledare till en nivå av cirka 10 V. En potential över 300 V med avseende på jord släcks av avledaren.
Nästan alla enheter som för närvarande finns på marknaden är gjorda enligt ett liknande schema, men det finns också viktiga skillnader. APC använder så kallade halvledar-pseudo-gnistgap istället för gasavlastare. Dessa element är extremt billiga, men deras tillförlitlighet tål inte kritik.De kan skydda mot statisk elektricitet, men brinner omedelbart från den inducerade elektriciteten i ett närliggande blixtnedslag. Åskskyddet som är inbyggt i APC UPS använder en annan lösning – luftgnista. Ett sådant schema fungerar tvärtom endast vid en mycket hög inducerad spänning - när det som regel inte finns något att spara.
Hantverkare på olika LLCs märkte denna funktion och löste problemet på sitt eget sätt: i nästan alla enheter som tillverkas i Ryssland saknas avledare helt enkelt. Istället används en «hård» (med olika varianter) jordanslutning. Fördelarna med denna lösning är uppenbara, nackdelarna — tyvärr också. Med en tillräckligt stor potentialskillnad mellan jordpunkterna från olika ändar av ledningen börjar utjämningsströmmen flyta genom kablarna och enheterna, vilket kan nå enorma värden och bränn allt som du är
Kretsparametrarna visas i fig. kan förbättras:
Fikon. 2.
Här är varje ledare ansluten till jord via en separat avledare, vilket ger ett mycket snabbare skyddssvar (avledaren löser ut 3 storleksordningar snabbare än 1N4007-dioden och en storleksordning snabbare än skyddsdioden). Nackdelen med detta system är det stora antalet relativt dyra (2-3 USD) avledare. Kretsen kan (men är inte önskvärt) förenklas genom att endast använda en limiter per par (t.ex. endast från stift 1 och 3). I alla fall är det nödvändigt att använda specialiserade begränsningar.Det är möjligt att använda neonlampor eller lysrörsstartare (som vissa rekommenderar) istället för avledare, men det bör noteras att de har en mycket långsammare svarshastighet, högre motståndskraft mot nedbrytning och lägre tillåten rivningsenergi.
En viktig punkt som nästan alla tillverkare av netprotects glömmer bort: skydd av krafthubben. För en konventionell 7,5 V DC-driven hubb kan skyddet göras enligt följande:
Fikon. 3.
Precis som med tvinnat parskydd bör denna enhet placeras så nära navet som möjligt.
För nav med inbyggd kraftenhet krävs inget extra skydd. Det enda villkoret är att det finns en pålitlig skyddsjord ansluten till mittstiftet på kontakten.
Om en ledande körning används vid förlängning av en luftledning (vanligtvis en fältarbetare), måste den jordas. Uppmärksamhet - du behöver bara jorda traversen från ena änden (här måste jag argumentera med författarna till andra välkända artiklar på Internet om detta ämne).
Tyvärr, även i nya byggnader, när man genomför ett elektriskt nätverk, styrs långt ifrån alla och inte alltid av kraven i reglerna för arrangemang av elektriska installationer. Låt oss inse det, ingen. Jag såg ett hus (en modern tegelbyggnad i 9 våningar, som togs i drift, förresten, efter utseendet 7:e upplagan av PUE), där varje ingång matas av en aluminiumtråd med ett tvärsnitt på 2,5 kvm. !!! Följaktligen, om du "jordar" traversen i ett sådant hus och i ett hus med normal jordning, kommer hela huset att drivas genom din travers! 🙂
På samma sätt kan du utföra linjärt skydd baserat på koaxialkabel.Den mest optimala lösningen: Utjämningsbryggan ansluts till flätan och mitttråden. I ett sådant schema behöver du 2 begränsningar - från flätan och kärnan till marken. Jag rekommenderar inte att jorda koaxialkabelflätan när man skapar en luftledning mellan byggnader.
Sammanfattningsvis några ord om effektiviteten och nödvändigheten av de beskrivna enheterna. Vid testkontrollen kopplades apparaterna till UTP-luftledningen ca 60 m. När ledningen är ansluten (den andra änden är ledig!) observeras ett starkt sken i urladdarna. Efter den slutliga installationen av ledningen "blinkar" avledaren med ett intervall på 20-50 sekunder, d.v.s. inte den längsta linjen i lugnt väder får 300 V statisk potential på mindre än en minut!
Drivs av navet
Det är ingen hemlighet att på platser där nav är installerade finns det inte alltid ett 220V-uttag. Därför måste du antingen motvilligt mixtra med nätverkstopologin för att placera hubben på lämpligare platser, eller överväga att driva på långt håll.
Inför ett sådant problem löser «wow-master» det ibland helt enkelt - mata 220V, med fria par i kabeln (UTP) eller med RG-58 koaxial. En sådan "lösning" kan naturligtvis inte anses acceptabel på något sätt, eftersom det i detta fall inte kan vara fråga om någon el- och brandsäkerhet. Även om branden inträffade av en helt annan anledning, är författaren till en sådan publikation garanterat den första kandidaten till den skyldige.
Det verkar mer kompetent att genomföra ett 220V-nätverk med en lämplig kabel (kopparkärna, dubbelisolerad, minst 0,75 kvm).Med en kvalitetsinstallation kan detta betraktas som ett normalt alternativ; men när du placerar navet i ett område där branden har misslyckats – till exempel på vinden i ett timmerhus – måste du vara uppmärksam på utloppsplacering och isolering. Dessutom ser lokala elektriker väldigt snett på alla "främmande" 220V-ledningar.
I vissa fall (till exempel en hubb eller en switch med inbyggd strömförsörjning) kan ett 220V-nät inte undvikas. I de flesta varianter installeras dock nav med extern strömförsörjning, vars utspänning vanligtvis är 7,5V. Ett sådant nav kan drivas av "låg" spänning. Låt oss titta på de möjliga alternativen:
Ett typiskt nav kräver 7,5V DC. Navets driftström är vanligtvis något mindre än 1A. En spänning på 7,5V är helt säker ur synvinkeln att bryta isoleringen av ledningar, men det kommer inte att vara så lätt att ta det "från fjärran". Faktum är att billiga nav är mycket viktiga för storleken och särskilt för strömförsörjningens renhet, och över långa avstånd är spänningsfall oundvikligt, liksom utseendet på pickuper.
Lösningen är att installera en stabilisator på 7,5-8V direkt nära navet tills nätspänningen kan höjas.
Figur 2.1.
Utspänningen väljs lika med 13,2V (12-14V) baserat på dess breda distribution (spänning i bilens ombordnät). Utbudet av kommersiellt tillgängliga nätaggregat för denna spänning är mycket brett. Naturligtvis kan flera nav drivas från en strömkälla genom att förlänga ledningarna till dem och utrusta var och en av dem med sin egen stabilisator enligt schemat i figur 2.1.I detta fall bör strömförsörjningens driftström beräknas baserat på 2A per nav. Om antalet hubbar är fler än 10 kan du räkna 1,5A / hub. Stabilisatorn IC måste vara utrustad med en kylfläns.
Den logiska fortsättningen på detta schema är diagrammet i fig. 2.2.
Figur 2.2.
Här kompletteras stabilisatorn med en likriktare, som möjliggör användning av växelspänning och sparar kostnaden för strömförsörjningen genom att ersätta den med en transformator. Transformatorns driftström bör också beräknas baserat på 1,5 - 2A per nav (förutsatt att 1A nominella nav används). Som en transformator är enheter i TN-serien (glödtråd) med lindningar kopplade i serie (eller serieparallella) lämpliga för att erhålla en spänning på 12,6V.
Båda övervägda scheman innehåller element för skydd mot impulsbrus i strömförsörjningen, mot statisk elektricitet, mot överspänning och polaritetsomkastning.
Oanvända par i UTP kan användas som en kraftledning. Ledningarna i dem måste kopplas parallellt i par (blå + vit, brun + vit-brun). UTP kategori 5 ansluten på detta sätt kan driva upp till 3 hubbar. En sådan anslutning kommer att passera utan problem med en linjehastighet på 10 Mb / s; vid 100Mb / s "uppackning" av kabeln är oönskad, även om som regel, med noggrann installation, fungerar allt utan problem.
En typisk topologi i det här fallet kan se ut så här: ledningen som går in i huset är ansluten till en strömbrytare som är placerad nära 220V-uttaget. Transformatorn drivs från samma uttag. UTP-linjerna löper från switchen (och transformatorn) till åtkomstnaven (golvet), medan endast en UTP-sträng behövs för varje nav.
Det blir också möjligt att skapa en lång "räckvidd" bestående av nav eller switchar, med strömanslutning på endast ett ställe.
När den används som huvudkropp enligt FIG. 2.2. (med växelström i ledningen) fjärranslutning av nav med inbyggd strömförsörjning är också möjlig. Ett sådant nav ansluts med ytterligare en transformator (t.ex. TN-serien) som ingår för «förstärkning».
Instruktioner för enheten för åskskydd av byggnader och anläggningar