Com protegir la vostra xarxa domèstica durant una tempesta
Xarxa de protecció contra llamps
Els constructors de xarxes locals i domèstiques, sens dubte, estan familiaritzats amb la sensació quan una xarxa, posada en marxa després d'un llarg treball, funciona... durant un dia o dos, i després han d'enfilar-se a l'àtic i substituir el concentrador cremat. Les tempestes solen ser el flagell de les xarxes. En una xarxa gran, no passa cap tempesta sense pèrdues.
Desgastat amb els hubs cremats, una persona, per descomptat, es planteja la pregunta: és realment impossible fer alguna cosa? Per descomptat que pots, i ho hauries de fer! Cal, en primer lloc, planificar i executar correctament el cablejat i, en segon lloc, utilitzar dispositius de protecció contra llamps (també coneguts com a fusibles de xarxa).
Aquests dispositius es poden comprar. Dels disponibles al mercat, es poden distingir dues classes: "de marca" i "fabricat a si mateix". La classe de marca està representada principalment pels productes APC: es tracta de models diferents sota el nom general ProtectNet. Aquests dispositius es distingeixen per un preu força elevat i una fiabilitat força baixa (vegeu per què a continuació). Pel que fa als dispositius fets per si mateixos fabricats per diverses LLC i PBOUL, són gairebé iguals.La seva fiabilitat inherent és superior a la dels dispositius APC, però les propietats protectores són aproximadament les mateixes.
També podeu fabricar aquests dispositius vosaltres mateixos. Com - llegiu en aquest article.
Primer, una mica de raonament. Quin és el diagnòstic quan el concentrador es crema? Falla elèctrica. Com és "redundant" electricitat pot entrar al hub? Mitjançant connectors BNC, UTP i d'alimentació. El mecanisme per a la formació d'aquesta electricitat? L'acumulació de càrregues estàtiques en una línia aèria induïda per EMF de línies d'alta tensió provoca una EMF per descàrrega d'un llamp. Mètode de protecció? Abocar l'excés d'electricitat a terra.
Observo de seguida que cap dels dispositius que es comenten en aquest article són capaços de protegir-se d'un llamp directe. No obstant això, encara no sóc conscient de cap cas de llamps directes als cables LAN.
Podeu fer protecció per a un parell trenat segons l'esquema següent:
Arròs. 1.
La línia està connectada al connector de l'esquerra, el concentrador està connectat al connector de la dreta. Descàrregues: gas, per a tensió de 300 V (he utilitzat CSG -G301N22). La distància entre el dispositiu i el concentrador és la més petita possible.
El principi de funcionament es desprèn del diagrama. Un pont de díodes polifàsics amb un díode de protecció a la diagonal actua com a equalitzador de potencial, limitant la diferència de potencial màxima de dos cables qualsevol a un nivell d'uns 10 V. Un potencial superior a 300 V respecte a terra s'extingeix pel paracaisser.
Gairebé tots els dispositius que hi ha actualment al mercat es fabriquen segons un esquema similar, però també hi ha diferències importants. APC utilitza els anomenats pseudo-espurnes de semiconductors en lloc de descàrregues de gas. Aquests elements són extremadament barats, però la seva fiabilitat no resisteix les crítiques.Són capaços de protegir-se de l'estàtica, però es cremen immediatament per l'electricitat induïda en un llamp proper. La protecció contra llamps integrada al SAI APC utilitza una solució diferent: l'espurna d'aire. Aquest esquema, per contra, només funciona a una tensió induïda molt alta, quan, per regla general, no hi ha res de sobra.
Els artesans de diverses LLC es van adonar d'aquesta característica i van resoldre el problema a la seva manera: en gairebé tots els dispositius fabricats a Rússia, els detentors simplement estan absents. En canvi, s'utilitza una connexió de terra «dura» (amb diverses variants). Els avantatges d'aquesta solució són evidents, els desavantatges, per desgràcia, també. Amb una diferència de potencial prou gran entre els punts de connexió a terra dels diferents extrems de la línia, el corrent d'igualització comença a fluir pels cables i dispositius, que poden arribar a valors enormes. i crema-ho tot tal com ets
Els paràmetres del circuit es mostren a la Fig. es pot millorar:
Fig. 2.
Aquí, cada cable està connectat a terra mitjançant un paral·lel separat, que aconsegueix una resposta de protecció molt més ràpida (el pararrayot dispara 3 ordres de magnitud més ràpid que el díode 1N4007 i un ordre de magnitud més ràpid que el díode de protecció). El desavantatge d'aquest esquema és el gran nombre d'apagadors relativament cars (2-3 USD). El circuit es pot simplificar (però no és desitjable) utilitzant només un limitador per parell (per exemple, només dels pins 1 i 3). En qualsevol cas, cal utilitzar restriccions especialitzades.És possible l'ús de bombetes de neó o d'arrencada de làmpades fluorescents (com alguns recomanen) en lloc d'apagadors, però cal tenir en compte que tenen una taxa de resposta molt més lenta, una major resistència a la ruptura i una menor energia admissible de demolició.
Un punt important que gairebé tots els fabricants de netprotects obliden: la protecció del concentrador de potència. Per a un concentrador d'alimentació de 7,5 V CC convencional, la protecció es pot fer de la següent manera:
Fig. 3.
Igual que amb la protecció de parells trenats, aquest dispositiu s'ha d'ubicar el més a prop possible del concentrador.
Per als concentradors amb una unitat d'alimentació integrada, no es requereix cap protecció addicional. L'única condició és que hi hagi una terra protectora fiable connectada al pin central de l'endoll.
Si s'utilitza un recorregut conductor quan s'estén una línia aèria (normalment un treballador de camp), s'ha de posar a terra. Atenció: només heu de posar a terra la travessa des d'un extrem (aquí he de discutir amb els autors d'altres articles coneguts a Internet sobre aquest tema).
Malauradament, fins i tot en edificis nous, quan es condueix una xarxa elèctrica, lluny de tot i no sempre es guien pels requisits de les Normes per a l'ordenació d'instal·lacions elèctriques. Siguem sincers, ningú. Vaig veure una casa (un edifici modern de 9 pisos de maó, posat en funcionament, per cert, després de l'aparició 7a edició del PUE), en què cada entrada s'alimenta per un cable d'alumini amb una secció transversal de 2,5 mm quadrats. !!! En conseqüència, si "terreu" la travessa en una casa així i en una casa amb una connexió a terra normal, tota la casa s'alimentarà a través de la vostra travessa! 🙂
De la mateixa manera, es pot realitzar una protecció lineal basada en cable coaxial.La solució més òptima: el pont d'igualització està connectat a la trena i al cable central. En aquest esquema, necessitareu 2 restriccions: des de la trena i el nucli fins a terra. No recomano posar a terra la trena del cable coaxial quan es crea una línia aèria entre edificis.
En conclusió, unes quantes paraules sobre l'eficàcia i la necessitat dels dispositius descrits. Durant la prova de comprovació, els dispositius es van connectar a la línia aèria UTP d'uns 60 m de llarg. Quan la línia està connectada (l'altre extrem és lliure!), s'observa una brillantor als descàrregues. Després de la instal·lació final de la línia, els paracarregadors "piguen l'ullet" a un interval de 20-50 segons, és a dir. no la línia més llarga en temps tranquil aconsegueix un potencial estàtic de 300 V en menys d'un minut!
Alimentació del concentrador
No és cap secret que als llocs on s'instal·len els concentradors no sempre hi ha una presa de 220 V. Per tant, o bé haureu de modificar de mala gana la topologia de la xarxa per col·locar els concentradors en ubicacions més adequades, o bé considerar l'alimentació des de lluny.
Davant d'aquest problema, "wow-master" de vegades ho resol simplement: subministrar 220V, utilitzant parells lliures al cable (UTP) o utilitzant coaxial RG-58. Per descomptat, aquesta "solució" no es pot considerar acceptable de cap manera, ja que en aquest cas no es pot parlar de cap seguretat elèctrica i contra incendis. Fins i tot si l'incendi es va produir per una raó completament diferent, es garanteix que l'autor d'aquesta publicació serà el primer candidat al culpable.
Sembla més competent conduir una xarxa de 220 V amb un cable adequat (nucli de coure, doble aïllament, almenys 0,75 m²).Amb una instal·lació de qualitat, es pot considerar una opció normal; tanmateix, quan ubiqui el concentrador en una zona sense foc, per exemple, a l'àtic d'una casa de troncs, haureu de parar atenció a la col·locació i l'aïllament de la presa. A més, els electricistes locals miren molt de sobte qualsevol línia "extraterrestre" de 220 V.
En alguns casos (per exemple, un concentrador o un commutador amb font d'alimentació incorporada), no es pot evitar una xarxa de 220 V. En la majoria de variants, però, s'instal·len concentradors amb una font d'alimentació externa, la tensió de sortida dels quals sol ser de 7,5 V. Aquest concentrador es pot alimentar amb una tensió "baixa". Vegem les opcions possibles:
Un concentrador típic requereix 7,5 V CC. El corrent de funcionament del concentrador sol ser lleugerament inferior a 1A. Una tensió de 7,5 V és absolutament segura des del punt de vista de trencar l'aïllament dels cables, però no serà tan fàcil portar-la "des de lluny". El fet és que els concentradors barats són molt importants per la mida i sobretot per la puresa de la font d'alimentació, i a llargues distàncies la caiguda de tensió és inevitable, així com l'aparició de pastilles.
La solució és instal·lar un estabilitzador a 7,5-8V directament a prop del concentrador fins que es pugui augmentar la tensió de la xarxa.
Figura 2.1.
La tensió de sortida es selecciona igual a 13,2 V (12-14 V) en funció de la seva àmplia distribució (tensió a la xarxa a bord del cotxe). La gamma de fonts d'alimentació disponibles comercialment per a aquesta tensió és molt àmplia. Per descomptat, es poden alimentar diversos concentradors des d'una font d'alimentació estenent-hi les línies i equipant cadascun d'ells amb el seu propi estabilitzador segons l'esquema de la figura 2.1.En aquest cas, el corrent de funcionament de la font d'alimentació s'ha de calcular en funció de 2 A per concentrador. Si el nombre de concentradors és superior a 10, podeu comptar 1,5 A / concentrador. L'IC estabilitzador ha d'estar equipat amb un dissipador de calor.
La continuació lògica d'aquest esquema és el diagrama de la fig. 2.2.
Figura 2.2.
Aquí, l'estabilitzador es complementa amb un rectificador, que permet l'ús de voltatge alterna i estalvia el cost de la font d'alimentació substituint-lo per un transformador. El corrent de funcionament del transformador també s'ha de calcular en funció de 1,5 - 2 A per concentrador (suposant que s'utilitzen concentradors de 1 A). Com a transformador, els dispositius de la sèrie TN (filament incandescent) amb bobinatges connectats en sèrie (o sèrie-paral·lel) són adequats per obtenir una tensió de 12,6 V.
Tots dos esquemes considerats contenen elements de protecció contra el soroll d'impuls a la font d'alimentació, contra l'estàtica, contra sobretensions i inversió de polaritat.
Els parells no utilitzats en UTP es poden utilitzar com a línia elèctrica. Els cables d'ells s'han de connectar en paral·lel per parells (blau + blanc, marró + blanc-marró). La categoria UTP 5 connectada d'aquesta manera pot alimentar fins a 3 concentradors. Aquesta connexió passarà sense problemes a una velocitat de línia de 10 Mb/s; a 100 Mb / s "desembalatge" el cable no és desitjable, encara que, per regla general, amb una instal·lació acurada, tot funciona sense problemes.
Una topologia típica en aquest cas pot semblar així: la línia que entra a la casa està connectada a un interruptor situat a prop de la presa de 220V. El transformador s'alimenta des de la mateixa presa. Les línies UTP van des de l'interruptor (i transformador) fins als concentradors d'accés (sòl), mentre que només es necessita un fil UTP per a cada concentrador.
També és possible crear un llarg "abast" format per concentradors o commutadors, amb una connexió d'alimentació en un sol lloc.
Quan s'utilitza com a cos principal segons la FIG. 2.2. (amb corrent altern a la línia) també és possible la connexió remota de concentradors amb font d'alimentació incorporada. Aquest concentrador es connecta mitjançant un transformador més (per exemple, sèrie TN) inclòs per a l'«amplificació».
Cable de protecció contra llamps
Instruccions per al dispositiu de protecció contra llamps d'edificis i instal·lacions