Πώς να προστατέψετε το οικιακό σας δίκτυο κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας
Αντικεραυνική προστασία δικτύου
Οι κατασκευαστές τοπικών και οικιακών δικτύων είναι σίγουρα εξοικειωμένοι με την αίσθηση όταν ένα δίκτυο, που ξεκίνησε μετά από πολύωρη δουλειά, λειτουργεί ... για μια ή δύο μέρες και μετά πρέπει να σκαρφαλώσουν στη σοφίτα και να αντικαταστήσουν τον καμένο κόμβο. Οι καταιγίδες είναι συνήθως η μάστιγα των δικτύων. Σε ένα μεγάλο δίκτυο, καμία καταιγίδα δεν περνά χωρίς απώλειες.
Φθαρμένο με καμένα κόμβους, ένα άτομο, φυσικά, έρχεται στο ερώτημα: είναι πραγματικά αδύνατο να κάνει κάτι; Φυσικά και μπορείς — και πρέπει! Είναι απαραίτητο, πρώτον, να σχεδιάσετε και να εκτελέσετε σωστά την καλωδίωση και, δεύτερον, να χρησιμοποιήσετε συσκευές αντικεραυνικής προστασίας (γνωστές και ως ασφάλειες δικτύου).
Τέτοιες συσκευές μπορούν να αγοραστούν. Από αυτά που διατίθενται στην αγορά, διακρίνονται δύο κατηγορίες: «επώνυμα» και «αυτοκατασκευασμένα». Η κατηγορία μάρκας αντιπροσωπεύεται κυρίως από προϊόντα APC — πρόκειται για διαφορετικά μοντέλα με τη γενική ονομασία ProtectNet. Αυτές οι συσκευές διακρίνονται από μια μάλλον υψηλή τιμή — και μάλλον χαμηλή αξιοπιστία (δείτε γιατί παρακάτω). Όσον αφορά τις αυτο-κατασκευασμένες συσκευές που κατασκευάζονται από πολλές LLC και PBOUL, είναι όλες περίπου οι ίδιες.Η εγγενής αξιοπιστία τους είναι υψηλότερη από αυτή των συσκευών APC, αλλά οι προστατευτικές ιδιότητες είναι περίπου οι ίδιες.
Μπορείτε επίσης να φτιάξετε τέτοιες συσκευές μόνοι σας. Πώς — διαβάστε σε αυτό το άρθρο.
Πρώτον, κάποιο σκεπτικό. Ποια είναι η διάγνωση όταν καίγεται ο κόμβος; Ηλεκτρική βλάβη. Πώς είναι το "περιττό" ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να μπει στο hub; Μέσω υποδοχών BNC, UTP και τροφοδοσίας. Ο μηχανισμός σχηματισμού αυτού του ηλεκτρισμού; Η συσσώρευση στατικών φορτίων σε μια εναέρια γραμμή που προκαλείται EMF από γραμμές υψηλής τάσης προκαλεί EMF από μια εκκένωση κεραυνού. Μέθοδος προστασίας; Απόρριψη της περίσσειας ηλεκτρικής ενέργειας στο έδαφος.
Σημειώνω αμέσως ότι καμία από τις συσκευές που αναφέρονται σε αυτό το άρθρο δεν είναι σε θέση να προστατεύσει από άμεσο χτύπημα κεραυνού. Ωστόσο, δεν γνωρίζω ακόμη περιπτώσεις απευθείας κεραυνών σε καλώδια LAN.
Μπορείτε να δημιουργήσετε προστασία για ένα συνεστραμμένο ζεύγος σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:
Ρύζι. 1.
Η γραμμή συνδέεται με τον σύνδεσμο στα αριστερά, ο διανομέας συνδέεται με αυτόν στα δεξιά. Εκφορτιστές — αέριο, για τάση 300V (χρησιμοποίησα CSG -G301N22). Η απόσταση από τη συσκευή στο κέντρο είναι όσο το δυνατόν μικρότερη.
Η αρχή της λειτουργίας είναι σαφής από το διάγραμμα. Μια γέφυρα πολυφασικής διόδου με μια δίοδο προστασίας στη διαγώνιο λειτουργεί ως εξισωτής δυναμικού, περιορίζοντας τη μέγιστη διαφορά δυναμικού οποιωνδήποτε δύο καλωδίων σε επίπεδο περίπου 10 V. Ένα δυναμικό πάνω από 300 V σε σχέση με τη γείωση σβήνει από τον απαγωγέα.
Σχεδόν όλες οι συσκευές που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στην αγορά κατασκευάζονται σύμφωνα με ένα παρόμοιο σχέδιο, αλλά υπάρχουν επίσης σημαντικές διαφορές. Το APC χρησιμοποιεί τα λεγόμενα κενά ψευδο-σπινθήρων ημιαγωγών αντί για εκκενώσεις αερίου. Αυτά τα στοιχεία είναι εξαιρετικά φθηνά, αλλά η αξιοπιστία τους δεν αντέχει σε κριτική.Είναι σε θέση να προστατεύουν από στατικά, αλλά καίγονται αμέσως από τον ηλεκτρισμό που προκαλείται σε κοντινό κεραυνό. Η αντικεραυνική προστασία που είναι ενσωματωμένη στο APC UPS χρησιμοποιεί μια διαφορετική λύση - σπινθήρα αέρα. Ένα τέτοιο σχήμα, αντίθετα, λειτουργεί μόνο σε πολύ υψηλή επαγόμενη τάση - όταν, κατά κανόνα, δεν υπάρχει τίποτα να εξοικονομήσετε.
Οι τεχνίτες σε διάφορες LLC παρατήρησαν αυτό το χαρακτηριστικό και έλυσαν το πρόβλημα με τον δικό τους τρόπο: σχεδόν σε όλες τις συσκευές που κατασκευάζονται στη Ρωσία, οι απαγωγείς απλώς απουσιάζουν. Αντίθετα, χρησιμοποιείται μια «σκληρή» (με διάφορες παραλλαγές) σύνδεση γείωσης. Τα πλεονεκτήματα αυτής της λύσης είναι προφανή, τα μειονεκτήματα — αλίμονο, επίσης. Με μια αρκετά μεγάλη διαφορά δυναμικού μεταξύ των σημείων γείωσης από διαφορετικά άκρα της γραμμής, το ρεύμα εξισορρόπησης αρχίζει να ρέει μέσα από τα καλώδια και τις συσκευές, το οποίο μπορεί να φτάσει σε τεράστιες τιμές και κάψτε τα πάντα όπως είστε
Οι παράμετροι του κυκλώματος φαίνονται στο Σχ. μπορεί να βελτιωθεί:
Σύκο. 2.
Εδώ, κάθε καλώδιο συνδέεται με τη γείωση μέσω ενός χωριστού απαγωγέα, ο οποίος επιτυγχάνει πολύ πιο γρήγορη απόκριση προστασίας (ο αλεξικέραυνος ενεργοποιείται 3 τάξεις μεγέθους γρηγορότερα από τη δίοδο 1N4007 και μια τάξη μεγέθους ταχύτερη από τη δίοδο προστασίας). Το μειονέκτημα αυτού του συστήματος είναι ο μεγάλος αριθμός σχετικά ακριβών απαγωγέων (2-3 USD). Το κύκλωμα μπορεί (αλλά δεν είναι επιθυμητό) να απλοποιηθεί χρησιμοποιώντας μόνο έναν περιοριστή ανά ζεύγος (π.χ. μόνο από τις ακίδες 1 και 3). Σε κάθε περίπτωση, είναι απαραίτητη η χρήση ειδικών συγκρατήσεων.Η χρήση λαμπτήρων νέον ή εκκινητήρων λαμπτήρων φθορισμού (όπως προτείνουν ορισμένοι) αντί για απαγωγείς είναι δυνατή, αλλά πρέπει να σημειωθεί ότι έχουν πολύ πιο αργό ρυθμό απόκρισης, υψηλότερη αντοχή στη διάσπαση και χαμηλότερη επιτρεπόμενη ενέργεια κατεδάφισης.
Ένα σημαντικό σημείο που ξεχνούν σχεδόν όλοι οι κατασκευαστές δικτύων προστασίας: προστασία του διανομέα ισχύος. Για ένα συμβατικό διανομέα 7,5 V DC, η προστασία μπορεί να γίνει ως εξής:
Σύκο. 3.
Όπως και με την προστασία συνεστραμμένου ζεύγους, αυτή η συσκευή πρέπει να βρίσκεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στην πλήμνη.
Για διανομείς με ενσωματωμένη μονάδα ισχύος, δεν απαιτείται πρόσθετη προστασία. Η μόνη προϋπόθεση είναι να υπάρχει μια αξιόπιστη προστατευτική γείωση συνδεδεμένη στον μεσαίο πείρο του βύσματος.
Εάν χρησιμοποιείται αγώγιμη διαδρομή κατά την επέκταση μιας εναέριας γραμμής (συνήθως εργάτης πεδίου), πρέπει να είναι γειωμένη. Προσοχή - πρέπει να γειώσετε την τραβέρσα μόνο από το ένα άκρο (εδώ πρέπει να διαφωνήσω με τους συντάκτες άλλων γνωστών άρθρων στο Διαδίκτυο για αυτό το θέμα).
Δυστυχώς, ακόμη και σε νέα κτίρια, κατά τη διεξαγωγή ηλεκτρικού δικτύου, μακριά από όλα και όχι πάντα καθοδηγούνται από τις απαιτήσεις των Κανόνων για τη διάταξη των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Ας το παραδεχτούμε, κανείς. Είδα ένα σπίτι (ένα μοντέρνο 9όροφο κτίριο από τούβλα, που τέθηκε σε λειτουργία, παρεμπιπτόντως, μετά την εμφάνιση 7η έκδοση του PUE), στην οποία κάθε είσοδος τροφοδοτείται από σύρμα αλουμινίου διατομής 2,5 τ. χλστ. !!! Αντίστοιχα, αν «γειώσεις» την τραβέρσα σε ένα τέτοιο σπίτι και σε ένα σπίτι με κανονική γείωση, όλο το σπίτι θα τροφοδοτηθεί μέσω της τραβέρσας σου! 🙂
Με τον ίδιο τρόπο, μπορείτε να εκτελέσετε γραμμική προστασία με βάση το ομοαξονικό καλώδιο.Η πιο βέλτιστη λύση: Η γέφυρα εξισορρόπησης συνδέεται με την πλεξούδα και το μεσαίο σύρμα. Σε ένα τέτοιο σχέδιο, θα χρειαστείτε 2 περιορισμούς - από την πλεξούδα και τον πυρήνα μέχρι το έδαφος. Δεν συνιστώ τη γείωση της πλεξούδας του ομοαξονικού καλωδίου όταν δημιουργείτε μια εναέρια γραμμή μεταξύ κτιρίων.
Εν κατακλείδι, λίγα λόγια για την αποτελεσματικότητα και την αναγκαιότητα των περιγραφόμενων συσκευών. Κατά τον έλεγχο δοκιμής, οι συσκευές συνδέθηκαν στην εναέρια γραμμή UTP μήκους περίπου 60 μ. Όταν η γραμμή είναι συνδεδεμένη (το άλλο άκρο είναι ελεύθερο!), παρατηρείται μια φωτεινή λάμψη στους εκφορτιτές. Μετά την τελική τοποθέτηση της γραμμής, οι απαγωγείς «κλείνουν το μάτι» σε μεσοδιάστημα 20-50 δευτερολέπτων, δηλ. όχι η μεγαλύτερη γραμμή σε ήρεμο καιρό έχει στατικό δυναμικό 300 V σε λιγότερο από ένα λεπτό!
Τροφοδοσία του διανομέα
Δεν είναι μυστικό ότι σε μέρη όπου είναι εγκατεστημένοι κόμβοι, δεν υπάρχει πάντα πρίζα 220V. Ως εκ τούτου, είτε πρέπει να ασχοληθείτε διστακτικά με την τοπολογία του δικτύου για να τοποθετήσετε τους διανομείς σε πιο κατάλληλες τοποθεσίες ή να σκεφτείτε να τροφοδοτήσετε από μακριά.
Αντιμέτωπος με ένα τέτοιο πρόβλημα, το «wow-master» μερικές φορές το λύνει απλά - τροφοδοτεί 220V, χρησιμοποιώντας ελεύθερα ζεύγη στο καλώδιο (UTP) ή χρησιμοποιώντας ομοαξονικό RG-58. Φυσικά μια τέτοια «λύση» δεν μπορεί να θεωρηθεί σε καμία περίπτωση αποδεκτή, αφού σε αυτή την περίπτωση δεν μπορεί να τεθεί θέμα ηλεκτρικής και πυρασφάλειας. Ακόμα κι αν η φωτιά συνέβη για εντελώς διαφορετικό λόγο, ο συγγραφέας μιας τέτοιας δημοσίευσης είναι εγγυημένο ότι θα είναι ο πρώτος υποψήφιος για τον ένοχο.
Φαίνεται πιο ικανό να διεξάγει ένα δίκτυο 220V χρησιμοποιώντας κατάλληλο καλώδιο (πυρήνα χαλκού, διπλή μόνωση, τουλάχιστον 0,75 τ.μ.).Με μια ποιοτική εγκατάσταση, αυτό μπορεί να θεωρηθεί κανονική επιλογή. Ωστόσο, όταν εντοπίζετε τον κόμβο σε μια περιοχή που έχει αποτύχει πυρκαγιάς - για παράδειγμα, στη σοφίτα ενός ξύλινου σπιτιού - θα πρέπει να δώσετε προσοχή στην τοποθέτηση και τη μόνωση της πρίζας. Επιπλέον, οι ντόπιοι ηλεκτρολόγοι φαίνονται πολύ στραβά σε κάθε «εξωγήινη» γραμμή 220V.
Σε ορισμένες περιπτώσεις (για παράδειγμα, ένας διανομέας ή ένας διακόπτης με ενσωματωμένο τροφοδοτικό), δεν μπορεί να αποφευχθεί ένα δίκτυο 220 V. Στις περισσότερες παραλλαγές, ωστόσο, εγκαθίστανται διανομείς με εξωτερικό τροφοδοτικό, των οποίων η τάση εξόδου είναι συνήθως 7,5 V. Ένας τέτοιος διανομέας μπορεί να τροφοδοτηθεί με "χαμηλή" τάση. Ας δούμε τις πιθανές επιλογές:
Ένας τυπικός διανομέας απαιτεί 7,5 V DC. Το ρεύμα λειτουργίας του διανομέα είναι συνήθως ελαφρώς μικρότερο από 1Α. Μια τάση 7,5 V είναι απολύτως ασφαλής από την άποψη της θραύσης της μόνωσης των καλωδίων, αλλά δεν θα είναι τόσο εύκολο να τη φέρεις "από μακριά". Γεγονός είναι ότι οι φθηνοί κόμβοι είναι πολύ σημαντικοί για το μέγεθος και ειδικά για την καθαρότητα του τροφοδοτικού, και σε μεγάλες αποστάσεις η πτώση τάσης είναι αναπόφευκτη, όπως και η εμφάνιση pickups.
Η λύση είναι να εγκαταστήσετε έναν σταθεροποιητή στα 7,5-8V απευθείας κοντά στον διανομέα μέχρι να αυξηθεί η τάση του δικτύου.
Εικόνα 2.1.
Η τάση εξόδου επιλέγεται ίση με 13,2V (12-14V) με βάση την ευρεία κατανομή της (τάση στο ενσωματωμένο δίκτυο του αυτοκινήτου). Η γκάμα των εμπορικά διαθέσιμων τροφοδοτικών για αυτήν την τάση είναι πολύ μεγάλη. Φυσικά, πολλοί κόμβοι μπορούν να τροφοδοτηθούν από ένα τροφοδοτικό επεκτείνοντας τις γραμμές σε αυτά και εξοπλίζοντας τον καθένα από αυτούς με τον δικό του σταθεροποιητή σύμφωνα με το σχήμα στο σχήμα 2.1.Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα λειτουργίας του τροφοδοτικού θα πρέπει να υπολογίζεται με βάση τα 2Α ανά διανομέα. Εάν ο αριθμός των κόμβων είναι μεγαλύτερος από 10, μπορείτε να μετρήσετε 1,5 A / hub. Το IC σταθεροποιητή πρέπει να είναι εξοπλισμένο με ψύκτρα.
Η λογική συνέχεια αυτού του σχήματος είναι το διάγραμμα στο σχ. 2.2.
Εικόνα 2.2.
Εδώ, ο σταθεροποιητής συμπληρώνεται με έναν ανορθωτή, ο οποίος επιτρέπει τη χρήση εναλλασσόμενης τάσης και εξοικονομώντας το κόστος της τροφοδοσίας αντικαθιστώντας τον με μετασχηματιστή. Το ρεύμα λειτουργίας του μετασχηματιστή θα πρέπει επίσης να υπολογιστεί με βάση τα 1,5 - 2A ανά διανομέα (υποθέτοντας ότι χρησιμοποιούνται ονομαστικές πλήμνες 1Α). Ως μετασχηματιστής, οι συσκευές της σειράς TN (πυρακτωμένο νήμα) με περιελίξεις συνδεδεμένες σε σειρά (ή σειριακά-παράλληλα) είναι κατάλληλες για την απόκτηση τάσης 12,6 V.
Και τα δύο εξεταζόμενα σχήματα περιέχουν στοιχεία για προστασία από τον παλμικό θόρυβο στην παροχή ρεύματος, από στατικά, από υπέρταση και αντιστροφή πολικότητας.
Τα αχρησιμοποίητα ζεύγη στο UTP μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως γραμμή ρεύματος. Τα καλώδια σε αυτά πρέπει να συνδέονται παράλληλα σε ζεύγη (μπλε + λευκό, καφέ + λευκό-καφέ). Η Κατηγορία UTP 5 που συνδέεται με αυτόν τον τρόπο μπορεί να τροφοδοτήσει έως και 3 διανομείς. Μια τέτοια σύνδεση θα περάσει χωρίς προβλήματα με ταχύτητα γραμμής 10 Mb / s. στα 100Mb / s η "ξεσυσκευασία" του καλωδίου είναι ανεπιθύμητη, αν και, κατά κανόνα, με προσεκτική εγκατάσταση, όλα λειτουργούν χωρίς προβλήματα.
Μια τυπική τοπολογία σε αυτή την περίπτωση μπορεί να μοιάζει με αυτό: η γραμμή που εισέρχεται στο σπίτι συνδέεται με έναν διακόπτη που βρίσκεται κοντά στην πρίζα 220V. Ο μετασχηματιστής τροφοδοτείται από την ίδια πρίζα. Οι γραμμές UTP τρέχουν από τον διακόπτη (και τον μετασχηματιστή) στους διανομείς πρόσβασης (δαπέδου), ενώ χρειάζεται μόνο ένα σκέλος UTP για κάθε διανομέα.
Γίνεται επίσης δυνατό να δημιουργηθεί μια μεγάλη «εμβέλεια» που αποτελείται από διανομείς ή διακόπτες, με σύνδεση ρεύματος σε ένα μόνο σημείο.
Όταν χρησιμοποιείται ως κύριο σώμα σύμφωνα με το ΣΧ. 2.2. (με εναλλασσόμενο ρεύμα στη γραμμή) είναι επίσης δυνατή η απομακρυσμένη σύνδεση διανομέων με ενσωματωμένη τροφοδοσία ρεύματος. Ένας τέτοιος διανομέας συνδέεται χρησιμοποιώντας έναν ακόμη μετασχηματιστή (π.χ. σειρά TN) που περιλαμβάνεται για «ενίσχυση».
Αντικεραυνική προστασία καλωδίων
Οδηγίες για τη συσκευή αντικεραυνικής προστασίας κτιρίων και εγκαταστάσεων