Kako zaščititi domače omrežje med nevihto
Omrežna zaščita pred strelo
Graditeljem lokalnih in domačih omrežij zagotovo poznamo občutek, ko po dolgotrajnem delu zagnano omrežje deluje ... dan ali dva, potem pa je treba splezati na podstrešje in zamenjati pogorelo vozlišče. Nevihte so običajno nadloga omrežij. V velikem omrežju nobena nevihta ne mine brez izgube.
Človek, obrabljen s požganimi pesti, seveda pride do vprašanja: ali je res nemogoče narediti nekaj? Seveda lahko - in bi morali! Najprej je treba pravilno načrtovati in izvesti ožičenje, in drugič, uporabiti naprave za zaščito pred strelo (znane tudi kot omrežne varovalke).
Takšne naprave je mogoče kupiti. Od tistih, ki so na voljo na trgu, lahko ločimo dva razreda: "blagovno znamko" in "lastno izdelano". Razred blagovnih znamk predstavljajo predvsem izdelki APC — to so različni modeli pod splošnim imenom ProtectNet. Te naprave odlikuje precej visoka cena — in precej nizka zanesljivost (zakaj si oglejte spodaj). Kar zadeva naprave, ki jih sami izdelujejo več LLC in PBOUL, so vse približno enake.Njihova inherentna zanesljivost je večja kot pri napravah APC, vendar so zaščitne lastnosti približno enake.
Takšne naprave lahko izdelate tudi sami. Kako - preberite v tem članku.
Najprej nekaj obrazložitve. Kakšna je diagnoza, ko pesto pregori? Električna okvara. Kako je "odveč" elektrika ali lahko vstopi v vozlišče? Preko BNC, UTP in napajalnih konektorjev. Mehanizem za nastanek te elektrike? Kopičenje statičnih nabojev na elektromagnetnem polju, ki ga povzročajo visokonapetostni vodi, povzroči elektromagnetno polje zaradi razelektritve strele. Način zaščite? Odlaganje odvečne električne energije na tla.
Takoj ugotavljam, da nobena od naprav, obravnavanih v tem članku, ne more zaščititi pred neposrednim udarom strele. Ne poznam pa še primerov neposrednega udara strele v LAN žice.
Zaščito za sukani par lahko naredite po naslednji shemi:
riž. 1.
Linija je povezana s konektorjem na levi, zvezdišče je priključeno na tistega na desni. Razbremenilniki — plinski, za napetost 300V (uporabil sem CSG -G301N22). Razdalja od naprave do vozlišča je čim manjša.
Načelo delovanja je razvidno iz diagrama. Večfazni diodni most z zaščitno diodo v diagonali deluje kot potencialni izenačevalnik, ki omejuje največjo potencialno razliko poljubnih dveh žic na raven približno 10 V. Potencial nad 300 V glede na zemljo ugasne odvodnik.
Skoraj vse naprave, ki so trenutno na trgu, so izdelane po podobni shemi, vendar obstajajo tudi pomembne razlike. APC namesto plinskih razelektrilnikov uporablja tako imenovana polprevodniška psevdo-iskrišča. Ti elementi so izjemno poceni, vendar njihova zanesljivost ne zdrži kritik.Lahko zaščitijo pred statično elektriko, vendar takoj zgorijo zaradi inducirane elektrike v bližnjem udaru strele. Zaščita pred strelo, vgrajena v APC UPS, uporablja drugačno rešitev — zračno iskro. Takšna shema, nasprotno, deluje le pri zelo visoki inducirani napetosti - ko praviloma ni ničesar rezervnega.
Obrtniki različnih LLC so opazili to lastnost in težavo rešili na svoj način: v skoraj vseh napravah, proizvedenih v Rusiji, odvodnikov preprosto ni. Namesto tega se uporablja "trda" (z različnimi različicami) ozemljitvena povezava. Prednosti te rešitve so očitne, slabosti — žal tudi.Pri dovolj veliki potencialni razliki med ozemljitvenimi točkami z različnih koncev voda začne po kablih in napravah teči izravnalni tok, ki lahko doseže ogromne vrednosti in zažgite vse na poti
Parametri vezja so prikazani na sl. se lahko izboljša:
sl. 2.
Tukaj je vsaka žica povezana z maso preko ločenega odvodnika, kar doseže veliko hitrejši odziv zaščite (odvodnik sproži 3 reda velikosti hitreje kot dioda 1N4007 in red velikosti hitreje kot zaščitna dioda). Pomanjkljivost te sheme je veliko število relativno dragih (2-3 USD) odvodnikov. Vezje je mogoče (vendar ni zaželeno) poenostaviti z uporabo samo enega omejevalnika na par (npr. samo iz nožic 1 in 3). V vsakem primeru je treba uporabiti specializirane omejitve.Namesto odvodnikov je možna uporaba neonskih žarnic ali zaganjalnikov fluorescentnih sijalk (kot nekateri priporočajo), vendar je treba upoštevati, da imajo veliko počasnejšo odzivnost, večjo odpornost na preboj in manjšo dovoljeno energijo rušenja.
Pomembna točka, na katero skoraj vsi proizvajalci netprotectov pozabijo: zaščita napajalnega vozlišča. Za običajno zvezdišče z enosmernim napajanjem 7,5 V je zaščito mogoče izvesti na naslednji način:
sl. 3.
Tako kot pri zaščiti s sukanim parom mora biti tudi ta naprava nameščena čim bližje zvezdišču.
Pri vozliščih z vgrajeno napajalno enoto dodatna zaščita ni potrebna. Edini pogoj je, da je na srednji zatič vtiča priključena zanesljiva zaščitna ozemljitev.
Če se pri podaljšanju nadzemnega voda uporablja prevodni vod (običajno delavec na terenu), mora biti ozemljen. Pozor - traverzo morate ozemljiti samo z enega konca (tukaj se moram prepirati z avtorji drugih znanih člankov na internetu o tej temi).
Na žalost tudi v novih stavbah pri izvajanju električnega omrežja še zdaleč ne vsi in ne vedno vodijo zahteve Pravil za ureditev električnih instalacij. Priznajmo si, nihče. Videl sem hišo (moderna opečnata 9-nadstropna stavba, ki je mimogrede začela delovati po videzu 7. izdaja PUE), pri katerem se vsak vhod napaja z aluminijasto žico s presekom 2,5 kvadratnih mm. !!! Skladno s tem, če v takšni hiši in v hiši z normalno ozemljitvijo "ozemljite" traverzo, bo cela hiša napajana preko vaše traverze! 🙂
Na enak način lahko izvedete linearno zaščito na osnovi koaksialnega kabla.Najbolj optimalna rešitev: Izravnalni most je povezan s pletenico in srednjim vodnikom. V takšni shemi boste potrebovali 2 zadrževalnika - od pletenice in jedra do tal. Ne priporočam ozemljitve pletenice koaksialnega kabla pri ustvarjanju nadzemnega voda med stavbami.
Na koncu še nekaj besed o učinkovitosti in nujnosti opisanih naprav. Pri testnem pregledu so bile naprave priključene na nadzemni vod UTP v dolžini približno 60 m, ko je vod priključen (drugi konec je prost!), je v razbremenilnikih opazen svetel sij. Po končni namestitvi voda odvodniki "mežiknejo" v intervalu 20-50 sekund, t.j. ne najdaljša vrsta v mirnem vremenu dobi 300 V statičnega potenciala v manj kot minuti!
Napajanje vozlišča
Ni skrivnost, da na mestih, kjer so nameščena vozlišča, ni vedno vtičnice 220 V. Zato se morate bodisi nejevoljno ukvarjati s topologijo omrežja, da postavite vozlišča na ustreznejše lokacije, ali razmislite o napajanju od daleč.
Ko se sooči s takšnim problemom, ga "vau-mojster" včasih preprosto reši - napaja 220 V, uporablja proste parice v kablu (UTP) ali uporablja koaksialni RG-58. Seveda takšne "rešitve" nikakor ni mogoče šteti za sprejemljivo, saj v tem primeru ne more biti govora o električni in požarni varnosti. Tudi če je do požara prišlo iz povsem drugega razloga, je avtor takšne objave zagotovo prvi kandidat za krivca.
Zdi se bolj kompetentno izvesti omrežje 220V z ustreznim kablom (bakreno jedro, dvojno izolirano, najmanj 0,75 m2).S kakovostno namestitvijo se to lahko šteje za normalno možnost; vendar pa boste pri postavljanju vozlišča na območje, ki ga je zajel požar – na primer na podstrešju hiše iz hlodov – morali paziti na postavitev vtičnice in izolacijo. Poleg tega lokalni električarji zelo postrani gledajo na vse "tuje" 220V linije.
V nekaterih primerih (na primer zvezdišče ali stikalo z vgrajenim napajalnikom) se omrežju 220 V ni mogoče izogniti. V večini variant pa so vgrajena vozlišča z zunanjim napajalnikom, katerega izhodna napetost je običajno 7,5V. Tak hub lahko napaja "nizka" napetost. Poglejmo možne možnosti:
Običajno zvezdišče potrebuje 7,5 V DC. Delovni tok pesta je običajno nekoliko manjši od 1A. Napetost 7,5 V je popolnoma varna z vidika prekinitve izolacije žic, vendar je ne bo tako enostavno prinesti "od daleč". Dejstvo je, da so cenena vozlišča zelo pomembna za velikost in predvsem za čistost napajanja, na dolgih razdaljah pa je padec napetosti neizogiben, pa tudi pojav pikapov.
Rešitev je namestitev stabilizatorja na 7,5-8V neposredno blizu zvezdišča, dokler ni mogoče povečati omrežne napetosti.
Slika 2.1.
Izhodna napetost je izbrana na 13,2 V (12-14 V) glede na njeno široko porazdelitev (napetost v omrežju v vozilu). Razpon komercialno dostopnih napajalnikov za to napetost je zelo širok. Seveda lahko več vozlišč napajamo iz enega napajalnika tako, da nanje razširimo linije in vsako opremimo s svojim stabilizatorjem po shemi na sliki 2.1.V tem primeru je treba obratovalni tok napajalnika izračunati na podlagi 2A na zvezdišče. Če je število vozlišč več kot 10, lahko štejete 1,5 A / pesto. Stabilizator IC mora biti opremljen s hladilnikom.
Logično nadaljevanje te sheme je diagram na sl. 2.2.
Slika 2.2.
Tu je stabilizator dopolnjen z usmernikom, ki omogoča uporabo izmenične napetosti in prihranek pri stroških napajanja z zamenjavo s transformatorjem. Delovni tok transformatorja je prav tako treba izračunati na podlagi 1,5 - 2 A na pesto (ob predpostavki, da se uporabljajo vozlišča z nazivno močjo 1 A). Kot transformator so za pridobitev napetosti 12,6 V primerne naprave serije TN (žarilna nitka) z zaporedno (ali zaporedno vzporedno) vezanimi navitji.
Obe obravnavani shemi vsebujeta elemente za zaščito pred impulznim šumom v napajalniku, pred statično, pred prenapetostjo in obračanjem polaritete.
Neuporabljeni pari v UTP se lahko uporabijo kot daljnovod. Žice v njih morajo biti vzporedno povezane v parih (modra + bela, rjava + belo-rjava). UTP kategorije 5, povezan na ta način, lahko napaja do 3 vozlišča. Takšna povezava bo potekala brez težav pri hitrosti linije 10 Mb / s; pri 100Mb / s "razpakiranje" kabla je nezaželeno, čeprav praviloma s skrbno namestitvijo vse deluje brez težav.
Tipična topologija v tem primeru je lahko videti takole: linija, ki vstopa v hišo, je povezana s stikalom, ki se nahaja v bližini vtičnice 220 V. Transformator se napaja iz iste vtičnice. UTP vodi potekajo od stikala (in transformatorja) do dostopnih (talnih) vozlišč, medtem ko je za vsako vozlišče potreben samo en UTP pramen.
Prav tako postane mogoče ustvariti dolg "domet", ki ga sestavljajo vozlišča ali stikala, z napajalno povezavo na samo enem mestu.
Ko se uporablja kot glavno telo v skladu s sl. 2.2. (z izmeničnim tokom v liniji) možen tudi daljinski priklop vozlišč z vgrajenim napajalnikom. Takšno vozlišče je priključeno s še enim transformatorjem (npr. serija TN), vključenim za "ojačitev".
Navodila za napravo za zaščito pred strelo objektov in objektov