Hoe u uw thuisnetwerk beschermt tijdens een onweersbui
Netwerk bliksembeveiliging
Bouwers van lokale en thuisnetwerken kennen zeker het gevoel wanneer een netwerk, gelanceerd na lang werken, een dag of twee werkt, en dan de zolder op moet om de verbrande hub te vervangen. Onweersbuien zijn meestal de plaag van netwerken. In een groot netwerk passeert geen onweer zonder verlies.
Versleten met verbrande hubs, komt een persoon natuurlijk op de vraag: is het echt onmogelijk om iets te doen? Natuurlijk kan dat - en dat zou je ook moeten doen! Het is ten eerste noodzakelijk om de bedrading correct te plannen en uit te voeren, en ten tweede om bliksembeveiligingsapparatuur (ook wel netzekeringen genoemd) te gebruiken.
Dergelijke apparaten kunnen worden gekocht. Van degenen die op de markt verkrijgbaar zijn, kunnen twee klassen worden onderscheiden: "branded" en "self-made". De merkklasse wordt voornamelijk vertegenwoordigd door APC-producten — dit zijn verschillende modellen onder de algemene naam ProtectNet. Deze apparaten onderscheiden zich door een vrij hoge prijs — en vrij lage betrouwbaarheid (zie waarom hieronder). Wat betreft zelfgemaakte apparaten die door verschillende LLC's en PBOUL's zijn vervaardigd, ze zijn allemaal ongeveer hetzelfde.Hun inherente betrouwbaarheid is hoger dan die van APC-apparaten, maar de beschermende eigenschappen zijn ongeveer hetzelfde.
Je kunt dergelijke apparaten ook zelf maken. Hoe - lees in dit artikel.
Eerst wat redenering. Wat is de diagnose als de hub doorbrandt? Elektrische storing. Hoezo is "overbodig" elektriciteit kan het de hub binnenkomen? Via BNC-, UTP- en stroomaansluitingen. Het mechanisme voor de vorming van deze elektriciteit? De opbouw van statische ladingen op een bovenleiding veroorzaakte EMF van hoogspanningslijnen veroorzaakt een EMF van een bliksemontlading. Beschermingsmethode? Overtollige elektriciteit naar de grond dumpen.
Ik merk meteen dat geen van de apparaten die in dit artikel worden besproken, kan beschermen tegen een directe blikseminslag. Ik ben echter nog niet op de hoogte van gevallen van directe blikseminslag op LAN-draden.
U kunt bescherming maken voor een twisted pair volgens het volgende schema:
Rijst. 1.
De lijn is verbonden met de connector aan de linkerkant, de hub is verbonden met die aan de rechterkant. Ontladers - gas, voor spanning 300V (ik gebruikte CSG -G301N22). De afstand van het apparaat tot de hub is zo klein mogelijk.
Het werkingsprincipe is duidelijk uit het diagram. Een meerfasige diodebrug met een beveiligingsdiode in de diagonaal werkt als een potentiaalvereffenaar, waardoor het maximale potentiaalverschil van twee willekeurige draden wordt beperkt tot een niveau van ongeveer 10 V. Een potentiaal boven 300 V ten opzichte van aarde wordt door de afleider gedoofd.
Bijna alle apparaten die momenteel op de markt zijn, worden volgens een vergelijkbaar schema gemaakt, maar er zijn ook belangrijke verschillen. APC gebruikt zogenaamde semiconductor pseudo-vonkbruggen in plaats van gasontladers. Deze elementen zijn extreem goedkoop, maar hun betrouwbaarheid is niet bestand tegen kritiek.Ze kunnen beschermen tegen statische elektriciteit, maar branden onmiddellijk door de geïnduceerde elektriciteit in een nabije blikseminslag. De bliksembeveiliging die in de APC UPS is ingebouwd, gebruikt een andere oplossing: luchtvonk. Zo'n schema werkt daarentegen alleen bij een zeer hoge geïnduceerde spanning - wanneer er in de regel niets te missen is.
Ambachtslieden van verschillende LLC's merkten deze functie op en losten het probleem op hun eigen manier op: in bijna alle apparaten die in Rusland zijn vervaardigd, ontbreken afleiders gewoon. In plaats daarvan wordt een «harde» (met verschillende varianten) aardverbinding gebruikt. De voordelen van deze oplossing liggen voor de hand, de nadelen - helaas ook.Met een voldoende groot potentiaalverschil tussen de aardingspunten van verschillende uiteinden van de lijn, begint de vereffeningsstroom door de kabels en apparaten te stromen, die enorme waarden kan bereiken. en verbrand alles zoals je bent
De circuitparameters worden getoond in Fig. kan verbeterd worden:
Afb. 2.
Hier is elke draad via een afzonderlijke afleider met aarde verbonden, waardoor een veel snellere beschermingsreactie wordt bereikt (de afleider schakelt 3 ordes van grootte sneller uit dan de 1N4007-diode en een orde van grootte sneller dan de beschermingsdiode). Het nadeel van dit schema is het grote aantal relatief dure (2-3 USD) afleiders. De schakeling kan (maar is niet wenselijk) worden vereenvoudigd door slechts één begrenzer per paar te gebruiken (bijvoorbeeld alleen van pin 1 en 3). In ieder geval is het noodzakelijk om gespecialiseerde beperkingen te gebruiken.Het gebruik van neonlampen of fluorescentielampstarters (zoals sommigen aanbevelen) in plaats van afleiders is mogelijk, maar er moet worden opgemerkt dat deze een veel tragere respons hebben, een hogere doorslagweerstand en een lagere toegestane sloopenergie.
Een belangrijk punt dat bijna alle fabrikanten van netprotects vergeten: bescherming van de power hub. Voor een conventionele hub met 7,5 V DC-voeding kan de beveiliging als volgt worden uitgevoerd:
Afb. 3.
Net als bij twisted pair-bescherming, moet dit apparaat zo dicht mogelijk bij de hub worden geplaatst.
Voor hubs met een ingebouwde voedingseenheid is geen extra bescherming vereist. De enige voorwaarde is dat er een betrouwbare beschermende aarding is aangesloten op de middelste pen van de stekker.
Als een geleidende baan wordt gebruikt bij het verlengen van een bovenleiding (meestal een veldwerker), moet deze worden geaard. Let op - u hoeft de traverse slechts vanaf één kant te aarden (hier moet ik discussiëren met de auteurs van andere bekende artikelen op internet over dit onderwerp).
Helaas, zelfs in nieuwe gebouwen, wordt bij het aanleggen van een elektrisch netwerk lang niet alles en niet altijd geleid door de vereisten van de Regels voor de inrichting van elektrische installaties. Laten we eerlijk zijn, niemand. Ik zag een huis (een modern bakstenen gebouw van 9 verdiepingen, trouwens na de verschijning in gebruik genomen 7e editie van PUE), waarin elke ingang wordt gevoed door een aluminiumdraad met een doorsnede van 2,5 vierkante mm. !!! Dienovereenkomstig, als u de traverse in zo'n huis en in een huis met normale aarding "aardt", wordt het hele huis via uw traverse van stroom voorzien! 🙂
Op dezelfde manier kunt u lineaire bescherming uitvoeren op basis van een coaxkabel.De meest optimale oplossing: De egalisatiebrug is verbonden met de vlecht en de middelste draad. In zo'n schema heb je 2 beperkingen nodig - van de vlecht en de kern tot de grond. Ik raad het af om de coaxiale kabelvlecht te aarden bij het maken van een bovenleiding tussen gebouwen.
Tot slot een paar woorden over de effectiviteit en noodzaak van de beschreven apparaten. Tijdens de testcontrole waren de apparaten aangesloten op de UTP-bovenleiding van ongeveer 60 m. Wanneer de lijn is aangesloten (het andere uiteinde is vrij!), wordt een heldere gloed waargenomen in de ontladers. Na de definitieve installatie van de lijn "knipperen" de afleiders met een interval van 20-50 seconden, d.w.z. niet de langste lijn krijgt bij rustig weer 300 V statisch potentieel in minder dan een minuut!
De hub van stroom voorzien
Het is geen geheim dat op plaatsen waar hubs zijn geïnstalleerd, er niet altijd een 220V-stopcontact is. Daarom moet je ofwel met tegenzin sleutelen aan de netwerktopologie om de hubs op meer geschikte locaties te plaatsen, ofwel overwegen om van een afstand te voeden.
Geconfronteerd met een dergelijk probleem, lost «wow-master» het soms eenvoudig op - voed 220V, gebruik vrije paren in de kabel (UTP) of gebruik RG-58 coaxiaal. Een dergelijke "oplossing" kan natuurlijk op geen enkele manier als acceptabel worden beschouwd, aangezien er in dit geval geen sprake kan zijn van enige elektrische en brandveiligheid. Zelfs als de brand om een heel andere reden is ontstaan, is de auteur van een dergelijke publicatie gegarandeerd de eerste kandidaat voor de dader.
Het lijkt competenter om een 220V-netwerk te leiden met een geschikte kabel (koperader, dubbel geïsoleerd, minimaal 0,75 m²).Bij een kwaliteitsinstallatie kan dit als een normale optie worden beschouwd; wanneer u de hub echter in een brandgevaarlijk gebied plaatst, bijvoorbeeld op de zolder van een blokhut, moet u letten op de plaatsing en isolatie van het stopcontact. Bovendien kijken lokale elektriciens erg achterdochtig naar "buitenaardse" 220V-lijnen.
In sommige gevallen (bijvoorbeeld een hub of een switch met ingebouwde voeding) is een 220V netwerk niet te vermijden. In de meeste varianten worden echter hubs met een externe voeding geïnstalleerd, waarvan de uitgangsspanning meestal 7,5V is. Zo'n hub kan worden gevoed door "laag" voltage. Laten we eens kijken naar de mogelijke opties:
Een typische hub vereist 7,5 V DC. De bedrijfsstroom van de hub is meestal iets minder dan 1A. Een spanning van 7,5V is absoluut veilig vanuit het oogpunt van het breken van de isolatie van draden, maar het zal niet zo eenvoudig zijn om het "van ver" te brengen. Het feit is dat goedkope hubs erg belangrijk zijn voor de grootte en vooral voor de zuiverheid van de stroomvoorziening, en over lange afstanden is spanningsval onvermijdelijk, evenals het uiterlijk van pickups.
De oplossing is om een stabilisator op 7,5-8V direct bij de hub te installeren totdat de netspanning verhoogd kan worden.
Figuur 2.1.
De uitgangsspanning is gelijk aan 13,2 V (12-14 V) geselecteerd op basis van de brede distributie (spanning in het boordnet van de auto). Het aanbod van in de handel verkrijgbare voedingen voor deze spanning is zeer breed. Natuurlijk kunnen meerdere hubs worden gevoed vanuit één voeding door de leidingen ernaartoe te verlengen en ze elk uit te rusten met een eigen stabilisator volgens het schema in figuur 2.1.In dit geval moet de bedrijfsstroom van de voeding worden berekend op basis van 2A per hub. Als het aantal hubs meer dan 10 is, mag je 1,5A/hub tellen. Het stabilisator-IC moet worden uitgerust met een koellichaam.
Het logische vervolg op dit schema is het schema in Fig. 2.2.
Figuur 2.2.
Hier wordt de stabilisator aangevuld met een gelijkrichter, die het gebruik van wisselspanning mogelijk maakt en de kosten van de voeding bespaart door deze te vervangen door een transformator. De bedrijfsstroom van de transformator moet ook worden berekend op basis van 1,5 - 2A per hub (ervan uitgaande dat hubs met een nominale waarde van 1A worden gebruikt). Als transformator zijn apparaten uit de TN-serie (gloeidraad) met in serie (of serie-parallel) geschakelde wikkelingen geschikt voor het verkrijgen van een spanning van 12,6V.
Beide beschouwde schema's bevatten elementen voor bescherming tegen impulsruis in de voeding, tegen statische elektriciteit, tegen overspanning en polariteitsomkering.
Ongebruikte paren in UTP kunnen als stroomlijn worden gebruikt. De draden erin moeten paarsgewijs parallel worden aangesloten (blauw + wit, bruin + witbruin). Op deze manier aangesloten UTP Categorie 5 kan tot 3 hubs van stroom voorzien. Zo'n verbinding gaat zonder problemen bij een lijnsnelheid van 10 Mb/s; bij 100Mb / s is het "uitpakken" van de kabel ongewenst, hoewel in de regel bij zorgvuldige installatie alles zonder problemen werkt.
Een typische topologie kan er in dit geval als volgt uitzien: de lijn die het huis binnenkomt, is aangesloten op een schakelaar die zich in de buurt van het 220V-stopcontact bevindt. De transformator wordt gevoed vanuit hetzelfde stopcontact. De UTP-lijnen lopen van de schakelaar (en transformator) naar de toegangs(vloer)hubs, terwijl voor elke hub slechts één UTP-streng nodig is.
Ook wordt het mogelijk om een groot "assortiment" te creëren bestaande uit hubs of switches, met slechts op één plek een stroomaansluiting.
Bij gebruik als hoofdlichaam volgens Fig. 2.2. (bij wisselstroom in de leiding) ook op afstand aansluiten van hubs met ingebouwde voeding is mogelijk. Zo'n hub wordt aangesloten met behulp van nog een transformator (bijv. TN-serie) die is meegeleverd voor «versterking».
Instructies voor het apparaat voor bliksembeveiliging van gebouwen en installaties