Оборудование для грозозащиты сетей Ethernet. Защита ethernet от грозы

Грозозащита ethernet сети, оборудование молниезащиты от импульсного перенапряжения

Технология Ethernet является основной при построении локальных компьютерных сетей и имеет широкое распространение в настоящее время. Корпоративные локальные сети могут иметь значительную протяженность. Широко используемая при их построении «витая пара» может быть подвержена различным электромагнитным воздействиям. Грозозащита служит для стабилизации напряжения в результате разряда молнии, когда возникают наведенные поля.

Причины импульсного перенапряжения

В перечне причин возникновения импульсных перенапряжений в соединительных линиях локальных сетей, основными являются:

• атмосферные явления, к которым относятся разряды молнии, скопление зарядов статического электричества в грозовых слоях атмосферы, электризация элементов линий связи, возникающая при сильном ветре;
• индустриальные помехи, вызывающие электромагнитные наводки в линиях связи и обусловленные близостью силовых электрических линий.

Вредоносные электромагнитные всплески вызываются коммутацией силового оборудования, работой частотно-регулируемых приводов, электрифицированным транспортом.

Влияние указанных факторов на устойчивость работы сетевого оборудования Ethernet, часто вызывающее выход его из строя, привело к необходимости создания особого класса предохранительных приспособлений. Так появились устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), за которыми закрепилось название «грозозащита», впрочем, не совсем правильно отражающее функциональное назначение этих устройств. В общепринятом понимании к грозозащите относятся устройства, препятствующие прямому попаданию молнии в защищаемый объект, к чему УЗИП не имеют отношения.

Принцип работы УЗИП заключается в том, что опасные напряжения, возникающие в медных линиях, отводятся на заземляющую шину. Аппараты грозозащиты включаются на концах линий, в непосредственной близости от порта ethernet. Приборы защиты от импульсных перенапряжений содержат симметрирующие дроссели с выведенной средней точкой, диоды и газонаполненные разрядники.

Защита Nag-APC-POE

Ethernet Nag-APC-POE относится к клонам (аналогам) APC. Устройством осуществляется защита четырех пар кабеля UTP, соответствующих портов и грозозащита poe. Поддерживает poe всех видов. Имеет модульное исполнение для установки в шасси 19«.

Назначение устройства состоит в защите оборудования от наведенного напряжения, электромагнитных помех атмосферного и индустриального характера. К защищаемому оборудованию относятся маршрутизаторы Wi-Fi, видеокамеры, медные коммутаторные порты.

Данная грозозащита предназначается для монтажа на медные порты устройств. Применение аппаратуры целесообразно, когда длина подключенного к порту кабеля превышает длину 10 метров.

Точки подключения:

• порт видеокамеры, оснащенной питанием и без него;
• порт устройства, обеспечивающего доступ по Wi-Fi, либо осуществляющее маршрутизацию;
• свич (коммутатор), обеспечивающий доступ;
• коммутатор со стороны абонента.

Схема примененной в устройстве грозозащиты Ethernet является проходной, какая-либо направленность отсутствует. Аппаратура рассчитана на эксплуатацию в закрытых помещениях. Поддерживаются все типы poe.

Обзор другого оборудования

Ассортимент грозозащиты для сетей Ethernet довольно широк. Можно подобрать модели устройств, соответствующие параметрам сети и надежно защищающих от скачков напряжения, вызванных природными или техногенными причинами.

РГ4

Аппараты грозозащиты этой серии предназначены для предохранения оборудования, осуществляющего передачу данных в среде Ethernet 10/100Base-TX по витой паре, то есть, относится к классу устройств молниезащиты ethernet. Данное устройство совместимо со всем оборудованием компании Ubiquiti. Высокочастотная версия устройства используется для защиты приборов, поддерживающих технологию poe.

ETH-SP

Защищает порты оборудования сетей Ethernet от скачков напряжения, обусловленных как атмосферными явлениями, так и проблемами энергоснабжения.

Изделия фирмы Ubiquiti, как правило, оборудуются встроенными приспособлениями, предотвращающими их выход из строя от импульсных перенапряжений.

Несмотря на это считается целесообразным дополнительное применение грозозащиты ETH-SP, повышающей надежность работы оборудования.

Ethernet Nag-1.2

Осуществляет защиту коммутаторных портов Ethernet, Wi-Fi роутеров, без поддержки технологии poe. Схема грозозащиты в данном приборе модифицирована относительно схемы классической APC. Среди отличий в схемах – наличие супрессора, работающего при напряжении свыше 7 Вольт, разрядники, которые защищают порт Ethernet от всплесков напряжения до 5000 Вольт.

Ethernet SNR-SP-1.0

Данная модель грозозащиты создана для установки на стороне пользователя сети интернет. Применение современных технологий позволило расположить схему грозозащиты в розетке. Использование такого прибора обеспечит надежную работу канала передачи данных во время грозы, а также при наличии коммутационных и индустриальных помех.

evosnab.ru

О защите от грозы (простая грозозащита) — R3RTambov

В последние годы актуальность грозозащиты стала поменьше — оптика, беспроводные технологии, но, однако не всё так просто. Даже если в городе, в квартиру заходит кабель, и этот кабель — не оптический, гроза представляет угрозу для оборудования. 

Если у вас есть телевизор и он подключен к общей сети — кабельное ТВ, коллективная антенна (вдруг) — к чему угодно, что находится за пределами квартиры, гроза представляет угрозу для телевизора, (причём даже бОльшую, чем для компьютера).

Есть два объекта — облако и земля. Облако в процессе движения «трётся» о другие облака и об потоки воздуха, при этом оно обменивается зарядами с тем, обо что трётся — электризуется.

Точно так же электризуется синтетический свитер, если его снимать через голову, искры, которые при этом трещат — самые настоящие молнии, той же природы, только маленькие.

Итак, облако набрало заряд, и его потенциал составляет несколько миллионов вольт. Тут есть нюанс: потенциал не существует сам по себе и измеряется относительно какого-то другого объекта, в данном случае земли.

Что такое земля с точки зрения электротехники? Это огромный проводник, фактически сферический конденсатор огромной емкости, который может в неограниченных количествах принимать и отдавать заряды.

При этом за счёт своих габаритов и емкости сколько ни закачай заряда в землю, сколько ни забери заряда из земли, ее потенциал практически не изменится.

Именно поэтому потенциал земли считается равным нулю, и от него отсчитывают другие потенциалы.

В пространстве под облаком образуется такое себе распределение потенциалов:

На любых проводах, находящихся на открытом пространстве под грозовым облаком, наводятся потенциалы в несколько тысяч Вольт и более. Несмотря на ужасающие цифры, опасности эта ситуация не влечет:

Напряжение большое, но энергия, которую можно извлечь, определяется емкостью проводов относительно земли, а она мизерна.

Ситуация в корне меняется, если облако «замыкает» на землю, то бишь образуется молния. При этом происходит два явления, которые несут большую угрозу для оборудования.

Явление 1: излучение мощной электромагнитной волны.

Откуда берется волна? Молния — это фактически проводник, «столб» с током, причем этот ток резко меняется во времени. Любое изменение тока порождает электромагнитные волны, и молния тоже. Ток в молнии огромный, до сотен тысяч ампер, и электромагнитная волна получается очень мощной.

В «электро»-«магнитной» волне есть электрическое и магнитное поле (КО).Куда они направлены? Электрическое поле — а именно оно нас интересует — направлено параллельно молнии.

В электрическом поле между любыми двумя точками существует разность потенциалов — напряжение, и это напряжение тем больше, чем больше расстояние между точками (ну и само собой тем больше, чем больше само поле).

Выражаясь по-русски, поле электромагнитной волны молнии наводит напряжения (нескольких видов) во всех железяках, которые встречаются на пути волны.

Какие именно напряжения?

Напряжение между проводами («противофазное»)

Как хорошо видно из рисунка, электрическое поле волны наводит в параллельных проводах напряжение, и это напряжение тем больше, чем больше расстояние между проводами.Такое напряжение наводится во всех проводах, которые параллельны: воздушные линии электропередачи, телефонная лапша etc. Такое напряжение может попасть, например, в электросеть и вызвать кратковременный всплеск напряжения 220 вольт, или вывести из строя ADSL-модем (если по какой-то причине провод до модема идет по улице).

Однако в бытовых условиях это напряжение не очень велико за счет небольшого расстояния между проводами.

Именно для компенсации этого напряжения провода в витой паре свиты, и в магистральных телефонных кабелях — тоже. Как видно из рисунка, напряжения соседних «завивок» уничтожают друг друга, давая в сумме ноль (в идеале конечно, в реальности за счет многих факторов напряжение на витой паре при ударе молнии все же есть).

ак выглядит такое напряжение с точки зрения компьютера? Так, как будто ему в разъем сетевой карты резко воткнули вместо небольшого (менее 1 вольт) сигнала несущей Ethernet источник со значительно бОльшим напряжением.

Итак, угроза номер 1: противофазные напряжения в линии связи при ударе молнии.

Напряжение на обоих проводах относительно земли («синфазное»)

Повторимся: напряжение между проводниками в поле волны тем больше, чем больше расстояние между проводниками. Но помимо проводов в линии связи, есть еще два проводника: сама линия связи и земля. Расстояние между ними много больше, чем расстояние между проводами в кабеле, значит, и напряжение между линией и землей тоже намного больше.

Как выглядит такое напряжение с точки зрения компьютера? Так, как будто соединили все провода в линии связи и подключили, допустим, к «+» источника напряжения. «-» этого источника подключен к земле.

«Да, но ведь наш компьютер не подключен к заземлению, и потенциал на линии относительно земли нам не страшен» — скажете вы, и представите вот такую картинку:

А откуда такой оптимизм, что компьютер не подключен к земле? «Подключен к земле» не означает, что из компьютера выходит толстая шина заземления, это означает, что между землей и компьютером есть какая-то электрическая цепь.

Есть ли такая цепь? Зачастую да.

В БП обычного системного блока никаких деталей между общим проводом компьютера (черный который) и «горячей» частью БП (которая в розетку включается) никаких деталей нет.

А в некоторых блоках питания мониторов и ноутбуков между землей компьютера и землей горячей части БП установлен конденсатор, назначение — подавление импульсных помех. Фактически через этот конденсатор ваш компьютер имеет прекрасное заземление для импульсных напряжений, в том числе и возникающих при ударе молнии.«Стоп», опять скажете вы. «Блок питания разве заземлен?»

Да, поскольку в розетке есть ноль и фаза. Ноль бытовой сети 220 Вольт подключен к заземлению в обязательном порядке.

Итак, исходите из того, что ваш компьютер заземлен по цепи общий провод компьютера -> общий провод монитора -> конденсатор в БП между горячей и холодной частью -> элементы горячей части БП монитора -> ноль сети -> земля а ноутбук еще корочеобщий провод схемы ноутбука -> конденсатор в БП между горячей и холодной частью -> элементы горячей части БП ноутбука -> ноль сети -> земля

А достаточно ли емкости этого конденсатора, чтобы представлять угрозу? Да. Обычно это несколько тысяч пикофарад, и если зарядить этот конденсатор до напряжения в несколько киловольт, его энергии вполне хватит для вывода схемы компьютера из строя.

Есть и другие варианты цепей, через которые компьютер может быть подключен к земле.

Если у вас есть ТВ-тюнер и в него включен кабель от кабельного ТВ, ваш компьютер надежно заземлен по цепи: общий провод компьютера -> наружная часть разъема антенны -> оплетка антенного кабеля -> заземленная кабельная коробка в подъезде.

Если у вас есть CDMA-антенна на металлической мачте, вкопанной в землю, ваш компьютер надежно заземлен по цепи: оплетка кабеля -> траверса (несущая ось) антенны -> мачта -> земля.

Фактически упрощенная схема цепи выглядит так

Итак, угроза номер 2: синфазные напряжения в линии.

Явление 2. Растекание тока от молнии и связанное с этим изменение потенциала земли

Об угрозах номер 1 и 2 многократно писали. Но есть и еще одна угроза, которую обычно обходят вниманием, правда, она актуальна в том случае, если компьютер по-настоящему заземлен (ТВ-тюнер, антенна — см. выше) и особенно актуальна для телевизоров (немного ниже о ТВ отдельно).

Что такое «земля»? Третья планета Повторимся: главное электротехническое свойство земли — это способность неограниченно принимать заряды.

А что еще может принимать заряды? Любая железяка, любой проводник, любой кусок электрической схемы, выступая просто как проводник. Такая «псевдоземля», конечно, принимает намного меньше зарядов, просто в силу габаритов, емкости если хотите, но все же принимает.

Итак, ударила молния. В молнии протекает ток, переносятся заряды, всякие там электроны.А куда они переносятся? В землю, куда ударила молния.

В земле протекает ток, «растекаясь» вокруг места удара молнии. Потенциал земли вокруг места удара перестает быть нулевым, и если где-то рядом с ударом молнии находится ваше заземление, то его потенциал в момент удара резко возрастает, и через заземление в ваш компьютер или телевизор «затекают» из земли заряды от молнии.

А куда они дальше деваются? Для этих зарядов роль «земли» выполняет схема компьютера или телевизора, заряды растекаются в схеме, и через электронные узлы схемы протекают токи, которые могут привести к выходу этих узлов из строя.

Итак, при ударе молнии на компьютер/телевизор действуют сразу четыре поражающих фактора (оценка опасности субъективна и основана на ремонтном опыте):

Защита

Абстракция: защититься от потока можно двумя способами: закрыть поток или отвести его в другое русло.

Отвод потока энергии.Самый простой принцип грозозащиты: замкнуть или сбросить в землю лишнюю энергию, актуально для синфазных и противофазных напряжений.

Условная схема проста:

При превышении напряжения («провод-провод» или «провод-земля») пороговый элемент открывается и замыкает цепь.

Один из лучших вариантов пороговых элементов — газоразрядные приборы, самый простой вариант — обычная неонка.

Неонка — не лучший разрядник для таких целей: высокое внутреннее сопротивление, малая мощность рассеивания, да и вообще она не для этого.

Есть специализированные разрядники именно для защиты линий:

и грозозащита с таким разрядником

Варианты схем таких грозозащит в основном сводятся к тому, как посадить один дорогой разрядник на несколько линий и как еще добавить дополнительных защитных элементов (варисторы, искровые промежутки).

В интернете есть масса и устройств в продаже, и схем для самореализации.

Есть ли смысл применять такие защиты? Конечно есть, и была масса ситуаций, когда они выручали. Цена вопроса — несколько долларов.Но обратим внимание вот на что:

1. Все защиты не касаются телевизоров и вообще заземленной техники (см. выше).
2. Все такие защиты оперируют с полной мощностью напряжений, наводимых в линии молнией, сбрасывая/замыкая часть ее.

Есть способ уменьшить мощность напряжений, наводимых в линии молнией.Гальваническая развязка

В электротехнике и радиотехнике есть понятие «гальваническая развязка» — когда то, что нужно, передается, при этом электрической связи между передающей и принимающей частью нет.

Самый простой пример — трансформатор. Как он работает? Одна обмотка перемагничивает магнитопровод, за счет этого перемагничивания возникает напряжение во второй обмотке, вот как-то так:

Главное, что нас интересует в этом девайсе:

— первичная и вторичная обмотки между собой не соединены. Никак. Синфазные напряжения в принципе через трансформатор не пройдут— вы можете подключить первичную обмотку хоть к мегаваттной электростанции — во вторичной обмотке вы не получите мощность больше, чем может пропустить через себя сердечник.

Если мы установим по трансформатору на все входящие пары ethernet, а в телевизоре — на вход антенны, то мы решим массу проблем.

Во-первых, мы железно развяжемся от земли и устраним самую опасную проблему — затекание токов от молнии в наш девайс.

Подчеркну — актуально главным образом для телевизоров, наблюдалось много сгоревших после грозы, причем выходили из строя не БП, а именно внутренние узлы с высокой степенью интеграции — процессоры, микросхемы обработки сигнала etc.

Во-вторых, противофазная помеха, конечно, попадет на вход устройства, но ее мощность будет ограничена трансформатором и вреда не принесет. К тому же вот теперь ее легко и надежно можно отсечь грозозащитой.

В третьих, синфазная помеха к нам не попадет вообще.

Красота? Конечно. Только не нужно забывать, что помимо защитных функций, трансформатор должен еще без проблем пропустить сигнал, и тут начинаются нюансы.

На входе сетевой карты в обязательном порядке трансформаторы стоят, вот первые попавшиеся в гугле схемы:

Но практика показывает, что в реальности толку от них немного, горят и сетевые карты, и все остальное. Возможно, это связано с особенностями конструкции, или с пробоем изоляции очень тонких эмалированных проводников, которыми они намотаны.

Изготовить самостоятельно такой же, но без крыльев но улучшенный трансформатор с магнитопроводом малореально — для частот Ethernet 100base-t и для телевизионных частот (сотни мегагерц) расчет и конструкция трансформатора сложны, плюс нужен особый высокочастотный материал магнитопровода.

Но все можно решить намного проще.

Трансформатор с деревянным сердечником

Берем кусок витой пары, полметра — метр, некритично.

Важно! Витая пара не должна быть повреждена, расплетена, нарушен шаг витков и пр. — аккуратно достаньте из кабеля, не тяните за провод!

Наматываем на любую неметаллическую оправку — можно вот так:

или так

Если серьезно, то наматываем на что угодно непроводящее неметаллическое, но чтобы удобно было. Как наматывать, число витков и пр. — некритично.

Оставляем концы по 5 см, фиксируем намотку — опять же чем-нибудь непроводящим, расплетаем концы и переплетаем по-другому: свиваем вместе концы одного цвета.

Получится вот что:

То есть каждый провод — отдельная как бы обмотка.

Это — трансформатор, но работающий на другом принципе: трансформатор на длинной линии.Длинная линия в данном случае — кусок витой пары. В ней при работающей сети Ethernet возбуждается электромагнитная волна, причем ее энергия сосредоточена внутри пары (именно поэтому неважно на чем наматывать). Энергия поля этой электромагнитной волны обеспечивает передачу сигнала с одного провода на другой.

Как использовать такой трансформатор для защиты от молний?

Изготовьте два таких трансформатора. Включить их нужно в разрыв двух пар любым способом — можно просто аккуратно разрезать кабель, разрезать нужные пары и включить в разрыв эти трансформаторы. Полярность — некритична.

Сразу ответ на возникшие вопросы.

Это — не шутка, конструкция проверена и используется. Я в грозу не выключаюсь вообще, проблем не было, до этого сжег пару сетевых карт и материнку.

В Интернете есть подобные варианты трансформаторов, но намотанные на ферритовом кольце.Я — противник этого: в передаче сигнала кольцо не участвует, но феррит — проводник, плохой, но проводник. Наматывая на кольце, вносятся ненужные паразитные емкости и появляется возможность пробоя на сердечник при ударе молнии.

Но на кольце, конечно, красивее выглядит конструкция. Дело вкуса.

На гигабитной сети не проверялось.

Потерь такая конструкция не вносит при длине витой пары в трансформаторе от 0,5 метра.Измерения прибором (ВЧ-вольтметр импровизованный) падения уровня сигнала не показывают.

Линк до 100 метров работает так же как и работал — 0% потерь, время пинга не изменилось.В общем, с точки зрения работы сети наличие в разрывах входящего сетевого кабеля двух таких трансформаторов никак не обнаруживается.

Другие грозозащиты я не использую.

Грозозащита антенного кабеля

Здесь главная задача — отвязаться от земли, которая «приходит» по оплетке антенного кабеля. Принцип тот же: в разрыв кабеля включить такой трансформатор, но тут могут возникнуть нюансы.

Волновое сопротивление витой пары и антенного кабеля — разное, плюс к этому витая пара — симметрична, а антенный кабель — нет. Поэтому может упасть уровень приема некоторых аналоговых каналов (а может визуально и не упасть), могут появиться на некоторых — опять же аналоговых — каналах двоения. Можно поэкспериментировать с длиной куска витой пары в трансформаторе, можно попробовать изготовить аналогичную конструкцию из антенного кабеля.

Я на грозовой период к телевизору такую штуку делаю. Появляется небольшой снег на 1-м канале из 70-ти.

И в заключение важный момент.

Ничто вас не спасет от прямого попадания молнии в кабель. Более того, в такой ситуации вас будет заботить не сохранность сетевой платы, а чтобы квартира не сгорела.

Будьте благоразумны, не используйте идущие по улице и заходящие к вам в квартиру длинные медные линии связи.

73!

r3rt.ru

Как защитить домашнюю сеть от грозы — Меандр — занимательная электроника

Читать все новости ➔

Строителям локальных и домашних сетей безусловно знакомо ощущение, когда запущенная после долгих трудов сеть работает... день-два, а потом - приходится лезть на чердак и менять сгоревший хаб. Грозы - вообще бич сетей. В большой сети ни одна гроза не проходит без потерь.

Намаявшись со сгоревшими хабами, человек, само собой, приходит к вопросу: неужели ничего нельзя сделать? Конечно же можно - и нужно! Необходимо, во первых, правильно спланировать и выполнить кабельную разводку, а во-вторых - использовать устройства грозозащиты (известные также как нетпротекторы).

Такие устройства можно купить. Из имеющихся на рынке можно отметить два класса: "брендовые" и "самопальные". Класс брендовых в основном представлен изделиями фирмы APC - это различные модели под общим названием ProtectNet. Эти устройства отличает довольно высокая цена - и довольно низкая надежность (почему - см. ниже). Что касается самопальных устройств, выпускаемых несколькими ООО и ПБОЮЛ, то все они примерно одинаковы. Их собственная надежность выше, чем у устройств APC, но защитные свойства примерно те же.

Такие устройства можно также изготовить самому. Как - читайте в этой статье.

Прежде - немного рассуждений. Каков диагноз при сгорании хаба? Электрический пробой. Каким образом "лишнее" электричество могло попасть в хаб? Через разъемы BNC, UTP и питания. Механизм образования этого электричества? Накопление статических зарядов на воздушной линии, наведенная ЭДС от высоковольтных линий, наведенная ЭДС от грозового разряда. Способ защиты? Отвод лишнего электричества в землю.

Сразу замечу, что никакое из рассматриваемых в данной статье устройств не способно защитить от прямого удара молнии. Однако, мне пока неизвестны случаи прямых ударов молний в провода локальных сетей.

Изготовить защиту для линии на витой паре можно по следующей схеме:

 

Рис. 1.

К расположенному слева разъему подключается линия, к расположенному справа - хаб. Разрядники - газовые, на напряжение 300В (я использовал CSG-G301N22). Расстояние от устройства до хаба - минимально возможное.

Принцип работы понятен из схемы. Многофазный диодный мост с защитным диодом в диагонали выполняет функции "выравнивателя" потенциалов, ограничивая максимальную разницу потенциалов любых двух проводов на уровне порядка 10 В. Потенциал, превышающий 300 В относительно земли, гасится разрядником.

Практически все имеющиеся сейчас на рынке устройства выполнены по аналогичной схеме, но есть и важные отличия. Фирма APC использует вместо газовых разрядников так называемые полупроводниковые псевдоискровые разрядники. Эти элементы крайне дешевы, однако их надежность не выдерживает никакой критики. Защитить от статики они способны, но от наведенного электричества при близком ударе молнии сразу выгорают. В грозозащитах, встроенных в ИБП производства APC, использовано другое решение - воздушный искровой промежуток. Такая схема, наоборот, срабатывает только при очень большом наведенном напряжении - когда спасать как правило уже нечего.

Умельцы в различных ООО подметили эту особенность и решили проблему по-своему: практически во всех устройствах российского производства разрядники просто отсутствуют. Вместо них используется "жесткое" (с различными вариациями) соединение с землей. Преимущества такого решения очевидны, недостатки - увы, тоже. При достаточно большой разнице потенциалов между точками заземления с разных концов линии через кабели и устройства начинает течь уравнивающий ток, который может достигать огромных величин и выжигать все на своем пути.

Параметры схемы на рис.1. можно улучшить:

 

Рис.2.

Здесь каждый провод соединен с землей отдельным разрядником, чем достигается гораздо большее быстродействие защиты (разрядник срабатывает на 3 порядка быстрее чем диод 1N4007 и на порядок быстрее защитного диода). Недостаток этой схемы - большое количество относительно дорогостоящих (2-3 USD) разрядников. Схему можно (но нежелательно) упростить, используя только по одному разряднику на каждой паре (например, только с контактов 1 и 3). В любом случае, необходимо использовать специализированные разрядники. Использование вместо разрядников неоновых лампочек или стартеров от ламп дневного света (как рекомендуют некоторые) возможно, но следует учитывать что они обладают гораздо меньшим быстродействием, большим сопротивлением при пробое и меньшей допустимой энергией пробоя.

Важный момент, о котором забывают практически все производители нетпротектов: защита хаба по питанию. Для обычного хаба, питающегося постоянным напряжением величиной 7.5 В, защиту можно выполнить по следующей схеме:

 

Рис.3.

Как и в случае с защитой линии на витой паре, это устройство следует располагать как можно ближе к хабу.

Для хабов, имеющих встроенный сетевой блок питания, дополнительная защита не требуется. Единственное условие - наличие надежного защитного заземления, подключенного к среднему контакту сетевой вилки.

Если при протяжке воздушной линии используется проводящая траверса (обычно - полевик), ее необходимо заземлить. Внимание - заземлять траверсу надо только с одного конца (тут мне приходится спорить с авторами других известных в Интернете статей на эту тему).

К сожалению, даже в новостройках при проведении электрической сети далеко не все и не всегда руководствуются требованиями Правил Устройства Электроустановок. Прямо скажем, никто. Я видел дом (современная кирпичная 9-ти этажка, введенная в эксплуатацию, кстати, уже после появления 7-го издания ПУЭ), в котором каждый подъезд запитывается алюминиевым проводом сечением 2.5 кв.мм.!!! Соответственно, если "заземлить" траверсу в таком доме и в доме с нормальным заземлением, через вашу траверсу будет питаться весь дом! 🙂

Аналогично можно выполнить и защиту линии на основе коаксиального кабеля. Наиболее оптимальное решение: выравнивающий мост подключается к оплетке и средней жиле. В такой схеме понадобится 2 разрядника - с оплетки и жилы на землю. Заземлять оплетку коаксиального кабеля при создании воздушной линии между зданиями я не рекомендую.

В заключение - несколько слов касательно эффективности и необходимости описанных устройств. В ходе тестовой проверки устройства включались в воздушную линию на UTP длиной порядка 60 м. При подключении линии (второй конец - свободный!) наблюдается яркое свечение в разрядниках. После окончательного монтажа линии разрядники "подмигивают" примерно с интервалом в 20-50 секунд, т.е. не самая длинная линия в спокойную погоду набирает 300 В статического потенциала менее чем за минуту!

  Питание хабов

Не секрет, что в местах установки хабов далеко не всегда имеется розетка сети 220В. Поэтому приходится либо, скрепя сердце, издеваться над топологией сети ради размещения хабов в более подходящих местах, либо думать о подведении питания издалека.

Столкнувшись с такой проблемой, "ух-мастера" иногда решают ее просто - подводят 220В, используя свободные пары в кабеле (UTP), или используя коаксиал RG-58. Разумеется, такое "решение" никак нельзя считать приемлемым, так как ни о какой электро- и пожаробезопасности в данном случае не может быть и речи. Даже если пожар случится совсем по другой причине, автор подобной проводки гарантированно будет первым кандидатом в виновные.

Более грамотным выглядит проведение сети 220В, используя соответствующий кабель (медный многожильный, в двойной изоляции, не менее 0.75 кв.мм.). При качественном монтаже это вполне можно считать нормальным вариантом; однако, при размещении хаба в неудачной с пожарной точки зрения зоне - например, на чердаке дома с деревянными стропилами - придется уделить внимание размещению и изоляции розетки. Вдобавок, местные электрики очень косо смотрят на любые "чужеродные" линии 220В.

В некоторых случаях (например, хаб или свитч со встроенным блоком питания) проведения сети 220В не избежать. Однако в большинстве вариантов устанавливаются хабы с внешним блоком питания, выходное напряжение которого как правило равно 7.5В. К такому хабу можно подвести питание "по низкому" напряжению. Рассмотрим возможные варианты:

Типовому хабу требуется 7.5В постоянного тока. Рабочий ток хаба как правило несколько меньше 1А. Напряжение 7.5В абсолютно безопасно с точки зрения пробоя изоляции проводов, однако подвести его "издалека" так просто не удастся. Дело в том, что дешевые хабы очень критичны к величине и особенно чистоте питания, а на больших пролетах неизбежно падение напряжения, как и появление наводок.

Решение состоит в установке стабилизатора на величину 7.5-8В непосредственно около хаба, при этом линейное напряжение питания можно увеличить.

 

Рис.2.1.

Напряжение источника выбрано равным 13.2В (12-14В) исходя из его широкой распространенности (напряжение в бортовой сети автомобиля). Ассортимент имеющихся в продаже блоков питания на это напряжение очень широк. Разумеется, от одного блока питания можно питать несколько хабов, протянув к ним линии и оборудовав каждый из них своим стабилизатором по схеме на рис.2.1. При этом рабочий ток блока питания следует рассчитывать, исходя из 2А на каждый хаб. При количестве хабов более 10 можно считать по 1.5А/хаб. ИМС стабилизатора следует оборудовать радиатором.

Логическим продолжением данной схемы является схема на рис. 2.2.

 

Рис.2.2.

Здесь стабилизатор дополнен выпрямителем, что позволяет использовать переменное напряжение и сэкономить на стоимости блока питания, заменив его трансформатором. Рабочий ток трансформатора также следует рассчитывать, исходя из 1.5 - 2А на хаб (мы исходим из предположения, что используется хабы с номинальным током 1А). В качестве трансформатора удачно подходят приборы серии ТН (накальные) с соединенными последовательно (или последовательно-параллельно) обмотками, для получения напряжения 12.6В.

Обе рассмотренные схемы содержат элементы защиты от импульсных помех по питанию, от статики, от перенапряжения и переполюсовки.

В качестве питающей линии можно использовать незадействованные пары в UTP. Проводники в них следует соединить попарно параллельно (синий+белосиний, коричневый+белокоричневый). Через UTP категории 5, соединенной таким образом, можно запитать до 3-х хабов. Такое подключение без проблем пройдет при скорости в линии 10Мб/с; на 100Мб/с "распарка" кабеля нежелательна, хотя как правило при аккуратном монтаже все работает без проблем.

Типовая топология в данном случае может выглядеть так: входящая в дом линия подключается к свитчу, расположенному недалеко от розетки 220В. От этой же розетки питается трансформатор. От свитча (и трансформатора) отходят линии UTP к подъездным (этажным) хабам, при этом на каждый хаб нужна только одна нитка UTP. 

Также появляется возможность создания длинного "пролета", состоящего из хабов или свитчей, с подключением к питанию только в одном месте.

При использовании в качестве базового варианта по рис.2.2. (с переменным током в линии) удаленно можно подключать и хабы со встроенным блоком питания. Такой хаб подключается с помощью еще одного трансформатора (например, серии ТН), включенного на "повышение".

Источник: http://flashwolf.chat.ru/

Возможно, Вам это будет интересно:

meandr.org

Твой сетевичок » Как защитить роутер от грозы?

Добрый день.

Вопрос правильный и требует ответственного подхода.

Защита роутера от грозы должна быть постоянной и надёжной, учитывая, что импульс во время грозы может поступать не только по шнуру электропитания, но и по кабелю от провайдера к роутеру.

Итак, вот несколько вариантов по грозозащите вашего сетевого оборудования:

• 1. Розетки, к которым подключен шнур питания роутера, должны быть заземлены (да и вообще все розетки лучше заземлить).

• 2. В настоящее время проблем с приобретением готового решения для защиты роутера грозы не возникает. Выбор огромен, например:
  1. — достаточно бюджетные варианты – грозозащита для устройств со шнуром электропитания «Passive PoE» — «mcWit 100-PoE»

  

  1. «NS-100-POE»

  

  1. «NSM5-100-POE»

  

  1. — «TP-Link TL-ANT24SP» – это устройство предназначено для предотвращения и избежания последствий от скачков напряжения при подключении устройства к внешней антенне.

  

  1. — «Ubiquiti Ethernet Surge Protector (ETH-SP) — ESD» — это грозозащита с портами (гб) под коннекторы «RJ45».

  

• 3. Также если у вас есть определенные знания в электрооборудовании, можно сделать обычную гальваническую грозозащиту самостоятельно, используя витую пару и ферритовые кольца.
• 4. Кроме того, можно поставить свитч промежуточным звеном между провайдером и роутером. В некоторых случаях данная «пешка» сгорает, так сказать, приносит себя в жертву, но основной роутер остаётся цел и невредим

Все вышеописанные варианты помогут при скачках напряжения и небольших электрических направленных разрядов, однако от прямого попадания молнии никакое оборудование «не спасет».

tvoi-setevichok.ru

Грозозащита для сетевого оборудования

Многие сталкивались с проблемой выхода из строя сетевого оборудования после грозы. Во время такого рода природных явлений, могут “выгорать” как отдельные порты, так и целиком сетевые устройства и даже связанные между собой участки сети. Поэтому о защите от их последствий, стоит позаботиться заранее. Для этого существует целый класс специализированного оборудования, именуемый грозозащитой. С видами и принципами работы которого, мы сегодня познакомимся.

Что такое грозозащита?

В первую очередь, грозозащита - это устройство призванное защищать сетевое оборудование от выхода из строя вызванного статическим электричеством. Которое может возникать даже в воздухе, как разность потенциалов двух зарядов. Главной причиной его возникновения, как правило, являются различные атмосферные явления: дождь, снег, грозовые разряды и даже ветер. Однако, так же возможно накопление статического напряжения вблизи различных электромагнитных источников, таких как высоковольтные линии электропередач, силовые кабели и даже обычные электрические провода.

Часто в технической и сопроводительной документации к оборудованию, а так же в разного рода описаниях и технических характеристиках, защита от статического электричества, упоминается как ESD Protection и измеряется в напряжении от которого она может защитить, обычно этот параметр указывается в киловольтах (kV).

Напряжение статического заряда, от которого защищает грозозащита, может достигать 10-20kV (10 000 - 20 000 Вольт). Поэтому на самом деле, это защита от грозы, а не от молнии, как некоторые часто думают. От прямого попадания молнии, защиты быть просто не может, так как в таком случае, напряжение доходит до 1GV (один Гигавольт или 1000000000 Вольт), а сила тока до СТА ТЫСЯЧ (100 000) Ампер. Но такое происходит крайне редко, ведь по статистике, шанс попадания молнии в ваше оборудование, равен примерно 1:600 000.

 Есть два основных вида грозозащиты:

- грозозащита LAN сетей

- грозозащита высокочастотного тракта беспроводного оборудования

Первая, как вы сами понимаете, применяется в проводных сетях и служит для защиты Ethernet портов. Используется там, где часть сети проходит по открытой местности. Например, когда кабель протянут между двумя зданиями по “воздуху” или когда от точки доступа, расположенной на крыше или мачте, идет кабель витая пара, к вашему маршрутизатору или коммутатору.

А второй вид, применяется в тех случаях, когда для организации беспроводных сетей или каналов связи, используется внешняя антенна, например, установленная на крыше. Чтобы защитить сам высокочастотный модуль от статического разряда, в разрыв между антенной и точкой доступа, устанавливается грозозащита.

При этом, некоторые современные беспроводные точки доступа, предназначенные для наружной установки, изначально оборудованы встроенной грозозащитой высокочастотного тракта.

Как это работает

Классическая грозозащита, это по сути, диодный мост, который имеет защитный диод. Основной принцип работы грозозащиты заключается в том, что когда между проводами возникает разность потенциалов больше 6V, диод “открывается” и замыкает провода на заземление, куда и стекает статический заряд.

Примерная схема грозозащиты для LAN сетей, выглядит следующим образом:

Именно поэтому, крайне важным элементом грозозащиты, является правильное заземление, сопротивление растеканию тока которого, не превышает 2-3Ом.

ВАЖНО! Не используйте грозозащиту без заземления или при плохом заземлении!

Так как ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления, то в случае плохого заземления, этим путем может оказаться, как раз ваш кабель, это может привести не только к выходу из строя оборудования, но и к более тяжелым последствиям: поражению электрическим током или пожару.

Применение

Как уже было сказано, защита для LAN портов, устанавливается в разрыв сетевого кабеля с одной или с двух сторон. При установке грозозащиты с двух сторон, обе должны быть заземлены. Так же, обязательным условием является использование экранированного кабеля витая пара (FTP) и экранированных коннекторов с обеих концов. Экран коннекторов, должен быть хорошо соединен с экранирующей жилой или фольгой кабеля.

Защита высокочастотного тракта беспроводного оборудования, при помощи дополнительных коннекторов или пигтейлов, устанавливается между антенной и точкой доступа. Не смотря на то, что такие виды грозозащиты часто бывают газоразрядного типа, заземление, так же является необходимым условием ее эксплуатации.

Выбрать и приобрести необходимое вам оборудование грозозащиты, можно на нашем сайте.

Алексей С., специально для LanMarket

lanmarket.ua

Как защитить локальную сеть от гроз

12 лет назад 25 октября 2006 в 17:47 1155

Здравствуйте! Мы с друзьями организовали локальную сеть, протянули кабель (не экранированный) между домами, но после первой же грозы сгорело несколько сетевых плат. Как лучше всего защитить сеть от подобных происшествий?

-о-о! Это серьезный и важный вопрос, и, кстати, на него не существует однозначного ответа. С проблемой защиты от молний (а вернее, не от молний, а от наводимого разрядами молний напряжения в проводах) сталкивается каждая более-менее большая локальная сеть, если, конечно, она строится не на оптоволокне, которое к молниям относится абсолютно спокойно. Причем поломки из-за этого самого напряжения бывают самые разнообразные – от полного выгорания сетевой карты (хаба, свитча, роутера) до простого падения скорости. Спастись от этого помогут специальные модули грозозащиты, выпускаемые многими фирмами и устанавливаемые на порты сетевого оборудования. Однако имейте в виду, что для того, чтобы эти модули работали, их необходимо хорошо заземлять.Причем ставить их надо не только на хабы, но и перед конкретными сетевыми картами тоже, а с заземлением у нас в квартирах, как известно, проблемы (см. статью Думы о земле, Upgrade #30). Да и дорогие эти модули ($25 штука). Можно, правда, изобрести что-то свое, как поступили, например, создатели моей городской сети www.aviel.ru, но все равно это не панацея. Так что выгорание оборудования – неизбежные издержки любых сетей, и стопроцентной защиты от него не существует. Посему просто приведу вам некоторые правила, которые были вымучены долгим опытом эксплуатации этой самой городской сети, и в конце концов вывешены в качестве рекомендаций абонентам: – не работать на компьютере при явно надвигающейся грозе, а тем более во время грозы;– после окончания работы отключать патч-корд из компьютерной розетки;– для сохранения жизни компьютеру и монитору также очень желательно выдёргивать и вилку из розетки 220 В. Особенно это касается системных блоков формата ATX (для многих мониторов – аналогично), в которых после автоматического выключения при завершении работы блок питания остаётся в дежурном (ждущем) режиме под напряжением сети 220 В. При молниях и в этой сети возникают перенапряжения в несколько киловольт. Наверняка у Вас самих есть примеры того, как во время грозы выходит из строя разнообразное бытовое оборудование. Действенность этих правил проверил и я на своей собственной сетевой карте, ныне почившей в бозе. Так что соблюдайте их

upweek.ru

Стабилизаторы напряжения для защиты бытовых приборов от грозы

Повышенная грозовая активность в летний сезон вынуждает принимать меры защиты от разрушающего воздействия сильнейших разрядов молнии. Защититься от мощных разрядов природного электричества можно с помощью современных электронных средств, таких как стабилизаторы напряжения и разрядники. Существуют варианты защиты от грозы самого различного оборудования, традиционно используемого в быту (включая сетевые маршрутизаторы и другие элементы коммуникаций).

Молниезащита электросетей

Прямое попадание молнии в дом чревато не только угрозой причинения прямого ущерба строению, но и приводит к образованию сильных электромагнитных полей и наведенных токов. Эти физические эффекты являются причиной значительных по величине всплесков напряжения, способных повредить любое оборудование, которое во время грозы подключено к бытовой электросети. Особенно часто страдают от грозы роутеры, сетевые коммутаторы (свитчи) и компьютеры. При непосредственном воздействии разрядов на электропроводку могут расплавиться провода, возникает короткое замыкание, часто приводящее к пожару.

В целях предупреждения возможных последствий грозы принято использовать специальные технические средства. Они ограничивают напряжение и обеспечивают снижение эффекта электромагнитных наводок. К числу таких средств защиты от грозы относятся:

• специальные разрядники;
• стабилизаторы действующего в сети напряжения;
• ограничители перенапряжений ОВР и другие подобные им устройства.

Обратите внимание, что функции импульсного разрядника и ограничителя совмещены в целом ряде современных электроприборов, так что их деление на отдельные виды чисто условно.

Типы стабилизаторов

Стабилизаторы, как правило, применяются для защиты сетей от резких скачков питающего напряжения, вызванных перебоями в электроснабжении или же плохим его качеством. Однако в определённых ситуациях эти приборы способны обеспечить защиту электросетей и от молнии, которая ударяет во время грозы.

Различают три типа стабилизаторов напряжения:

• простейшие регуляторы типа «ЛАТР»;
• системы релейного типа;
• симисторные стабилизаторы.

Для защиты электрических сетей от грозы применяются лишь быстродействующие образцы второго и третьего типа стабилизаторов, обеспечивающие требуемую скорость реакции на грозовой разряд.

Дополнительная информация. Для защиты от природного электричества оптимально подходят промышленные стабилизаторы с грозозащитой, оборудованные специальным разрядным блоком.

При этом наиболее предпочтительны приборы на симисторах, работающие по принципу ключевой коммутации силовых цепей. Единственным недостатком таких стабилизаторов является высокая стоимость.

Разрядники (ограничители перенапряжений)

Применение ограничителей в качестве элемента защиты электрооборудования в настоящее время получило широкое распространение, что объясняется их относительно невысокой ценой и эффективностью действия. Известно три модификации этих устройств, каждой из которых присвоен свой класс, аналогичный характеристикам сетевых автоматических выключателей (классы В, С и D соответственно).

Приборы первого класса сохраняют работоспособность силовых цепей путём отвода опасных наводок на землю. Устройство выполняется в виде модульной конструкции с герметично встроенным разрядником, реагирующим на сверхтоки.

Такой блок устанавливается в распределительном щите в кабель ввода (до электросчётчика) и обеспечивает защиту от переноса опасных наводок на защитный проводник PEN. Приборы этого класса устанавливаются на промышленных объектах, в государственных учреждениях и заведениях, а также в строениях, входящих в состав крупных жилых комплексов.

Разрядники второго типа (класс С) по своему функционалу полностью аналогичны рассмотренным выше, с тем лишь отличием, что они могут срабатывать и от обычных переключений, сопровождающихся всплесками тока в электросети.

И, наконец, приборы класса D предназначаются для защиты от грозы отдельных потребителей, подключённых к данной электрической сети. Они устанавливаются непосредственно в силовых розетках пользователя, защищая электропроводку от импульсных перенапряжений.

С помощью таких встроенных устройств удаётся защитить от грозы компьютер, а также обеспечить бесперебойную работу имеющегося в квартире роутера.

Устройства для защиты телекоммуникаций

Несмотря на то, что коаксиальные кабельные сети отличаются высокой устойчивостью к воздействию внешних силовых полей – в определённых условиях (чаще всего – во время грозы) они достаточно уязвимы. Аналогично дело обстоит и с так называемыми «витыми парами», также нуждающимися в защите от сильных электромагнитных наводок и перенапряжений.

Для устранения всех перечисленных угроз промышленностью разработаны устройства под названием «ГЗ-RS485-Т», защищающих двухпроводную витую пару, как от наводок, так и от вторичной электростатики. Эффективность действия оборудования этого класса обеспечивается шунтированием помех на шину заземления или автоматическим отключением канала.

Необходимо также коснуться вопроса защищённости линий спутниковой связи. При организации работы таких каналов с профессиональным названием «сателлит» (SATELLITE LINE) защита от перенапряжения также обеспечивается с помощью специального оборудования.

evosnab.ru

---

• 
  Последовательное соединение электролитических конденсаторов
• 
  Освещение какое бывает
• 
  Непрямой массаж сердца и искусственное дыхание техника выполнения
• 
  Схема проходного 2х клавишного выключателя
• 
  Личный кабинет для передачи показаний счетчиков воды
• 
  Как правильно пишется тен или тэн
• 
  Где применяется импульсная модуляция
• 
  Обозначение проводимости
• 
  Схема э6
• 
  Какие существуют недостатки применения огнетушителей углекислотного типа
• 
  Помощь в формировании тарифного дела по электроэнергии