Cách bảo vệ mạng gia đình của bạn khi có giông bão
chống sét mạng
Những người xây dựng mạng cục bộ và mạng gia đình chắc chắn đã quen thuộc với cảm giác khi một mạng được khởi chạy sau một thời gian dài làm việc, hoạt động ... trong một hoặc hai ngày, sau đó họ phải trèo lên gác mái và thay thế trung tâm bị cháy. Giông bão thường là tai họa của các mạng. Trong một mạng lưới rộng lớn, không có cơn bão nào đi qua mà không bị tổn thất.
Mệt mỏi với những chiếc trung tâm bị cháy, tất nhiên, một người đặt ra câu hỏi: có thực sự không thể làm được điều gì đó không? Tất nhiên là bạn có thể—và bạn nên làm như vậy! Trước tiên, cần phải lập kế hoạch và thực hiện chính xác hệ thống dây điện, thứ hai là sử dụng các thiết bị chống sét (còn được gọi là cầu chì chính).
Các thiết bị như vậy có thể được mua. Trong số những loại có sẵn trên thị trường, có thể phân biệt hai loại: "có thương hiệu" và "tự làm". Lớp thương hiệu chủ yếu được đại diện bởi các sản phẩm APC — đây là những mẫu khác nhau dưới tên chung ProtectNet. Các thiết bị này được phân biệt bởi mức giá khá cao — và độ tin cậy khá thấp (xem lý do bên dưới). Đối với các thiết bị tự chế do một số LLC và PBOUL sản xuất, tất cả chúng đều giống nhau.Độ tin cậy vốn có của chúng cao hơn so với các thiết bị APC, nhưng các đặc tính bảo vệ là như nhau.
Bạn cũng có thể tự làm những thiết bị như vậy. Làm thế nào - đọc trong bài viết này.
Đầu tiên, một số lý luận. Chẩn đoán khi trung tâm bị cháy là gì? Mất điện. Như thế nào là "thừa" điện nó có thể vào trung tâm không? Qua BNC, UTP và đầu nối nguồn. Cơ chế hình thành dòng điện này? Việc tích tụ điện tích tĩnh trên đường dây trên không gây ra EMF từ đường dây điện áp cao gây ra EMF từ phóng điện sét. Phương pháp bảo vệ? Đổ điện thừa xuống đất.
Tôi lưu ý ngay rằng không có thiết bị nào được thảo luận trong bài viết này có thể bảo vệ chống sét đánh trực tiếp. Tuy nhiên, tôi chưa biết trường hợp nào bị sét đánh trực tiếp vào dây mạng LAN.
Bạn có thể bảo vệ một cặp xoắn theo sơ đồ sau:
Cơm. 1.
Đường dây được kết nối với đầu nối bên trái, trung tâm được kết nối với đầu nối bên phải. Bộ xả - gas, cho điện áp 300V (tôi đã sử dụng CSG -G301N22). Khoảng cách từ thiết bị đến trung tâm càng nhỏ càng tốt.
Nguyên tắc hoạt động là rõ ràng từ sơ đồ. Cầu đi-ốt nhiều pha với đi-ốt bảo vệ theo đường chéo hoạt động như một bộ cân bằng điện thế, hạn chế chênh lệch điện thế tối đa của hai dây bất kỳ ở mức khoảng 10 V. Điện thế trên 300 V đối với mặt đất bị dập tắt bởi bộ chống sét.
Hầu như tất cả các thiết bị hiện có trên thị trường đều được sản xuất theo sơ đồ tương tự, nhưng cũng có những điểm khác biệt quan trọng. APC sử dụng cái gọi là khe hở đánh lửa giả bán dẫn thay vì bộ xả khí. Những yếu tố này cực kỳ rẻ, nhưng độ tin cậy của chúng không bị chỉ trích.Chúng có khả năng bảo vệ chống tĩnh điện, nhưng bị đốt cháy ngay lập tức do dòng điện cảm ứng khi bị sét đánh gần đó. Hệ thống chống sét được tích hợp trong UPS APC sử dụng một giải pháp khác - tia lửa không khí. Ngược lại, sơ đồ như vậy chỉ hoạt động ở điện áp cảm ứng rất cao - theo quy luật, không có gì dự phòng.
Những người thợ thủ công tại nhiều LLC khác nhau đã nhận thấy tính năng này và giải quyết vấn đề theo cách riêng của họ: trong hầu hết các thiết bị được sản xuất tại Nga, đơn giản là không có bộ chống sét. Thay vào đó, một kết nối trái đất «cứng» (với các biến thể khác nhau) được sử dụng. Ưu điểm của giải pháp này là rõ ràng, nhược điểm cũng vậy.Với sự khác biệt tiềm năng đủ lớn giữa các điểm nối đất từ các đầu khác nhau của đường dây, dòng điện cân bằng bắt đầu chạy qua cáp và thiết bị, có thể đạt giá trị rất lớn và đốt cháy mọi thứ trên con đường của bạn
Các thông số mạch được thể hiện trong hình. có thể được cải thiện:
Quả sung. 2.
Ở đây, mỗi dây được nối đất thông qua một bộ chống sét riêng biệt, giúp đạt được phản ứng bảo vệ nhanh hơn nhiều (bộ chống sét ngắt nhanh hơn 3 bậc độ lớn so với điốt 1N4007 và nhanh hơn một bậc so với điốt bảo vệ). Nhược điểm của sơ đồ này là số lượng lớn các thiết bị chống sét tương đối đắt tiền (2-3 USD). Mạch có thể (nhưng không mong muốn) được đơn giản hóa bằng cách chỉ sử dụng một bộ giới hạn cho mỗi cặp (ví dụ: chỉ từ chân 1 và 3). Trong mọi trường hợp, cần phải sử dụng các biện pháp hạn chế chuyên dụng.Có thể sử dụng bóng đèn neon hoặc bộ khởi động đèn huỳnh quang (như một số khuyến nghị) thay vì bộ chống sét, nhưng cần lưu ý rằng chúng có tốc độ phản ứng chậm hơn nhiều, khả năng chống sự cố cao hơn và năng lượng phá hủy cho phép thấp hơn.
Một điểm quan trọng mà hầu như tất cả các nhà sản xuất netprotects đều quên: bảo vệ trung tâm nguồn. Đối với bộ chia nguồn 7,5 V DC thông thường, việc bảo vệ có thể được thực hiện như sau:
Quả sung. 3.
Cũng giống như bảo vệ xoắn đôi, thiết bị này nên được đặt càng gần trung tâm càng tốt.
Đối với các trung tâm có bộ nguồn tích hợp, không cần bảo vệ bổ sung. Điều kiện duy nhất là có một điểm nối đất bảo vệ đáng tin cậy được nối với chốt giữa của phích cắm.
Nếu sử dụng con chạy dẫn điện khi kéo dài đường dây trên không (thường là công nhân hiện trường), nó phải được nối đất. Chú ý - bạn chỉ cần đặt đường ngang từ một đầu (ở đây tôi phải tranh luận với các tác giả của các bài báo nổi tiếng khác trên Internet về chủ đề này).
Thật không may, ngay cả trong các tòa nhà mới, khi tiến hành mạng điện, không phải tất cả và không phải lúc nào cũng tuân theo các yêu cầu của Quy tắc bố trí lắp đặt điện. Hãy đối mặt với nó, không ai cả. Nhân tiện, tôi nhìn thấy một ngôi nhà (một tòa nhà 9 tầng bằng gạch hiện đại, đã đưa vào hoạt động, sau khi xuất hiện Phiên bản thứ 7 của PUE), trong đó mỗi đầu vào được cung cấp bởi một dây nhôm có tiết diện 2,5 mm vuông. !!! Theo đó, nếu bạn "tiếp đất" đường ngang trong một ngôi nhà như vậy và trong một ngôi nhà có nối đất bình thường, toàn bộ ngôi nhà sẽ được cấp điện nhờ đường ngang của bạn! 🙂
Theo cách tương tự, bạn có thể thực hiện bảo vệ tuyến tính dựa trên cáp đồng trục.Giải pháp tối ưu nhất: Cầu cân bằng được nối với dây bện và dây giữa. Trong sơ đồ như vậy, bạn sẽ cần 2 dây buộc - từ bím tóc và lõi đến mặt đất. Tôi không khuyên bạn nên nối đất cho dây cáp đồng trục khi tạo đường dây trên không giữa các tòa nhà.
Tóm lại, một vài lời về hiệu quả và sự cần thiết của các thiết bị được mô tả. Trong quá trình kiểm tra thử nghiệm, các thiết bị được kết nối với đường dây trên không UTP dài khoảng 60 m, khi đường dây được kết nối (đầu kia miễn phí!), sẽ quan sát thấy ánh sáng rực rỡ trong bộ phóng điện. Sau lần cài đặt cuối cùng của đường dây, các thiết bị chống sét "nháy mắt" trong khoảng thời gian 20-50 giây, tức là không phải đường dài nhất trong thời tiết êm đềm có điện thế tĩnh 300 V trong vòng chưa đầy một phút!
Cung cấp năng lượng cho trung tâm
Không có gì bí mật khi không phải lúc nào cũng có ổ cắm 220V ở những nơi lắp đặt trung tâm. Do đó, bạn phải miễn cưỡng mày mò cấu trúc liên kết mạng để đặt các trung tâm ở những vị trí thích hợp hơn hoặc cân nhắc cấp nguồn từ xa.
Đối mặt với một vấn đề như vậy, «wow-master» đôi khi giải quyết nó một cách đơn giản - cung cấp điện áp 220V, sử dụng các cặp miễn phí trong cáp (UTP) hoặc sử dụng đồng trục RG-58. Tất nhiên, một "giải pháp" như vậy không thể được coi là chấp nhận được theo bất kỳ cách nào, vì trong trường hợp này không thể có bất kỳ câu hỏi nào về an toàn điện và cháy nổ. Ngay cả khi vụ hỏa hoạn xảy ra vì một lý do hoàn toàn khác, tác giả của một ấn phẩm như vậy được đảm bảo là ứng cử viên đầu tiên cho thủ phạm.
Có vẻ hợp lý hơn khi tiến hành mạng 220V bằng cách sử dụng cáp phù hợp (lõi đồng, cách điện kép, ít nhất 0,75 m2).Với cài đặt chất lượng, đây có thể được coi là một tùy chọn bình thường; tuy nhiên, khi đặt trung tâm ở khu vực dễ cháy—ví dụ: trên gác mái của một ngôi nhà gỗ—bạn sẽ cần chú ý đến vị trí ổ cắm và cách nhiệt. Ngoài ra, những người thợ điện địa phương rất nghi ngờ bất kỳ đường dây 220V "xa lạ" nào.
Trong một số trường hợp (ví dụ: bộ tập trung hoặc công tắc có nguồn điện tích hợp), không thể tránh khỏi mạng 220V. Tuy nhiên, trong hầu hết các biến thể, các trung tâm có nguồn điện bên ngoài được lắp đặt, điện áp đầu ra thường là 7,5V. Một trung tâm như vậy có thể được cung cấp bởi điện áp "thấp". Hãy xem xét các tùy chọn có thể:
Một trung tâm điển hình yêu cầu 7,5V DC. Dòng điện hoạt động của trung tâm thường nhỏ hơn 1A một chút. Điện áp 7,5V tuyệt đối an toàn về mặt làm đứt lớp cách điện của dây dẫn, nhưng sẽ không dễ dàng mang nó "từ xa". Thực tế là các trung tâm giá rẻ rất quan trọng đối với kích thước và đặc biệt là đối với độ tinh khiết của nguồn điện, và trên một khoảng cách dài, việc sụt giảm điện áp, cũng như sự xuất hiện của các xe bán tải, là điều không thể tránh khỏi.
Giải pháp là cài đặt một bộ ổn định ở mức 7,5-8V ngay gần trung tâm cho đến khi có thể tăng điện áp nguồn.
Hình 2.1.
Điện áp đầu ra được chọn bằng 13,2V (12-14V) dựa trên phân bố rộng của nó (điện áp trong mạng trên ô tô). Phạm vi cung cấp điện thương mại có sẵn cho điện áp này là rất rộng. Tất nhiên, một số trung tâm có thể được cấp nguồn từ một nguồn điện bằng cách mở rộng các đường dây đến chúng và trang bị cho mỗi trung tâm một bộ ổn định riêng theo sơ đồ trong Hình 2.1.Trong trường hợp này, dòng điện hoạt động của nguồn điện phải được tính toán dựa trên 2A trên mỗi hub. Nếu số lượng hub nhiều hơn 10 thì tính 1.5A/hub. IC ổn định phải được trang bị tản nhiệt.
Sự tiếp tục hợp lý của sơ đồ này là sơ đồ trong hình. 2.2.
Hình 2.2.
Ở đây, bộ ổn định được bổ sung bộ chỉnh lưu, cho phép sử dụng điện áp xoay chiều và tiết kiệm chi phí cung cấp điện bằng cách thay thế bằng máy biến áp. Dòng điện hoạt động của máy biến áp cũng phải được tính toán dựa trên 1,5 - 2A trên mỗi đầu nối (giả sử sử dụng các đầu nối định mức 1A). Là một máy biến áp, các thiết bị sê-ri TN (dây tóc sợi đốt) có cuộn dây được nối nối tiếp (hoặc nối tiếp song song) phù hợp để có được điện áp 12,6V.
Cả hai sơ đồ được xem xét đều chứa các yếu tố bảo vệ chống nhiễu xung trong nguồn điện, chống tĩnh điện, chống quá điện áp và đảo cực.
Các cặp không sử dụng trong UTP có thể được sử dụng như một đường dây điện. Các dây trong chúng phải được kết nối song song theo cặp (xanh + trắng, nâu + trắng-nâu). UTP Category 5 được kết nối theo cách này có thể cấp nguồn cho tối đa 3 hub. Một kết nối như vậy sẽ trôi qua mà không gặp vấn đề gì với tốc độ đường truyền là 10 Mb / giây; ở tốc độ 100Mb / s, việc "giải nén" cáp là điều không mong muốn, mặc dù theo quy định, với việc cài đặt cẩn thận, mọi thứ sẽ hoạt động mà không gặp sự cố.
Một cấu trúc liên kết điển hình trong trường hợp này có thể trông như thế này: đường dây vào nhà được kết nối với một công tắc nằm gần ổ cắm 220V. Máy biến áp được cấp nguồn từ cùng một ổ cắm. Các đường UTP chạy từ bộ chuyển mạch (và máy biến áp) đến các trung tâm truy cập (tầng), trong khi chỉ cần một sợi UTP cho mỗi trung tâm.
Cũng có thể tạo một "phạm vi" dài bao gồm các trung tâm hoặc công tắc, với kết nối nguồn chỉ ở một nơi.
Khi được sử dụng làm thân chính theo FIG. 2.2. (với dòng điện xoay chiều trong đường dây) cũng có thể kết nối từ xa các bộ trung tâm với nguồn điện tích hợp. Một trung tâm như vậy được kết nối bằng cách sử dụng thêm một máy biến áp (ví dụ như sê-ri TN) để «khuếch đại».
Hướng dẫn thiết bị chống sét cho tòa nhà và công trình