Cómo proteger su red doméstica durante una tormenta eléctrica
Protección contra rayos de red
Los constructores de redes locales y domésticas ciertamente están familiarizados con la sensación cuando una red, puesta en marcha después de un largo trabajo, funciona... durante uno o dos días, y luego tienen que subir al ático y reemplazar el concentrador quemado. Las tormentas suelen ser el flagelo de las redes. En una red grande, ninguna tormenta pasa sin pérdidas.
Desgastado con cubos quemados, una persona, por supuesto, llega a la pregunta: ¿es realmente imposible hacer algo? Por supuesto que puedes, ¡y deberías! Es necesario, en primer lugar, planificar y ejecutar correctamente el cableado y, en segundo lugar, utilizar dispositivos de protección contra rayos (también conocidos como fusibles de red).
Dichos dispositivos se pueden comprar. De los disponibles en el mercado, se pueden distinguir dos clases: "de marca" y "de fabricación propia". La clase de marca está representada principalmente por productos de APC; estos son diferentes modelos bajo el nombre general ProtectNet. Estos dispositivos se distinguen por un precio bastante alto y una confiabilidad bastante baja (vea por qué a continuación). En cuanto a los dispositivos de fabricación propia fabricados por varias LLC y PBOUL, todos son casi iguales.Su confiabilidad inherente es mayor que la de los dispositivos APC, pero las propiedades protectoras son casi las mismas.
También puede hacer tales dispositivos usted mismo. Cómo — leer en este artículo.
Primero, un poco de razonamiento. ¿Cuál es el diagnóstico cuando el centro se quema? Falla eléctrica. ¿Cómo es "redundante" electricidad ¿Puede entrar en el centro? Mediante conectores BNC, UTP y de alimentación. ¿El mecanismo para la formación de esta electricidad? La acumulación de cargas estáticas en una línea aérea inducida por campos electromagnéticos de líneas de alto voltaje provoca un campo electromagnético de una descarga de rayo. ¿Método de protección? Verter el exceso de electricidad al suelo.
Observo de inmediato que ninguno de los dispositivos discutidos en este artículo puede proteger contra un rayo directo. Sin embargo, todavía no tengo conocimiento de ningún caso de rayos directos en los cables LAN.
Puede hacer protección para un par trenzado de acuerdo con el siguiente esquema:
Arroz. 1.
La línea está conectada al conector de la izquierda, el concentrador está conectado al de la derecha. Descargadores — gas, para voltaje 300V (utilicé CSG -G301N22). La distancia desde el dispositivo hasta el concentrador es lo más pequeña posible.
El principio de funcionamiento queda claro en el diagrama. Un puente de diodos polifásicos con un diodo de protección en la diagonal actúa como un ecualizador de potencial, limitando la diferencia de potencial máxima de dos cables cualesquiera a un nivel de aproximadamente 10 V. Un potencial superior a 300 V con respecto a tierra es extinguido por el pararrayos.
Casi todos los dispositivos que hay actualmente en el mercado están fabricados según un esquema similar, pero también existen diferencias importantes. APC utiliza los llamados pseudo-chispas de semiconductores en lugar de descargadores de gas. Estos elementos son extremadamente baratos, pero su fiabilidad no resiste las críticas.Son capaces de proteger contra la estática, pero se queman inmediatamente por la electricidad inducida en un rayo cercano. La protección contra rayos integrada en el SAI de APC utiliza una solución diferente: chispas de aire. Tal esquema, por el contrario, funciona solo con un voltaje inducido muy alto, cuando, por regla general, no hay nada de sobra.
Los artesanos de varias LLC notaron esta característica y resolvieron el problema a su manera: en casi todos los dispositivos fabricados en Rusia, los pararrayos simplemente están ausentes. En su lugar, se utiliza una conexión a tierra «dura» (con varias variantes). Las ventajas de esta solución son obvias, pero también las desventajas: con una diferencia de potencial suficientemente grande entre los puntos de puesta a tierra de diferentes extremos de la línea, la corriente de compensación comienza a fluir a través de los cables y dispositivos, que pueden alcanzar valores enormes. y quema todo en tu forma de ser
Los parámetros del circuito se muestran en la Fig. puede ser mejorado:
Higo. 2.
Aquí, cada cable está conectado a tierra a través de un pararrayos separado, lo que logra una respuesta de protección mucho más rápida (el pararrayos se dispara 3 órdenes de magnitud más rápido que el diodo 1N4007 y un orden de magnitud más rápido que el diodo de protección). La desventaja de este esquema es la gran cantidad de pararrayos relativamente costosos (2-3 USD). El circuito puede (pero no es deseable) simplificarse utilizando solo un limitador por par (por ejemplo, solo desde los pines 1 y 3). En cualquier caso, es necesario utilizar restricciones especializadas.Es posible el uso de bombillas de neón o arrancadores de lámparas fluorescentes (como algunos recomiendan) en lugar de pararrayos, pero debe tenerse en cuenta que tienen una tasa de respuesta mucho más lenta, mayor resistencia a la ruptura y menor energía de demolición permitida.
Un punto importante que casi todos los fabricantes de netprotects olvidan: la protección del centro de alimentación. Para un hub convencional con alimentación de 7,5 V CC, la protección se puede realizar de la siguiente manera:
Higo. 3.
Al igual que con la protección de par trenzado, este dispositivo debe ubicarse lo más cerca posible del concentrador.
Para concentradores con una unidad de potencia incorporada, no se requiere protección adicional. La única condición es que haya una tierra de protección confiable conectada al pin central del enchufe.
Si se usa un tendido conductor al extender una línea aérea (generalmente un trabajador de campo), debe estar conectado a tierra. Atención: debe conectar a tierra la poligonal solo desde un extremo (aquí tengo que discutir con los autores de otros artículos conocidos en Internet sobre este tema).
Desafortunadamente, incluso en edificios nuevos, cuando se realiza una red eléctrica, lejos de todo y no siempre se guían por los requisitos de las Reglas para la disposición de instalaciones eléctricas. Seamos realistas, nadie. Vi una casa (un edificio moderno de ladrillo de 9 pisos, puesto en funcionamiento, por cierto, después de la aparición 7ª edición de PUE), en el que cada entrada es alimentada por un cable de aluminio con una sección transversal de 2,5 mm2. !!! En consecuencia, si "conecta a tierra" el travesaño en una casa de este tipo y en una casa con conexión a tierra normal, ¡toda la casa se alimentará a través de tu travesaño! 🙂
De la misma manera, puede realizar una protección lineal basada en cable coaxial.La solución más óptima: el puente ecualizador está conectado a la trenza y al cable central. En tal esquema, necesitará 2 restricciones, desde la trenza y el núcleo hasta el suelo. No recomiendo conectar a tierra la trenza del cable coaxial cuando se crea una línea aérea entre edificios.
En conclusión, algunas palabras sobre la efectividad y la necesidad de los dispositivos descritos. Durante la verificación de prueba, los dispositivos se conectaron a la línea aérea UTP de aproximadamente 60 m de largo Cuando la línea está conectada (¡el otro extremo está libre!), Se observa un brillo brillante en los descargadores. Después de la instalación final de la línea, los pararrayos "parpadean" en un intervalo de 20-50 segundos, es decir ¡ni la línea más larga en clima tranquilo obtiene un potencial estático de 300 V en menos de un minuto!
Alimentando el concentrador
No es ningún secreto que en los lugares donde se instalan hubs, no siempre hay una toma de corriente de 220V. Por lo tanto, debe jugar a regañadientes con la topología de la red para colocar los concentradores en ubicaciones más apropiadas o considerar la alimentación desde lejos.
Ante tal problema, «wow-master» a veces lo resuelve simplemente: suministre 220 V, use pares libres en el cable (UTP) o use coaxial RG-58. Por supuesto, tal "solución" no puede considerarse aceptable de ninguna manera, ya que en este caso no puede haber ninguna seguridad eléctrica y contra incendios. Incluso si el incendio ocurrió por una razón completamente diferente, se garantiza que el autor de dicha publicación es el primer candidato para el culpable.
Parece más competente conducir una red de 220 V utilizando un cable adecuado (núcleo de cobre, doble aislamiento, al menos 0,75 m2).Con una instalación de calidad, esta puede considerarse una opción normal; sin embargo, al ubicar el concentrador en un área afectada por un incendio, por ejemplo, en el ático de una casa de troncos, deberá prestar atención a la ubicación y el aislamiento de las salidas. Además, los electricistas locales miran con recelo cualquier línea de 220V "alienígena".
En algunos casos (por ejemplo, un hub o un switch con fuente de alimentación integrada), no se puede evitar una red de 220V. En la mayoría de las variantes, sin embargo, se instalan concentradores con fuente de alimentación externa, cuyo voltaje de salida suele ser de 7,5 V. Tal concentrador puede ser alimentado por voltaje "bajo". Veamos las posibles opciones:
Un concentrador típico requiere 7,5 V CC. La corriente de funcionamiento del concentrador suele ser ligeramente inferior a 1A. Un voltaje de 7,5 V es absolutamente seguro desde el punto de vista de romper el aislamiento de los cables, pero no será tan fácil traerlo "desde lejos". El hecho es que los concentradores baratos son muy importantes para el tamaño y especialmente para la pureza de la fuente de alimentación, y en largas distancias la caída de voltaje es inevitable, así como la aparición de pastillas.
La solución es instalar un estabilizador a 7,5-8V directamente cerca del concentrador hasta que se pueda aumentar el voltaje de la red.
Figura 2.1.
El voltaje de salida se selecciona igual a 13,2 V (12-14 V) en función de su amplia distribución (voltaje en la red de a bordo del automóvil). La gama de fuentes de alimentación disponibles comercialmente para este voltaje es muy amplia. Por supuesto, se pueden alimentar varios concentradores desde una fuente de alimentación extendiendo las líneas hacia ellos y equipando cada uno de ellos con su propio estabilizador de acuerdo con el esquema de la Figura 2.1.En este caso, la corriente de funcionamiento de la fuente de alimentación debe calcularse en base a 2A por concentrador. Si el número de concentradores es superior a 10, puede contar 1,5 A/concentrador. El IC estabilizador debe estar equipado con un disipador de calor.
La continuación lógica de este esquema es el diagrama de la fig. 2.2.
Figura 2.2.
Aquí, el estabilizador se complementa con un rectificador, lo que permite el uso de voltaje alterno y ahorra el costo de la fuente de alimentación al reemplazarlo con un transformador. La corriente de funcionamiento del transformador también debe calcularse sobre la base de 1,5 - 2 A por concentrador (suponiendo que se utilicen concentradores de 1 A). Como transformador, los dispositivos serie TN (filamento incandescente) con devanados conectados en serie (o serie-paralelo) son adecuados para obtener una tensión de 12,6V.
Ambos esquemas considerados contienen elementos de protección contra ruido impulsivo en la fuente de alimentación, contra estática, contra sobretensión e inversión de polaridad.
Los pares no utilizados en UTP se pueden utilizar como línea eléctrica. Los cables en ellos deben conectarse en paralelo en pares (azul + blanco, marrón + blanco-marrón). UTP Categoría 5 conectado de esta manera puede alimentar hasta 3 concentradores. Tal conexión pasará sin problemas a una velocidad de línea de 10 Mb / s; a 100 Mb / s "desembalar" el cable no es deseable, aunque, por regla general, con una instalación cuidadosa, todo funciona sin problemas.
Una topología típica en este caso puede verse así: la línea que ingresa a la casa está conectada a un interruptor ubicado cerca del tomacorriente de 220V. El transformador se alimenta desde la misma salida. Las líneas UTP van desde el conmutador (y el transformador) hasta los concentradores de acceso (piso), mientras que solo se necesita un hilo UTP para cada concentrador.
También es posible crear un "rango" largo que consiste en concentradores o conmutadores, con una conexión de alimentación en un solo lugar.
Cuando se utiliza como cuerpo principal según la fig. 2.2. (con corriente alterna en la línea) también es posible la conexión remota de concentradores con fuente de alimentación incorporada. Dicho concentrador se conecta utilizando un transformador más (p. ej., serie TN) incluido para «amplificación».
Protección contra rayos de cables
Instrucciones para el dispositivo para la protección contra el rayo de edificios e instalaciones