Como proteger sua rede doméstica durante uma tempestade
Proteção contra raios de rede
Os construtores de redes locais e domésticas certamente estão familiarizados com a sensação de quando uma rede, lançada após um longo trabalho, funciona ... por um ou dois dias, e então eles têm que subir no sótão e substituir o hub queimado. As trovoadas costumam ser o flagelo das redes. Em uma grande rede, nenhuma tempestade passa sem perdas.
Desgastado com hubs queimados, uma pessoa, é claro, se pergunta: é realmente impossível fazer alguma coisa? Claro que você pode - e você deve! É necessário, em primeiro lugar, planejar e executar corretamente a fiação e, em segundo lugar, usar dispositivos de proteção contra raios (também conhecidos como fusíveis de rede).
Esses dispositivos podem ser adquiridos. Dos disponíveis no mercado, distinguem-se duas classes: "de marca" e "fabricados". A classe de marca é representada principalmente por produtos APC - são modelos diferentes sob o nome geral de ProtectNet. Esses dispositivos se distinguem por um preço bastante alto - e confiabilidade bastante baixa (veja o motivo abaixo). Quanto aos dispositivos fabricados por várias LLCs e PBOULs, eles são praticamente os mesmos.Sua confiabilidade inerente é maior do que a dos dispositivos APC, mas as propriedades de proteção são praticamente as mesmas.
Você também pode fazer esses dispositivos sozinho. Como — leia neste artigo.
Primeiro, algum raciocínio. Qual é o diagnóstico quando o hub queima? Falha elétrica. Como é "redundante" eletricidade ele pode entrar no hub? Através de conectores BNC, UTP e de alimentação. O mecanismo para a formação dessa eletricidade? O acúmulo de cargas estáticas em uma linha aérea induz EMF de linhas de alta tensão causa um EMF de uma descarga atmosférica. Método de proteção? Despejar o excesso de eletricidade no solo.
Observo imediatamente que nenhum dos dispositivos discutidos neste artigo é capaz de proteger contra um raio direto. No entanto, ainda não tenho conhecimento de nenhum caso de raios diretos nos fios da LAN.
Você pode fazer proteção para um par trançado de acordo com o seguinte esquema:
Arroz. 1.
A linha é conectada ao conector à esquerda, o hub é conectado ao da direita. Descarregadores — gás, para tensão 300V (usei CSG -G301N22). A distância do dispositivo ao hub é a menor possível.
O princípio de operação é claro a partir do diagrama. Uma ponte de diodo polifásica com um diodo de proteção na diagonal atua como um equalizador de potencial, limitando a diferença de potencial máxima de quaisquer dois fios a um nível de cerca de 10 V. Um potencial acima de 300 V em relação ao terra é extinto pelo pára-raios.
Quase todos os dispositivos atualmente no mercado são fabricados de acordo com um esquema semelhante, mas também existem diferenças importantes. A APC usa os chamados pseudofaíscas semicondutores em vez de descarregadores de gás. Esses elementos são extremamente baratos, mas sua confiabilidade não resiste às críticas.Eles são capazes de proteger contra estática, mas queimam imediatamente com a eletricidade induzida em um raio próximo. A proteção contra raios integrada no no-break da APC usa uma solução diferente — faísca de ar. Tal esquema, ao contrário, funciona apenas com uma tensão induzida muito alta - quando, via de regra, não há nada sobrando.
Os artesãos de várias LLCs perceberam esse recurso e resolveram o problema à sua maneira: em quase todos os dispositivos fabricados na Rússia, os pára-raios estão simplesmente ausentes. Em vez disso, é utilizada uma ligação à terra «dura» (com várias variantes). As vantagens desta solução são óbvias, as desvantagens - infelizmente também. Com uma diferença de potencial suficientemente grande entre os pontos de aterramento de diferentes extremidades da linha, a corrente de equalização começa a fluir pelos cabos e dispositivos, que podem atingir valores enormes e queime tudo do jeito que você é
Os parâmetros do circuito são mostrados na Fig. pode ser melhorado:
Figo. 2.
Aqui, cada fio é conectado ao terra por meio de um pára-raios separado, que atinge uma resposta de proteção muito mais rápida (o pára-raios dispara 3 ordens de magnitude mais rápido que o diodo 1N4007 e uma ordem de magnitude mais rápido que o diodo de proteção). A desvantagem deste esquema é o grande número de pára-raios relativamente caros (2-3 USD). O circuito pode (mas não é desejável) ser simplificado usando apenas um limitador por par (por exemplo, apenas dos pinos 1 e 3). Em qualquer caso, é necessário usar restrições especializadas.É possível o uso de lâmpadas de néon ou arrancadores de lâmpadas fluorescentes (como alguns recomendam) em vez de pára-raios, mas deve-se notar que eles têm uma taxa de resposta muito mais lenta, maior resistência à quebra e menor energia de demolição permitida.
Um ponto importante que quase todos os fabricantes de netprotects esquecem: a proteção do hub de energia. Para um hub convencional alimentado por 7,5 V CC, a proteção pode ser feita da seguinte forma:
Figo. 3.
Assim como na proteção de par trançado, este dispositivo deve ser localizado o mais próximo possível do hub.
Para hubs com unidade de alimentação integrada, nenhuma proteção adicional é necessária. A única condição é que haja um aterramento de proteção confiável conectado ao pino do meio do plugue.
Se um trecho condutivo for usado ao estender uma linha aérea (geralmente um trabalhador de campo), ele deve ser aterrado. Atenção - você precisa aterrar a travessia apenas de uma extremidade (aqui tenho que discutir com os autores de outros artigos conhecidos na Internet sobre esse assunto).
Infelizmente, mesmo em edifícios novos, ao conduzir uma rede elétrica, nem sempre e nem sempre são guiados pelos requisitos das Regras para arranjo de instalações elétricas. Vamos enfrentá-lo, ninguém. Eu vi uma casa (um prédio moderno de tijolos de 9 andares, colocado em operação, aliás, após o aparecimento 7ª edição do PUE), em que cada entrada é alimentada por um fio de alumínio com seção transversal de 2,5 mm2. !!! Conseqüentemente, se você "aterrar" a travessia em tal casa e em uma casa com aterramento normal, toda a casa será alimentada pela sua travessia! 🙂
Da mesma forma, você pode executar proteção linear baseada em cabo coaxial.A solução mais ideal: a ponte de equalização é conectada à trança e ao fio do meio. Nesse esquema, você precisará de 2 restrições - da trança e do núcleo até o solo. Não recomendo aterrar a trança do cabo coaxial ao criar uma linha aérea entre edifícios.
Em conclusão, algumas palavras sobre a eficácia e necessidade dos dispositivos descritos. Durante a verificação do teste, os dispositivos foram conectados à linha aérea UTP com cerca de 60 m de comprimento. Quando a linha é conectada (a outra extremidade está livre!), um brilho intenso é observado nos descarregadores. Após a instalação final da linha, os pára-raios "piscam" em um intervalo de 20 a 50 segundos, ou seja, nem a linha mais longa em clima calmo atinge 300 V de potencial estático em menos de um minuto!
Alimentando o hub
Não é segredo que em locais onde os hubs são instalados, nem sempre há uma tomada de 220V. Portanto, você deve mexer relutantemente na topologia da rede para colocar os hubs em locais mais apropriados ou considerar a alimentação de longe.
Diante de tal problema, o «wow-master» às vezes resolve de forma simples - forneça 220V, usando pares livres no cabo (UTP) ou usando RG-58 coaxial. Claro, tal "solução" não pode ser considerada aceitável de forma alguma, pois neste caso não pode haver nenhuma questão de segurança elétrica e contra incêndio. Mesmo que o incêndio tenha ocorrido por um motivo completamente diferente, o autor de tal publicação com certeza será o primeiro candidato a culpado.
Parece mais competente conduzir uma rede de 220V usando um cabo adequado (núcleo de cobre, duplo isolamento, pelo menos 0,75 m2).Com uma instalação de qualidade, esta pode ser considerada uma opção normal; no entanto, ao localizar o hub em uma área com falha de incêndio - por exemplo, no sótão de uma casa de toras - você precisará prestar atenção ao posicionamento e isolamento da tomada. Além disso, os eletricistas locais olham com muita desconfiança para qualquer linha "alienígena" de 220 V.
Em alguns casos (por exemplo, um hub ou switch com fonte de alimentação integrada), uma rede de 220 V não pode ser evitada. Na maioria das variantes, no entanto, são instalados hubs com fonte de alimentação externa, cuja tensão de saída geralmente é de 7,5 V. Esse hub pode ser alimentado por tensão "baixa". Vejamos as opções possíveis:
Um hub típico requer 7,5 V CC. A corrente operacional do hub é geralmente ligeiramente inferior a 1A. Uma tensão de 7,5V é absolutamente segura do ponto de vista de quebrar o isolamento dos fios, mas não será tão fácil trazê-la "de longe". O fato é que hubs baratos são muito importantes pelo tamanho e principalmente pela pureza da fonte de alimentação, e em longas distâncias a queda de tensão é inevitável, assim como o aparecimento de captadores.
A solução é instalar um estabilizador de 7,5-8V diretamente próximo ao hub até que a tensão da rede elétrica possa ser aumentada.
Figura 2.1.
A tensão de saída é selecionada igual a 13,2V (12-14V) com base em sua ampla distribuição (tensão na rede de bordo do carro). A gama de fontes de alimentação disponíveis comercialmente para esta tensão é muito ampla. Obviamente, vários hubs podem ser alimentados por uma fonte de alimentação, estendendo as linhas até eles e equipando cada um deles com seu próprio estabilizador de acordo com o esquema da Figura 2.1.Neste caso, a corrente de operação da fonte de alimentação deve ser calculada com base em 2A por hub. Se o número de hubs for maior que 10, você pode contar 1,5A/hub. O estabilizador IC deve estar equipado com um dissipador de calor.
A continuação lógica deste esquema é o diagrama da fig. 2.2.
Figura 2.2.
Aqui, o estabilizador é complementado com um retificador, que permite o uso de tensão alternada e economiza o custo da fonte de alimentação ao substituí-la por um transformador. A corrente operacional do transformador também deve ser calculada com base em 1,5 - 2A por hub (supondo que hubs com classificação de 1A sejam usados). Como transformador, os dispositivos da série TN (filamento incandescente) com enrolamentos conectados em série (ou paralelo em série) são adequados para obter uma tensão de 12,6V.
Ambos os esquemas considerados contêm elementos de proteção contra ruído impulsivo na fonte de alimentação, contra estática, contra sobretensão e inversão de polaridade.
Pares não utilizados em UTP podem ser usados como uma linha de energia. Os fios neles devem ser conectados em paralelo em pares (azul + branco, marrom + branco-marrom). UTP Categoria 5 conectado dessa maneira pode alimentar até 3 hubs. Essa conexão passará sem problemas a uma velocidade de linha de 10 Mb / s; a 100Mb / s "desempacotar" o cabo é indesejável, embora, via de regra, com uma instalação cuidadosa, tudo funcione sem problemas.
Uma topologia típica neste caso pode ser assim: a linha que entra na casa é conectada a um interruptor localizado próximo à tomada de 220V. O transformador é alimentado pela mesma tomada. As linhas UTP vão do switch (e transformador) aos hubs de acesso (chão), enquanto apenas um fio UTP é necessário para cada hub.
Também torna-se possível criar um longo "alcance" composto por hubs ou switches, com conexão de energia em apenas um local.
Quando usado como corpo principal de acordo com a FIG. 2.2. (com corrente alternada na linha) também é possível a conexão remota de hubs com fonte de alimentação integrada. Tal hub é conectado usando mais um transformador (por exemplo, série TN) incluído para «amplificação».
Instruções para o dispositivo de proteção contra raios de edifícios e instalações