Защита сетевой карты от статического электричества
Сетевой фильтр часто приобретают для того чтобы защитить технику и фильтровать сетевые помехи. Если для первого случая нормальный фильтр немного да поможет, то во втором случае есть нюансы, при которых он может даже навредить и быть опасен .
Сетевой фильтр с индикатором работоспособности защиты. Правильный сетевой фильтр содержащий все необходимые степени защиты. Увы или к счастью в продаже их уже нет.
Сетевой фильтр с индикатором работоспособности защиты. Правильный сетевой фильтр содержащий все необходимые степени защиты. Увы или к счастью в продаже их уже нет.
В каких случаях вам НЕ нужен сетевой фильтр в привычном понимании, мы поговорим ниже.
От чего спасает фильтр
Хороший сетевой фильтр имеет в своем составе следующие защитные элементы:
- Автоматический предохранитель, защищающий от короткого замыкания и превышению по току. На фото выделен в красный круг.
2. Варистор. Защищает от высоковольтных скачков (например от грозы). Работает вместе с автоматическим выключателем или предохранителем.
3. Термопредохранитель защищает от перегрева и воспламенения.
4. ВЧ фильтр - фильтр от высокочастотных помех, который требует наличия в доме заземления.
Обратите внимание на последний пункт списка. Я не случайно выделил слова требует заземления . Дело тут в том, что ВЧ фильтр имеет в своем составе конденсаторы, которые одной ножкой подключаются к земле, а второй к фазе и работают как ёмкостный делитель. Без заземления в квартире такое подключение прибора в сетевой фильтр будет означать, что половина напряжения из розетки окажется на корпусе устройства т.к. оно не сможет уйти в землю в отсутствии оной. Это может быть опасно . Поэтому хорошие производители предупреждают, что фильтр должен работать только с заземленной розеткой.
Электростатическая защита на платах RouterBOARD
На рисунке стрелка 1 и стрелка 3 показывают место, где с помощью экранированных коннекторов RJ-45 экран кабеля «витая пара» соединяется с заземлением платы RouterBOARD.
Стрелка 2 указывает на металлическую пластину внутри порта, которая соединяет контакты заземления с платой. Все скачки напряжения будут идти через контакты заземления к металлической пластине, потом к заземлению платы, а затем на шину заземления.
Стрелки 4 и 5 указывают на чипы, которые защищают процессор и другие компоненты платы от статического электричества в случае, когда плата не была подключена к шине заземления.
Напоминаем, что плата RouterBOARD должна быть заземлена через монтажные отверстия. Защита не будет максимально эффективной, если вы используете только экранированный кабель "витая пара" и не заземляете плату устройства.
Сравнение самодельных и фирменных грозозащит
Для сравнения возьмем фирменную внешнюю грозозащиту (рис. №3) с HPoE ( high power over Ethernet). Степень защиты IP54.
Рис. №3. Внешняя грозозащита.
Обладает следующими преимуществами:
- Низкие потери сигнала.
- Работоспособность не теряется при попадании напряжения 220 В.
- Подавления помех.
- Высокая стойкость при отведении на землю большого тока (больше 5 КА).
- Поддерживают обе схемы организации дистанционного питания.
Спецификация устройства:
- Подключения идет через LSA-коннектор.
- Защищаются с 1 – 8 проводники.
- Потери в частотах с 5 – 95 МГЦ меньше 0,4 дБ.
- Затухание переходное равно при 90 МГц больше 30 дБ:
- Ограничение дифференцированного напряжения меньше ±7,5 В.
- Время срабатывания меньше 10 нс.
- Максимальное напряжение переменного тока 250, постоянного 350.
- Отводимый ток меньше 5000 А.
Данное устройство самодельное, и по внешнему виду доверия не вызывает (рис. 4).
Рис. 4. Самодельное устройство
Данное устройство является гальванической развязкой между сетевой картой ПК и свитчем. С основными задачами справляется: отводит накопившееся заряды, но с прямым попаданием молнии не справится, так же как и не справится с пробоем напряжения в 220 В. Можно использовать как временную защиту, которую в скором времени заменят. Единственный плюс – цена (совет: хорошая вещь и стоит хорошо).
В конце хотелось бы отметить, что говоря о защите любого устройства, то ни одно специальное оборудование не защитит вашу сеть, а лишь минимизирует потери.
Чтобы защитить внешнее беспроводное оборудование и людей от повреждения статическим электричеством, необходимо заземлять вышки и мачты, антенны, роутер, устанавливать грозозащиту на LAN порты. Грозозащита должна быть обязательно заземлена, поскольку без заземления она не будет работать.
Источником статического электричества может быть не только гроза, но и атмосферные осадки (дождь, снег), близлежащие силовые линии электропередач, импульсные помехи. Поэтому качественное заземление и грозозащита оборудования является залогом надежности вашей сети.
Время срабатывания / Response Time.
Response Time переводится на русский как время отклика, ответа, срабатывания, реагирования. Применительно к устройствам защиты это значит "время срабатывания". Иногда в описаниях или datasheet указывается два значения времени срабатывания / Response Time: для цепи провод-земля и для цепи провод-провод в паре. Но чаще одно – для цепи провод-провод, где установлен полупроводник. Обычно указывается значение 5 нс.
Так как помех между проводами одной пары нет, то и скорость срабатывания защиты от них никакого значения не имеет. Поправлюсь, не имеет технического значения, но может иметь практическое – когда время срабатывания / response time указано в закупочной документации или техтребованиях тендера.
Заключение
В заключении хотелось добавить, что грозозащита не дает 100% гарантии защиты от статического напряжения. Причиной этому может быть невысокая скорость срабатывания диода, невозможность быстро «слить» на «землю» большой статический заряд от молнии, некачественное заземление с высоким сопротивлением растекания. На практике грозозащита обеспечивает защиту на что является высоким показателем.
Поэтому мы рекомендуем обязательно устанавливать грозозащиту на Wi-Fi и сетевое оборудование.
Первое: в физических сегментах кабелях «витая пара» (т.е. длиной порядка 100 м), соединяющих между собой сетевое оборудование Fast/Gigabit Ethernet практически отсутствуют поперечные помехи.
Второе: во многих устройствах защиты Ethernet, представленных на рынке, есть защита от поперечных помех (которых на практике нет), и часто это выдается за техническое преимущество.
Последнее утверждение не требует доказательств – достаточно внимательно посмотреть на схемы и почитать описания устройств защиты, поэтому коротко обосную первое.
Сетевой фильтр для розетки без заземления
Какой же тогда фильтр подобрать если в квартире нет заземления?
Все просто, выбираем фильтр не содержащий в своем составе фильтр ВЧ помех, микропроцессоры и прочую мишуру - большинство всего умного так же требуют заземления. А содержащий исключительно: автомат защиты, один варистор (на ноль и фазу) и термопредохранитель. Я себе подобрал такой вариант, пожалуй у единственного производителя, который честно публикует электрические схемы своих фильтров.
Спасибо за внимание! Поставьте лайк и подпишитесь на канал! Пишите вопросы в комментариях, постараюсь ответить всем.
Грозозащита, или гальваническая развязка – это защита от всевозможных импульсных скачков электричества, или броска статического напряжения.
Область применения, где необходима грозозащита (при передаче информационных сигналов по витой паре):
- PPoE сети.
- Локальные сети.
- Ethernet сети.
- Wi-fi сети.
Виды воздействия на сетевую аппаратуру:
- электростатическое воздействие (связано с электростатическими полями до грозы, и грозовыми разрядами);
- электромагнитное воздействие (индуктивное влияния молнии на кабель);
- гальваническое воздействие (попадание токов молнии в заземление);
- ток молнии (прямой удар молнии);
Гальваническая развязка необходима для разделения слаботочных (информационные каналы витой пары) и силовых цепей (сеть питания). Для питания коммуникационной аппаратуры используется сеть переменного напряжения 220В, в которых очень часто происходят скачки электричества, доходящие до несколько тысяч вольт. Это приводит к выводу из работы соответствующей подключенной аппаратуры.
Первопричиной броска статического напряжения являются молния, атмосферные осадки, а также недалеко расположенные высоковольтные кабели передачи электроэнергии (кабель питания лифта, электрического привода и т. п.). Все это ведет к понижению помехоустойчивости и пропускной способности канала. Поэтому имеет место использование дополнительных устройств для защиты оборудования.
Особенности схемотехники
Посмотрим на типовую схему порта Fast Ethernet. Микросхема Ethernet PHY реализующая функции физического уровня (и обычно еще и канального) подключена к двум парам линии через трансформаторы. Приемник PoE подключается к средним точкам линейных обмоток трансформаторов для обеспечения питания поверх данных (метод А) и/или к свободным парам (метод В).
Построение схемы для 1000Base-T отличается тем, что микросхема PHY подключена через обмотки трансформаторов к четырем парам, а приемник PoE подключается только к средним точкам линейных обмоток трансформаторов. В том случае, если порт не принимает (PD), а передает PoE (PSE), схема приема заменяется на схему передачи питания, но с точки зрения стойкости к электромагнитным помехам принципиального различия между этими случаями нет.
Как мы уже выяснили, поперечные помехи в кабеле, подключенном к порту Ethernet, очень малы, причем между проводниками одной пары они меньше, чем между проводниками двух разных пар. Теперь, предположим, что небольшая дифференциальная помеха в паре все-таки есть, посмотрим на схему и рассмотрим два варианта воздействия на схему приемника PoE:
а) Проводники пары подключены к обмотке трансформатора. Для приемника PoE будет гораздо более неприятна помеха между парами, по которым подаются (+) и (-), чем между проводами одной пары.
б) При передаче PoE по свободным парам проводники в этих парах просто закорочены.
Воздействие поперечных помех на PHY и обвязку не рассматриваем, так гальваническая развязка делает и без того слабые импульсные помехи практически безвредными.
Устройства грозозащиты: полупроводниковый ограничитель между проводами пары.
Во многих устройствах, представленных на рынке (я имею в виду не только Российский, а рынок в целом) между проводами одной пары установлены быстродействующие защитные диоды или полупроводниковые разрядники.(будем рассматривать этот случай в «чистом виде», возможны, как говорится, варианты – когда схема с применением полупроводников позволяет сэкономить на разрядниках, и добиться нормальной работы).
Установленные между проводами пар быстродействующие полупроводниковые элементы обеспечивают эффективную защиту от поперечных помех, которые:
а) практически отсутствуют
б) меньше помех между проводами разных пар (которых тоже, можно сказать, практически нет).
Чтобы проверить эти выводы есть несколько путей:
- использовать матппарат, можно выбрать одну из существующих моделей или создать свою – как минимум, в порядке цифр ошибки быть не должно;
- провести испытания в лаборатории;
- проверить на практике.
Рекомендации по установке грозозащиты
При установке грозощащиты на LAN порт, необходимо использовать экранированную «витую пару» FTP с экранированными коннекторами. Коннекторы должны быть надежно соединены с экраном «витой пары».
Если длина кабеля составляет то грозозащиту необходимо устанавливать с двух сторон. Это связано с тем, что при такой длине возрастает сопротивление кабеля. Как мы знаем, ток всегда идет по пути наименьшего сопротивления. Поэтому может возникнуть ситуация когда ток решит что до грозозащиты ему идти будет трудно из-за более высокого сопротивления, и он «стечет» по кабелю в другую сторону и выведет из строя коммутатор, сетевую плату или другое оборудование.
Экран кабеля нельзя подключать к заземлению двух разных зданий, поскольку между ними есть разность потенциалов. Иногда она достигает несколько десятков вольт, и это приводит к ложному срабатыванию грозозащиты. В этой ситуации с одной стороны грозозащиту подключают к «земле» через конденсатор. Подойдет конденсатор мкФ на 400В или больше. На некоторых моделях грозозащит уже установлен конденсатор, использование которого регулируется перемычкой. Есть грозозащиты, которые продаются в паре и одна из них идет с конденсатором.
Если грозозащита предназначена для защиты 4 проводников «витой пары», то остальные 4 проводника должны быть заземлены.
Не делайте заземление на водопроводные трубы или трубы отопления!
Поскольку сейчас часто используют пластиковые трубы, то заземления может не оказаться и человека, который прикоснется к трубе, поразит электрическим током, что приведет к летальному исходу. Так же заземление пропадает из-за старения труб и появления коррозии.
Не делайте зануление грозозащиты!
На занулении могут быть блуждающие токи. Это особенно актуально для старых домов, в которых сложно найти зануление с нулевым потенциалом. Наличие потенциала будет приводить к ложному срабатыванию грозозащиты и ухудшению качества связи.
Зануление Wi-Fi оборудования может привести к отгоранию «нуля». Если «ноль» отгорит или оторвется, то фаза пойдёт на устройство, и оно сгорит в лучшем случае. В худшем случае ток поразит человека, который прикоснется к оборудованию или возникнет пожар.
Пример отгорания «нуля»: отгорел щитовой «ноль» и фаза оказалась на грозозащите.
Произошел пожар на отгоревшей и других точках, которые были с ней связаны.
Варисторные сборки
Сейчас много моделей сетевых фильтров, у которых внутри три варистора: между фазой и нулем, между землёй и фазой и землёй и нулем. Дак вот: в отсутствии земли в розетке, в момент, когда напряжение превысит норму, варистор может сбросить ток на землю, а что будет, если земли нет? Правильно, как и в случае с ВЧ фильтром, опасный потенциал окажется на корпусе прибора . Это может быть опасно.
Способы заземления плат RouterBOARD
Существует два способа заземления:
Использование экранированного сетевого кабеля + заземление платы RouterBOARD.
Если вы подключите заземление к монтажным отверстиям на плате, то вам не нужно заземлять устройство с другого конца сетевого экранированного кабеля. Также не понадобятся специальные POE инжекторы с экранированными Ethernet портами. Это лучший вариант защиты оборудования MikroTik от всех электростатических наводок.
Использование только экранированного сетевого кабеля.
Если вы не можете подключить монтажные отверстия платы RouterBOARD к шине заземления, то необходимо выполнить заземление с другой стороны экранированного сетевого кабеля возле роутера, свитча и т.п. Данный способ заземления менее эффективный, поэтому используйте его только в том случае, когда заземление невозможно выполнить первым способом.
Во втором способе при подаче питания на RouterBOARD по POE должны использоваться POE инжекторы с экранированными Ethernet портами.
POE инжектор Ubiquiti POE-24 с экранированными Ethernet портами.
Некоторые считают, что грозозащита защищает оборудование от попадания молнии и вероятность этого слишком мала, поэтому на покупке грозозащиты можно сэкономить. На самом деле это не так.
Грозозащита предназначена для защиты Wi-Fi оборудования от статического электричества. Источником статического электричества могут быть атмосферные осадки (дождь, снег), молния, рядом расположенные силовые линии электропередач (силовой кабель лифта, высоковольтные ЛЭП), электропроводка, импульсные помехи (например, от электрички, трамвая). Даже сильный ветер может стать причиной накопления статики.
Накопление статики приводит к выходу из строя Wi-Fi оборудования. Часто в устройстве выгорают LAN порты или порт 100 Мбит превращается в 10 Мбит. Поэтому установка грозозащиты необходима, если вам дорого ваше Wi-Fi оборудование.
Принцип действия грозозащиты
Классическая схема грозозащиты состоит из диодного моста с защитным диодом. Если между проводами возникает разница потенциалов больше 6 В, то диод замыкает провода на заземление и статическое напряжение стекает на «землю».
Для Wi-Fi оборудования, существуют грозозащиты для LAN портов (например Грозозащита mcWit 100-PoE) и защиты высокочастотного тракта. Грозозащита высокочастотного тракта устанавливается между Wi-Fi точкой доступа и внешней антенной.
Грозозащита TP-Link TL-ANT24SP для защиты высокочастотного тракта
Грозозащиту необходимо устанавливать, только если у вас есть хорошее заземление с сопротивлением растекания до поскольку плохо заземленная грозозащита это хуже, чем ее отсутствие.
Практическое подтверждение.
Мы производим устройства защиты Ethernet уже почти 20 лет – для самых разных потребителей, применений, условий эксплуатации. Результаты применения говорят за себя. ОПИСАНИЯ ЗДЕСЬ
Те же схемы мы используем и в своем активном оборудовании инжекторе PoE и репитере Fast Ethernet.
Репитер Commeng RPT-100B-TX часто работает в условиях сильных помех от ударов молнии (установка на мачты связи), и к нему подключается не один физический сегмент кабеля, как е IP-камере или точке БШПД, а два. Репитер не только питается PoE, но и транслирует его в следующий сегмент сети. В схеме репитера отсутствуют элементы защиты, установленные после трансформатора, наша типовая схема защиты в месте подключения линии обеспечивает надежную работу в условиях наводок от молнии.
Рекомендации по заземлению оборудования MikroTik:
Прежде всего, вы должны удостовериться, что используете качественное заземление. Заземление должно быть выполнено по всем требованиям и иметь сопротивление растекания до 2–4 Ом.
Для подключения оборудования к шине заземления необходимо использовать толстый провод заземления со стойкими к коррозии клеммами. Для небольших устройств можно использовать более тонкие провода.
Шина заземления с крепежным винтом.
Сетевой кабель «витая пара» должен быть экранированным и предназначен для наружного применения. Экран должен быть заземлен с помощью экранированных коннекторов RJ-45. Если в сетевом кабеле есть отдельный проводник заземления, то его нужно подключить к экранированному коннектору RJ-45 или шине заземления.
Экранированный наружный сетевой кабель Ubiquiti ToughCable FTP/5e с отдельным проводником заземления.
Экранированный коннектор RJ-45 с креплением проводника заземления.
Провод заземления подключается к любому монтажному отверстию на плате RouterBOARD и к шине заземления или заземленной в соответствии со стандартами вышке или мачте. Если рядом с устройством к заземлению подключена Wi-Fi антенна, то плату RouterBOARD можно также заземлить на это подключение.
Если вы не можете подключить монтажные отверстия платы RouterBOARD к шине заземления, выполняйте заземление с другой стороны экранированного сетевого кабеля возле роутера, свитча или POE инжектора. При отсутствии контакта заземления на роутере, свитче или инжекторе, для защиты Ethernet портов используйте грозозащиту. Когда питание подается на плату MikroTik по технологии POE, необходимо использовать специальные грозозащиты, которые пропускают POE питание, например mcWit 100-PoE. Грозозащиту нужно обязательно заземлить. Без заземления грозозащита работать не будет.
Грозозащита mcWit 100-PoE, которая пропускает через себя POE питание.
Поосторожнее с варисторами
Если ваш сетевой фильтр оснащен варистором, то нужно убедится, что он оснащен ещё и автоматическим выключателем. Есть примеры, китайских фильтров, где автоматического выключателя нет, а варистор есть. Варистор работает только в паре с автоматическим выключателем или предохранителем. Ниже разберемся почему.
Варистор - это устройство, которое не пропускает ток при одних значениях и пропускает его при других. Например, варистор может не пропускать ток при напряжении до 260 вольт, а если напряжение поднимается выше (станет опасным для техники), то варистор превращается в проводник и пропускает ток. В сетевом фильтре варистор ставится между нулем и фазой и если напряжение превышает норму, то варистор просто замыкает ноль и фазу пропуская между ними ток, что приводит к срабатыванию автоматического выключателя (или сгоранию предохранителя).
На этом и основывается защита от высокого напряжения. Соответственно варистор без автоматического выключателя мало полезен. А еще варисторы иногда взрываются.
Помехи в кабелях Ethernet «витая пара»
Помехи в кабелях разделяются на два вида: поперечные или дифференциальные (между проводами кабеля); п родольные или синфазные (между проводом и землей, обычно уровень продольной помехи в проводах примерно одинаков по фазе и амплитуде).
Вспомним основные особенности кабелей «витая пара» Cat5e:
- низкая омическая асимметрия жил в паре (не более 2%);
- низкая емкостная асимметрия пар по отношению к земле для неэкранированных кабелей и по отношению к экрану для экранированных кабелей;
- высокая помехоустойчивость и низкие взаимные влияния, достигнутые скруткой жил в парах с различными шагами, скруткой пар между собой и другими конструктивными решениями.
Добавим к этому, что длина физического сегмента обычно не превышает 100-120 метров и приходим к совершенно определенным выводам:
Поперечные помехи в кабеле настолько незначительны, что при рассмотрении вопросов защиты от импульсных помех можно считать, что их нет.
А вот продольные (синфазные) импульсные помехи при ударах молнии в кабелях Ethernet не редкость, а в некоторых случаях они могут быть достаточно велики, особенно если кабель проложен по металлоконструкции, по которой протекает ток молнии (например, мачте связи).
Отвлекся от темы, sorry. Можете просто пропустить, и не воспринимайте слишком серьезно.
Как говорит нам классик философии науки (Имре Лакатос) теория научна и правильна, если она подтверждается эмпирическим исследованием т.е. практикой. Томас Кун пишет, что «в той мере, в какой исследователь занят нормальной наукой, он решает головоломки, а не занимается проверкой парадигм», а получение достоверного результата важнее проверки теоретических моделей. (лет 30 назад книга "Структура научных революций" Т.Куна произвела на меня большое впечатление).
Согласно Т.Куну критерии приемлемости теории следующие: 1. Непротиворечивость 2. Согласие с замечаниями 3. Простота 4. Широта охвата 5. Концептуальная интеграция 6. Продуктивность
Используемая COMMENG концепция защиты от электромагнитных помех оборудования Ethernet (как часть защиты и ЭМС системы обработки и передачи информации в целом). этим критериям, на мой взгляд соответствует. Я ее изложил в статье «Электромагнитная защита портов оборудование Ethernet c интерфейсами 100/1000Bаse-T» Все три части можно скачать одним файлом.
Заземление и зануление
Заземлить необходимо на заранее проверенную «землю». Это необходимо для того, чтобы заряд не скопился на корпусе детали. Нельзя заземлять на водопроводные трубы или трубы отопления, так как они обладают очень высоким сопротивлением (ток протекает по пути наименьшего сопротивления). Исходя их схемы защиты на примере фирменного нетпротекта (рис. №2) земля нужна для стекания заряда. В другом случае заряду некуда «деваться», и он может скопиться на корпусе оборудования, что приведет к поражению электрическим током любого человека.
Рис. №2. Нетпротект. Типовая схема
Зануление производить не желательно. Разница между «нулем» и «землей» в том, что ноль – это шина, которая служит для замыкания цепи и протекания тока (ее потенциал равен нулю). В то время как земля – это необходима для выведения накопившихся зарядов и защиты от статики. Зануление не оказывает положительного влияния на грозозащиту, а наоборот, повышает частоты ее срабатывания. Это ложные срабатывания. Соответственно, будут частые перерывы в работе сети (совет: зануление допускается в том случае, если нет возможности заземлить на настоящую «землю»).
Грозозащита не всегда спасает от бед с работой сетевого оборудования. Обрывания нуля, некачественная проведена земля, дешевое оборудование – все это приводит к перебою оборудования, временным и материальным затратам.
Установка
При проектировании коммуникационных цепей встает вопрос о монтаже гроззащитного оборудования, так как кабели могут идти не только внутри помещения/цеха/ другого объекта, но и снаружи. Установка грозозащиты осуществляется на:
- Корпус установки.
- ДИН рейка.
- На кабеле по ходу прохождения сигнала.
Необходимо отметить, что защиту нужно устанавливать двухстороннюю. Это объясняется тем, что сопротивление кабеля в любом случае не равно нулю. Так как ток протекает по пути наименьшего сопротивления, то в данной ситуации он может поразить работающее оборудование с другой стороны кабеля.
Также необходимо отметить, что грозозащита вызывает затухание идущего по кабелю сигнала. Поэтому необходимо обращать внимание на технические характеристики устройства. При достаточной длине кабеля сигнал имеет свойство искажаться.
После установки защиты, исходя из опыта, возникают некоторые проблемы. Выше было указано, что нужно устанавливать двухстороннюю защиту, и также обязательно заземлить их. Неквалифицированные электрики часто заземляют одну сторону, а другую зануляют. Исходя из факторов таких, как «где» находится дом, от какой подстанции питается, откуда вообще идет «земля», необходимо померить разность потенциалов между землей и нулем. Очень часто это значение превышает порог срабатывание грозозащиты, что приводит к отключению оборудования.
Если после выше написанного сеть не заработала, сделайте следующее:
- Тщательней ищите источник помех (возможно, рядом проложен кабель 220 В).
- Имеет место проверить «землю». Для большей уверенности протяните кабель «земли» от электрощитка.
- Поставьте защиту с одной стороны (ВНИМАНИЕ: данный шаг ОЧЕНЬ аккуратно, МОЖЕТ ВЫГОРЕТЬ ВСЕ ОБОРУДОВАНИЕ).
- Измените тип грозозащиты.
Принцип действия
Принцип работы любого грозозащитного оборудования заключается в отведении поражающего заряда на землю. Типичная схема (рис. №1) построена на основе диодного моста со специальным замыкающим диодом.
Рис. №1. Типовая схема защиты
При возникновении между линиями передачи разницы потенциалов 6-7 В, диод D11 замыкается и статическое напряжения спускается на землю. Также вместо диодов можно использовать газовые разрядники, варисторов или стабилитронов. Данную схему можно применить для защиты сетевых карт, switch-а и хабов в кабеле:
В процессе нормальной работы разность потенциалов между линиями относительно небольшая (близкая к нулю). Между корпусом и линиями также не должно быть напряжения. Диод D11 является сопрессором: он запирается при перенапряжении между линиями, и отпирается для следующего срабатывания. Таким образом, при достижении пороговой разности, ток протекает не между линиями, а через диод и заряд переходит на землю. Далее, работа сети продолжается в нормальном режиме до следующего разряда.
Замечания по подключению:
- Все схемы защиты, подключенные к портам (ПК, свитч) обязательно соединить между собой.
- У компьютеров на корпусе есть болт заземляющий. Но если сам корпус не заземлен, то при вставке вилки в розетку мы не соблюдаем полярность и делаем это не умышленно. Это ведет к наводке напряжения равное половине напряжения розетки (110 В). В этом случае заземлять грозозащиту на болт не рекомендуется. Это не спалит оборудование, а вот глюки в работе обеспечит.
- Найти «землю» и заземлить туда грозозащиту.
- Работают при длине кабеля более 100 м.
- Заменить диод сопрессор на варистор нельзя, так как возрастает ток утечки. Вызывает неработоспособность схемы.
Как и к любому оборудованию защиты, применяются требования к работе (данная спецификация приведена на примере грозозащиты кабеля Ethernet RJ45):
Часто задают вопрос: можно заменить диод на стабилитрон. В целом да, но необходимо сделать следующую оговорку: все дело во времени срабатывания. При сильном перенапряжении срабатывание стабилитронов равно 25 нс. Слишком много для кое-какого оборудования.
Отсюда следствие – горение всего и вся. Время срабатывания диода лежит в пределах одной пикосекунды. Но так как время срабатывания варисторов идет с опозданием, но в пиковой части фронта, время «реакции» равно 5 нс. Вывод: можно, но осторожно. Смотрите техническую документацию.
Читайте также: