Вопросы к Юристу

Принцип действия грозозащиты для витой пары

Здесь предлагается обсуждать вопросы как стандартных методов защиты компов, модемов, комутаторов. так и нетрадиционные идеи в даной области. Самой жестокой угрозой считаю грозу, если интересно, добавим сюда защиту от перенапряжений в сепи 220В, сторонних потенциалов в телефонных линиях, локальных (малых) сетях и т. д.

И так. Во всех умных книжках предлагают компы заземлять. Во-первых, домашний комп не всегда есть возможность заземлить. Во-вторых, если от грозы импульс высокого напряжения наводится на провода, которые подключены к компу (телефонные, локальные сети, сеть 220В) то соединение корпуса компа больше принесет вреда чем пользы. Зазамлять нужно устройства защиты – грозоразрядники, а не схему! Если к компу будет подключена только ОДНА внешняя линия (он выключен и вилка вынута с роз. 220В) то это меньше риск, чем теже условия плюс заземление.

Так как гроза – явление нечастое, возникла идея автоматического выключения аппаратуры в случае ее приближения. Важная деталь – датчик – может быть 2 видов: http://www.detect-ufo.narod.ru/pribor/detect_radio/grozootmetchik_01.html Реальную конструкцию статического датчика (какой-то электроскоп) трудно себе представляю, какие будут предложения. Второй, электромагнитный – ближе к реальности быта, работал еще у Попова, правда, тогда небыло индустриальных помех! Электромагнитную систему внедряет Нокиа: http://www.ko.itc.ua/node/28110 .

О коммутации. Неплохо было бы отключать ап-ру, полностью изолитовав ее, но получается очень много коммутации. Поэтому одну линию можно оставить, например, отключать 220В и телефонную линию (4 провода), а Эзернет оставить. Насколько это рискованно?
В качестве коммутирующего элемента исп. реле, с как можно большим расстоянием между разомкнутыми контактами и емкостью. Ну, можно предложить моторчик с редуктором, который за шнурки выдергивает все вилки и разъемы .
Жду Ваших поддержки, критики, дополнений… Спасибо.

Тому, кто уже попадал под грозу, тема довольно актуальная, тем более раньше или грозы были не такие "злые" или техника была дубовее, да и меньше её было. Мои идеи в этой области тоже сводятся к гальванической развязке самой техники от сети - разделительный трансформатор ( с предохранителями, может защитить и от перенапряжения и от импульсных наводок из сети), в оба сетевых провода устройств резисторы допустимых величин, эзернет-кабель надо бы намотать в индуктивность(стандартная грозозащита возможна сама собой). В Журнале в недавнем прошлом была статья о грозозащите и была схема защиты силовой сети, тлф линии и тв-антенны. Основная идея - в создании пути утечки грозовым токам мимо аппаратуры и ограничение их величины(индуктивностями и резисторами) в саму аппаратуру. Например, в сетевые провода БП свича можно резисторы по 300 ом ставить, для БП ADSL-модема по 150 Ом, для компа, монитора - по 2 Ома(проволочные).Про отдельный усилитель с колонками, подключённый к компьютеру тоже не забывать.
Но всё это можно делать себе и улучшать- изменять, а провести испытания эффективности принятых мер и дать кому-то гарантию на защиту весьма трудно.

На 100% от грозы не спасут никакие отключающие реле и защиты, гроза не предсказуема. Лучшей защитой является зазор в метр воздуха.
После того как во время грозы у меня выгорели три Dial-Up модема (на протяжении трех лет), всегда при приближении грозы отключаю модемный (телефонный) шнур от модема и стараюсь отнести его в сторону, все вилки электроприборов выдергиваю с розеток, и тоже отношу от розеток на максимальное расстояние.
Не отключаю от линии только телефонные аппараты, всегда выдерживали, а вот после вчерашней грозы телефонный аппарат Элетон-201 умер, и звука нет, и звонок не работает.
На сколько я понимаю, по правилам комп не заземляется а подключается к защитному проводнику трехпроводной электросети, а этот защитный проводник заземляется на вводе в дом. Фактически корпус компьютера оказывается подключенным к реальной земле. Если же теперь к модему подключить телефонную линию (воздушную), и в телефонной линии во время грозы (относительно земли) появится приличное напряжение, то вполне вероятно, что разряд на землю этого напряжения произойдет внутри вашего модема. Примерно так случилось, когда выгорел мой первый модем, комп тогда был заземлен (пустил провод от компа к трубе вбитой в реальную землю), а линия подключена к модему, и я слышал щелчки внутри системного блока (модем был внутренний), щелчки по звуку напоминали разряд конденсатора. Третий модем выгорел уже с не заземленным компом.

Прямое попадание - это одно, а то, что случается чаще - наводка высокого напряжения, но, в общем-то, с малой энергией, электронику убивает, а внешние обгорания небольшие, вот от них вполне можно пытаться защищаться. Недавно видел 3УСЦТ с установленной платой ДУ(синтез), подключённый к кабельному тв, стоял в дежурке. На плате ДУ три мс мёртвые, пробой обнаружился на платке БП (реле рвало только один провод сети) - между сетевым проводом и плюсовым выходом мостика, там был зазор 2 мм., стабилизатор 7805 целый, обратный диод реле убит, а транзистор целый.Был бы в этой цепи ограничен ток, то вполне могло бы обойтись.
Другой случай - комп с длинным эзернетом с крыши, был выключен на переноске однополюсным выключателем. Сгорела мать, сетевая и БП монитора(на 3842). Проц, память, видео и БП живы. Если бы было сопротивление, на котором бы "высадилось" лишнее напряжение, то несмотря на возможный пробой даже двухполюсного выключателя, возможно, были бы меньше "потери".
Сетевой ввод в дом тоже можно защищать разрядниками, а разводку сделать после защитных индуктивностей.

Гальваническая развязка для витой пары

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.

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:

  1. Все схемы защиты, подключенные к портам (ПК, свитч) обязательно соединить между собой.
  2. 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.
  3. Найти «землю» и заземлить туда грозозащиту.
  4. Работают при длине кабеля более 100 м.
  5. 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):

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:

  1. Корпус установки.
  2. ДИН рейка.
  3. 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.

Если после выше написанного сеть не заработала, сделайте следующее:

  1. Тщательней ищите источник помех (возможно, рядом проложен кабель 220 В).
  2. Имеет место проверить «землю». Для большей уверенности протяните кабель «земли» от электрощитка.
  3. Поставьте защиту с одной стороны (ВНИМАНИЕ: данный шаг ОЧЕНЬ аккуратно, МОЖЕТ ВЫГОРЕТЬ ВСЕ ОБОРУДОВАНИЕ).
  4. Измените тип грозозащиты.

Следует отметить, что грозозащита повышает надежность в разы, но не все 100%. Грозозащита может и сгореть. К этому обычно приводит маленькое время реакции на открытие диода, что исключает возможность мгновенно перенаправить заряд на «землю».

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»).

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:

  1. Низкие потери сигнала.
  2. Работоспособность не теряется при попадании напряжения 220 В.
  3. Подавления помех.
  4. Высокая стойкость при отведении на землю большого тока (больше 5 КА).
  5. Поддерживают обе схемы организации дистанционного питания.

Спецификация устройства:

  1. Подключения идет через LSA-коннектор.
  2. Защищаются с 1 – 8 проводники.
  3. Потери в частотах с 5 – 95 МГЦ меньше 0,4 дБ.
  4. 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. 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.

Самодельная гальваническая развязка, в простонародии – грозозащита

В результате нашел где в посте «как сделать транс (кратенько)» (в других постах есть поясняющие схемы, фотографии) нашел инструкцию по изготовлению трансформатора на ферритовом кольце. Я опишу моменты изготовления, чтобы внести большую ясность в понимание написанного в оригинале (с моей точки зрения): 1. Берем одну витую пару из кабеля UTP длиной 1,5 м.

2. Складываем пополам и скручиваем равномерно, чтоб получился четырехжильный симметричный провод. Нужно смотреть, чтоб проводники одного цвета располагались напротив друг друга. 3. Берем ферритовое кольцо размером приблизительно (некритично) 30Х8Х8 мм желательно высокочастотные (можно брать любое), острые грани обрабатываем наждачной бумагой (удобнее надфилем).

Ферритовые кольца у меня были от корпусов CoolerMaster (идут в комплекте, для уменьшения наводок в проводах от передней панели) размеры 28Х16Х7 мм, их я и взял.

Защита телефонного модема или телефона

Наибольший интерес представляют двухступенчатые схемы, показанные на рис.

1.23. В варианте на рис. 1.23, а большая часть энергии помехи будет рассеяна газоразрядником. Второй ступенью защиты является варистор RU1 работающий совместно с ограничивающими ток в цепи резисторами R1 и R2. В двухступенчатых схемах часто устанавливают варисторы и диоды одновременно, как это показано на рис.

1.23, б. В этом случае варистор используется в качестве первичной защиты.

О защите от грозы (простая грозозащита)

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.

Работающий трансформатор с деревянным сердечником, или простая грозозащита для компьютеров и телевизоров

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

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.

Самодельный телефонный гибрид для записи интервью

Наконец цифровой модем отличается тем что он прозванивает качество телефонной линии и оптимизирует сигнал для максимального качества. Однако на практике это помогает на телефонных линиях не хуже определнного уровня.

На наших же линиях обычно разницы между цифровым и аналоговым гибридом не ощущается. Теперь вернемся к интервью по телефону.

Схема гибрида первого типа приведена ниже. Он не позволяет использовать его в прямом эфире и не имеет компенсации микрофона, но в остальном его качество почти ничем не отличается от обычного аналогового гибрида, однако при самостоятельном изготовлении он обойдется вам не в 400-500 евро а всего в 10-20.

Обычно такая схема сходу отпугивает наличием трансформатора, однако как это ни странно необходимые для этого трансформаторы валяются сегодня почти в каждом доме – в старых dial-up модемах.

Настройка оборудования

Сейчас у всех операторов связи в России без исключения сети строит исключительно подрядчик и делает это зачастую крайне отвратительно, экономя на всём подряд. В результате сгорает не только домовой коммутатор, но и всё подключенное через него абонентское оборудование.

Больше всего в этом случае везёт только тем, кто пользуется модемом или маршрутизатором, полученным в аренду или купленным у провайдера. Если он гарантийный — то смело собирайте комплект, документы и вперёд в абонентский отдел. Обычно меняют без проблем! Если гарантия уже закончилась, то абоненты часто прибегают к методам социальной инженерии — проще говоря поскандалят, поорут, потопают ногами и им идут навстречу.

По крайней мере, такое без проблем прокатывает в Ростелекоме. Тем, кто пользуется своим, купленным в магазине, сетевым устройством тоже можно попробовать отнести его по гарантии, но там как повезет: могут поменять, а могут и послать подальше, сославшись на форсмажор и природные условия.

Если Вы дружите с паяльником, то можно поробовать отремонтировать роутер после грозы.

Простая грозозащита

Несмотря на ужасающие цифры, опасности эта ситуация не влечет: Напряжение большое, но энергия, которую можно извлечь, определяется емкостью проводов относительно земли, а она мизерна.

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

Куда они направлены? Электрическое поле — а именно оно нас интересует — направлено параллельно молнии.

При ударах молнии в землю на расстоянии нескольких километров в разъеме проскакивала мощная искра между центральным штырем и корпусом разъема, что свидетельствовало о напряженности поля в десятки киловольт на метр.Таким образом, музыкальный центр получил свои киловольты из «дипольной антенны», образованной проводами разнесенных в стороны акустических систем.А теперь представьте компьютер, подключенный к электросети, телефонной линии, радиостанции с наружной антенной и еще к чему-либо. При стандартных системах защиты молнии, видимо, не обязательно попадать в клавишу «ENTER», чтобы уничтожить то, что стоит подороже.Для надежной защиты аппаратуры необходимо следовать двум основным(в добавление к надежному заземлению) правилам: исключить возможность сквозного прохождения разряда через устройство, создав для него цепь между «землей» и линиями внешней связи, минуя защищаемое устройство, и избегать, по возможности, образования диполей из проводов.

Приём сигналов с телефонной линии в микроконтроллер

, при наличии сбоев пробовать изменять полярность включения проводов, знать тип своей АТС, поскольку схемы, рассчитанные на импульсный набор номера, не будут работать при частотном (DTMF) наборе и наоборот, ставить во входных цепях ЭРИ, выдерживающие напряжение 200 В, поскольку базовое питание станционной батареи АТС составляет 60 или 48 В с допуском ±20%, а импульсы дозвона имеют амплитуду в 2.3 раза больше.

На Рис. 3.14, а.м показаны схемы приёма сигналов с ТСоП без гальванической развязки, на Рис.

Смотрите видео: Как сделать правильную грозозащиту для Ethernet RJ45 (November 2020).