Як захистити домашню мережу під час грози

Грозозахист мережі

Будівельникам локальних та домашніх мереж безумовно знайоме відчуття, коли після довгих праць мережа працює ... день-два, а потім - доводиться лізти на горище і міняти згорілий свіч. Грози - взагалі бич мереж. У великій мережі жодна гроза не проходить без втрат.

Втомившись зі згорілими свічами, людина, само собою, приходить до питання: невже нічого не можна зробити? Звичайно ж можна - і треба! Необхідно, по-перше, правильно спланувати і виконати кабельну розводку, а по-друге - використовувати пристрої грозозахисту (відомі також як нетпротектори).

Такі пристрої можна купити. З наявних на ринку можна відзначити два класи: "брендові" і "самопальні". Клас брендових в основному представлений виробами фірми APC - це різні моделі під загальною назвою ProtectNet. Ці пристрої відрізняє досить висока ціна - і досить низька надійність (чому - див. Нижче). Що стосується самопальних пристроїв, то всі вони приблизно однакові. Їх власна надійність вище, ніж у пристроїв APC, але захисні властивості приблизно ті ж.

Такі пристрої можна також виготовити самому.

Для початку трішки інформації. Який діагноз при згорянні свіча? Електричний пробій. Яким чином "зайва" електрика могла потрапити в обладнання? Через роз'єми UTP та живлення. Механізм утворення цієї  електрики? Накопичення статичних зарядів на повітряній лінії, наведена ЕРС від високовольтних ліній, наведена ЕРС від грозового розряду. Спосіб захисту? Відведення зайвого електрики в землю.

Відразу зауважу, що пристрій не здатний захистити від прямого удару блискавки. Однак, мені поки невідомі випадки прямих ударів блискавок в дроти локальних мереж.

Виготовити захист для лінії на кручений парі можна за наступною схемою:

Рис. 1.

До розташованому зліва роз'єму підключається лінія, до розташованого праворуч - обладнання. Розрядники - газові, на напругу 300В (я використовував CSG-G301N22). Відстань від пристрою до свіча - мінімально можливе.

Принцип роботи зрозумілий з схеми. Багатофазних діодний міст із захисним діодом в діагоналі виконує функції "вирівнювача" потенціалів, обмежуючи максимальну різницю потенціалів будь-яких двох проводів на рівні близько 10 В. Потенціал, що перевищує 300 В щодо землі, гаситься разрядником.

Практично всі наявні зараз на ринку пристрої виконані за аналогічною схемою, але є і важливі відмінності. Фірма APC використовує замість газових розрядників так звані напівпровідникові псевдоіскрові розрядники. Ці елементи вкрай дешеві, однак їх надійність не витримує ніякої критики. Захистити від статики вони здатні, але від наведеного електрики при близькому ударі блискавки відразу вигорають. У грозозахисту, вбудованих в ДБЖ виробництва APC, використано інше рішення - повітряний іскровий проміжок. Така схема, навпаки, спрацьовує тільки при дуже великій напрузі - коли рятувати як правило вже нічого.

Умільці в різних ТОВ зауважили цю особливість і вирішили проблему по-своєму: практично у всіх пристроях розрядники просто відсутні. Замість них використовується "жорстке" (з різними варіаціями) з'єднання з землею. Переваги такого рішення очевидні, недоліки - на жаль, теж. При досить великій різниці потенціалів між точками заземлення з різних кінців лінії через кабелі та пристрої починає протікати струм, який може досягати величезних величин і випалювати все на своєму шляху.

Параметри схеми на рис.1. можно покращити:

Рис.2.

Тут кожен провід з'єднаний з землею окремим розрядником, чим досягається набагато більшу швидкодію захисту (розрядник спрацьовує на 3 порядки швидше ніж діод 1N4007 і на порядок швидше захисного діода). Недолік цієї схеми - велика кількість відносно дорогих (2-3 USD) розрядників. Схему можна (але небажано) спростити, використовуючи тільки по одному розрядники на кожній парі (наприклад, тільки з контактів 1 і 3). У будь-якому випадку, необхідно використовувати спеціалізовані розрядники. Використання замість розрядників неонових лампочок або стартерів від ламп денного світла (як рекомендують деякі) можливо, але слід враховувати що вони мають набагато меншу швидкодію, великий опір при пробої та меншу допустиму енергію пробою.

Важлівій момент, про Який забувай практично всі виробники нетпротектов: захист обладнання по живленню. Для звичайного свіча, що живиться постійною напругою величиною 7.5 В, захист можна виконати за такою схемою:

Рис.3.

Як і у випадку з захистом лінії на витій парі, цей пристрій слід розташовувати якомога ближче до свіча.

Після остаточного монтажу лінії розрядники "підморгують" приблизно з інтервалом в 20-50 секунд, тобто не сама довга лінія в спокійну погоду набирає 300 В статичного потенціалу менш ніж за хвилину!