Гроза за окном заставила вспомнить о немаловажной части любой сети — о защите.
В данном обзоре коснусь темы устройства грозозащит для локальной сети и возможности доработки сетевого оборудования с целью повышения его устойчивости к атмосферным разрядам, статическим наводкам и прочим подобным факторам.
А именно приведу пример установки защитных тиристоров (сидакторов) в пару свитчей, где о них «забыли» производители. Со схемами и ссылками. Хотя в приведенных устройствах это просто запайка нужных деталей в пустые места платы, но никто не мешает подключить сидакторы и на свитч, где они не были предусмотрены.
Общая информация про грозозащиту
Собственно в области защиты оборудования от атмосферного электричества много терминов, много мифов… Но в целом задача защиты состоит в погашении импульса наведенного напряжения, которые наводит в коммуникационных линиях отдаленный разряд молнии. Кроме того, задачей защиты является также сбрасывание накапливающего статического напряжения в этих же линиях. Статику наводит тот же снег зимой, например.
И сразу отмечу, прямое попадание разряда молнии даже не в линию, а в дом, на чердаке которого проходит линия ваших коммуникаций запросто может привести к выгоранию ваших устройств вместе с грозозащитами. Не всегда и не обязательно, но это возможно.
И еще, наличие молниезащиты в вашем здании — обязательно. Грозозащита оборудования, сетей питания, сетей коммуникаций и молниезащита зданий — это всё разные задачи.
Подключение устройства с грозозащитой к нулевому проводу щитка конечно лучше чем отсутствие подключения вообще, но работать будет только если ваш электрощит или нулевой провод хорошо заземлены, например подключены к исправному заземлению от распределительного шкафа вашего здания.
Все эти защиты не работают без наличия качественного заземления к корпусу устройства или специальной клемме!
Как работает грозозщита? Если совсем грубо — она обеспечивает снижение потенциала на линии при превышении некоторого порога. Это может быть уровень около 8-10 вольт для обычного Ethernet или около 60В для Ethernet с POE.
Когда-то, много лет назад были популярны схемы модулей защиты на диодах и сапрессорах вроде 1.5KE6.8 или разрядниках на 90В. Кстати в качестве разрядников могли использоваться стеклянные разрядники от пускателей люминесцентных ламп или просто неоновые индикаторные лампы.
Внешний вид подобных защит :
Однако сейчас, во время гигабитных и более сетей, когда используются уже не 4, а 8 линий для передачи данных, используется другой подход. Снижается потенциал средней точки выходного трансформатора (5) дифференциальной пары Ethernet сети посредством подключения защитного устройства (2) как на
референсной схеме ниже.
Кроме того, вместо сапрессоров (диодов) используются защитные тиристоры (SIDACtor).
Основное отличие их от сапрессоров — более высокая скорость срабатывания и более низкая ёмкость. Что позволяет их использовать в более высокочастотных цепях, вроде гигабитных и более ethernet сетях.
Про защитные тиристоры (SIDACtor), как они работают, применение и особенности можно почитать например
начиная отсюда или сразу
тут или
тут.
А теперь практика, на примере коммутаторов Utepo SG8-M/SG5-M.
У них реализована следующая
схема, это для 5 портового устройства, показан порт с отдельным трансформатором и 2 порта со спаренным трансформатором. Не изображенные на схеме порты аналогичны паре портов на общем трансформаторе:
И устройство с грозозащитой по вышеприведенной схеме:
Платы коммутаторов Utepo SG5-M и SG8-M
Отмечу, в данной реализации защиты свитча используются сидакторы
P06C (P0640SCLRP) и
B06NC (BS0640N-C-F) с напряжением срабатывания 58-77В и пиковым током до 500А в импульсе до 10μs, отдельно на каждый порт.
Такая защита, конечно выглядит предпочтительнее более бюджетного варианта, когда на один сидактор подключена сразу группа портов. Впрочем, в некоторых свитчах встречаются блоки выходных трансформаторов, где сразу на весь порт, по всем 4м парам имеются соединенные средние точки трансформаторов.
Кроме того, вместо сидакторов на 58 вольт встречается использование защитных тиристоров на 8 (на самом деле 11-15) типа P0080SC (
P0080SCLRP). Это вполне оправданно, если не предполагается работа с POE в коммутаторе.
Примеров свитчей с сидакторами на 8В и объединенными средними линиями выходных трансформаторов являются коммутаторы от Tenda.
Рассмотрю старую модель Tenda
TEG1008D как «образец» защиты на 8 вольтовых сидакторах с группировкой нескольких портов на один блок защиты.
Все, что мне попадались, были с распаянными сидакторами, причем как приобретенный локально в офлайне, там и с aliexpress (отличия только в наличии переключателя vlan изоляции, на локальных не было).
В свитче применены сидакторы
P008C, по одному на 2 порта. У них порог срабатывания от 8В до 25В, но те что я видел, имели порог около 11-12В.
Внутренний мир Tenda TEG1008D
А теперь собственно про
Tenda TEG1008M или
Tenda TEG1016M, ныне доступные на рынке коммутаторы с якобы имеющейся грозозащитой.
Не могу сказать как обстоят дела с этими устройствами, продаваемыми локально, но 2 покупки с aliexpress оказались без защитных компонентов. Рефанд был сделан на 1/4 стоимости по решению арбитража ali.
Вцелом вполне рабочие лошадки для небольшой сети. Из приятного в них то, что по схемотехнике они могут питаться напряжением наверное от 5 до 12-14В точно. Внутри схему питают 2 step-down преобразователя на 1.1В и 3.3В.
Из неприятного — на местах для защитных тиристоров пусто. Схемотехника защиты — группа портов (4 или 8) на сидактор (или пару впараллель).
Внутренний мир Tenda TEG1008M
Cхема реализации защиты (2 порта, на одном трансформаторе QD36A01, остальные аналогично):
После установки сидакторов (к сожалению с буквой C на до 500А у меня не было, поставил А — до 150А, но оригинальные P-8AM
Littelfuse P0080SAMCLRP, отличие от
Pxxx0SC в более низкой ёмкости) получилось такое:
Внутренний мир Tenda TEG1016M на 16 портов
Как видно, здесь смешанная схема защиты, половина портов (8-16, в том числе Uplink порты 15 и 16) подключены по схеме с общей средней точкой всех выходных трансформаторов, заведенной на 2 включенных параллельно защитных тиристора (+RC цепи). Я не знаю зачем тут использован такой зоопарк трансформаторов, но
TF-208DG, использованные для uplink портов 15 и 16 по datasheet предназначена для 100Mbit сети (по 2 порта в трансформаторе)…
Другая половина, порты 1-8, разведены под возможность использования POE по этим портам. Однако изучив плату подробнее, можно увидеть возможность с помощью 8 перемычек включить средние точки выходных трансформаторов к 2м парным местам под защитные тиристоры. Причем одно место обеспечивает защитой выводы 1-2 и 3-6 LAN портов, другое — выводы 4-5 и 7-8. Впрочем, при желании, можно другой конфигурацией перемычек поставить по защитному тиристору (точнее по паре) на каждый из этой группы портов отдельно.
Перемычки я установил на места C145, C138, C135, C132, C131, C130, C129, C128.
Конечно, вместо P-8AM лучше было бы установить P-8СM или P008C, да и по 2 впаралель (на такое количество портов), с большим током импульса, но лучше что-то чем ничего.
Плата без трансформатора, нюансы разводки, порты, перемычки
Tenda TEG1008M с установленными защитными тиристорами и перемычками:
И в конце дам несколько ссылок на лоты с защитными тиристорами:
https://aliexpress.com/item/1005002194188875.html
P0640SALRP, но можно запросить P0080SAMCLRP через чат
https://aliexpress.com/item/1005002673851843.html
P0080SALRP P0080SBLRP P0080SCLRP P0080SCMCLRP P0080SAMCLRP
https://aliexpress.com/item/1005006853967600.html
P0080SALRP P0080SAMCLRP P0080SBLRP
https://aliexpress.com/item/1005002137678928.html
P0080SA P0080SALRP
https://aliexpress.com/item/1005003802978702.html
P0080SCMCLRP P-8CM (самое оптимальное предложение IMHO)
https://aliexpress.com/item/4001152888706.html
P0080SCLRP P-8C
И еще, при выборе модели защитного тиристора следует помнить:
Pxxx0SCMCLRP быстрее чем Pxxx0SCLRP
Pxxx0SCLRP выдерживает больший пиковый ток чем Pxxx0SАLRP
итого, лучший выбор — Pххх0SCMCLRP
До санкций просто брали коммутаторы unifi + грозозащиты unifi и не знали проблем. Сейчас вот этот вот зоопарк.
Раньше парился по поводу «гроз и молний» — потом решил просто проверить на практике. И себе и родителям поставил одинаковые коммутаторы и роутеры.
Итог — за несколько лет вообще ничего не произошло. Тогда забил на эти «грозы и молнии». Раз так получается, то на нет и суда нет. Плюнул и забыл.
Сейчас и у меня и у родителей одинаковые роутеры TP-Link (Wi-Fi 6). А вот коммутаторы вообще старинные TP-Link (1000 Мбит/сек). Никогда проблем не было.
Дома советские 9-этажки без заземления — в квартиру заходит два провода. И у нас проекты домов без щитков на этажах, счётчики изначально были в квартирах. «Заземлена» была только электроплита на кухне.
Вот если бы вы раскинули сетку на насколько домов и район, имели в обслуживании группу офисов или объектов с видеонаблюдением…
А такая практика показывает, что коммутаторы, и не только они, горят как от гроз, так и во время дождей снегопадов (статика).
Те кто помнит, как на заре локалко-строения тянулись районные сети по крышам на медном кабеле, не дадут соврать ;)
Если расстояния уровня дома-коттеджа-соседнего здания, то готовые патчкорды продаются на нужную длину. Причем как желтые внутренние, так и черные, под внешнюю прокладку. И стоят так, что смело можно брать с запасом по длине.
Был первый ИБП с защитой по RJ45. Я использовал эту защиту. Потом ИБП сломался, но блок защиты я вытащил оттуда и поставил в новый (в новом не было).
И вот однажды прошёл «дождь с громом и молниями». Прихожу домой, а в квартире нет света: выбило УЗО. Потом узнал, что по линиям провайдера прилетел импульс и по подъезду погорело много чего и много у кого.
А у меня этот блок сбросил импульс на «землю». Выбило УЗО, обесточив квартиру, но вся техника в целости.
Было один раз за 17 лет, но свою работу защита сделал и ради этого одного раза я теперь её поддерживаю: старый модуль был до 100Мбит/сек, а теперь скорости доступа больше, поэтому пришлось сменить на более современный: Ubiquiti ETH-SP Gen2. Разрядник на каждую линию.
Причина — разрядники достаточно медленные и имеют высокое напряжение срабатывания.
Поэтом важно чтоб оборудований тоже имело встроенные защиты. На сидакторах, сапрессорах, готовых сборках (с диодным мостов и сапрессором)… благо сейчас это не редкость и многие роутеры, или материнские платы, что-то такое имеют.
Так что если от внешней проводной линии нельзя отказаться, то лучшим решением является использование и разрядника и защищенной электроники.
PS: от прямого попадания молнии в кабель или антену (если это радио мост например) такие разрядники обычно не спасают. Слишком высокие токи и напряжения при этом…
Про прямой удал молнией — тут, наверное, мало что спасти может: у народа через выключенные «пилоты» пробивало. И даже просто наводки на достаточно длинный провод могут быть «убойными».
Но в целом согласен: защита в самом оборудовании тоже должна быть.
Кстати, стабилитроны (зеннер диоды) также часто дают обрыв при подобных ситуациях.
P.S. Написал и… Похоже «вот и они»: youtu.be/SVJNkpaqkBE?t=106
Я понимаю, что «не так» должно было сработать, что защитило, по сути, косвенно, но однозначно помогло.
С этим можно жить и надеяться на лучшее и без защит, или все же поставить свитчи со встроенной защитой вроде упомянутых в обзоре.
PS: про последствия прямого попадание в крышу или в систему электропитания здания не говорю, это уже другая история.
К тому же вероятность удара в молниеприёмники побольше (ради увеличения этой вероятности они и ставятся), чем «обходной путь» молнии, описанный у вас. И из-за 0,00001 вероятности описанного попадания по криптокошельку не делать защиту, вероятность срабатывания которой где-то между 0,9 и 1 — глупо всё таки.
Наша контора стояла вдоль ЛЭП. Так «витушка» длинной около 100м ощутимо «кусалась» в любую погоду, а не только во время грозы.
В то же время линии 20-25м вели себя более-менее пристойно.
От греха подальше поменяли длинные участки на оптику, хотя 20 лет назад это стоило совершенно иных денег.
1000006332.jpg
disk.yandex.ru/i/cjcSepIXrhXt6A
Файл можно получить по ссылке:
IMG20230528131724.jpg
disk.yandex.ru/i/Ag1wfKmkfZQSIA
Ага ёмкости большие, защитный только один, остальные развязка из Фастов.
Но красота, много лет без проблем.
Стыдно мне? Неа.
Тут главное результат :)
en.wikipedia.org/wiki/List_of_thunder_gods
или так: если украсть чужие технологии, то можно их назвать своим именем.
все совпадения случайны.
(Подпись — жрец Фархат)
— меня хотя бы упомянули… а также Берни Ли Бенбоу, Мозес Фармер, Уоррен де ла Рю, Хэмфри Дэви, Джеймс Боуман Линдсей, Жан-Батист-Амбруаз-Марселин Жобар, Фредерик де Молейн и с ними Александр Николаевич Лодыгин и Василий Дидрихсон
четыре.
Кстати — а как кабель от провайдера — просто выдёргиваете? Или какой-то специальный размыкатель стоит?
ни одно реле не отключает мгновенно.
ну и доп плюшка, не забудете «утюг» включенным.
А вот проблема аномалии напряжения — таким «отключением всего кроме холодильника» не решается совсем — аномалия может произойти и не только во время грозы, и не только когда никого дома нет.
Да и холодильник всё равно жалко…
Что касается времени срабатывания реле — да — не мгновенно, но это время достаточно малое что бы блоки питания техники не успели выйти из допустимых режимов.
И здесь так же следует помнить, что и напряжение точно так же не может мгновенно измениться — всегда имеет место переходной процесс.
а вот импульсы от разряда молний, я тут ниже или выше ссылку на свою платку защиты на витуху выкладывал, так там помимо разрядников еще стоит диодная развязка на фастах и супрессор, а почему, потому что разрядники медленые, но разрядники хоть и медленные но на пару порядков быстрее связки реле-контактор. и если отгорел не ноль, а навелся импульс от молнии, первое что выгорит это и будет то самое реле напряжения :)
а отключенное есть отключенное.
хотя какой импульс будет.
я лет 15 назад устранял последствия на одной фабрике, где 110кв упало на сиповскую линию освещения территории. задуло какую то перемычку (толи леска токопроводящая с шариком, толи еще что между линиями цепануло.
так там 200метров сипа просто перестали существовать, и по предприятию было много интересных приколюх. а это не молния была.
или таки когда уходите — всегда выдёргиваете кабель от провайдера?
лучше так, чем лишиться роутера и комп. железа при нынешних ценах.
В «серьёзных» жилищах иногда встречаю системы, когда при постановке на охрану автоматически отключаются все некритичные потребители.
Но да — каждый раз дёргать рубильник — это… брутально )
в прошлом году за всё лето были пару-тройку раз.
Если страшно что реле рано или поздно станет плохо контачить и перегреваться, то можете те же новатековские реле юзать, там на силовом контакте реле термодатчик висит
В общем, горят у меня контакты этих реле напряжения, увы. Штуки 3 сдохло. Варистор и пред сильно лучше. Моя ошибка была заменить предохранители на тепловые. Они не сработали. Где были предохранительи их выщелкнуло. Где были тепловые — не отключилось, один пилот с тепловым воспламенился. Остальные успел сам дёрнуть из розеток.
Статья как раз про защиту езернет линий…
Ну да ладно.
На самом деле, от прямого удара защиты нет, только от наведенного потенциала. У меня несколько объектов «в полях». Если в радиусе 5 км молния в поле бъёт — выгорает все. Изернет, 485, вся слаботочке, оптосимисторы прошивает. Однокристалки и логика тоже в помойку… защиты стоят, земля отличная — не спасает.
От отсутствия подключения заземления на устроствах, отсутстствия защиты по электро-вводу (разрядники, УЗИПы) и до вцелом кривого заземления, вроде заземления совмещенного с молние-защитой, заземления с отгнившими линиям и тд…
Много раз наблюдал на объектах попадания молний в нескольких сотнях метрах (менее 500 точно) и или ничего, или изредко выгоревшие отдельные порты-устройства.
При наличии разрядников, защищенный и заземенных свитчей, разведенного нуля по всем розеткам, грозозащит с гальванической развязкой для длинных и внешних линков (все что снаружи обязательно в экранированном проводе, с подключеннием экрана к земле).
PS: думаю дело скорее всего в электровводе, или через него пробивает прямо или сильные наводки через него. Это лечится тоже.
Какие-то там подозрительные оранжевые элементы… Защитят? Скорость до 100М не порежут?
Но, с другой стороны, где в квартире шина заземления, особенно если проводка двухпроводная?
и надеятся что щиток занулен, а нулевой провод в подвале подключен на контур заземленния.
(или все это проверить самому/найти того кто проверит)
А видя конструкцию, ожидалось, что как минимум один из кабелей будет иметь оплетку (экранирование), и будет использовать корректно подпаянный (обжим не дает качества контакта) провод экрана кабеля к металическому корпусу коннектора. А другая сторона кабеля будет подключена к заземлению.
Но если уж такая защита попалась в руки, лучше на связываться с экранированными коннекторами на кабель, использовать обычные, даже если кабель с экраном. Но к общей массе защиты подпаять провод, и подключить его к заземлению или занулению своего помещения.
P.S. Если их выпаять и заменить на те что в обзоре — это сильно улучшит устройство?
сидакторы из обзора тут не помогут, их подключают к средней точке трансформатора
(кстати были умельцы что делали внешние защиты из 2х трнсформаторов от старых сетевух и рассыпухи)
И ваш кабель БУКВАЛЬНО сгорит.
Подключения 2х сторон кабеля к заземлению не допускается, а если и делается, то делается на 2й стороне через конденсатор.
PS: лично видел много лет назад как плавится в подобной ситуации П-296.
Важно не подключать оплетку кабеля двумя сторонами к землям непосредственно…
Просто трудно советовать что либо не зная задачу и ситуацию.
Кроме того, я не знаю какие модели в ваших краях продают, география определяет доступность на многое…
Но во многих случаях, «внизу», я предпочитаю ставить (при нужде разумеется) что-то с гальванической развязкой, вроде EtherPotect 1G PoE
mcWit 100.
Их вроде уже давно не производят, но купить можно при желании, хотя бы на барахолках.
Эти защиты IMHO лучше всего аналогичного с aliexpress точно, а сравнивать с вышеупомянутой Ubiquity не всегда корректно. Разная область применения. А с другой стороны — лучше любая грозозащита, чем никакой.
Есть с более хорошим уровнем защиты, чуть по-дороже.
Вот только по фото уже вижу что эта защита очень упрощенная и маломощная.
Если уж хочется чтото внешнее, лучше поищите по локальным барахолкам, а потом по фирмам что строят видеонаблюдение, сети, радиомосты и прочее подобное.
Кстати от APC-шной отличает только отсуствие 2 разрядников, есть и с ними, чуть дороже.
А для 1Г сети еще и нужна гальваническая развязка.
Скажите, они тупые?
Нет гарантированной защиты от молний, но молниезащиты делают, как думаете зачем?
Так же и подушки, также и презервативы работают.
Я только ради нее зашел!
Исправлю это недоразумение!
в линии заземления индуктивности это не правильно!
)))
В данном случае — пакетотрясения.
Такую схему лучше комбинировать с газовыми разрядниками по входу:
— напряжение на входе пары заведомо не превысит 2x напряжение сработки разрядника, трансформатор скорее уцелеет
— газовый разрядник не уйдет в необратимый пробой при типичных токах домашнего 220
— если автоматика не сработает, провод витой пары просто отгорит без какого-либо дестроя в оборудовании
И да, я никогда не допускал прокладки силы и слаботочки в одном коробе.
А так да, защиты с разрядниками или вышеупомянутые защиты с гальванической развязкой вполне оправданы для ситуаций с внешними линиями, например на крышу или к боксу провайдера помимо применения защищенных сидакторами свитчей.
Ибо вторичные наводки от удара молнии в соседние здания в этому случае будут на всех линиях… А 220В во внутренней сети быть не должно даже теоретически.
PS: еще раз, речь не идет о выживании портов и свитчей при прямом попадании разряда в провод или в сеть питания. Система с сидакторами в каждой линии и заземлением свитча позволит в этом случае сохранить больше остальной аппаратуры, IMHO.
а так, да, оптика вне конкуренции.