Узип ethernet схема подключения

Обновлено: 24.01.2025

Здесь привожу несколько типовых схем подключения устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Ниже вы найдете однофазные и трехфазные схемы для разных систем заземления: TN-C, TN-S и TN-C-S. Они наглядные и понятные для простого человека.

Сегодня существует большое количество производителей УЗИП. Сами устройства бывают разных моделей, характеристик и конструкций. Поэтому перед его монтажом обязательно изучите паспорт и схему подключения. В принципе, суть подключения у всех УЗИП одинаковая, но все же рекомендую сначала прочитать инструкцию.

Во всех выложенных схемах присутствуют УЗО и групповые автоматические выключатели. Их я указал для наглядности и полноты распределительного щитка. Эта "начинка" щитка у вас может быть совсем другая.

1. Схема подключения УЗИП в однофазной сети системы заземления TN-S.

На данной схеме представлен УЗИП серии Easy9 производителя Schneider Electric. К нему подключаются следующие проводники: фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный. Здесь он устанавливается сразу после вводного автомата. Все контакты на любом УЗИП обозначены. Поэтому куда подключать "фазу", а куда "ноль" можно легко определить. Зеленый флажок на корпусе указывает на исправное состояние, а красный флажок сигнализирует о неисправной касете.

Представленное устройство относится к классу 2. Оно одно самостоятельно не способно защитить от прямого удара молнии. Грамотный выбор УЗИП это сложная и уже отдельная тема.

Также рекомендуется защищать устройства УЗИП с помощью предохранителей.

Думаю тут все понятно.

Ниже представлена аналогичная схема подключения УЗИП, но уже без электросчетчика и с использованием общего УЗО.

2. Схема подключения УЗИП в трехфазной сети системы заземления TN-S.

На схеме также изображен УЗИП производителя Schneider Electric серии Easy9, но уже для 3-х фазной сети. На рисунке изображено 4-х полюсное устройство с подключением нулевого рабочего проводника.

Еще существует 3-х полюсное УЗИП этой же серии. Оно применяется в системе заземления TN-C. В нем нет контакта для подключения нулевого рабочего проводника.

3. Схема подключения УЗИП в трехфазной сети системы заземления TN-C.

Здесь изображен УЗИП фирмы IEK. Данная схема представляет собой обычный вводной щит для частного дома. Он состоит из вводного автомата, электросчетчика, УЗИП и общего противопожарного УЗО. Также на схеме показан переход с системы заземления TN-C на TN-C-S, что требуется современными нормами.

На первом рисунке изображен 4-х полюсный вводной автомат, а на втором 3-х полюсный.

Выше представлены наглядные схемы подключения УЗИП. Думаю они понятны вам. Если остались вопросы, то жду их в комментариях.

Нет постояннее соединения, чем временная скрутка!

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.

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).

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.

Типовая схема (упрощенная) порта 100Base-TX с приемником PoE Типовая схема (упрощенная) порта 100Base-TX с приемником PoE

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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):

Время реакции: <1нс
Сопротивление кабеля, Ом: примерно 100.
Скорость работы сети: 100-1000 Мбит/с
Максимальное напряжение: 6-12 В.
Максимальный ток: 5000 А.

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.

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.

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.

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.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений используются для защиты бытовой техники, сетей и оборудования в частных домах, коттеджах и зданиях. УЗИП необходимы для объектов, питаемых воздушными линиями ВЛ или ВЛЗ. Прибор предназначен для снижения влияния грозы и молнии на напряжение в линиях.

Защитные аппараты различаются по классам, устанавливаются в распределительных щитках дома, или квартиры.

Как выбрать схему подключения

Подбор типа и схемы установки УЗИП зависит от показателей напряжения в сети 220В (одна фаза) и 380В (три фазы).

Задачи, которые выполняют устройства защиты:

Бесперебойность. В приоритете не допускать перебоя снабжения потребителей. Подразумевает краткосрочное отключение молниезащиты и стабилизацию напряжения в сети.
Безопасность. В приоритете безопасность сетей и оборудования. Молниезащита не отключается ни на секунду, поэтому возможно прерывание снабжения.

Схема установки и способ монтажа приборов зависит от системы заземления объекта.

Схема подключения к однофазной сети

Система заземления tn-s соответствует современным требованиям безопасности. Нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) работают раздельно.

В схеме требуется установить УЗИП, состоящий из двух модулей с двумя отдельными клеммами для подключения фазного, нулевого и защитного проводов.

Система заземления tn-c-s считается комбинированной. Нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ) объединены от источника питания до вводно-распределительного устройства, далее разделены.

Система tn-c самая простая и устаревшая. При ней один провод (PEN) является и нулевым и рабочим проводником одновременно. При подключении УЗИП требуется подобрать простейший защитный аппарат с соответствующим напряжением.

Схема подключения к трехфазной сети

Подразумевает подключение через автомат или предохранитель. Установку УЗИП можно производить до и после установки счетчика. Второй вариант предпочтительнее, так как устройство защитит прибор учета от импульсного перенапряжения при коротком замыкании.

Выбор, установка и подключение УЗИП - зона ответственности собственников индивидуальных домов. Данный прибор поможет сохранить сети, оборудование и всю бытовую технику при ударах молнией вблизи дома. Поэтому пренебрегать УЗИП неразумно.

Сомневаетесь в выборе УЗИП, подходящего для проекта? Обратитесь за консультацией к инженерам компании ЕЗЕТЕК!

Система IP-видеонаблюдения - это совокупность сложных высокотехнологичных устройств с чувствительной электроникой. Эти устройства подвержены влиянию перенапряжений, бросков тока, статического электричества и т.п. А если мы говорим об уличном видеонаблюдении и, тем более, системах наблюдения на периметре, то дополнительную угрозу несут в себе наведенные напряжения вследствие удара молнии во время грозы. О том, как обеспечить грозозащиту и непрерывную работу системы видеонаблюдения, мы и поговорим в статье.

Ууууу. грозы для системы IP-видеонаблюдения

Для начала разберемся в терминологии. «Грозозащита» - устаревший и не подкрепленный нормативной документацией термин. В литературе встречается термин «молниезащита» и именно его корректно использовать для устройств, сооружений и комплекса мероприятий для защиты от прямого или непрямого попадания молнии. Однако, мы себе позволим в этой статье и далее использовать термин «грозозащита» для комфортного восприятия информации читателями. Да уж простят нас профессионалы в сфере молниезащиты.

Когда говорят о грозозащите, предполагают защиту от разрядов молнии при грозах. Удар молнии даже в нескольких километрах от объекта вызывает короткие импульсы в слаботочных сетях в несколько сотен вольт. Возможно ли защититься от удара молнии?

Удельная плотность грозовых разрядов в России достаточно мала и составляет около 3-х ударов в год на квадратный километр. Но если молния попадает в объект, то разрушения могут быть достаточно серьезные. Для защиты от прямого попадания молнии служат специальные сооружения, призванные перехватить удар молнии и отвести ее ток в сторону от объекта защиты. Это всем известные громоотводы. Термин «громоотвод» некорректный, но распространенный. Правильное название «молниеотвод», которого мы и будем придерживаться в дальнейшем. Никаких устройств локальной защиты от прямого попадания молнии, которые можно было бы подключить к IP-камере, не существует. При прямом попадании молнии камера просто оплавится. Для молнии характерны значения напряжений в десятки миллионов вольт, а тока - сотни килоампер в импульсе до 100 мкс. Комплекс мероприятий по устройству навесов и молниеотводов мы не рассматриваем в рамках данной статьи и предполагаем, что такая защита на объекте имеется априори.

Наиболее вероятная угроза для системы видеонаблюдения - это короткие импульсы перенапряжений. Причины возникновения таких импульсов:

удар молнии поблизости от объекта, в т.ч. в молниеотвод
Мощный электрический импульс и электромагнитное возмущение вызывает наведенную ЭДС в токопроводящих жилах цепей передачи информации и питания. В этой ситуации не помогает даже заглубление кабеля в толщу земли.
статическое электричество
Перемещения кабеля, ионизированный воздух, погодные явления. Все это может вызвать появление импульсов статического напряжения, способных вывести из строя оконечное оборудование - коммутатор или видеокамеру. Наверняка все испытывали на себе действие статического электричества, когда зимой снимали свитер из синтетических тканей. Неприятно, правда? Даже такого рода разряды опасны для микроэлектроники.
перенапряжения вследствие коммутаций и переключений
Подключение удаленной камеры, коммутация патчкордов в кроссовой, включение питания коммутатора на периметре, включение и отключение мощной нагрузки - это примеры переходных процессов в электрических цепях, сопровождающихся резкими скачками напряжения импульсного характера, что может вызвать сбои в работе и поломки.

Вне зависимости от способа возникновения импульсов перенапряжения, все они характеризуются значениями напряжения в несколько киловольт и временем воздействия в десятки мкс. И даже такого времени вполне достаточно, чтобы причинить непоправимый ущерб дорогостоящему оборудованию. Защитить от импульсных перенапряжений в информационных линиях и цепях питания призваны УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений). Специалисты старой школы могут вспомнить термин ОПН (ограничитель перенапряжений), что, по сути, означает то же самое.

Конструкция и классификация устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП)

Задача УЗИП - создать короткозамкнутую цепь на клемму заземления в момент воздействия импульса перенапряжения и тем самым предотвратить протекание тока через защищаемое оборудование. В то же время при отсутствии перенапряжений в цепи УЗИП не должно оказывать сколько-нибудь заметного влияния на режим работы оборудования.

Для УЗИП широко используются искровые и газовые разрядники, варисторы, диоды-супрессоры.

В зависимости от типа (класса испытаний) устройств защиты и их предназначения (защита силовых цепей, низковольтных устройств, информационных линий) используют различные схемы и комбинации вышеприведенных компонентов.

УЗИП различаются по классам от I до III. Классы УЗИП соответствуют классам испытаний:

УЗИП первого класса испытаний
Испытания по первому классу имитируют частично направленные молниевые импульсы с формой 10/350 мкс. Как правило, УЗИП класса I - это устройства для защиты общей электросети здания, которые устанавливаются на вводе.
УЗИП второго класса испытаний
Испытания имитируют уже наведенные молниевые импульсы с формой 8/20 мкс. Предназначены для защиты электроаппаратуры, вторичных цепей питания, линий связи. Устанавливаются уже после УЗИП первого класса.
УЗИП третьего класса испытаний
Испытания аналогичные второму классу, но расширены комбинированной волной из импульсов 1,5/50 и 8/20 мкс. Предназначены для защиты особо чувствительной аппаратуры и приборов, для которых не предусмотрено прохождение испытаний на устойчивость к импульсным перенапряжениям. Производители рекомендуют такие устройства для медицинской аппаратуры, серверов баз данных, устройств промышленной автоматики и телемеханики, дорогостоящих измерительных устройств.

Существуют УЗИП классов I+II и I+II+III. Это не значит, что они комбинируют в себе несколько устройств. Просто такие устройства соответствуют сразу нескольким видам испытаний.

В каталогах зарубежной продукции можно встретить разделение УЗИП по типам. Разделение устройств по классам принято в российских ГОСТ, а за рубежом принято использовать классификацию по типам. Тип и класс для УЗИП - это одно и то же.

Какой же тактики применения УЗИП следовать для системы видеонаблюдения?

Начнем с электропитания и общего ввода в здание. На нем обязательно применение УЗИП класса I. Но это, скорее всего, уже предусмотрено проектом электроснабжения. Устанавливать дополнительное УЗИП класса I на щитке питания системы видеонаблюдения внутри здания нецелесообразно. Но если щит электропитания вынесен из здания, то для обеспечения грозозащиты необходимы применение УЗИП класса I и организация локального заземления.

Далее необходимо защитить информационные линии и линии электропитания камер. Об этом стоит поговорить подробнее.

Защита со всех сторон

Как мы определили, ЭДС может быть наведена на любой токопроводящий объект и в первую очередь на кабели (электропитания и информационный). Причем, если установить УЗИП возле одного конца, например, информационной линии Ethernet, будет осуществляться защита только того устройства, возле которого находится УЗИП. Аналогично и для цепей питания слаботочных устройств. Почему же нельзя поставить одно УЗИП на линию? Здесь все очень просто. Сопротивление кабеля слишком велико для того, чтобы импульсное перенапряжение, возникшее на незащищенном конце кабеля, могло быть эффективно нейтрализовано УЗИП, установленным на другом конце.

Еще одним отличным решением для защиты центрального коммутационного и станционного оборудования будет применение оптоволоконных линий. Стекло не является проводником электричества и обеспечивает полную гальваническую изоляцию и защиту.

Типовые схемы создания защищенной системы уличного и периметрального видеонаблюдения:

В схемах показан вариант для камер с питанием по PoE. Если IP-камера питается отдельным напряжением, то для питающего кабеля также необходимо предусматривать защиту как на выходе из БП, так и при подключении к камере.

УЗИП для защиты сетей Ethernet в большинстве своем имеют класс II.

Внимание

Без подключения к заземлению УЗИП не обеспечивают защиту. При этом заземление должно быть организовано в строгом соответствии с требованиями ПУЭ. При проектировании видеонаблюдения необходимо выделить соответствующие требования к организации заземления в точках установки УЗИП в отдельный документ в составе проекта. Документ станет частью ТЗ для проекта электроснабжения и молниезащиты. Не стоит надеяться, что монтажник по месту прикрутит клемму заземления к любой ближайшей железке, и защита будет обеспечена.

Какое оборудование выбрать?

Стоимость устройств защиты на один порт Ethernet составляет от 300 до 6000 р. и более. Почему такой большой разброс? Мы умышленно сказали «устройства защиты», а не УЗИП. Существует великое множество недорогих устройств, заявленных как грозозащита линии Ethernet. Выяснить, что за схемотехника и какие способы обеспечения защиты используются в таких устройствах проблематично, в документации редко указываются необходимые данные для идентификации класса защиты, тем более информация о типе УЗИП и классе защиты. Причем узнать, работает это устройство или нет, спасет ли оно в тот самый момент, который и наступит то может быть один раз в жизни, без специального тестера невозможно. Можно, конечно, понадеяться на авось и установить что подешевле - заказчик все равно не проверит работу УЗИП, но выход из строя дорогого оборудования будет на вашей совести и серьезно скажется на репутации, подорвав доверие заказчика.

Мы рекомендуем обратить внимание на продукцию известных марок, таких как DEHN + SOHNE, PHOENIX CONTACT, HAKEL. Даже если вы выбрали качественное УЗИП, рекомендуется проверить его параметры специальным тестером. Стоимость такого тестера высока, и покупать его не имеет смысла, лучше взять в аренду либо договориться о проверке со специализированной организацией или представительством производителя. Только в таком случае вы можете быть уверены в высоком уровне защиты.

Будет ли выбор дорогих УЗИП стопроцентной гарантией от воздействия грозовых разрядов? Нет! Степень защиты УЗИП определяется параметрами напряжения и временем импульса. Если они будут превышены, защита может не сработать. Да и доказать, что устройство не сработало когда это нужно было, невозможно. В любом случае, если в ТЗ прописано требование обеспечить грозозащиту, установка качественных устройств защиты - это лучшее и единственное, что вы можете сделать.

Тактика использования УЗИП для внешних систем видеонаблюдения рассмотрена в нашем вебинаре "Технологии защиты систем видеонаблюдения" от 14.10.2016. Фрагмент вебинара о грозозащите для видеонаблюдения:

На канале VIDEOМАХ регулярно публикуются обучающие видео, демонстрации работы технологий, записи мероприятий. Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых технологий видеонаблюдения.Подпишись на канал

Типовые заблуждения

Встроенная защита в устройствах

Некоторые производители заявляют о грозозащите своего оборудования. С технической точки зрения это возможно. Почему бы не встроить схему УЗИП внутрь устройства? Однако, нередко у таких устройств отсутствует клемма заземления, нет описания класса испытаний или хотя бы параметров, которые можно было бы соотнести с нужным нам типом защиты. Какая защита установлена в таких устройствах и от чего защищает, можно только догадываться. Проверяйте информацию из рекламы в документации на продукцию.

Для защиты достаточно молниеотвода

Молниеотвод или в просторечии громоотвод - это комплекс мероприятий, направленный на перехват, распределение и растекание тока, возникающего вследствие прямого попадания молнии в объект защиты. Его задача - защитить здания и сооружения, взрывоопасные объекты, объекты энергетики и жизнеобеспечения от прямого попадания молнии и рисков, связанных с этим (разрушения конструкций, пожаров, взрывов, отключения электрогенерирующих мощностей и т.п.).

Установка молниеотвода ни в коей мере не может изменить величину наведенных перенапряжений в электрических цепях объекта. Задача ограничения перенапряжений ложится полностью на УЗИП в электрических коммуникациях объекта.

Грозозащиту можно проверить электрошокером

Для начала, электрический импульс электрошокера не похож на измерительный импульс для проверки УЗИП. Это серия импульсов с определенной частотой в десятки герц. Данные испытания никак не соответствуют характеру воздействий в виде одиночных грозовых перенапряжений. К тому же, контур замыкания дуговых разрядов электрошокера ограничивается металлом корпуса оборудования, проводником линии питания или информационного кабеля и не распространяется на цепь. Поэтому судить о работе или не работе УЗИП при таких испытаниях некорректно.

Для защиты достаточно заземлить камеру и экран кабеля

Если видеокамера имеет металлический корпус, а кабель используется экранированный, то заземление корпуса камеры и экрана кабеля обязательно. Сможет ли это защитить от возникновения импульсных перенапряжений? Частично. Экран кабеля имеет достаточно высокое сопротивление, чтобы обеспечить быстрое стекание тока, возникающего в его толще вследствие воздействия электромагнитного возмущения от удара молнии.

И ни в коем случае не заземляйте экран кабеля с двух сторон, если не уверены в равном потенциале земли. Иначе по экрану потечет постоянный ток уравнивания потенциалов, который будет уже действовать не кратковременного, а постоянно, и может нарушить работу системы.

Устройства грозозащиты - одноразовые

Существует мнение, что грозозащита подобна плавкому предохранителю и выгорает после воздействия разряда, вызванного молнией. Имея в голове такое убеждение, не захочется покупать устройство стоимостью несколько тысяч рублей. Так вот, это ошибочное мнение! Если в линии возникло импульсное перенапряжение в рамках класса УЗИП, то УЗИП выполняет свою функцию и не выходит из строя. Более того, при проведении испытаний УЗИП, его подвергают воздействию импульса перенапряжения не менее 15 раз. Если же УЗИП вышло из строя, то это означает, что импульс превышал расчетные значения, и тогда можно только порадоваться, что сгорело УЗИП, а не дорогостоящая IP-камера, коммутатор или сервер видеонаблюдения.

Подробно о правильном обеспечении молниезащиты систем видеонаблюдения в своем докладе на конференции для проектировщиков PROIPvideo2018 рассказывал представитель компании Ден рус Алексей Федоров:

Нормативная документация

При проектировании системы видеонаблюдения с грозозащитой полезно изучить следующие нормативные документы в этой области:

ГОСТ Р 51992-2011 «Устройства для защиты от импульсных перенапряжений в низковольтных силовых распределительных системах». Аналог международного стандарта МЭК 61643-1:2005
ГОСТ Р 50571.26-2002 «Электроустановки зданий. Часть 5. Выбор и монтаж электрооборудования. Раздел 534. Устройства для защиты от импульсных перенапряжений»
СО 153-34.21.122-2003 "Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций"
ПУЭ "Правила устройства электроустановок" издание 7

Заключение

Никакие нормативные документы не обязывают обеспечивать грозозащиту оборудования системы видеонаблюдения. Возможно, отдельными ведомственными нормативными документами и внутренними предписаниями заказчика установка УЗИП предусмотрена. Специалистам Видеомакс такие документы не встречались. В то же время установка УЗИП для ключевых камер и сетевых узлов коммутации позволит надежно защитить систему видеонаблюдения от воздействия импульсных перенапряжений, которые могут быть вызваны не только ударами молнии, но и статическим электричеством, коммутациями, включением и отключением мощных нагрузок.

Если в ТЗ заказчик прописал требование по обеспечению защиты от импульсов перенапряжений и грозозащите, вы теперь знаете что делать. Выбирайте соответствующей задаче УЗИП и выдавайте электрикам техтребования по организации заземления в точках установки УЗИП. Если же в ТЗ прописана организация молниезащиты, то настоятельно рекомендуем передать эту работу профессионалам, т.к. расчеты устройств молниезащиты довольно сложны и должны учитывать специфику объекта защиты.

Читайте также: