Записки старого админа

Грозозащиты предназначены для защиты портов коммуникационного оборудования от всевозможных перенапряжений или недопустимых бросков тока в магистрали, а также сброса статического напряжения с проводников к которым они подключены.

Существует много разновидностей грозозащит и для разных целей. В данной теме, рассматривается грозозащита для Ethernet сетей на скоростях до 100 Мб/сек.

Итак, всё это дело началось очень давно — потому как в то время когда я работал на фирме провайдера, который занимался в то время dialapом, было предложено мной развитие интернета в сторону локальных сетей.
И тут все понеслось:
Проэткы, расчёты, договора, создание под это дело специализированного сервера, в общем работа крутилась, а я как предложивший данную идею — тянул больше всех ( как говорится инициатива наказуема 😉 ). Ну в общем, по истечению месяца, была собрана и протестирована «умная» локальная сеть на двух микрорайонах и связь между ними. Нацепляли объявлений, подключились люди, но…. Радовались к сожалению не долго — первая гроза, а дело было перед маем, и ПШЫК!!!! :(.

Попробуем понять, что произошло в грозу.

Если вы знакомы с принципом работы конденсатора, то примерно то же самое происходит между тучей и землей в момент гроз, а провода которые между домами и есть те самые проводники конденсатора, которые накапливают статику и время от времени выплескивают её наружу.
Для защиты от данного накопления статики на этих проводах, используются грозозащиты, через которые статика уходит в землю.

Мы и решили себе купить несколько десятков данных устройств, но как мы были удивлены что на тот момент выпускали их только фирма APC и цены соответственно не совсем дружелюбны, поэтому мы решили создать подобное устройство сами. Прошло уже 5-7 лет с момента создания первой грозозащиты, с тех пор они активно защищают наши сети. И потерь практически не наблюдается.

Теперь о самом устройстве.

Теория:
Устройства грозозащиты предназначены для защиты от действия электростатического напряжения в предгрозовой период, а также для снижения амплитуды наведенных помех, воздействующих на оборудование локальных вычислительных сетей в грозовой период. Они способны обеспечить защиту только от вторичных воздействий молнии, и неэффективны в случае прямого попадания молнии в кабель.

По назначению их можно разделить на четыре группы:

защита информационных портов оборудования Ethernet;
защита информационных портов модемов;
защита информационных портов на коаксиальном кабеле;
защита устройств различного вида от перенапряжений, возникающих в питающей сети переменного тока 220В 50Гц.

Ниже рассмотренная схема, и ее модификации без особых затруднений выполняет ей поставленную задачу, и при этом не сильно садит сигнал на ликах. То есть, при длине линка слегка превышающим стандарты, до 120 метров — без проблем выполняет поставленные ей задачи.
Сразу замечу, что никакое из рассматриваемых в данной статье устройств не способно защитить от прямого удара молнии. Однако, мне пока неизвестны случаи прямых ударов молний в провода локальных сетей.

Принцип действия:

При нормальной работе диоды запираются за счет встречно включенного ограничителя напряжения (и энергии полезного сигнала). При превышении порога срабатывания ограничителя на нем превращается в тепло выпрямленный на диодах сигнал. При повышении напряжения относительно земли в пределах 18,56-230В и выше, срабатывает варистор, затем разрядник или что его заменяет. Малый статический ток убегает через параллельно включенный резистор или конденсатор разряднику (в зависимости от модификации).
В схеме использованы быстродействующие диоды, что позволило разработать более чувствительную грозозащиту к статике.

Ниже, привожу принципиальную схему и фотографии готовых устройств.

Принципиальная схема:

Одна из плат, со стороны дорожек.

Плата с диодами:

Другой вариант платы с другими диодами:

Вариант платы с варисторным сбросом статики:

Вариант с разрядником (первая пробная плата, на которой зафиксированы проводники силиконом, что не имеет смысла именно таким способом):

Вариант с неонкой сбоку:

Вариант с неонкой и пластиковым гнездом:

Вариант с неонкой и железным гнездом:

Общий вид со стороны, несколько штук:

А вот ещё одна фотка — грозозащита лежит на спичичном коробке:

После того как грозозащита собрана, ее нужно протестировать. Я это делаю на понижающем трансформаторе (близком по току к сварочному аппарату). Делаю примерно таким образом:
Наматываю метров 20-30 витой пары вокруг этого трансформатора, что бы сделать сильную индукцию (теоретически линки могут даже не подняться). Потом обжимаю этот провод с двух сторон и обе стороны в вставляю в разные свичи, которые подключены к разным компам (в моем случае это ноут и стационарный ПК). Запускаю большие пинги между компами, если всё ок, то подключаю посматривая на пинги по очереди с обеих сторон грозозащиты. Убедившись что пинги идут стабильно, хотя бы секунд 30 — минуту, делаю кратковременное включение и выключение трансформатора около минуты. При этом в проводах генерится индуктивная эдс, которая также не желательна в сети. При срабатывании грозозащиты, наблюдается увеличение пинга или вообще отсутствие его. После отключения транса или включения его в стабильный режим работы, пинги снова начинают активно бегать. При этом сетевые карточки и порты свичей остаются живы. Если проделать тот же самый эксперимент без грозозащит, то как минимум порт у свича вылетит, или вообще пробьет процессор.
ПРОВЕРЕННО, НЕ РИСКУЙТЕ!!!
КАРТОЧКИ НА НОУТЕ И КОМПЕ ВЫНОСНЫЕ (ТО ЕСТЬ НЕ ВСТРОЕННЫЕ)..
ИНАЧЕ МОЖЕТ УБИТЬ МАТЬ, ЕСЛИ ЧТО ТО ПОЙДЕТ НЕ ТАК..

PS. Ну, вот и всё.
Теперь вы знаете как делать грозозащиты.
Можете собирать сами, ну или в принципе также можем договорится о сотрудничестве 😉
Если вам понравились мои грозозащиты и вы желаете их у меня заказать, оставьте свои данные на форме обратной связи, и я с вами свяжусь.

Рекомендую к просмотру «Часто задаваемые вопросы по заказу грозозащит»