0,0
рейтинг
11 мая 2012 в 12:32

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

У великого русского поэта Тютчева не было компьютера и сети, иначе он бы не писал: «Люблю грозу в начале мая». В последние годы актуальность грозозащит стала поменьше — оптика, беспроводные технологии, но все же все же.
Если к вам в квартиру заходит кабель, и этот кабель — не оптический, гроза представляет угрозу для вашего оборудования.

Если у вас есть телевизор и он подключен к общей сети — кабельное ТВ, коллективная антенна (вдруг) — к чему угодно, что находится за пределами квартиры, гроза представляет угрозу для телевизора, (причем даже бОльшую, чем для компьютера).

Прежде чем говорить о защите от грозы (от молнии точнее), рассмотрим, с чем мы имеем дело.
Всех интересующихся физикой и «радиотехникой» молнии: сила тока, напряжение, длительность, спектр и пр. отсылаю к фундаментальному исследованию советских ученых от 1939 года.

Если вкратце, есть два объекта — облако и земля.
Облако в процессе движения «трется» о другие облака и об потоки воздуха, при этом оно обменивается зарядами с тем, обо что трется — электризуется.

Точно так же электризуется синтетический свитер, если его снимать через голову, искры, которые при этом трещат — самые настоящие молнии, той же природы, только маленькие.

Итак, облако набрало заряд, и его потенциал составляет несколько миллионов вольт. Тут есть нюанс: потенциал не существует сам по себе и измеряется относительно какого-то другого объекта, в данном случае земли.

Что такое земля с точки зрения электротехники? Это огромный проводник, фактически сферический конденсатор огромной емкости, который может в неограниченных количествах принимать и отдавать заряды.
При этом за счет своих габаритов и емкости сколько ни закачай заряда в землю, сколько ни забери заряда из земли, ее потенциал практически не изменится.
Именно поэтому потенциал земли считается равным нулю, и от него отсчитывают другие потенциалы.

В пространстве под облаком образуется такое себе распределение потенциалов:

image

На любых проводах, находящихся на открытом пространстве под грозовым облаком, наводятся потенциалы в несколько тысяч Вольт и более. 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.

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. Ток в молнии огромный, до сотен тысяч ампер, и электромагнитная волна получается очень мощной.

В «электро»-«магнитной» волне есть электрическое и магнитное поле (КО).
Куда они направлены? Электрическое поле — а именно оно нас интересует — направлено параллельно молнии.



В электрическом поле между любыми двумя точками существует разность потенциалов — напряжение, и это напряжение тем больше, чем больше расстояние между точками (ну и само собой тем больше, чем больше само поле).
Выражаясь по-русски, поле электромагнитной волны молнии наводит напряжения (нескольких видов) во всех железяках, которые встречаются на пути волны.

Какие именно напряжения?

Напряжение между проводами («противофазное»)



Как хорошо видно из рисунка, электрическое поле волны наводит в параллельных проводах напряжение, и это напряжение тем больше, чем больше расстояние между проводами.
Такое напряжение наводится во всех проводах, которые параллельны: воздушные линии электропередачи, телефонная лапша etc. Такое напряжение может попасть, например, в электросеть и вызвать кратковременный всплеск напряжения 220Вольт, или вывести из строя ADSL-модем (если по какой-то причине провод до модема идет по улице).
Однако в бытовых условиях это напряжение не очень велико за счет небольшого расстояния между проводами.
Именно для компенсации этого напряжения провода в витой паре свиты, и в магистральных телефонных кабелях — тоже. Как видно из рисунка, напряжения соседних «завивок» уничтожают друг друга, давая в сумме ноль (в идеале конечно, в реальности за счет многих факторов напряжение на витой паре при ударе молнии все же есть).



Как выглядит такое напряжение с точки зрения компьютера? Так, как будто ему в разъем сетевой карты резко воткнули вместо небольшого (менее 1 Вольт) сигнала несущей Ethernet источник со значительно бОльшим напряжением.

Итак, угроза номер 1: противофазные напряжения в линии связи при ударе молнии.

Напряжение на обоих проводах относительно земли («синфазное»)

Повторимся: напряжение между проводниками в поле волны тем больше, чем больше расстояние между проводниками. Но помимо проводов в линии связи, есть еще два проводника: сама линия связи и земля. Расстояние между ними много больше, чем расстояние между проводами в кабеле, значит, и напряжение между линией и землей тоже намного больше.



Как выглядит такое напряжение с точки зрения компьютера? Так, как будто соединили все провода в линии связи и подключили, допустим, к "+" источника напряжения. "-" этого источника подключен к земле.

«Да, но ведь наш компьютер не подключен к заземлению, и потенциал на линии относительно земли нам не страшен» — скажете вы, и представите вот такую картинку:



А откуда такой оптимизм, что компьютер не подключен к земле? «Подключен к земле» не означает, что из компьютера выходит толстая шина заземления, это означает, что между землей и компьютером есть какая-то электрическая цепь.

Есть ли такая цепь? Зачастую да.

В БП обычного системного блока никаких деталей между общим проводом компьютера (черный который) и «горячей» частью БП (которая в розетку включается) никаких деталей нет.

А в некоторых блоках питания мониторов и ноутбуков между землей компьютера и землей горячей части БП установлен конденсатор, назначение — подавление импульсных помех. Фактически через этот конденсатор ваш компьютер имеет прекрасное заземление для импульсных напряжений, в том числе и возникающих при ударе молнии.
«Стоп», опять скажете вы. «Блок питания разве заземлен?»
Да, поскольку в розетке есть ноль и фаза. Ноль бытовой сети 220 Вольт подключен к заземлению в обязательном порядке.

Итак, исходите из того, что ваш компьютер заземлен по цепи
общий провод компьютера -> общий провод монитора -> конденсатор в БП между горячей и холодной частью -> элементы горячей части БП монитора -> ноль сети -> земля
а ноутбук еще короче
общий провод схемы ноутбука -> конденсатор в БП между горячей и холодной частью -> элементы горячей части БП ноутбука -> ноль сети -> земля

А достаточно ли емкости этого конденсатора, чтобы представлять угрозу? Да. Обычно это несколько тысяч пикофарад, и если зарядить этот конденсатор до напряжения в несколько киловольт, его энергии вполне хватит для вывода схемы компьютера из строя.

Есть и другие варианты цепей, через которые компьютер может быть подключен к земле.

Если у вас есть ТВ-тюнер и в него включен кабель от кабельного ТВ, ваш компьютер надежно заземлен по цепи: общий провод компьютера -> наружная часть разъема антенны -> оплетка антенного кабеля -> заземленная кабельная коробка в подъезде.

Если у вас есть CDMA-антенна на металлической мачте, вкопанной в землю, ваш компьютер надежно заземлен по цепи: оплетка кабеля -> траверса (несущая ось) антенны -> мачта -> земля.

Фактически упрощенная схема цепи выглядит так



Итак, угроза номер 2: синфазные напряжения в линии.

Явление 2. Растекание тока от молнии и связанное с этим изменение потенциала земли

Об угрозах номер 1 и 2 многократно писали. Но есть и еще одна угроза, которую обычно обходят вниманием, правда, она актуальна в том случае, если компьютер по-настоящему заземлен (ТВ-тюнер, антенна — см. выше) и особенно актуальна для телевизоров (немного ниже о ТВ отдельно).

Что такое «земля»? Третья планета Повторимся: главное электротехническое свойство земли — это способность неограниченно принимать заряды.
А что еще может принимать заряды? Любая железяка, любой проводник, любой кусок электрической схемы, выступая просто как проводник. Такая «псевдоземля», конечно, принимает намного меньше зарядов, просто в силу габаритов, емкости если хотите, но все же принимает.

Итак, ударила молния. В молнии протекает ток, переносятся заряды, всякие там электроны.
А куда они переносятся? В землю, куда ударила молния.



В земле протекает ток, «растекаясь» вокруг места удара молнии. Потенциал земли вокруг места удара перестает быть нулевым, и если где-то рядом с ударом молнии находится ваше заземление, то его потенциал в момент удара резко возрастает, и через заземление в ваш компьютер или телевизор «затекают» из земли заряды от молнии.

А куда они дальше деваются? Для этих зарядов роль «земли» выполняет схема компьютера или телевизора, заряды растекаются в схеме, и через электронные узлы схемы протекают токи, которые могут привести к выходу этих узлов из строя.



Итак, при ударе молнии на компьютер/телевизор действуют сразу четыре поражающих фактора (оценка опасности субъективна и основана на ремонтном опыте):



Защита

Абстракция: защититься от потока можно двумя способами: закрыть поток или отвести его в другое русло.

Отвод потока энергии
Самый простой принцип грозозащиты: замкнуть или сбросить в землю лишнюю энергию, актуально для синфазных и противофазных напряжений.

Условная схема проста:



При превышении напряжения («провод-провод» или «провод-земля») пороговый элемент открывается и замыкает цепь.
Один из лучших вариантов пороговых элементов — газоразрядные приборы, самый простой вариант — обычная неонка.



Неонка — не лучший разрядник для таких целей: высокое внутреннее сопротивление, малая мощность рассеивания, да и вообще она не для этого.

Есть специализированные разрядники именно для защиты линий:



и грозозащита с таким разрядником



Варианты схем таких грозозащит в основном сводятся к тому, как посадить один дорогой разрядник на несколько линий и как еще добавить дополнительных защитных элементов (варисторы, искровые промежутки).
В интернете есть масса и устройств в продаже, и схем для самореализации.

Есть ли смысл применять такие защиты? Конечно есть, и была масса ситуаций, когда они выручали. Цена вопроса — несколько долларов.
Но обратим внимание вот на что:
1. Все защиты не касаются телевизоров и вообще заземленной техники (см. выше).
2. Все такие защиты оперируют с полной мощностью напряжений, наводимых в линии молнией, сбрасывая/замыкая часть ее.

Есть способ уменьшить мощность напряжений, наводимых в линии молнией.

Гальваническая развязка

В электротехнике и радиотехнике есть понятие «гальваническая развязка» — когда то, что нужно, передается, при этом электрической связи между передающей и принимающей частью нет.

Самый простой пример — трансформатор. Как он работает? Одна обмотка перемагничивает магнитопровод, за счет этого перемагничивания возникает напряжение во второй обмотке, вот как-то так:


Главное, что нас интересует в этом девайсе:
— первичная и вторичная обмотки между собой не соединены. Никак. Синфазные напряжения в принципе через трансформатор не пройдут
— вы можете подключить первичную обмотку хоть к мегаваттной электростанции — во вторичной обмотке вы не получите мощность больше, чем может пропустить через себя сердечник.

Если мы установим по трансформатору на все входящие пары ethernet, а в телевизоре — на вход антенны, то мы решим массу проблем.
Во-первых, мы железно развяжемся от земли и устраним самую опасную проблему — затекание токов от молнии в наш девайс.
Подчеркну — актуально главным образом для телевизоров, наблюдалось много сгоревших после грозы, причем выходили из строя не БП, а именно внутренние узлы с высокой степенью интеграции — процессоры, микросхемы обработки сигнала etc.
Во-вторых, противофазная помеха, конечно, попадет на вход устройства, но ее мощность будет ограничена трансформатором и вреда не принесет. К тому же вот теперь ее легко и надежно можно отсечь грозозащитой.
В третьих, синфазная помеха к нам не попадет вообще.

Красота? Конечно. Только не нужно забывать, что помимо защитных функций, трансформатор должен еще без проблем пропустить сигнал, и тут начинаются нюансы.

На входе сетевой карты в обязательном порядке трансформаторы стоят, вот первые попавшиеся в гугле схемы:



Но практика показывает, что в реальности толку от них немного, горят и сетевые карты, и все остальное. Возможно, это связано с особенностями конструкции, или с пробоем изоляции очень тонких эмалированных проводников, которыми они намотаны.

Изготовить самостоятельно такой же, но без крыльев но улучшенный трансформатор с магнитопроводом малореально — для частот Ethernet 100base-t и для телевизионных частот (сотни мегагерц) расчет и конструкция трансформатора сложны, плюс нужен особый высокочастотный материал магнитопровода.

Но все можно решить намного проще.

Трансформатор с деревянным сердечником

Берем кусок витой пары, полметра — метр, некритично.

Важно! Витая пара не должна быть повреждена, расплетена, нарушен шаг витков и пр. — аккуратно достаньте из кабеля, не тяните за провод!

Наматываем на любую неметаллическую оправку — можно вот так:

или так


Если серьезно, то наматываем на что угодно непроводящее неметаллическое, но чтобы удобно было. Как наматывать, число витков и пр. — некритично.
Оставляем концы по 5 см, фиксируем намотку — опять же чем-нибудь непроводящим, расплетаем концы и переплетаем по-другому: свиваем вместе концы одного цвета.

Получится вот что:


То есть каждый провод — отдельная как бы обмотка.

Это — трансформатор, но работающий на другом принципе: трансформатор на длинной линии.
Длинная линия в данном случае — кусок витой пары. В ней при работающей сети Ethernet возбуждается электромагнитная волна, причем ее энергия сосредоточена внутри пары (именно поэтому неважно на чем наматывать). Энергия поля этой электромагнитной волны обеспечивает передачу сигнала с одного провода на другой.

Как использовать такой трансформатор для защиты от молний?

Изготовьте два таких трансформатора. Включить их нужно в разрыв двух пар любым способом — можно просто аккуратно разрезать кабель, разрезать нужные пары и включить в разрыв эти трансформаторы. Полярность — некритична.

Сразу ответ на возникшие вопросы.

Это — не шутка, конструкция проверена и используется. Я в грозу не выключаюсь вообще, проблем не было, до этого сжег пару сетевых карт и материнку.

В Интернете есть подобные варианты трансформаторов, но намотанные на ферритовом кольце.
Я — противник этого: в передаче сигнала кольцо не участвует, но феррит — проводник, плохой, но проводник. Наматывая на кольце, вносятся ненужные паразитные емкости и появляется возможность пробоя на сердечник при ударе молнии.
Но на кольце, конечно, красивее выглядит конструкция. Дело вкуса.

На гигабитной сети не проверялось.

Потерь такая конструкция не вносит при длине витой пары в трансформаторе от 0,5 метра.
Измерения прибором (ВЧ-вольтметр импровизованный) падения уровня сигнала не показывают.

Линк до 100 метров работает так же как и работал — 0% потерь, время пинга не изменилось.
В общем, с точки зрения работы сети наличие в разрывах входящего сетевого кабеля двух таких трансформаторов никак не обнаруживается.

Другие грозозащиты я не использую.

Защита телевизоров

Здесь главная задача — отвязаться от земли, которая «приходит» по оплетке антенного кабеля. Принцип тот же: в разрыв кабеля включить такой трансформатор, но тут могут возникнуть нюансы.

Волновое сопротивление витой пары и антенного кабеля — разное, плюс к этому витая пара — симметрична, а антенный кабель — нет. Поэтому может упасть уровень приема некоторых аналоговых каналов (а может визуально и не упасть), могут появиться на некоторых — опять же аналоговых — каналах двоения. Можно поэкспериментировать с длиной куска витой пары в трансформаторе, можно попробовать изготовить аналогичную конструкцию из антенного кабеля.

Я на грозовой период к телевизору такую штуку делаю. Появляется небольшой снег на 1-м канале из 70-ти.

И в заключение важный момент.

Ничто вас не спасет от прямого попадания молнии в кабель. Более того, в такой ситуации вас будет заботить не сохранность сетевой платы, а чтобы квартира не сгорела.
Будьте благоразумны, не используйте идущие по улице и заходящие к вам в квартиру длинные медные линии связи.
Константин Кияшко @konst20
карма
185,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (78)

  • +7
    Прочитать бы мне эту статью лет 10 назад… Сколько хабов и свичей в домашней локалке бы сэкономили, жуть. :)
    • +2
      Кстати, телевизоры тех лет устойчивее к грозам. Современные же вылетают как спички, наблюдал убитых проблемой знакомых, у которых вылетел Самсунг страшно дорогой и навороченный — только купили, хотели в грозу отключиться от всего, но тут дедушка возжелал футбол досмотреть…
      • +1
        Только сажает сигнал (если вообще не режет диапазон частот) ТВ эти грозозащиты… А так их в кабельных сетях ставят (вменяемые монтажники), да и продаются они недорого как раз для ТВ.
      • +3
        в старой технике очень часто встречались разрядники
        не только в виде деталек, но и просто вытравленные на печатной плате
        ->||< — где || — это прорезь на плате
        • 0
          На плате кинескопа в ТВ есть, по-моему, даже и на современных — ну где сами кинескопы есть конечно.
          Говорят, что они искрят, только если нарушен вакуум в колбе кинескопа.
      • 0
        самсунг вроде уже давно озаботился проблемой и даже специально для России в комплект тв вкладывает электрический кабель с огромным таким ферритовым кольцом, не решение проблемы, но все же лучше чем ничего :)

  • +11
    Невероятно интересно! Спасибо! Давно не читал таких статей на хабре. Читается запоем!
    Все не дочитал, ввиду того, что сейчас рабочий день, но непременно статья ушла в избранное для чтения в приятной обстановке — для меня это в ванной!
    Еще раз спасибо!
    • +12
      Согласен. На фоне нытья о проблемах с твиттером, как бальзам на душу.
      • 0
        Сорри где на хабре, нытье о проблемах с твиттером?
  • 0
    В описанном трансформаторе изоляция — это немного воздуха и два слоя изоляции на проводах обмоток. Почему при ударе молнии эту изоляцию не может пробить?
    • 0
      Если речь идет об ударе молнии в кабель, подключенный к Вашему оборудованию, или в само оборудование, то это не лечится никак и ничем, я написал об этом в самом конце поста.

      А у витой пары изоляция нормальная — если ее ножом не зацепили. Пробивное напряжение изоляции можно оценить в несколько киловольт.
      Если ножом все-таки зацепили, то все равно до 1-2 киловольта через слой воздуха будет держать (это если оба провода зацепили).
      • 0
        Более того, есть еще момент. Если мы говорим о высоковольтных проводах, то у них есть явление усталости изоляции — они постоянно под напряжением, что-то меняет свойства, что-то разрушается.
        На витую пару таких нагрузок нет, поэтому она с точки зрения сохранения изоляционных свойств — вполне и вполне.
      • 0
        Не очень понятно, откуда такие оценки напряжения пробоя. Например, провод ПВ1 расчитан на напряжение до 450 вольт, а там изоляция — минимум два миллиметра ПВХ, что заметно больше, чем у витой пары.
        • +2
          Мы о разном говорим. Вы говорите о промышленном стандарте на __силовые__ провода, которые помимо прочего греются.
          Я говорю об изоляционных свойствах материала. По ПВХ данные не нашел пока, найду — сделаю апдейт.
          По воздуху — есть таблица, 20 кВ/см примерно, то есть 2 киловольта на мм. Вряд ли у ПВХ меньше чем у воздуха, думаю, много больше — если не поврежден и не под постоянной нагрузкой.
          • 0
            Понял вашу мысль.
  • 0
    ага, только если внимательно посмотрите на любую сетевуху, в ней уже есть катушка, при грозе она собственно и вылетает.
    • +1
      Скорее всего, изоляция там слишком слабая и пробивается. В предлагаемой конструкции вместо тонкого изоляционного лака толстая пластмасса.
    • +8
      Мне в далекой юности подарили старый комп — еще ХТ. Мы его на радостях разобрали, стали играцца. Достали винчестер, еще 5". Он класный такой, сбоку ручка какая-то, и возле нее надпись.
      Мы ж давай эту ручку клац-клац в разные стороны — прикольно!
      Поигрались, покрутили, потом читаем надпись возле ручки:
      «NO ROTATE!»


      Простите, но я это к тому, что в моем посте есть про трансформаторы на входе сетевой карты, и даже схемы есть.
      • +3
        Скажите, а что это за ручка и для чего она служила?
      • +3
        Поподробнее про ручку, если можно?)
        • +2
          Может как раньше в патефонах ручкой пластинку вращали, так и здесь, ручкой блины надо было раскручивать? :)
        • +4
          Рычаг механического привода головки с ленточной передачей (полоска толстой фольги наматывалась на эту «ручку») и тянула или толкала механизм перемещения головки. Когда-то тоже крутил этот рычажок, но к деструктивным последствиям сие не привело.

          Винчестер на 10 (или 30) МБ, MFM.
          • 0
            На 10 по-моему был. Проверяли потом — куча бэдов, но от вращения или просто были на винте — не знаю.
    • 0
      Не всегда. Вернее, не только «катушка». Поступивший высоковольтный импульс будет передан трансформатором дальше в схему. Я пробовал ремонтировать коммутаторы, не пережившие грозу. Замена трансформатора помогает в 40% случаев.
      • 0
        это понятно, просто внесение лишней катушки проблемы не решит — катушка вылетит точто также как и родная, особенно если шандарахнуло в паре десятков метров. У нас был случай — во всем здании сетевухи сдохли…
        • 0
          С защитой сетевых интерфейсов достойно справляются разрядники.
  • +1
    Статья читается на одном дыхании! Есть что почерпнуть для загородного домика.
  • 0
    У меня за 15 лет практики выход из строя техники от грозы был только один. И то, тогда молния ударила в мачту, на которой был закреплен кабель (т.е. можно считать, что попала прямо в кабель) сгорело тогда, конечно, много, но это, повторюсь, был единственный случай за 15 лет.
    • 0
      Всё зависит от конкретной местности, и это нужно конечно учитывать.
  • 0
    Ничто вас не спасет от прямого попадания молнии в кабель.

    Давным-давно в какой-то книге видел описание устройства для подключения внешней антенны, в котором на случай удара молнии был предусмотрен воздушный искровой промежуток, подключенный к заземлению. Идея была в том, что при ударе молнии в антенну промежуток пробивается и заземляет антенну. В описанной схеме не поможет включение таких искровых промежутков до обмотки трансформатора, ближайшей к «улице»?
    • 0
      А не лучше в таком случае перестраховаться и поставить молниеотвод, который и будет создавать разряд между землей и облаком во время грозы, помаленьку уменьшая напряженность поля?
    • 0
      Я иногда общаюсь с монтажниками одного провайдера. При прямом попадании молнии в кабель обычное явление — плавится/испаряется часть кабеля, с их слов. Какой уж тут промежуток :)
      Но, к слову, это большая редкость — такое попадание, всего за несколько лет — два или три случая.
      • 0
        Испарение кабеля в месте удара молнии — это нормально; проводники тонкие, сопротивление высокое, они нагреваются и испаряются. Так что для меня это не довод в пользу бесполезности искрового промежутка.
        • 0
          Возможно, Вы правы. На определенных конструкциях это, возможно, было бы разумно.
  • 0
    Да уж, была бы оптоволоконная связь дешевле, не было бы таких проблем. А так — приходится либо «включать соображалку», либо менять сетевое оборудование после каждой хорошей грозы.
    • 0
      Дык нормально — FTTB, оптика висит до дома, дальше вам много легче — все медные кабеля уже в здании, в самой аварийной ситуации Вас спасает простая грозозашита. Это много безопаснее, чем медный кабель через улицу шурует или с крыши на крышу.
      • 0
        Вот, кстати, как вариант — прокладывать витуху в земле (если есть возможность воспользоваться готовой траншеей) или же мотать ее вокруг газовой трубы.
  • 0
    Знакомый тянул домовую сеть с дома на дом. Между домами шла ЛЭП.
    Когда подключили сеть через грозозащиту (как в первом примере на фото), этот разрядник просто светился за счёт постоянных пробоев.
    • 0
      Тут еще есть элемент наведенного потенциала.
      Вот как раз в этой ситуации хорошо бы развязаться от линии.

      Кстати, слышал историю, как ребята тянули сеть __НАД__ ЛЭП 110 кВ и уронили на нее кабель.
      Ой че было… Встал один цех завода — туда линия шла, несколько юзеров в больничке с ожогами отметились, сколько техники погорело и мелких пожаров потушили — и не считали.
      • +3
        Налицо нарушение ТБ и ПУЭ, в общем ССЗБ :)
      • 0
        Тянуть _над_, это жесть.
        Сейчас всё на оптику поменяли.
        • 0
          это был, если мне память не изменяет, 2005 год.
          Оптика тогда была недостижимой красивой мечтой, как и подземные кабельные колодцы (во всяком случае в наших широтах).
          • 0
            Конечно, в те времена об оптике можно было только мечтать.
      • +1
        Не удержался))

  • +6
    Маленькое уточнение по физике:

    Исторически принято, что направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов. Поэтому, если изображать стрелочками направление тока молнии, то оно может быть как от земли к облаку, при отрицательном заряде тучи (что чаще всего и бывает), так и от облака к земле при положительном заряде облака (что бывает редко).

    Но я понимаю, если в научно-популярной статье нарисовать у молнии стрелку тока вверх, то большая часть людей не поймет автора.
    • +1
      Плюс к этому можно внести понятия «стример» и «лидер», которые стремятся навстречу друг другу, но это уже материал другой статьи.

      Это тоже взорвет мозг обывателю, думающему, что молния бьет сверху вниз.
  • 0
    Спасибо! Отличная статья! Кроме материала еще понравились облака и домик. Чем рисовали?
  • +1
    Кстати, преимущество предложенного способа защиты — не нужно заземление.
    В «нетпротектах» оно необходимо, иначе толку маловато.
    • +1
      Без заземления Вы погасите только противофазную часть.
      Но она гарантированно есть на компьютер действует.

      Без земли на «нетпротекте» вы не справитесь с синфазной частью, но если у вас точно не заземлен компьютер, на эту тему можно не заморачиваться (хотя как можно быть уверенным на 100%, что нигде нет паразитной земли?)
  • +2
    Кстати, помимо газонаполненных разрядников, есть еще один интересный класс устройств для защиты от перенапряжений: TVS-диоды. Стояла задача защитить микроконтроллер от прямого воздействия электрошоккера, и диод с ней справился на ура. kazus.ru/articles/369.html
    Правда, наверное это больше интересно разработчикам аппаратуры, нежели конечным потребителям.
  • +1
    Но на кольце, конечно, красивее выглядит конструкция.
    На коте куда лучше!!!
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • +1
      Можно. Можно даже пассивный хаб сделать на трансформаторах:

      Тут подробное описание: http://web.archive.org/web/20090227150859/http://nag.ru/2001/0506/tdr.shtml
    • 0
      Я подозреваю, что на этапе расплетения пары на нужное расстояние сигнал станет настолько отвратительным, что связи (по крайней мере на 100Base-T) не будет.
      • 0
        Зря. Вы не представляете, какие извращения с кабелями выдерживает 100Base-T
  • +1
    Да, поскольку в розетке есть ноль и фаза. Ноль бытовой сети 220 Вольт подключен к заземлению в обязательном порядке.

    К сожалению, как показывает исключительно мой опыт, это утверждение на практике имеет «рекомендуемый» характер.
    • +1
      Ноль заземлен, по крайней мере, на подстанции. Конструкция трехфазных трансформаторов просто не позволяет этого не сделать. А вот по пути до вашего дома на нулевом проводе может набраться значительный потенциал. Я уже не говорю о проделках криворуких монтеров, меняющих местами ноль и фазу…
      • +1
        Зануление и заземление всё же существенно разные вещи, не? Зануление это всего лишь выравнивание потенциала нуля внутри дома, и только в идеальном случае с выводом на землю.
        • 0
          Разные, кто ж спорит. Зануление — соединение корпуса с нулевым проводником (N), который (в идеале) имеет потенциал земли. Заземление — соединение с землей специальным проводником (PE), через который не течет ток нагрузки. За счет этого его потенциал гораздо ближе к потенциалу земли, чем при занулении.
          Путь в землю (не электротехническую «землю», а именно в массу нашей планеты) есть и в том, и в другом случае, более или менее длинный.
          • +2
            Про зануление неверно. Если очень по простому, то зануление это способ заземления в сетях с глухозаземленной нейтралью TN (over 9000% бытовых сетей), для этого в сетях TN-C используется N проводник, а в TN-S уже PE. А выравнивание потенциалов внутри дома это немного другое.
  • +1
    Очень полезная статья и исключительно доходчивая и точная подача материала. Респект! Автор, пиши еще.
  • –3
    Очень круто. Только рассуждая про компьютер, вы забыли, что обычно в доме есть рутер/свитч от провайдера, который на себя все вопросы с грозами берёт. А чаще всего он подключен по оптике, так что вопрос вообще не в тему.

    Насчёт TV… Проблема касается только аналогового кабельного ТВ. Любое другое приличное цифровое таких проблем не испытывает.

    • 0
      Простите, уважаемый amarao, никак не могу во всем с Вами согласиться.

      Обосную.

      1. Ситуация: FTTB, оптика заходит в дом, ящик в чердачном помещении над 1-м подъездом. Абонент подключается в 4-м подъезде, и к нему идет 50-70 метров кабеля по чердаку, обычного UTP. Защита от наводок на этот кабель от молнии минимальна — только шиферная крыша, и в абонентском кабеле наблюдаются все явления, описанные в посте для противофазных и синфазных напряжений.

      2. Описанное вами, в том числе про «забытый рутер», не имеет никакого отношения к явлению затекания токов от молнии через заземления — к заземлению компьютера рутер никакого отношения не имеет.

      3. Я не большой знаток цифрового ТВ, но опять же возьму на себя смелость утверждать, что любой телевизионный кабель имеет высокую вероятность того, что его оплетка заземлена по цепи
      оплетка кабеля -> корпус коробки-распределителя -> заземление,
      а значит, и общий провод тюнера, и общий провод телевизора подключены к физической земле.
      При этом цифровое телевидение или аналоговое — роли не играет, ну кроме того, что появляется еще одна мишень поражения — тюнер.

      Наличие земли на кабеле легко проверить, измерив напряжение между кабелем и фазой в розетке. Проверьте на «приличном» кабельном ТВ, буду признателен, если отпишетесь.

      Но я согласен с Вами, что есть ситуации, когда описанные мной проблемы неактуальны. Например: вся сеть и вообще вся электроника находится либо в железобетонном здании, либо в здании, обшитом проводящим материалом (есть такая технология утепления, с применением металлических пластин).

      Дело в том, что и арматура ж/б здания, и металлическое его покрытие заземлены. Таким образом, здание с точки зрения электромагнитной волны — железная закрытая коробка, и такое здание замечательно экранирует электромагнитную волну от молнии.

      Плюс к этому такое здание принимает на себя затекание зарядов от молнии через землю, и в заземленную электронику этих зарядов попадает много меньше.

      Пример: торговый центр, 3 этажа, в здании — сеть, уложено порядка 2 км UTP, грозозащит нет, в здание заходит оптика.
      Здание обшито металлической теплоизоляцией:


      Первые куски сети заработали еще в 2007-м. Случаев поражения техники — компьютеров, телевизоров (а в здании 2 магазина техники) или сетевого оборудования грозой не было ни разу.
  • +2
    При ударах молний, несмотря на хорошо проработанную теорию, случается масса вещей понятных не очень и непонятных совсем. Примеры из жизни (своей):
    1. бабах примерно метрах в 50 — 100 от хрущевки. С неба в землю. Сгорели:
    — полупроводниковый датчик температуры (обратной кривизны) в холодильнике
    — старая телевизионная трубка (цветная) выключенного из сети телевизора (замена)
    — переходник с пульса в тон (определитель номера) в телефоне (это как раз понятно)
    — в мобилке от испуга умер аккум.
    — перегорела выключенная лампочка в кладовке
    все остальное выжило, комп был включен и не заметил ничего, включая то, как его хозяин чуть не упал со стула от удовольствия. сеть — вайфай не прервалась.
    2. бабах на пляже в воду дистанция такая же (некоторые говорят 20-30м). В руках ноут. Был выронен на песок с высоты сидящего по турецки колена. Полностью выгорела матрица. После замены все заработало.

    Никаких последствий внутри организма замечено не было.
    • 0
      Вот теперь все ясно!
      После второго удара молнии (который сжег Вам матрицу) Вы стали айтишником и начали писать хорошие посты и комменты на Хабре :)

      (пожалуйста, не обижайтесь на шутку юмора)
    • 0
      Я приведу случай из той же серии, более экстремальный, но тоже с необъяснимыми последствиями.
      Старый, красивый храм в Луганской области. Молния попадает прямо в купол (он проводящий и незаземлен).
      В храме перегорают:
      абсолютно все энергосберегающие лампочки (говорят, очень ярко ярко вспыхнули)
      старый советский усилитель «Амфитон»
      простенький импортный микшерский пульт.

      Остаются целыми:
      два радиомикрофона: полупрофессиональный Sven и какой-то совсем домашний с тусклой надписью Sony.

      В процессе ремонта усилителя и микшерского пульта было выяснено, что в усилителе (был выключен, в т.ч. из розетки) сгорели все мощные выходные транзисторы. Маломощные компоненты остались целыми.
      В пульте сгорело несколько операционных усилителей.
      • +1
        Немного не в тему, но напомнило:
        Храм в Ярославле, напротив какого-то института, название не помню, не того было (я в нем свой манипулятор для лазерного резака сдавал, а он, собака, работал плохо, ЦАПы плыли). Перед храмом площадь, на храме купола золотые. То ли суббота, то ли праздник церковный, на площади народа полно.
        Тут манипулятор наконец заработал, все довольны, бахнули по случаю, открыли окно, проветрили, выглянули, а народ внизу ведет себя как-то странно, бабки прямо в асфальт лбами, поп ошалелый носится, а наверху одна луковица (небольшая такая) сияет неземным красноватым цветом. Мы тоже прибалдели, я рукой махнул, свет пропал и опять появился. Задумались… Опять же свет какой-то хорошо знакомый. Оказалось — лазер у нас инфракрасный, промышленный, а прицел тоже лазер, но обычный — красный, от зеркала на манипуляторе ушел в окно прямо на эту луковицу.
        Мы бахнули еще раз и окно закрыли.
  • +2
    Если серьезно, то наматываем на что угодно непроводящее неметаллическое, но чтобы удобно было Котэ на картинке выше хоть и не металлический, но кажется вполне токопроводящий:)
    • 0
      Простите, парсер съел тег «quote»
    • +2
      Я давно подозревал его в этом. Вот думаю: чего это кошак возле розеток трется? А он токопроводящий, морда рыжая наглая!

      Вообще, я вам скажу, мотать на котэ неудобно. Котэ был сильно против того, чтобы на нем мотали трансформатор грозозащиты.
  • 0
    Все равно не очень понятно как использовать данный «трансформатор»…
  • 0
    В как входящий электрокабель для компьютера защитить?
  • 0
    А как тогда телефонная лапша защищается по этой схеме? Сюда это применимо?
    В доме стоит сплиттер, который дает ADSL-модем и телефон.
  • 0
    Да, пост супер, спасибо :)
    Я только не до конца понял (может туплю?) — как их включать в разрыв? У одного такого трансформатора 4 вывода… Делаем разрыв одного провода в кабеле — имеем 2 конца… И что куда подключать?
    • 0
      Антенный кабель представляет из себя коаксиальный волновод, в нём два «контакта» — центральная жила и оплетка. Разделены они диэлектриком. Соответственно — один выход трансформатора к оплетке и жиле входящего кабеля, другой — к оплетке и жиле выходящего.
      • 0
        А в случае с Ethernet'ом? Тоже? Т.е один трансформатор выводами на пару приёма, второй трансформатор выводами на пару передачи?
        • 0
          С Ethernet'ом ещё проще, симметричная структура:
          ------------------------> <--||--> < — ------------------------> <--||--> <----------------------
          • 0
            я хотел сказать:
            ------------------------> <--||--> <----------------------
            ------------------------> <--||--> <----------------------

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.