Грозозащита и развязка по питанию 12 В

[Diver52]

Друзья, нужен совет. На даче у меня есть беспроводной интернет и усилитель сотовой связи. Антенны находятся на высокой мачте. Разумеется, стоит заземление. Но я прекрасно понимаю, что если жахнет молния, то погорит не только сетевое оборудование, но и вся электроника в доме. На практике заземление мачты может не спасти. Я много лет работаю связистом, и видел плачевные последствия ударов молнии в заземленную мачту, везде стояла грозозащита, все было сделано у клиентов по феншую. И как результат, половина сгоревшей электроники. По мощности интернет и усилок в сумме потребляют не более 10 Вт, напряжение 12 В. Если можно, то нужно передать эту энергию на расстояние 20-30 см, чтобы избежать дугового разряда молнии. Интернет идет по Wifi, сотовая связь не требует проводов. Главное - это развязать только питание. Либо поставить какой-нибудь разрядник и гальваническую развязку. У меня не стоит цели защитить сетевое оборудование - я понимаю, что никакая грозозащита не поможет. Цель защитить остальную электронику, чтобы заряд не перекинулся на сеть 220 В или другие провода. Буду рад любым советам или схемам. Я рукастый и умею паять.

[gsmart]

По мощности интернет и усилок в сумме потребляют не более 10 Вт, напряжение 12 В. Если можно, то нужно передать эту энергию на расстояние 20-30 см, чтобы избежать дугового разряда молнии

Для питания использовать аккумулятор, который периодически подзаряжать в отсутствии грозы.
Если с АКБ использовать солнечную батарею, то и подзарядка будет автоматом.

Умформер с валом из диэлектрика (дерева, пластиковой трубы или ещё чего) между мотором и генератором, длинной хоть два метра.
Небольшой гидромотор/гидравлический двигатель для вращения генератора, масло подавать по резиновым шлангам, армированным тканью.

[vlasovzloy]

Да, сигнал по беспроводам. А питание от солнечной батареи. Можно какое то зеркало сделать и на него светить ну не знаю лазером там или прожектором мощным пучок сфокусировать

Добавлено after 43 seconds:
Имею ввиду когда солнца нет

Добавлено after 45 seconds:
Унформер и жижа не вариант. Пробьет дугой только в путь

[AlexS4]

согласен, аккумулятор и солнечная панель + светодиодный узкоугольный прожектор/фара наверное вариант. но лучше не 20cm а метр+ скажем ...нунавсяк

еще можно построить самодельный высоковольтный синфазный предохранитель: засунуть 2 изолированных провода <0.05 скажем в водопроводную пп трубу длиной метра 2 , заполнить трубу чистым сухим песком и загерметить, с силовой стороны поставить 2 мощных NTC варистора с 0 и фазы на точку заземления защитного зануления. вероятнее всего импульс тока при разряде будет приемлемым. 1витая пара из utp а еще лучше обмоточный провод в лаке (обуглившийся пвх во время разряда станет проводником и сам чутка увеличит энергию импульса на защищаемом конце)


но это все не спасет сеть от молнии жахнувшей в воздушку по которой подведена сила...
если грозоопасная местность то видимо надо чтото грандиозное строить на входе силы внутрь
а мачту запитывать от внешней стороны.

[Diver52]

Спасибо. Синфазный предохранитель и варистор мне кажется лучшим вариантом и без особых заморочек. На текущий момент у меня как раз всё питается от аккумулятора 12 В, а не от линии 220 В. Вариант с солнечной батареей и прожектором, конечно, можно сделать. Но как по мне, это дорого и не эффективно. Чтобы получить 10 Вт энергии, нужно будет затратить 200 Вт в лучшем случае. Светодиодный прожектор полностью отменяется, ибо не содержит в своём спектре энергии. Как-то даже пробовал - светодиод даёт раз в 10 меньше энергии, чем лампа накаливания при тех же затратах. На крыше солнечная батарея зимой совершенно бесполезна. Тем более, когда её занесёт снегом. Я живу на даче не всегда, поэтому не вариант чистить снег.

[tonyk]

Питать нагрузку через развязывающий трансформатор. Мощность транса должна соответствовать нагрузке, с минимальным запасом. Правильно сказали про варисторы, уточню, что варисторы должны стоять с обеих сторон, как и плавкие вставки. Тогда при ударе молнии транс не сможет передать в сеть мощность всплеска больше своей, а её поглотят варисторы со стороны первичной обмотки, которые нужно выбрать, исходя из мощности транса. При такой схеме сгореть может передатчик и развязка, но в сеть большая помеха не уйдёт. Я по такой схеме питаю видеокамеры, стоящие на столбах молнии защиты на подстанциях. Мне не известны случаи выхода из строя ИБП, которые через такую развязку питают видеокамеры. Трансы использовал с экранирующей обмоткой.

[AlexS4]

>светодиод даёт раз в 10 меньше энергии, чем лампа накаливания

нужен IR-LED.

[vlasovzloy]

Я подозреваю нужно ик диодами светить. Но это не точно

[74LS00]

Убило электронику скорее всего статикой, так что всю вашу конструкцию тоже убьёт.
Кроме того подобное оборудование очень низкого качества, никакой герметизации, тонюсенький пластик, намёков на заземление и близко нет.
На работе попался хаб с половиной выгоревших портов, ноги микросхемы обуглились, хотя все дырки через трансформаторы которые не сгорели.

Врятли через розетку убьёт электронику с большей вероятностью чем попав в столб.

[AlexS4]

чтоб не выдумывать в стиле попжурналистики надо просто понимать законы ома и кирхгоффа, лучше в комплексном виде и представить себе схему воздействия грозового разряда на оборудование, тогда станет ясно почему иногда "заземленные" приборы выходят из строя а незаземленные выживают.

я не проводил экспериментов с грозовыми разрядами но мне кажется задача защиты свч трактов некоего изолированного устройства (потенциал которого можно отвязать надежным ограничением токов как в обсуждаемом случае) вполне решаема на коленке, без дорогих компанентов. для 2-5GHz правильно посчитанная шунтирующая петелька из медной трубы будет отличной защитой, 10W как отвязать с импульсом менее 10..100A я выше предложил, вместо варисторов можно тиристорные замыкатели, и например, конечно, нужно толстое соединение между упомянутой медной трубой снизу и варисторами/тиристорами со стороны нагрузки, ненадо через дорожки печатной платы модема пропускать импульсы в 100A !))

феньшуй в понимании а не в цене бестолково примененных компанентов имхо

сложно защитить силовой ввод от прямого попадания молнии в низковольтную силу потому что импульс тока через любые известные на сегодня силовые аварийные размыкатели будет многократно выше номинального тока через них и 50A нужные дому легко превратятся в импульсный 100kA скажем, с энергией в многие MJ.
я бы наверное начал исследования с мощных тирристорных замыкателей если бы задача была моей...

2я проблема защиты дома это импульс напряжения на сопротивлении заземления, это может быть неск kV, но здесь все относительно просто - нужно надежное зануление всего, включая металлические трубы итп и единственная точка соединяющая зануление с заземлением. ну и само заземление должно быть таким чтоб не отгорело и не было опасности разрядов с холодильника через окошко на улицу .

[Diver52]

Всем большое спасибо. Наверное, лучший вариант, чтобы меньше колхозить - это цепочка из плавких предохранителей, варисторов и развязывающего трансформатора. С заземлением у меня все отлично: мачта соединена надежным болтовым контактом с 4-мя СИП проводами в параллель. Общая толщина где-то с палец. В землю вбиты на глубину 2 метра 3 стальных уголка. Расстояние между ними 1,5 метра, сварены между собой таким же уголком. И также болтовое соединение с сип кабелем, смазанное снаружи литолом, чтобы не окислялось от земли и влаги. Когда я на месте, то при наступающей грозе отключаю все провода и питание.

[covid-19]

Всё не так плохо как кажется. Пробивает по ближнем пути. Если правильно заземление подключено то не пробьёт напрямую ясно дело.
Все как всегда забывает о общей и единственной точке подключения. Даже все эти твои шины с десятком мОм и сколько там будет индуктивности уже на десятках и сотнях кА с таким крутым фронтом на них будут падать киловольты.
Мачту подальше отнести по возможности.
Прокладывать заземление вокруг дома тогда точно с голодильника в окошко не полетит дуга.

По БС сотовым бьют разряды не редко и не чего в большинстве случаев обходится. Силовые линии тоже защищают ОПН шоб изолятор не пробивало и тоже обходится если есть достаточное расстояние до транса.
Я ВН разряд в сеть пускал шокером (ток вы мой шокеры не знаете это вам не кОтайская трещалка) при съезде с квартиры вылетели все включенные ЛН, сработали автоматы защиты все. Это всё прям с нескольких разрядов. На счётчике погасли индикаторы (может просто так, может и жив просто нагрузки нет). Пропустил в домофон-земля и домофону тоже пизда настала, ethernet тоже получил по инерции после этого сети уже не было возможно только на этом порту. Да всё получило.

[vlasovzloy]

Я б чйца долго окручивал за такое

[As]

Diver52 писал(а):

...Наверное, лучший вариант, чтобы меньше колхозить - это цепочка из плавких предохранителей, варисторов и развязывающего трансформатора...

Если имеете дело с оборудованием связи - можно поискать демонтированные блоки защиты, которые ставились в точке перехода с воздушной линии связи на кабельную, ещё лучше - те, что ставились на линии, имеющие пересечение с ВЛ-10КВ... Там и предохранители нужного типа, и система разрядников, воздушных и газовых, ну, и достаточно надёжный конструктив... Неисправные не попадались - значит, надёжность достаточно высокая...

[AlexS4]

As, а на какой ток там плавкие предохранители? боюсь от 10+A , а здесь чем больше пред тем больше нужен варистор, вот и получается что только самоделка или пром плавкий + собачья будка с парой варисторов )

[As]

...Там, обычно, предохранители на 1 или 0,25 ампера (цепи сигнальные, большого тока там неоткуда взяться...)
А предохранители интересные, порядочной такой длины...
...Кстати, в цепях питания тех же РРЛ варисторов я что-то не видел, только газовые разрядники на 450 вольт...
...И ещё один намёк: защиту можно каскадировать, т.е. включить несколько ступеней защиты последовательно, эффективность будет несколько выше...

[covid-19]

Ясно дело выше чем больше каскадов. И изоляция по питанию надо выше делать, если у тебя скажем 100кВ на той стороне то система уже работает на 100кВ и те же 100кВ её не пробьют чисто по определению.

[As]

...Кстати, для защиты от экстратоков грозового разряда логичнее использовать средства, позволяющие снизить вероятность этого самого разряда, а не бороться с последствиями... Такие средства есть, они всем известны уже сотни лет и широко применяются! Называются, как все с детства помнят, "громоотвод" (или, в более современном написании, "молниеотвод"...). Если разместить парочку, высотой более высоты антенной мачты, неподалёку от антенны, по сторонам - вероятность разряда в оборудование будет снижена...

[AlexS4]

да, вероятность то снизится но цена может оказаться здорово выше защищаемого обьекта, gsm-wifi рутер это ну 10тр а 2 ветроустойчивых столба хотяб по 7m это +100тр по самому бюджетному проекту.... такчто

но да, кусок надежно наземленной арматурины, приделанный к тому же столбу как молнееотвод и изолированной с расчетом 1000V от оборудования, расположенного на пару метров ниже острия вполне себе может спасти и оборудование и подвод питания от распространения опасного импульса.

[tonyk]

Называются, как все с детства помнят, "громоотвод" (или, в более современном написании, "молниеотвод"...). Если разместить парочку, высотой более высоты антенной мачты, неподалёку от антенны, по сторонам - вероятность разряда в оборудование будет снижена...

Правильно говоришь, только вот заказчики почему-то считают, что нафиг им ставить на подстанциях ещё столбы для видеокамер, ИК-подсветки и прочего оборудования, а проще навесить всё это хозяйство на эти самые молниеотводы. И чё делать? Вот я и применил решение, которое описал выше.