Ochrana datové linky před přechodovým napětím
Joseph Seymour
White Paper č. 85
Resumé Přechodová elektrická napětí (přepětí) na datových linkách mohou poškodit výpočetní techniku v kancelářském prostředí i v domácnostech. Mnoho uživatelů počítá s rizikem přechodových jevů v napájecí síti, ale přehlíží nebezpečí přechodových napětí na datových linkách. V tomto dokumentu je popsáno, jak vznikají přechodová napětí, jaké katastrofické následky mohou mít na elektronická zařízení a jak fungují zařízení pro potlačení přepětí, která pomáhají před přepětím chránit.
2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
2
Úvod Elektrické poruchy představují pro elektronická zařízení a data velké riziko. Elektrické poruchy se označují různými názvy, například napěťové špičky, přepětí nebo přechodová napětí. Bez ohledu na označení sou však důsledky takových poruch stejné: rušení, degradace a poškození, které nevyhnutelně vedou k výpadku zařízení. Se vzrůstající oblibou počítačových sítí mají velký význam také přechodová napětí na komunikačních linkách. Komunikační linky vedoucí do budovy (bez ohledu na to, zda pod zemí nebo nad zemí) mohou do domácností nebo kanceláří přenášet velká přechodová napětí. Přechodová napětí způsobená různými typy vazeb (přenosem elektrické energie z jednoho systému do druhého prostřednictvím magnetického pole) mohou způsobit závažné škody na komunikačních rozhraních. Vzhledem k tomu, že přechodová napětí mohou být indukována nejrůznějšími způsoby, nemusí jedna vyhlazovací vrstva ještě představovat pro interní linky a zařízení dostatečnou ochranu před přepětím. Při diskusi o důsledcích, které může mít přechodové napětí na datové linky, je důležité porozumět základním termínům, jako jsou datové linky a způsob přenosu dat ve formě elektrických signálů. Datovou linkou se rozumí vodivý komunikační kabel, který přenáší nízkonapěťový signál určený pro komunikaci mezi připojenými zařízeními. Jako příklady obvyklých datových kabelů lze uvést koaxiální kabel, ethernetový kabel CAT5 a telefonní kabel. Data jsou přenášena z jednoho zařízení do druhého tak, že vysílací zařízení odesílá po datových linkách různé napěťové impulsy, které přijímá zařízení na opačné straně kabelu. Přijímací zařízení napěťové úrovně zpracovává, interpretuje a překládá do dat, která pak analyzuje a dále zpracovává. Přestože datové linky jsou určeny především k přenosu nízkonapěťových signálů, jsou vyrobeny z vodivého materiálu, po kterém lze přenášet stejná přechodová napětí a špičky jako po ostatních vedeních. Obecně se přechodovým napětím rozumí krátkodobá odchylka od požadované napěťové úrovně (nebo signálu v případě počítačů a elektronických zařízení). Tato neočekávaná odchylka může způsobit chybnou funkci elektronického zařízení nebo dokonce jeho výpadek. Některá zařízení používaná pro komunikaci po datových linkách jsou navržena pouze pro práci s velmi nízkým napětím. Pokud dojde k překročení předpokládaných hodnot, může snadno dojít k poškození zařízení. Přechodová napětí jsou navíc generována nejrůznějšími zdroji, takže před nimi není žádná konfigurace dostatečně chráněna. Na obrázku 1 jsou znázorněny výsledky studie publikované organizací Florida Power, která rozděluje problémy s kvalitou napájení do několika skupin. Obrázek ukazuje, že blesky způsobují 15 % problémů s napětím, stanice rozvodné společnosti působí přepínáním rozvodné sítě pouze 5 % problémů a přechodová napětí generovaná kancelářským vybavením jsou příčinou 60 % všech potíží s kvalitou napájení.
2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
3
Obrázek 1: Studie organizace Florida Power, rozdělení problémů s kvalitou napájení v kancelářských prostorách Blesky 15,0 %
Rozvodná společnost 5,0 %
Kancelářské vybavení 60,0 %
Sousedé 20,0 %
Vytváření přechodových napětí Přechodová napětí se mohou vyskytovat na libovolném vodiči, jako jsou napájecí či propojovací kabely a telefonní nebo datové linky. V sítích LAN mohou být zapojeny různé typy datových linek pro následující rozhraní: RS-232, RS-422, Ethernet, Token Ring, interní televizní okruh, zabezpečovací systém, počítače nebo zařízení CNC. Napěťové špičky, které představují jeden typ přechodového napětí, jsou krátkodobá přepětí trvající několik milisekund. Takový nežádoucí nárůst elektrické energie může snadno vzniknout v libovolném vodiči. Energie napěťové špičky může být velmi vysoká a může mít za následek poškození zařízení nebo jeho chybnou funkci způsobenou špatným vyhodnocením signálu s nesprávnou napěťovou úrovní. Na přechodová napětí jsou citlivá zejména zařízení osazená mikroprocesory nebo jinými integrovanými obvody. Příčinou přechodových napětí na datových linkách je většinou indukční vazba s nejrůznějšími externími zdroji. S nebezpečím přechodových napětí přímo v přívodu střídavého napájení jsou uživatelé dobře obeznámeni. Méně známé však je, jakým způsobem se indukují přechodová napětí na datových linkách. Obecně platí, že při průtoku elektrického proudu vodivým materiálem vzniká magnetické pole. Pokud do magnetického pole prvního vodiče umístíte druhý vodič a intenzita magnetického pole se mění, ve druhém vodiči se bude působením změn magnetického pole indukovat proud. Vytváření proudu a indukování napětí pomocí magnetického pole bez přímého fyzického kontaktu vodivých materiálů je základním jevem, na jehož základě pracuje transformátor (například transformátor používaný pro napájení zařízení). Transformátor vytváří magnetické pole v okolí vodičů primární cívky. Magnetické pole následně indukuje napětí v závitech sekundární cívky. Podle stejných fyzikálních zákonů se mohou vzájemně magneticky ovlivňovat vodiče, které jsou položeny vedle sebe v rozvodech budovy (viz obrázek 2). Vazba může být způsobena napájecím vedením, které může indukovat napětí v blízkých datových linkách, nebo může dojít k ovlivnění jedné datové linky druhou datovou linkou (tento jev se obvykle nazývá přeslech).
2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
4
Obrázek 2: Indukční vazba Napájecí kabel Magnetický tok
Datový kabel
Indukovaný proud
Blesk může způsobit podstatně intenzivnější magnetickou vazbu, která může způsobit najednou náhlá poškození více zařízení. Na obrázku 3 je znázorněný úder blesku do země. Elektrický výboj blesku obklopuje velmi silné magnetické pole. Stejně jako magnetické pole vodiče indukuje přechodová napětí v blízkém vodiči, magnetické pole kolem elektrického výboje indukuje napětí ve vedení elektrického proudu, aniž by do vedení blesk přímo udeřil. Navíc však platí, že pokud blesk udeří v dostatečné blízkosti zařízení, může indukovat přechodová napětí přímo na interních datových linkách, které jsou v přímém působení magnetického pole blesku. Indukovaná napětí mohou znehodnotit data přenášená po linkách nebo dokonce poškodit připojená zařízení. Indukční vazba se také označuje jako elektromagnetická interference (EMI) nebo šum.
2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
5
Obrázek 3: Magnetické pole generované při úderu blesku
Magnetický tok
Přestože je jako nejčastější příčina přechodových napětí na datových linkách uváděna vazba mezi vodiči nebo indukce napětí při úderu blesku, existují další významné zdroje indukovaného napětí, které může poškodit datovou infrastrukturu. Při plánování či kontrole položení datových linek je nutné zaměřit se na následující zdroje indukční vazby:
•
Datové linky jsou vedeny podél napěťových přívodů.
•
Datové kabely jsou vedeny v blízkosti hromosvodu. (Hromosvody jsou vodiče nebo vodivé konstrukce, které zajišťují svedení blesku z budovy do země.)
•
Datové kabely jsou vedeny v blízkosti ocelového jádra konstrukce budovy (zejména v nejbližším okolí hromosvodů).
•
Datové linky jsou vedeny příliš blízko zářivkového osvětlení, takže může docházet k elektromagnetické interferenci.
V seznamu jsou uvedeny základní zdroje indukční vazby v datových linkách. V podnikovém prostředí však může existovat podstatně větší počet zdrojů.
Efekty přechodového napětí Většina elektronických zařízení používaných v současné době ve společnostech a v domácnostech, je vybavena integrovanými obvody a mikroprocesory. Vzhledem k určitým vlastnostem, které jsou společné pro integrované obvody a mikroprocesory, jsou tyto součástky extrémně citlivé na přechodová napětí. Zařízení založená na mikroprocesorech a jimi řízená se vyskytují téměř v každém prostředí. Mezi tato elektronická zařízení patří počítače a jejich periferie, počítačové a datové sítě (například sítě LAN), telekomunikační zařízení, medicínské diagnostické přístroje, zařízení CNC, rozhlasové přijímače, televizní a satelitní přijímače, elektronické pokladny, kopírovací zařízení, faxová zařízení atd. Řada těchto přístrojů je také připojena na určitý typ datové linky, pomocí které komunikuje s okolím.
2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
6
K citlivosti zařízení s integrovanými obvody na přechodová napětí přispívají tři faktory: 1.
vzdálenosti mezi integrovanými obvody a tištěnými spoji
2.
maximální provozní napětí
3.
synchronizace určitých operací časovými impulsy (jako v případě počítačů)
Vzdálenosti mezi integrovanými obvody a tištěnými spoji Prvním obvyklým faktorem, který přispívá k citlivosti zařízení s integrovanými obvody na přechodová napětí, jsou mezery mezi součástkami integrovaných obvodů a velmi malá rozteč mezi vodivými spoji na tištěných deskách. V řadě případů jsou mezery tenčí než lidský vlas. Proud na desce protéká tištěnými spoji a okruhy. Tyto spoje přímo na desce, ať už interní nebo externí vzhledem k integrovanému obvodu, mají určitá omezení pro rozpínání a kontrakci. Rozpínání je způsobeno teplem, které generuje průtok proudu součástkami na desce s tištěnými spoji, a přerušení tohoto proudu vede ke kontrakci. Pokud jsou tištěné spoje zatíženy přechodovým napětím, může dojít k jejich přehřátí a k vzniku mikroskopických trhlin na desce. Následkem přehřátí se také mohou vodivě propojit jindy izolované okruhy. Tím dojde k interním zkratům, které mohou způsobit selhání zařízení. V některých případech tyto mikroskopické trhliny nezpůsobí okamžité poškození, ale kvůli rozpínání a kontrakci se trhliny rychle zvětšují a zvyšuje se také jejich počet. To má za následek, že se v průběhu doby zařízení stává více poruchovým, až se nakonec stane zcela nefunkčním.
Maximální provozní napětí Druhým faktorem, který přispívá k citlivosti integrovaných obvodů, je postupné snižování pracovního napětí, které zařízení s integrovanými obvody potřebují k činnosti. Se zmenšováním velikosti počítačových komponent, se zvyšováním jejich efektivity a ve snaze udržovat výkon jsou postupně snižována napětí, která jsou zapotřebí k provozu těchto součástek. Běžné stejnosměrné napětí 5 V potřebné k provozu interních počítačových zařízení bylo sníženo na 3,3 V a pravděpodobně se bude dále snižovat. Tím pádem se také snížilo maximální napětí, se kterým se systémy s integrovanými obvody dokáží vyrovnat. Pokud vlivem přechodového napětí dojde ke zvýšení napěťové úrovně ze 3,3 V na 5 V, může snadno dojít k poškození zařízení.
Použití časových impulsů Třetím faktorem ovlivňujícím citlivost zařízení s integrovanými obvody je použití interních hodin pro synchronizaci operací interních součástí. Většina operací počítačů se synchronizuje časovými impulsy, které jsou generovány s určitou frekvencí. Elektromagnetická indukce může v některých případech imitovat počítačové časové impulsy na dané frekvenci a počítač pak může tyto zákmity interpretovat jako příkazy. Nesprávné příkazy mohou způsobit řadu logických chyb, které se projeví jako zablokování klávesnice, selhání programů nebo zablokování systému. Při elektromagnetické indukci může dojít také k opačnému jevu, počítač nemusí zachytit některé platné příkazy a tím může dojít k podobným potížím.
2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
7
Časté problémy způsobené přechodovým napětím Následky nejčastějších selhání elektronických zařízení způsobené přechodovým napětím lze charakterizovat jako rušivé, disipativní a destruktivní. RUŠIVÉ EFEKTY: K těmto jevům dochází v případě, že se přechodová napětí do zařízení dostanou důsledkem indukční vazby (po datových nebo napěťových linkách). Elektronické součástky se pak pokusí přechodová napětí zpracovat jako platné logické příkazy. Výsledkem je zablokování systému, chybná funkce, chybový výstup, ztracené nebo poškozené soubory a další neočekávané efekty. DISIPATIVNÍ EFEKTY: Souvisí s opakovaným zatížením součástek integrovaných obvodů. Materiály, ze kterých jsou vyrobeny integrované obvody, mohou vydržet pouze omezený počet energetických špiček, a to po omezenou dobu. Dlouhodobá degradace může případně způsobit celkové selhání komponent. DESTRUKTIVNÍ EFEKTY: Zahrnují všechny podmínky, kdy přechodová napětí s vysokou energií způsobí okamžité selhání zařízení. Často je patrné fyzické poškození zařízení, jako jsou spálené nebo popraskané základní desky či komponenty počítačů, rozteklé elektronické součástky nebo jiné zřejmé následky.
Potlačení a ochrana před přechodovým napětím Přechodovým napětím se rozumí krátká změna požadovaného napětí nebo signálu. Změna má často velkou amplitudu. Čím větší je velikost přechodového napětí, tím větší je pravděpodobnost přerušení nebo poškození funkce elektronického zařízení. Jak již bylo uvedeno, přechodová napětí se mohou objevit v jakýchkoli vodivých materiálech. Mohou tedy ovlivnit nejen zařízení připojená k elektrické síti, ale také zařízení využívající telefonní linky, ethernetové kabely, kabely pro sériovou komunikaci atd.
Zařízení přepěťové ochrany Zařízení přepěťové ochrany (SPD, Surge Protective Device) snižuje velikost přepěťových impulsů a chrání zařízení před poškozením. Zařízení SPD však nutně nemusí snížit přepětí na nulovou hodnotu. Zařízení SPD jednoduše snižuje přechodové napětí na úroveň, která může bezpečně projít připojenou elektrickou zátěží. Důvodem je, že maximální úroveň napětí se může lišit v závislosti na zařízení a redukce napětí na nulovou úroveň je nepraktická pro průběžnou funkci připojeného zařízení. Místo toho zařízení SPD upraví přechodové napětí na napěťovou úroveň definovanou chráněným zařízením, pro které je zařízení SPD navrženo. Některá zařízení SPD vyšší úrovně zajišťují filtrování šumu, které eliminuje jakékoli nekonzistence způsobené elektromagnetickou indukcí ve tvaru napěťové křivky. Šum pak není přenášen na připojené zařízení.
2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
8
Stručně řečeno, přepěťové ochrany (SPD) zabraňují přenosu přechodových napětí na chráněná zařízení. Zařízení SPD zajišťují ochranu tím, že absorbují přepěťové napětí, odvádějí je nebo používají kombinaci obou těchto způsobů. Na obrázku 4 je znázorněný šíp vystřelený na slaměný cíl. Slaměný cíl představuje zařízení SPD a šíp zákmit přepětí. Jakmile šíp dosáhne terče, jeho energie je terčem pohlcena. Zastavení šípu nebo průchod šípu terčem závisí na tloušťce terče. V tomto scénáři šíp vždy terč poškodí a terč už v budoucnosti nemusí při zastavování šípů tak dobře fungovat. Nyní si představte kovový štít umístěný před terčem. Po vypuštění šíp narazí do štítu a neškodně se odrazí na okraj terče. Tak vypadá i základní funkce zařízení SPD: buď absorbuje energii a v závislosti na konstrukci může zabránit průchodu přepětí (za cenu průběžného poškozování), nebo napětí svede do zemnícího okruhu zařízení. Ve většině případů zařízení SPD používá kombinaci obvodů pro absorbování a svod přechodových napětí.
Obrázek 4: Absorpce a odraz přechodových napětí Absorpce Přechodové napětí
Odraz
Přechodové napětí
Zařízení SPD omezuje přechodová napětí klíčováním svěrkovým obvodem. Klíčování svěrkovým obvodem je proces, při kterém interní součásti přepěťové ochrany snižují přechodové napětí na nižší úroveň přijatelnou pro chráněné elektrické zařízení. Energie přenášená na připojené elektrické zařízení po průchodu obvodem SPD a po snížení přepěťového napětí se označuje jako průchozí napětí. U většiny zařízení SPD se tímto procesem nesníží přepětí na nulu, ale na nízkou úroveň přijatelnou pro funkci připojené zátěže. Výraznějším snížením přepětí pod nutnou úroveň by docházelo ke zbytečnému namáhání zařízení SPD. V zařízeních SPD se velmi často používá varistor MOV (Metal Oxide Varistors). Varistor představuje nelineární rezistor s určitými vlastnostmi polovodiče. Varistor setrvává v nevodivém stavu a umožňuje normální průchod proudu, dokud napětí na lince odpovídá určenému rozsahu. V okamžiku, kdy linkou prochází přepětí, stane se varistor vodivý a svede přebytečné napětí do země. Tím je po celou dobu přepěťové vlny průchozí napětí přenášené na zařízení udržováno na přijatelné úrovni.
2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
9
Varistory jsou často používány společně s tavnými pojistkami, které jsou zapojeny sériově s chráněným zařízením. Pojistky zajišťují, že v případě katastrofické hodnoty přechodového napětí dojde k odpojení napájení od chráněného zařízení. Pokud je přepětí dlouhé a dostatečně konstantní, může dosáhnout maximálního operačního napětí varistoru, při kterém se varistor otevře. V případě takového selhání se uvolní velké množství tepla, které způsobí přepálení tavné pojistky (většinou umístěné v blízkosti nebo přímo na varistoru). Dojde k přerušení proudového obvodu a zabrání se dalšímu přetížení chráněného zařízení. Varistory jsou díky vhodným charakteristikám používány v zařízení SPD. Varistor umožní průchod stejné úrovně napětí a jeho vodivost se změní při definované úrovni nadměrného napětí. Tato charakteristika platí konzistentně až do dosažení bodu selhání. Zařízení SPD neřeší všechny potíže s kvalitou napájení. Nemohou řešit podpětí (příliš nízké hodnoty napětí) a dlouhodobé přepětí ve střídavé elektrické síti. Nemohou také snižovat harmonické frekvence generované nelineární zátěží, jako jsou například motory nebo přepínané zdroje v počítačích a některých systémech zářivkového osvětlení. Pokud dochází k výpadkům napětí elektrické sítě, můžete použít zařízení typu UPS, které zajistí dočasné napájení z baterie, dokud nedojde k obnovení dodávky proudu.
Uzemnění Jednou z nejdůležitějších otázek v prostředí napájení (zejména v kontextu se zařízením SPD) je uzemnění. emnění je nezbytným předpokladem každé sítě pro rozvod napájení, signálů nebo dat. Všechny úrovně napětí a signálů se vztahují k uzemnění. Většina zařízení také používá zemnicí vodič pro svod nadměrného napětí při přepěťových událostech. Bez dobrého uzemnění by zařízení SPD nemohla správně fungovat. Zemnicí kontakty zařízení je nutné připojit do jediného bodu, který se nachází na vstupním panelu elektrického zařízení. Jediný zemnicí kontakt zamezuje nechtěnému vzniku několika zemnicích bodů. Více zemnicích bodů může mít za následek různá napětí zařízení a vznik zemnicích proudových smyček, které mohou být přenášeny po datových linkách. Tyto rušivé proudy jsou přenášeny ve formě šumu, který ruší přenos dat, nebo jako velké zákmity přechodových napětí, jejichž přenos po linkách může poškodit zařízení. Příklad zemnicí smyčky je uvedený na obrázku 5. Každé fyzické zařízení má nezávislé zemnění (každý napěťový obvod je připojen k jinému uzemnění). Pokud je zařízení připojené určitým typem uzemněné datové linky (vodičem), může docházet k potížím. Na obrázku 5 je počítač připojený k tiskárně použitím paralelního komunikačního kabelu. Pokud zařízení používají různá uzemnění s různou hodnotou napěťového potenciálu (náboje), budou mít zařízení tendenci potenciál vyrovnat a paralelním kabelem může z jednoho zařízení do druhého protékat elektrický proud. Toto propojení bývá označováno jako zemnicí smyčka a může způsobit značné poškození zařízení, které za normálního provozu využívá pouze nepatrný zlomek napájecího výkonu. V uvedeném příkladu se zemnicí smyčka týká jediného zařízení. Zemnicí smyčky se však mohou vyskytovat mezi větším počtem zařízení.
2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
10
Obrázek 5: Zemnicí smyčka Obvod 1 Počítač je uzemněn na zem 1
Obvod 2
Počítač
Tiskárna
Tiskárna je uzemněna na zem 2
Kabel tiskárny
Proud způsobený rozdílným potenciálem uzemnění.
Zem 1
Zem 2
Přepěťová ochrana na základě vrstev Přepěťovou ochranu je vhodné zajistit sítí zařízení SPD v několika vrstvách. První vrstva slouží k řízení velkých napěťových špiček vstupujících do zařízení, jako jsou například přechodová napětí v elektrické síti Tyto špičky mohou být vyvolány údery blesku. Ostatní vrstvy slouží k řízení interního napájení a přechodových napětí na datových linkách. Vzhledem k tomu, že většina přechodových napětí je generována uvnitř budovy, pochopení základních principů a implementace zařízení SPD je nutnou podmínkou pro zlepšení kvality napájení pro jakékoli zařízení. Vrstevná topologie je nejefektivnější způsob ochrany před nežádoucími efekty většiny přechodových problémů. Tímto způsobem je vhodné izolovat nejen přechodová napětí na napájecích přívodech, ale je také důležité uvedený přístup implementovat pro datové linky. Většina velkých podniků má pro vstupní datové linky implementovánu nějakou formu první úrovně ochrany před velkým přepětím. Řada domácích a podnikových zařízeních používá ochranu SPD na principu výbojky nebo jiskřiště (často dodávané telefonní společností). Tato ochrana pomáhá snížit kapacitu napěťových impulsů na přijatelnou úroveň pro základní vybavení telefonní sítě (například samostatný telefonní přístroj, který pro svou funkci nepotřebuje pomocné napájení). Výstupní napětí z první úrovně SPD často nemá dostatečné parametry a nemusí mít dostatečně nízkou úroveň, aby nemohlo dojít k poškození citlivých elektronických zařízení, jako je například telefonního nebo DSL modem (nebo dokonce počítač, který je k modemu připojený). To platí také pro ostatní citlivá 2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
11
elektronická zařízení připojená koaxiálním kabelem, jako jsou například audiovizuální zařízení nebo kabelové modemy. Z tohoto důvodu je nutné použít další úroveň ochrany SPD, která slouží k ochraně jednotlivých zařízení. Tato vrstva zajišťuje další snížení průchozího napětí, které je přivedeno od zařízení SPD první vrstvy.
Závěry Přepěťová ochrana je většinou implementována kvůli anomáliím na přívodech napájení. Vzhledem k četnosti přechodových napětí indukovaných interně v rámci kancelářských prostor v datové síti je nutné zhodnotit požadavky na potlačení přepětí také pro datové linky. Jakýkoli vodič představuje potenciální nosič přechodových napětí. Zdrojů indukční vazby v daném prostředí je navíc nespočet. Současné počítačové vybavení pracuje se stále nižším pracovním napětím. To znamená, že při předcházení poškození zařízení a narušení integrity dat je třeba věnovat pozornost i malým intenzitám elektromagnetické interference. Ideální metodou při potlačení přechodových napětí je vrstevná topologie. První vrstva nejprve snižuje externí a vysoké napěťové špičky, druhá vrstva interně vyhlazuje a snižuje napětí, které pak předává do energeticky citlivých elektronických zařízení. Potlačení přepětí na datových linkách je nezbytné pro zabezpečení citlivých zařízení před poškozením dat, pro ochranu před poškozením po nízkonapěťových datových linkách a pro uzavření přístupových cest, kterými k zařízení mohou proniknout přechodové špičky.
Informace o autorovi: Joseph Seymour je vedoucím analytikem reklamačního oddělení společnosti APC ve West Kingston, RI. Vyhodnocuje a provádí inspekce poškození způsobených katastrofickým přechodovým napětím a posuzuje nároky zákazníků v souladu se zásadami ochrany zařízení společnosti APC.
2005 American Power Conversion. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být použita, kopírována, přenášena ani uložena v žádném úložném systému jakéhokoli druhu bez písemného souhlasu vlastníka autorských práv. www.apc.com Revize 2005-0
12