Балун с грозозащитой: правда или дешёвый маркетинг?
Вместо пролога
Поводом для написания данной статьи послужила реальная история из жизни. В техподдержку ТВИСТ+ за советом обратился клиент, у которого после грозы на объекте вышли из строя практически все аналоговые камеры и несколько регистраторов. Как выяснилось, передача видео осуществлялась по витой паре на улице, с использованием пассивных балунов со встроенной грозозащитой китайского производства. Причина такого выбора предельно проста: низкая стоимость решения, подкреплённая словами продавца о высокой эффективности и надежности грозозащиты (к слову, соответствующая надпись имелась и на упаковке прибора). Как это часто случается, в тот момент желание сэкономить победило здравый смысл, а каков был результат - мы уже знаем.
Возникает ряд резонных вопросов:
- почему не сработала защита?
- можно ли верить характеристикам на упаковке и словам продавца?
- как лучше поступить, чтобы не оказаться в подобной ситуации?
Давайте будем разбираться.
Какие бывают балуны
- Балуны без грозозащиты. В большинстве случаев балуны не имеют никакой защиты от перенапряжений в линии. Они применимы только когда кабель проложен в помещении. Стоимость низкая.
- Балуны с грозозащитой. Это декларирует продавец или производитель. Ниже на фото даны примеры того, как производитель обозначает наличие встроенной защиты. Стоимость практически не отличается от обычных балунов.
Какие типы защиты бывают
Чтобы выяснить, что стоит за этими словами, какой тип и уровень защиты имеется ввиду, давайте обратимся к спецификациям (по возрастанию степени защиты):
| Спецификация | Степень защиты | Фронт/длительность импульса |
|---|---|---|
| IEC61000-4-2 ESD Immunity |
устойчивость к электростатическим разрядам | 1/30 нс |
| IEC 61000-4-4 Electrical Fast Transient Immunity |
устойчивость к наносекундным импульсным помехам-разрядам | 5/50 нс |
| IEC 61000-4-5 Lightning/Surge Immunity |
устойчивость к микросекундным импульсным помехам высоких энергий | 8/20 мкс |
Первые две спецификации указывают на низкоэнергетические воздействия, источник которых - статическое электричество и короткие импульсные электромагнитные наводки. Это не грозозащита!
То, что мы привыкли называть грозозащитой, относится к IEC 61000-4-5 (длительность импульса при разряде молнии имеет близкие параметры). В этом стандарте к защитным элементам для линий связи (кроме питания) предъявляются такие требования:
| Класс | Уровень напряжения | Максимальный ток |
|---|---|---|
| 0 | 25 В | 0.6 А |
| 1 | 500 В | 12 А |
| 2 | 1 кВ | 24 А |
| 3 | 2 кВ | 48 А |
| 4 | 4 кВ | 96 А |
Таким образом, чтобы обеспечить соответствие стандарту IEC 61000-4-5 класс 4, в устройстве должен быть защитный элемент, способный выдержать импульсную мощность 384кВт (4 кВ * 96 А). Этим элементом является газовый разрядник. Для защиты симметричной линии (витой пары) он требует обязательного заземления.
Остальные элементы защиты - варисторы и полупроводниковые супрессоры - при аналогичных с разрядником габаритах имеют на два порядка меньшую мощность, чего явно недостаточно даже для 1-го класса IEC 61000-4-5. Они могут использоваться только в комбинации с разрядниками в качестве вторичной защиты.
Важный вывод. Грозозащита в балуне действительно является таковой только в случае наличия в схеме двухкамерного газового разрядника, установленного со стороны витой пары. При этом обязательно должна быть клемма заземления для подключения балуна к заземляющей шине.
Если такой клеммы нет - газового разрядника тоже нет, значит нет и грозозащиты.
От теории к практике
А теперь рассмотрим несколько примеров реальных балунов от разных производителей. Общее между ними - на упаковке каждого комплекта присутствует информация о наличии защиты от наведенных импульсов. Проанализируем указанные характеристики и попробуем выяснить, что же они на самом деле означают.
Фото 1, 2, 3
Степень защиты на этикетках описана следующим образом:
Фото 1.
Surge protection: 4 kV - защита от импульсных помех 4 кВ.
Предположим, что имеется ввиду стандарт IEC 61000-4-5 класс 4. Для соответствия ему балун должен иметь защитный элемент необходимой мощности - газовый разрядник, который требует заземления. В инструкции, как и на корпусе прибора отсутствует какая-либо маркировка для подключения заземления. Делаем вывод - разрядника в схеме нет. Значит грозозащиты тоже нет.
Если же надпись Surge protection: 4 kV означает не IEC 61000-4-5, то тогда что же она означает? Вопрос риторический.
ESD: 8 kV - защита от электростатических разрядов 8 кВ (низкоэнергетические помехи) стандарт IEC61000-4-2. Это не грозозащита.
Вывод - грозозащиты нет.
Фото 2.
Protection (Optional) - защита (опционально). Как это воспринимать? Может быть, а может не быть? Уже подозрительно.
ESD: Per IEC60001-4-2 - защита от электростатических разрядов 8 кВ (низкоэнергетические помехи). Это не грозозащита, даже если надпись соответствует реальности.
Coaxial Cable Connector: 2kV Per IEC1000-4-5 (старое название IEC60001-4-5) - подразумевается, что сам коаксиальный BNC разъем соответствует спецификации IEC1000-4-5. Это не грозозащита, это характеристика разъема.
UTP Cable Connector: 2kV, 4kV Per IEC1000-4-5 - следует понимать, что сам винтовой клеммник для UTP кабеля соответствует спецификации IEC1000-4-5. Это не грозозащита, это характеристика разъема.
Следует отметить, что очень часто эти пробойные характеристики разъемов интерпретируются продавцом как наличие грозозащиты. Будьте внимательны!
Вывод - грозозащиты нет.
Фото 3.
Built-in surge and transient protection - встроенная защита от импульсных помех.
Чему данная надпись соответствует? Не ясно вообще. Можно интерпретировать как угодно. Поскольку ни слова о заземлении на упаковке не сказано, разрядника скорее всего нет.
Вывод - грозозащиты нет.
Вскрытие покажет
Для того, чтобы наглядно показать отсутствие грозозащиты в балунах, мы разобрали несколько экземпляров:
Фото 4, 5, 6
Фото 4. Как видно, на плате предусмотрена площадка для установки маломощного защитного элемента (D1), но сам он отсутствует. Разрядника тоже нет. Следовательно, защита отсутствует вовсе. Этикетка же говорит об обратном.
Фото 5. Есть маломощный защитный элемент (слева на плате), разрядник отсутствует. Значит от грозы такой балун не спасет, только от низкоэнергетических помех.
Фото 6. Аналогично предыдущему фото (маломощный элемент в левом верхнем углу платы). Грозозащиты нет.
Важно! Если при разборке балуна Вы увидите нечто похожее на фото 4-6, то знайте, что подобные устройства можно ставить лишь в помещении. От грозы они не уберегут. И неважно что указано на упаковке или заявляет продавец.
Подведем итоги
Результаты проведенного анализа позволяют нам дать ответы на вопросы, которые возникли в самом начале статьи:
1. Почему не сработала защита у нашего клиента?
Все очень просто - в применяемых балунах её не было вовсе. Это подтвердил сам клиент: у балунов отсутствовал клеммник заземления, поэтому он их не заземлял.
2. Можно ли верить характеристикам на упаковке и словам продавца?
Только под собственную ответственность. Зачастую информация является ложной. Внешний признак наличия грозозащиты - клемма заземления с соответствующей маркировкой. Но даже наличие таковой не гарантирует, что внутри к ней что-либо подключено. Только лишь увидев разрядник при разборке балуна можно говорить о наличии грозозащиты.
3. Как лучше поступить, чтобы не оказаться в ситуации, описанной в начале статьи?
Только проверять самостоятельно факт наличия грозозащиты в конкретном балуне. Или же использовать дополнительную защиту от проверенного производителя.