Захист пристроїв від перенапруг в лінії зв'язку

Різниця потенціалів між провідниками лінії і між лінією і "землею" приймача, як правило, не повинна виходити за межі -7. +12 В. Отже, може знадобитися захист від різниці потенціалів між "землями" і від перенапруг через замикання на високовольтні ланцюги.

Різниця потенціалів між "землями". При організації мережі на основі інтерфейсу RS-485 слід враховувати неявне присутність третього провідника - "землі". Адже все приймачі мають харчування і "землю". Якщо пристрої розташовані недалеко від початкового джерела живлення, то різниця потенціалів між "землями" пристроїв в мережі невелика. Але якщо пристрої знаходяться далеко один від одного і отримують місцеве харчування, то між їх "землями" може виявитися істотна різниця потенціалів. Можливі наслідки - вихід з ладу приймача, а то і всього пристрою. У таких випадках слід застосовувати гальванічну розв'язку або дренажний провід.

Гальванічна розв'язка лінії і пристроїв здійснюється або опторазвязкой цифрових сигналів (RO, DI, RE, DE) з організацією ізольованого харчування мікросхем приймачів, або застосуванням приймачів з вбудованою гальванічною розв'язкою сигналів і харчування (наприклад, MAX1480). Тоді разом з диференціальними провідниками прокладаються провід ізольованою "землі" (сигнальної "землі") і, можливо, провід ізольованого харчування лінії.

Дренажний провід - провід, що прокладається разом з кручений парою і з'єднує "землі" віддалених пристроїв. Через цей провід зрівнюються потенціали "земель". При включенні пристрою в лінію дренажний провід слід приєднувати першим, а при відключенні - від'єднувати останнім. Для обмеження струму через дренажний провід його заземлюють в кожному пристрої через резистор в 100 Ом (0.5 Вт).

Замикання на високовольтні ланцюги. Якщо існує небезпека потрапляння на лінію або одну з місцевих "земель" високої напруги, слід застосовувати опторазвязку або шунтуючі обмежувачі напруги. А краще і те й інше.

Напруга пробою опторазвязанного інтерфейсу становить сотні і навіть тисячі вольт. Це добре захищає пристрій від перенапруги, загального для всіх провідників лінії. Однак, при диференціальних перенапруженнях, коли високий потенціал виявляється на одному з провідників, сам приймач буде пошкоджений.

Для захисту від диференціальних перенапруг все провідники лінії, включаючи ізольований загальний, шунтується на локальні "землі" за допомогою обмежувачів напруги. Це можуть бути варистори, напівпровідникові обмежувачі напруги та газорозрядні трубки. Фізичний принцип їх дії різний, але суть одна - при напрузі вище порогового їх опір різко падає, і вони шунтируют лінію. Газорозрядні трубки можуть шунтировать дуже великі струми, але мають високий поріг пробою і низька швидкодія, тому їх краще застосовувати по триступеневої схемою разом з напівпровідниковими обмежувачами. Коли заземлення лінії неможливо, провідники лінії шунтируют обмежувачами між собою. Але це захистить тільки від диференціальних перенапруг - захист від загального повинна взяти на себе опторазвязка.

Схожі статті