5 Охорона праці

5.1 Забезпечення електробезпеки

Для забезпечення електробезпеки всередині будівлі створюється мережа заземлення, яка може використовуватися і для поліпшення електромагнітної захисту кабельної проводки, тобто поліпшення характеристик передачі даних, в низькочастотному діапазоні (менше 0,1 МГц). Надійно захистити кабельне з'єднання дозволяють безперервне екранування по всій довжині кабелю і повна закладення екрану - принаймні, з одного кінця.

Заземлення « живильної » мережі не впливає на якість передачі сигналу по екранованому кабельному з'єднанню. Електричний струм завжди « вибирає » шлях з найнижчим опором. Оскільки опір змінному струму залежить від частоти електромагнітних хвиль , то й « траєкторія » його руху визначається частотою. Захисна мережа заземлення всередині будівлі складається з одиночних провідників , певним чином з'єднаних один з одним. На низьких частотах їх опір досить невелике і вони добре проводять струм. При підвищенні частоти хвильовий опір збільшується і одиночний провідник починає себе вести подібно котушці індуктивності. Відповідно, змінні струми з частотою нижче 0,1 МГц будуть вільно « стікати » по мережі заземлення , а при підвищенні частоти - по можливості вибирати альтернативний шлях . Це не суперечить правилам забезпечення електробезпеки , так як мережа заземлення повинна гасити небезпечні витоку струму , які виходять від високовольтних мереж електроживлення (50-60 Гц). А для транспортування даних представляють інтерес частоти набагато вище 0,1 МГц , тому захисне заземлення слабо впливає на якість передачі сигналу.

Незалежно від типу «живильної» кабельної системи для забезпечення електробезпеки необхідно завжди використовувати заземлення. У реальному житті проблеми з високою напругою, викликані пробоєм або коротким замиканням в мережах електроживлення, зустрічаються тільки при роботі на низьких частотах. Всі фізично доступні струмопровідні предмети (металеві покриття, корпусу тощо) повинні бути з'єднані із захисною мережею заземлення. Це відноситься і до екранованих, і до неекранованим сполукам.

Одностороннє і двостороннє заземлення. На високих частотах «скін-ефект» запобігає проникненню електромагнітних полів всередину екрану. Випадкова електромагнітна хвиля відбивається від зовнішньої поверхні екрану, як промінь світла від дзеркала. Це фізичне явище не залежить від наявності заземлення. Останнє стає необхідним на низьких частотах, коли опір екрану зменшується і струми починають вільно поширюватися по екрану і захисної мережі.

Заземлення екрана на одному кінці забезпечує додатковий захист сигналу від низькочастотних електричних полів , а захист від магнітних полів створюється за рахунок сплетення провідників у « виту пару ». При заземленні з двох сторін утворюється струмова петля , в якій випадкове магнітне поле генерує струм. Його напрямок таке, що створюване їм магнітне поле нейтралізує випадкове поле . Таким чином , двостороннє заземлення захищає від впливу випадкових магнітних полів. Двостороння заземлення потрібно при передачі низькочастотних сигналів через електрично забруднену середу з сильними магнітними полями ( бо лише тоді індуковані струми можуть поширюватися через захисну мережу ).

При використанні двостороннього заземлення для випадкових струмів створюється альтернативний шлях по мережі заземлення. Якщо струми стають занадто великими, кабельний екран може не впоратися з ними. У цьому випадку щоб відвести випадкові струми від екрану, необхідно забезпечити інший шлях, наприклад паралельну шину для «землі». Ухвалення рішення про її створення залежить від якості мережі заземлення, застосовуваної системи розводки харчування, величини паразитних струмів в мережі заземлення, електромагнітних характеристик середовища і т.п.

Розподільна шафа забезпечує ефективну електромагнітну сумісність. Якщо збій електроживлення відбувається всередині будівлі , струм відводиться по захисній мережі заземлення до «землі » - настільки величезною провідної поверхні , що її потенціал не залежить від величини струму. А оскільки струм збою розподіляється по досить значною області , його вплив на роботу мережі виявляється незначним . На високих частотах повний опір захисної мережі стає занадто великим , тобто практично зникає електричний контакт з « землею». Щоб запобігти роботу екрану в якості антени , його треба з'єднати з точкою , потенціал якої не змінюється , - так званої « локальної землею». Завдання вирішується за допомогою розподільної шафи : всередині нього з'єднуються всі металеві частини , і цей великий проводить об'єкт набуває властивостей «землі».

Антенні ефекти : для них немає проблем для екранованих кабельних систем . Коли розміри провідника , наприклад в кабелі типу « кручена пара» , стають порівнянними з довжиною хвилі сигналу , провідник перетворюється на антену. При збільшенні частоти сигналу довжина хвилі зменшується і проводить об'єкт випромінює більш ефективно. Випромінювання вдається знизити за рахунок скручування провідників , однак цей спосіб ефективний тільки до частоти порядку 30 МГц. Оскільки максимальна довжина з'єднання в кабельній системі обмежена 90 м , то частоти , на яких може відбуватися випромінювання , знаходяться набагато вище 0,1 МГц. Це означає , що мережа заземлення ніяк не впливає на можливе випромінювання екрану.

Однак екран в набагато меншому ступені є потенційною антеною , ніж кабель , по якому передається сигнал. Щоб випромінювати електромагнітні хвилі , випадкові струми повинні поширюватися по провідній структурі . Екран кабелю з'єднаний з « локальної землею» , потенціал якої не змінюється , а отже , ніякі струми в нього не потрапляють. Якщо на « локальної землі» таки з'являються випадкові струми , вони ніколи не проходять по екрану , оскільки хвильовий опір по довжині екрану набагато вище , ніж опір елементів розподільної шафи.