Чому мережевий фільтр не рятує техніку в розетці без заземлення?

Гроза, спалах за вікном — і роутер після неї не вмикається. Він стояв не просто в розетці, а в мережевому фільтрі: подовжувач із кнопкою й написом «захист від імпульсних перенапруг, 1000 Дж». Зелений вогник на корпусі світиться й досі. Розетка в квартирі стара: два отвори, третього контакту немає. Сам подовжувач цілий, запобіжник не спрацював.

Найпростіше уявити фільтр губкою. Джоулі на коробці — обсяг губки, вона всотує зайву енергію, і чим більше число, тим більше всотає. Заземлення в цій картині стоїть осторонь: вимога до безпеки людини, а не до захисту техніки. Картина зв'язна і хибна в найголовнішому.

Пристрій, якому не дали правильної назви

Брошуру NIST SP 960-6 «Surges Happen!» Національний інститут стандартів і технологій США написав для власників житла, і починається вона з того, що всі звичні слова тут неточні. Інженери кажуть surge-protective device. Underwriters Laboratories обрала Transient Voltage Surge Suppressor — звідси й скорочення TVSS на упаковках. На сторінці 6 брошура пояснює, чому жодна з цих назв не описує процесу: придушити імпульс цілком неможливо, «заарештувати» його теж; усе, що робить пристрій, — відводить імпульс у землю, де той нікому не зашкодить. Чесна назва, зауважує NIST, була б «відвідник імпульсу», surge diverter, але прижилася інша.

Усередині стоїть елемент, який при звичайній напрузі мережі поводиться як ізолятор, а щойно напруга підскакує вище порогу — за мікросекунди стає провідником. З цієї миті між двома провідниками з'являється перемичка з малим опором. Напруга на приладі перестає рости саме тому, що струм пішов в обхід. Але піти він мусить кудись конкретно, і ця обставина — не деталь монтажу, а суть механізму.

Два числа зі сторінки 15 описують цю подію з різних боків. Про напругу обмеження там сказано, що в більшості специфікацій стоїть 330 вольт. Про максимальний струм — що значення трапляються від кількох сотень до кількох тисяч ампер. Триста тридцять вольт на приладі тримаються рівно доти, доки крізь обмежувач у захисний провідник ідуть ті самі тисячі ампер. Перше число обіцяють покупцеві. Друге — рахунок, який за цю обіцянку виставляють провіднику.

Джоулі міряють не те, що думає покупець. NIST означує їх як спрощену міру енергії імпульсу, яку пристрій розсіє без шкоди собі; типові значення в брошурі — від приблизно ста джоулів до тисячі й більше. І наступний рядок того самого абзацу є ключем до нашої розетки: число в джоулях здебільшого складають по трьох комбінаціях проводки й друкують сумою, а не окремо по кожній.

Комбінацій справді три: фаза з нулем, фаза із захисним провідником, нуль із захисним. Це всі пари, які складаються з трьох дротів. З двох дротів пара одна. Приберіть захисний провідник — і від трьох комбінацій, по яких зібрано число на коробці, лишиться одна.

Тридцять сантиметрів, які вже мають значення

Наскільки взагалі важливий цей провідник, видно з дрібного шрифту на сторінці 17. Там, де брошура перелічує місця для встановлення обмежувача у щитку, стоїть виноска: ставити його треба ближче ніж за тридцять сантиметрів — один фут — від щитка, інакше обмеження напруги погіршиться. Тридцять сантиметрів. Не тридцять метрів і не «десь поблизу»: довжина шматка проводу, який у щитку взагалі не помітний оком.

Про величину цього погіршення брошура мовчить: там стоїть degraded і жодного числа поруч. Але порядок величини зрозумілий, і в ньому вся відповідь. Якщо зайва п'ядь дроту в правильно зробленому щитку вже щось міняє, то розетка без третього провідника — не «трохи гірше», а зовсім інша ситуація.

Що написано на коробці і що за цим стоїть

Написи на упаковці брошура розбирає по одному, і майже кожен означає не те, що читається з першого разу. Ліва колонка — те, що надруковано на коробці; права — те, що за цим бачить NIST.

Менша напруга обмеження, виходить, не означає автоматично кращого захисту, а джоуль на коробці належить не приладу, а самому обмежувачеві. Найслабший рядок — останній: до нього брошура ставить не пояснення, а запитання. Якщо пристрій і далі дає струм на розетки, то скільки разів ви залізете під стіл перевірити, чи горить іще той вогник?

Що дивитися у своїй розетці

Почніть із гнізда. Третій контакт у побутовій розетці виглядає або як окремий штир усередині, або як дві металеві скоби зверху й знизу отворів. Якщо в стіні дві дірки і більше нічого — пар для обмежувача там одна, а не три.

Друге місце — вилка самого фільтра. Пласка вилка без заземлювального контакту означає, що третій провідник усередині подовжувача нікуди не приєднаний, хоч би якою сучасною була розетка в стіні.

Третє — перехідник, яким вилку з трьома контактами втикають у розетку з двома. Про нього на сторінці 12 сказано обережно: частина таких пристроїв у розетці на два контакти працює погано, і на деяких про це попередить вогник. На деяких. Причину названо ще раніше, на сторінці 7: єдиного стандарту на індикацію немає, вогників на корпусі буває один, два, а то й три-чотири, і зрозуміти їх важко.

Чого обмежувач не рятує

Заземлення потрібне, але й воно нічого не гарантує там, де в приладу два входи. Сторінка 18 описує саме такий випадок. Імпульс приходить лінією зв'язку, стікає у спільну точку заземлення — і в контурі, який утворюють два вводи й прилад між ними, з'являється напруга Vdiff між живленням і сигнальним входом. NIST каже про це прямо: наявність чи відсутність обмежувача на боці живлення на цю появу не впливає ніяк.

Тому американська норма NEC 1999 року й обмежила відстань між вводом живлення і вводом лінії зв'язку двадцятьма футами — сімома метрами. Це вимога до того, як спланований будинок, а не до того, що ввімкнено в розетку.

І межа самої брошури. NIST SP 960-6 написано для американського житла: розетки там свої, норми свої, а числа на упаковках прив'язані до стандартів UL. Механізм від цього не змінюється — пари провідників і питання про те, куди подітися струмові, скрізь однакові. А от конкретні 330 вольт і посилання на NEC належать американському контексту, і переносити їх на українську розетку буквально не варто.