48V DC an toàn như thế nào?

Trong nhiều thiết lập Power over Ethernet (POE) , điện áp truyền tải là 48V hoặc hơn một chút. Trong khi điện áp cao hơn có lợi thế hiệu quả rõ ràng, làm thế nào nó an toàn? Có nguy cơ bị điện giật khi vô tình tiếp xúc, đặc biệt là trẻ em? Các dây dẫn như vậy thiếu sự bảo vệ được sử dụng cho 120 / 230V, và thật lòng mà nói, sự khác biệt giữa 48V và 120V dường như không đáng kể.

thẳng thắn, sự khác biệt giữa 48V và 120V dường như không đáng kể.

120V cao hơn 2,4 lần so với 48V - hầu như không có gì tôi gọi là "không đáng kể". AC 120V thậm chí còn tệ hơn, vì hai lý do: -

1. 120VAC có một đỉnh điện áp 170V, 3,5 lần cao hơn 48VDC.

2. Cảm giác 'sốc điện' xảy ra trên mọi đỉnh của dạng sóng AC, trong khi với DC, nó chủ yếu xảy ra khi tiếp xúc ban đầu.

Chỉ mất khoảng 30mA dòng điện xoay chiều 60Hz qua tim để gây ra rung, so với 300-500mA của dòng điện một chiều. Dòng điện 'buông' (phía trên mà bạn không thể buông dây dẫn bị kẹp) cao hơn 4 lần so với DC so với AC. Vì vậy, điều đó có nghĩa là bạn cần điện áp DC gấp 4-17 lần để có được một cú sốc chí mạng.

Kết hợp điện áp cao hơn 2,4 lần với độ nhạy cao gấp 4-17 lần và 120VAC nguy hiểm gấp 10-40 lần so với 48VDC.

Nhưng 48VDC có an toàn trong cáp Ethernet không? Với điều kiện bạn không lột bỏ lớp cách nhiệt và chọc những sợi dây trần vào da thịt của bạn, khả năng bị điện giật chết người là không đáng kể. Tôi biết từ kinh nghiệm cá nhân vì tôi là một kỹ thuật viên trao đổi điện thoại trong 15 năm và thường xuyên làm việc trên các thiết bị trực tiếp với các tiếp xúc. Cú sốc lớn nhất mà tôi từng gặp là tiếng rè nhẹ khi nắm một thanh xe buýt 50V (tiếng chuông 90VAC là một câu chuyện khác ...).

48V là định nghĩa thực tế và HỢP PHÁP của điện áp tối đa được coi là "điện áp thấp" và thực chất là "an toàn". Chắc chắn 48V được phân phối DƯỚI bề mặt da tương đối cách nhiệt của bạn có thể giết chết bạn nếu được giao ở vị trí "đúng". Nhưng chúng tôi cho rằng mọi người không đi bộ xung quanh với các điện cực dưới da tiếp xúc với vô tình tiếp xúc với hệ thống dây điện "LV". 48V là an toàn hợp lý cho hầu hết mọi người trong điều kiện bình thường.

Theo quan sát của @crowie, hệ thống điện thoại công cộng có dây gốc (và hiện tại) hoạt động trên 48V trong hơn 100 năm. Công nghệ điện thoại cũ đó rất có thể là tiền lệ để thiết lập 48V là giới hạn pháp lý.

Không có cái chết do điện giật sẽ xảy ra

48V được coi là "an toàn" và đó là lý do chính đáng.

Đầu tiên, trở kháng của cơ thể con người ở mức 50V là khoảng 45kΩ (mặc dù được đo trên người lớn). Mặc dù trẻ em có tổng thể nhỏ hơn và do đó nên có trở kháng thấp hơn một chút, đó là sức đề kháng của da chiếm tới 95% trở kháng đó (chất lỏng bên trong cơ thể là chất dẫn điện khá tốt), vì vậy kích thước không quan trọng lắm .

(Lưu ý cách trở kháng cơ thể là một điều buồn cười, nó giảm xuống nhanh chóng khi điện áp tăng lên, ở 240V, nó thấp hơn 10 - 15 lần!)

Hơn nữa, một dòng điện cần một nơi nào đó để đi, rõ ràng. Không có mạch kín, không có dòng điện. Đó là lý do tại sao những con chim ngồi trên một tuyến đường bộ không được chiên.

48V là 48V so với mặt đất. Trong tất cả khả năng, thứ gần nhất tiếp theo với "mặt đất" mà bạn tiếp xúc là "sàn gỗ / gỗ" hoặc "gạch lát sàn" hoặc một cái gì đó tương tự, nói cách khác, kháng cự vô hạn, hiện tại bằng không.
Ngay cả khi chạm vào dây nóng trên 240V cũng có khả năng "không có nhiều chuyện xấu xảy ra", nếu bạn đi giày và không chính xác đứng trong vũng nước (mặc dù vì lý do rõ ràng tôi sẽ không khuyên bạn thử vận ​​may!) .

Chúng ta hãy giả sử trường hợp hoàn toàn tồi tệ nhất: một đứa trẻ đặt một ngón tay lên chân cắm trên phích cắm trên tường và hút cáp PoE (trông có thể ăn được, không phải vậy!). Chống lại tất cả các tỷ lệ cược, PSE bị hỏng hoặc không tuân thủ nghiêm ngặt và thay vì cung cấp tối đa 10,2V / 4mA theo mặc định, nó cung cấp điện áp hoạt động đầy đủ và dòng điện không giới hạn. Hoặc, phải mất một số mô hình ngẫu nhiên mà đứa trẻ tình cờ thực hiện cho một cuộc đàm phán hợp lệ, bất cứ điều gì.
Ngoài ra, vì một lý do không thể giải thích được, dòng điện không bị đoản mạch trên dây dữ liệu (điều có thể xảy ra sẽ chính xác là như vậy, một tia lửa nhỏ trên lưỡi của đứa trẻ và đứa trẻ rơi cáp trong sợ hãi).
Chúng ta hãy nói rằng thực sự có 40V trên dây và "quyết định" hiện tại đi qua cơ thể trẻ em,

Cáp trong miệng sẽ loại bỏ một rào cản da và do đó giảm một nửa trở kháng cơ thể. Đó là 22,5kΩ còn lại. Hãy làm tròn xuống đến 20kΩ để chắc chắn. Không, bạn biết những gì, hãy thái quá , và nói 10kΩ. 48V / 10kΩ = 4,8mA.
Mà ... là vô hại ngay cả đối với dòng điện xoay chiều. Phải mất khoảng 8-10 lần dòng điện xoay chiều (của một tần số trong phạm vi 50-60Hz quan trọng) để ngăn chặn trái tim.

Bây giờ, trên hết, PoE không có dòng điện xoay chiều, đó là DC. Vì vậy, một chút đáng sợ về ngừng tim thậm chí không áp dụng.

Tất nhiên, về nguyên tắc, DC có thể gây ra tác dụng phụ ngoài việc ngừng tim (nghĩ về dao điện phẫu thuật hoặc "ghế điện"), nhưng được cung cấp điện áp trong phạm vi hai chữ số và dòng điện trong phạm vi milliampere một chữ số, điều này chỉ đơn giản là sẽ không xảy ra (nhưng ngay cả khi nó xảy ra, nó chủ yếu sẽ là bỏng cục bộ, không đe dọa đến tính mạng).

Các khu vực khác nhau trên thế giới khác nhau đôi chút, nhưng mức độ 'an toàn' đối với điện áp thấp có xu hướng được đặt ở dải 40 đến 60v, dưới đây được coi là khả năng bị điện giật là không đáng kể. Ô tô 'điện áp cao' sử dụng ắc quy 42v, 3 '12'.

120v là đủ nguy hiểm mà nhiều người chết vì 120v điện cú sốc. Rõ ràng nhiều người Mỹ chết 120v so với người châu Âu chết 240v, có lẽ do cảm giác tự mãn về điện áp thấp hơn (ai đó kiểm tra trên dây và gỡ lỗi nếu cần thiết!)

Trước hết, một số người dường như đã sửa lỗi trên POTS, không giống như PoE. Đạo cụ cho tất cả các kỹ sư viễn thông, những người đã giơ cao cánh tay trong một ngày chạy bộ đầy mồ hôi.

Ngoài các câu trả lời tốt ở trên về sự an toàn của 48vDC, PoE là một giao thức được đàm phán - các thiết bị được kết nối bắt đầu từ giả định không an toàn rằng thiết bị kia KHÔNG tương thích PoE và do đó sẽ không thích sử dụng giao diện của nó. Chỉ khi hai thiết bị tương thích PoE được kết nối, người ta mới thấy tín hiệu đặc biệt cho biết họ có thể muốn cung cấp PoE - từ đó, hai thiết bị sẽ đàm phán về những gì một người cần / những gì người kia có thể cung cấp và sẽ "hoạt động" một cách hiệu quả " hướng tới mức năng lượng cần thiết. Cũng đáng chú ý rằng công suất mà chúng đạt được có thể thấp hơn nhiều so với toàn bộ số tiền được hỗ trợ - rất ít thiết bị bị đói.

Cáp bị ngắt kết nối hoặc treo lủng lẳng (một đầu được cắm vào cổng PoE) sẽ KHÔNG có điện áp đáng kể trên nó - thực tế không nhiều hơn cáp ethernet tiêu chuẩn.

Nói tóm lại, trừ khi con bạn quản lý để nhai qua cáp PoE được kết nối và hoạt động VÀ nối các dây dẫn nhưng thật kỳ diệu KHÔNG làm cho các thiết bị phát hiện ra lỗi / mất kết nối, không chắc bạn có thể vào được các vôn ngon lành bên trong trước khi tắt tất cả .

CẢNH BÁO: Điều này giả định các thiết bị PoE tuân thủ tiêu chuẩn thực sự thay vì nhiều cách độc quyền mà các công ty tìm thấy để cấp nguồn cho cáp ethernet, thường bao gồm một dây nối tường được nối với dây dự phòng trong bộ chuyển đổi ethernet. Trong trường hợp đó, bạn đang bị tổn thương bởi nguồn cung cấp năng lượng - đó có thể là một số mụn cóc điện áp thấp thiếu máu hoàn toàn không có vấn đề gì hoặc nó có thể là một đơn vị 48v hoặc cao hơn tương đối hiện tại mà MIGHT hơn một chút rủi ro, nhưng thẳng thắn trừ khi bạn đã mua một số đèn pha không phù hợp với tiêu chuẩn ethernet không phù hợp với tiêu chuẩn hoặc thứ gì đó mà bạn có nguy cơ thấp.

Một ví dụ tôi từng thấy về các thiết bị PoE-ish công suất tương đối cao là các camera quan sát cao cấp với đèn LED công suất cao và chuyển động PTZ đầy đủ, chúng có thể thu được 100-200W, nhưng trong nhà sẽ rất khó xảy ra với bạn ' d bao giờ tìm thấy một cái gì đó như thế.

Chà, bạn có thể ở nhà tôi , nhưng, bạn biết ...

Hầu hết các thiết bị PoE không hoàn toàn khác mà tôi thấy chỉ là squirting 12-24v cho các cặp dự phòng từ một cục gạch hoặc bức tường công suất <50w.

Ở châu Âu, điện áp tối đa cho đồ chơi trẻ em chỉ là 24 V DC. Nếu đặt trực tiếp lên tim ở ngực và lưng, thậm chí điện áp nhỏ hơn có thể gây nguy hiểm.

IEC 62368-1: 2014 định nghĩa "an toàn" là 60VDC hoặc 2mA DC, tùy theo mức nào thấp hơn. Đối với AC, các giới hạn là 30VAC và 0,5mA. Chúng được coi là an toàn cho một người bình thường nhưng bạn vẫn không thể để các đầu nối / dây điện lộ ra xung quanh vì có cả chương "đám cháy điện" để xem xét.

Có giới hạn cao hơn cho một "người được hướng dẫn", ví dụ như các kỹ thuật viên dịch vụ. Đây là 120VDC và 50VAC, với một ngoại lệ đặc biệt được đưa ra cho chuông điện thoại 90VAC. Chúng được định nghĩa là đáng chú ý hoặc thậm chí khó chịu nhưng thường sẽ không tạo ra các hiệu ứng sinh lý điện có hại .. Giới hạn hiện tại là 25mA DC và 5mA AC.

Bất cứ điều gì ở trên được coi là nguy hiểm với tần số "bình thường", các mạch SMPS có thể vượt quá giới hạn AC 100kHz nhưng vượt quá phạm vi ở đây.

Một vài câu trả lời khác đề cập đến 48V DC là điện áp "an toàn", tuy nhiên tôi cho rằng các điều kiện môi trường (nối đất, độ dẫn điện của da, v.v.) là các yếu tố quan trọng hơn nhiều so với điện áp.

Sau đây là giai thoại thừa nhận, nhưng tôi đã trải qua một cú sốc DC rất khó chịu khi làm việc với một con quay 48V DC trên một con tàu sau khi vào bên trong với bàn tay mặn ướt.

Xem thêm câu trả lời stackexchange sau đây rằng tuyên bố thậm chí 24V có thể nguy hiểm trong một số điều kiện nhất định. Bao nhiêu điện áp là "nguy hiểm"?

Điều quan trọng hơn điện áp trong an toàn điện là hiện tại. Lượng dòng điện cần thiết để bắt đầu hoặc ngừng tim là 60 mA trên ngực. Trong trường hợp phù hợp, thậm chí 12 volt có thể gây chết người. Trong môi trường biển - tức là thuyền bị lật trong nước mặn, bất kỳ người nào trong con đường hiện tại đều có thể bị giết. 48 Volts có thể cung cấp cho bạn một bước nhảy khỏe mạnh nếu da bạn ẩm ướt với mồ hôi. Trong trường hợp bình thường với làn da khô, 48 Volts có thể sẽ đánh thức bạn nhưng không giết chết bạn. Khi dòng điện đủ mạnh để đốt cháy lớp da và mỡ và tiếp xúc với mô ngay bên dưới lớp này, nó cực kỳ dẫn điện, ngay cả điện áp thấp tương đối cũng có thể gây chết người.

AC nguy hiểm hơn nhiều so với DC- Một trong những lý do nó được ưa thích để thực hiện một cuộc hành quyết trong những ngày xưa.