Наскільки безпечний 48В постійного струму?

У багатьох налаштуваннях Power over Ethernet (POE) напруга передачі становить 48 В або трохи більше. Хоча більша напруга має очевидні переваги ефективності, наскільки це безпечно? Чи є ризик ураження електричним струмом при випадковому впливі, зокрема, на дітей? У таких проводках не вистачає захисту, який використовується для напруги 120/230 В, і відверто кажучи, різниця між 48 В і 120 В не здається такою значною.

відверто кажучи, різниця між 48 В і 120 В не здається такою значною.

120В в 2,4 рази вище, ніж 48В - навряд чи те, що я б назвав «не таким значним». 120 В змінного струму ще гірше з двох причин: -

1. 120VAC має пікову напругу 170V, в 3,5 рази вищу, ніж 48VDC.

2. Почуття "ураження електричним струмом" виникає на кожному піку форми змінного струму, тоді як з постійним струмом воно відбувається переважно при первинному контакті.

Потрібно лише близько 30 мА струму змінного струму 60 Гц через серце, щоб викликати фібриляцію, порівняно з 300-500 мА постійного струму. Струм «відпустити» (вище якого не можна відпускати схоплений провідник) в постійному струмі в 4 рази більше, ніж змінного струму. Тож це означає, що для отримання смертельного удару вам потрібно в 4-17 разів більше напруги постійного струму.

Поєднуйте в 2,4 рази більшу напругу з чутливістю до 4-17 разів, а 120В постійного струму - приблизно в 10-40 разів смертельніше, ніж 48В постійного струму.

Але чи безпечний 48VDC в кабелі Ethernet? За умови, що ви не знімете ізоляцію та не запхаєте голі дроти до своєї плоті, шанси отримати смертельний ураження електричним струмом незначні. Я знаю з особистого досвіду, тому що я був техніком телефонної станції протягом 15 років і регулярно працював на живій техніці з відкритими контактами. Найбільшим поштовхом від постійного струму, який я коли-небудь отримав, було легке дзюрчання, коли схопив шину 50В шини (дзвін 90VAC - це інша історія ...).

48V - це практичне та ПРАВОВЕ визначення максимальної напруги, яке слід вважати "низькою напругою" та суттєво "безпечним". Безумовно, що 48 В, доставлені ПІД ТЕБУ, ваша відносно ізолююча поверхня шкіри може вбити вас, якщо її доставлять у потрібне місце. Але ми припускаємо, що люди не гуляють навколо підшкірних електродів, що піддаються випадковому контакту з проводкою "НН". 48В досить безпечний для більшості людей у ​​звичайних умовах.

Як зазначає @crowie, оригінальна (та сучасна) технологія дротової телефонної системи загального користування працює на 48В протягом більше 100 років. Ця стара телефонна технологія є дуже імовірним прецедентом для встановлення 48В як юридичної межі.

Жодної смерті від струму не відбудеться

48V вважається "безпечним", і це з поважних причин.

По-перше, імпеданс людського тіла при 50 В становить близько 45 кОм (хоча і вимірюється у дорослих). Хоча діти в цілому менше і, отже, повинні мати дещо менший опір, опір шкіри складає 95% від цього опору (внутрішні рідини тіла є досить хорошими провідниками), тому розмір не має великого значення .

(Зверніть увагу, як імпеданс кузова - це смішна річ, вона швидко падає, коли напруга піднімається, при 240 В це в 10-15 разів нижче!)

Далі, очевидно, потрібно кудись подати електричний струм, очевидно. Ні замкнутого контуру, ні струму. Ось чому птахів, що сидять на суходолі, не смажать.

Ці 48В є 48В проти землі. Ймовірно, наступне найближче до "заземлення", з яким ви маєте контакт, - це "паркет / ламінат" або "плитка для підлоги" або щось подібне, інакше кажучи, опір навколо нескінченного, поточного нуля.
Навіть якщо торкнутися гарячого дроту на 240 В, є хороший шанс "не дуже поганого", якщо ви носите взуття і не стоїте точно в калюжі з водою (хоча з очевидних причин я б не радив спробувати свою удачу!) .

Припустимо, абсолютно гірший випадок: дитина кладе один палець на заземлення шпилькою на стіновій вилці і смокче кабель PoE (виглядає їстівним, чи не так!). Незважаючи на всі шанси, PSE порушений або по-справжньому невідповідний і замість постачання максимуму 10,2 В / 4 мА за замовчуванням він забезпечує повну робочу напругу та необмежений струм. Або потрібна якась випадкова закономірність, яку дитина навмисно зробив для дійсних переговорів, як би там не було.
Крім того, з незрозумілої причини струм не замикає провід даних (швидше за все, це трапиться саме так, невелика іскра на язиці дитини, і дитина перелякає кабель).
Скажімо, насправді 40 дроту на дроті, і струм "вирішує" пройти тіло дитини,

Кабель в рот усуне один шкірний бар'єр і, таким чином, приблизно вдвічі знизить опір тіла. Залишилося 22,5 кОм. Звернемося до 20 кОм, щоб бути впевненим. Ні, ви знаєте що, давайте будемо обурювати , і скажіть 10kΩ. 48В / 10кОм = 4,8мА.
Який ... нешкідливий навіть для змінного струму. Для зупинки серця потрібно приблизно в 8-10 разів більше змінного струму (частоти в критичному діапазоні 50-60 ГГц).

Тепер, крім того, у PoE немає змінного струму, це постійний струм. Тож страшний шматочок щодо зупинки серця навіть не стосується.

Звичайно, постійний струм може в принципі спричинити несприятливі наслідки, крім зупинки серця (подумайте про хірургічний електро нож або "електричний стілець"), але враховуючи напруги в двоцифровому діапазоні і струмах в одноцифровому міліамперному діапазоні, це просто не відбудеться (але навіть якби це було, це в першу чергу були б місцеві опіки, а не загроза життю).

У різних районах світу незначно відрізняються, але рівень "безпечного" для низької напруги має тенденцію до діапазону від 40 до 60 В, нижче якого вважається, що ймовірність ураження струмом незначна. Автомобілі високої напруги серійно використовують акумулятори 42В, 3 '12В'.

120 В є достатньо небезпечним, що багато людей помирають від струмів мережі від 120 В. Мабуть, більше американців помирає від 120 В, ніж європейців помирає на 240 В, можливо, через почуття поступливості з приводу нижчої напруги (хтось перевіряє на снопи і, якщо потрібно, розвінчується!)

По-перше, деякі люди, здається, закріпилися на POTS, що є не що інше, як PoE. Реквізити для всіх інженерів телекомунікацій, у яких подзвонив струм під руку, в поточний день, який працює з джемперами.

Окрім вищезазначених гарних відповідей про безпеку 48vDC, PoE - це протокол узгодженого зв’язку - підключені пристрої починаються з безвідмовного припущення, що інший пристрій НЕ сумісний з PoE, а тому не сподобається, коли потужність підштовхнула його інтерфейс. Тільки коли підключені два PoE-сумісні пристрої, один бачить спеціальну сигналізацію, яка говорить про те, що вона може запропонувати PoE - звідти два пристрої будуть домовлятися про те, що потрібно одному / що може поставити інший та ефективно "працювати" до необхідного рівня потужності. Також варто відзначити, що потужність, на яку вони надходять, може бути набагато нижчою, ніж підтримується повний обсяг - дуже мало пристроїв, які живуть зголодні.

Від'єднаний або звисаючий кабель (одним кінцем підключений до порту PoE) НЕ матиме на ньому помітної напруги - насправді не більше ніж звичайний кабель Ethernet.

Коротше кажучи, якщо вашій дитині не вдасться пережовувати підключений та працюючий кабель PoE та перевести провідники, але дивом БЕЗ приводу пристроїв виявити несправність / втратити з'єднання, навряд чи ви зможете навіть дістатись до смачних вольт всередині, перш ніж все вимкнеться. .

ПОПЕРЕДЖЕННЯ. Це передбачає реальні PoE-пристрої, що відповідають стандартам, а не багато власницьких способів, які компанії знаходять отримувати живлення від мережевого кабелю, який часто складається з настінної бородавки, підключеної до запасних проводів в мережевому адаптері. У такому випадку ви перебуваєте в силі джерела живлення - це може бути якась невелика анемічна низьковольтна настінна бородавка, яка зовсім не проблема, або це може бути відносно сильний струм 48 В або вище, який БУДЬ трохи більше ризиковано, але відверто кажучи, якщо ви не придбали смішні нестандартні прожектори, пов'язані не з PoE-мережею, або щось таке, що ви ризикуєте.

Один із прикладів, що я бачив відносно потужних PoE-ish пристроїв - це високоякісні камери відеоспостереження з потужними світлодіодними індикаторами та повним PTZ-рухом, вони можуть малювати 100-200 Вт, але вдома це буде дуже малоймовірно " я коли-небудь знайду щось подібне.

Ну, ви можете в моєму домі, але, знаєте ...

Більшість інших не зовсім PoE-пристроїв, яких я бачив, просто в’їжджають 12-24 В до запасних пар від цегли потужністю <50 Вт або настінної бородавки.

В Європі максимальна напруга для дитячих іграшок становить 24 В постійного струму. Якщо застосовувати безпосередньо над серцем у грудях та спині, навіть менші напруги можуть бути небезпечними.

IEC 62368-1: 2014 визначає "безпечний" як 60 В постійного струму або 2 мА постійного струму, залежно від того, що менше. Для змінного струму обмеження становлять 30В змінного струму та 0,5мА. Вони вважаються безпечними для звичайної людини, але ви все одно не можете залишати відкриті роз'єми / дроти, що лежать навколо, оскільки тут слід розглянути всю главу "електричних пожеж".

Існують більш високі обмеження для "інструктованої особи", наприклад, техніка з обслуговування. Це 120В постійного струму та 50В постійного струму, причому особливий виняток надано для дзвінка телефонної мережі 90В змінного струму. Вони визначаються як помітні або навіть неприємні, але зазвичай не спричинять шкідливих електричних фізіологічних ефектів. Межа струму - 25 мА постійного струму та 5 мА змінного струму.

Все, що вище, що вважається небезпечним при "звичайних" частотах, схеми SMPS можуть перевищувати межу змінного струму 100 кГц, але це виходить за рамки тут.

Кілька інших відповідей згадують, що 48 В постійного струму є "безпечною" напругою, проте я заперечую, що умови навколишнього середовища (заземлення, провідність шкіри тощо) є набагато важливішими чинниками, ніж просто напруга.

Далі, мабуть, анекдотично, але я пережив дуже неприємний шок постійного струму, працюючи на гіроскопі 48V постійного струму на кораблі після того, як зайшов всередину з мокрими солоними руками.

Дивіться також таку відповідь, що стверджує, що твердження, що навіть 24В можуть бути небезпечними за певних умов. На скільки напруга "небезпечна"?

Що важливіше напруги в електробезпеці - це струм. Кількість струму, необхідного для запуску або зупинки серця, становить 60 мА через грудну клітку. За правильних обставин навіть 12 вольт може бути смертельним. У морському середовищі, тобто перекинутому човні в солоній воді, будь-яка людина на поточному шляху може бути вбита. 48 Вольт може принести вам здоровий поштовх, якщо ваша шкіра волога від поту. За звичайних обставин із сухою шкірою 48 Вольт, ймовірно, розбудить вас, але не вб'є вас. Коли електричний струм є досить сильним, щоб випалити шар шкіри і жиру і контактує з тканиною безпосередньо під цим шаром, він надзвичайно провідний, то навіть відносно низькі напруги можуть бути летальними.

Перемінний струм набагато смертельніше, ніж DC. Однією з причин є його перевагу для виконання страти за старих часів.