In vielen Power over Ethernet (POE) -Setups beträgt die Übertragungsspannung 48 V oder etwas mehr. Eine höhere Spannung hat zwar offensichtliche Effizienzvorteile, aber wie sicher ist sie? Besteht die Gefahr eines Stromschlags bei versehentlichem Kontakt, insbesondere bei Kindern? Solchen Verkabelungen fehlt der Schutz, der für 120/230 V verwendet wird, und ehrlich gesagt scheint der Unterschied zwischen 48 V und 120 V nicht so signifikant zu sein.
Ehrlich gesagt scheint der Unterschied zwischen 48 V und 120 V nicht so signifikant zu sein.
120 V sind 2,4-mal höher als 48 V - kaum das, was ich als "nicht so signifikant" bezeichnen würde. 120 V Wechselstrom ist aus zwei Gründen sogar noch schlimmer:
120 VAC hat eine Spitzenspannung von 170 V, 3,5-mal höher als 48 VDC.
Das „Elektroschock“-Gefühl tritt bei jeder Spitze der AC-Wellenform auf, während es bei DC meistens beim ersten Kontakt auftritt.
Es werden nur etwa 30 mA 60-Hz-Wechselstrom durch das Herz benötigt, um ein Flimmern zu verursachen, verglichen mit 300-500 mA Gleichstrom. Der Loslassstrom (oberhalb dessen Sie einen gegriffenen Leiter nicht loslassen können) ist bei Gleichstrom 4-mal höher als bei Wechselstrom. Das bedeutet also, dass Sie 4-17 Mal mehr Gleichspannung benötigen, um einen tödlichen Schock zu bekommen.
Kombinieren Sie eine 2,4-mal höhere Spannung mit einer 4- bis 17-mal höheren Anfälligkeit, und 120 VAC sind ungefähr 10- bis 40- mal tödlicher als 48 VDC.
Aber sind 48 VDC in einem Ethernet-Kabel sicher? Vorausgesetzt, Sie entfernen nicht die Isolierung und stechen die blanken Drähte in Ihr Fleisch, ist die Wahrscheinlichkeit, einen tödlichen Stromschlag davon zu bekommen, vernachlässigbar. Ich weiß es aus eigener Erfahrung, weil ich 15 Jahre lang Telefonzentralentechniker war und regelmäßig an unter Spannung stehenden Geräten mit freiliegenden Kontakten gearbeitet habe. Der größte DC-Schock, den ich je bekommen habe, war ein leichtes Kribbeln, als ich eine 50-V-Sammelschiene gegriffen habe (90-VAC-Klingeln war eine andere Geschichte ...).
48 V ist die praktische und RECHTLICHE Definition der maximalen Spannung, die als "Niederspannung" und eigensicher "sicher" angesehen werden kann. Sicherlich könnten 48 V, die UNTER Ihrer relativ isolierenden Hautoberfläche geliefert werden, Sie töten, wenn sie an der "richtigen" Stelle geliefert werden. Aber wir gehen davon aus, dass Menschen nicht mit subkutanen Elektroden herumlaufen, die einem versehentlichen Kontakt mit "LV" -Verkabelungen ausgesetzt sind. 48 V ist für die meisten Menschen unter normalen Bedingungen einigermaßen sicher.
Wie von @crowie beobachtet, arbeitet das kabelgebundene öffentliche Telefonsystem der ursprünglichen (und aktuellen) Technologie seit über 100 Jahren mit 48 V. Diese alte Telefontechnologie ist sehr wahrscheinlich der Präzedenzfall für die Festlegung von 48 V als gesetzlicher Grenzwert.
48V gelten als „sicher“, und das aus gutem Grund.
Erstens beträgt die Impedanz des menschlichen Körpers bei 50 V etwa 45 kΩ (obwohl an Erwachsenen gemessen). Während Kinder insgesamt kleiner sind und daher eine etwas niedrigere Impedanz haben sollten, macht der Hautwiderstand 95 % dieser Impedanz aus (innere Körperflüssigkeiten sind ziemlich gute Leiter), sodass die Größe nicht so wichtig ist .
(Beachten Sie, dass die Körperimpedanz eine lustige Sache ist, sie sinkt schnell , wenn die Spannung steigt, bei 240 V ist sie 10-15 Mal niedriger!)
Außerdem muss ein elektrischer Strom offensichtlich irgendwohin fließen. Kein geschlossener Stromkreis, kein Strom. Deshalb werden Vögel, die auf einer Überlandlinie sitzen, nicht gebraten.
Diese 48V sind 48V gegen Masse. Dem „Boden“ am nächsten kommt aller Wahrscheinlichkeit nach „Parkett/Laminat“ oder „Bodenfliesen“ oder ähnliches, also Widerstand um unendlich, Strom Null.
Selbst das Berühren des heißen Drahtes bei 240 V hat eine gute Chance, dass "nicht viel Schlimmes passiert", wenn Sie Schuhe tragen und nicht gerade in einer Wasserpfütze stehen (obwohl ich aus naheliegenden Gründen nicht dazu raten würde, Ihr Glück zu versuchen!) .
Nehmen wir den absolut schlimmsten Fall an: Ein Kind legt einen Finger auf den Erdungsstift eines Wandsteckers und saugt am PoE-Kabel (sieht essbar aus, oder!). Allen Widrigkeiten zum Trotz ist das PSE defekt oder nicht konform und liefert statt standardmäßig maximal 10,2 V/4 mA die volle Betriebsspannung und unbegrenzten Strom. Oder es braucht ein zufälliges Muster, das das Kind versehentlich für eine gültige Verhandlung gemacht hat, was auch immer.
Außerdem schließt der Strom aus einem unerklärlichen Grund die Datenkabel nicht kurz (wahrscheinlich würde genau das passieren, ein kleiner Funke auf der Zunge des Kindes und das Kind lässt das Kabel erschrocken fallen).
Sagen wir einfach, es liegen tatsächlich 40 V auf dem Kabel, und der Strom „beschließt“, durch den Körper des Kindes zu fließen,
Kabel im Mund eliminiert eine Hautbarriere und halbiert somit ungefähr die Körperimpedanz. Das sind noch 22,5 kΩ. Runden wir sicherheitshalber auf 20kΩ ab. Nein, wissen Sie was, seien wir unverschämt und sagen 10kΩ. 48V/10kΩ = 4,8mA.
Was ... selbst für Wechselstrom unbedenklich ist. Es braucht etwa 8-10 Mal so viel Wechselstrom (mit einer Frequenz im kritischen Bereich von 50-60 Hz), um das Herz zum Stillstand zu bringen.
Außerdem hat PoE keinen Wechselstrom, sondern Gleichstrom. Das Gruselige über Herzstillstand trifft also nicht einmal zu.
Natürlich kann Gleichstrom im Prinzip andere Nebenwirkungen haben als das Anhalten des Herzens (denken Sie an ein chirurgisches Elektromesser oder den "elektrischen Stuhl"), aber bei Spannungen im zweistelligen Bereich und Strömen im einstelligen Milliamperebereich ist dies der Fall wird einfach nicht passieren (aber selbst wenn es so wäre, wären es in erster Linie lokale Verbrennungen, nicht lebensbedrohlich).
Verschiedene Regionen der Welt unterscheiden sich leicht, aber das „sichere“ Niveau für Niederspannung liegt tendenziell im Bereich von 40 bis 60 V, unterhalb dessen die Wahrscheinlichkeit eines Stromschlags als vernachlässigbar gilt. „Hochspannungs“-Autos verwenden 42 V, 3 „12 V“-Batterien in Reihe.
120 V sind so gefährlich, dass viele Menschen an 120-V-Stromschlägen sterben. Anscheinend sterben mehr Amerikaner an 120 V als Europäer an 240 V, vielleicht aufgrund eines Gefühls der Selbstgefälligkeit über die niedrigere Spannung (jemand überprüft Snopes und entlarvt sie gegebenenfalls!)
Zunächst einmal scheinen sich einige Leute auf POTS fixiert zu haben, was nichts mit PoE zu tun hat. Requisiten an alle Telekommunikationsingenieure, die an einem verschwitzten Tag beim Laufen von Pullovern Strom im Arm hatten.
Zusätzlich zu den guten Antworten oben zur Sicherheit von 48 VDC an sich ist PoE ein ausgehandeltes Protokoll – die angeschlossenen Geräte gehen von der ausfallsicheren Annahme aus, dass das andere Gerät NICHT PoE-kompatibel ist und es daher nicht genießen würde, wenn Strom über seine Schnittstelle geschoben wird. Erst wenn zwei PoE-kompatible Geräte verbunden sind, sieht man die spezielle Signalisierung, die ihm mitteilt, dass er möglicherweise PoE anbieten möchte - von dort aus verhandeln die beiden Geräte darüber, was das eine benötigt / was das andere liefern kann, und werden effektiv "aufarbeiten". in Richtung der erforderlichen Leistungsstufe. Es ist auch erwähnenswert, dass die Leistung, die sie erreichen, viel niedriger sein könnte als die volle unterstützte Menge - nur sehr wenige Geräte sind so leistungshungrig.
Ein getrenntes oder herunterhängendes Kabel (ein Ende an einen PoE-Port angeschlossen) hat KEINE nennenswerte Spannung – tatsächlich nicht mehr als ein Standard-Ethernet-Kabel.
Kurz gesagt, es sei denn, Ihr Kind schafft es, durch ein angeschlossenes und funktionierendes PoE-Kabel zu kauen UND die Leiter zu überbrücken, aber auf wundersame Weise, OHNE dass die Geräte den Fehler erkennen / die Verbindung verlieren, ist es unwahrscheinlich, dass Sie überhaupt an die köstlichen Volt im Inneren gelangen, bevor alles abgeschaltet ist .
WARNUNG: Dies setzt echte standardkonforme PoE-Geräte voraus und nicht die vielen proprietären Möglichkeiten, die Unternehmen finden, um ein Ethernet-Kabel mit Strom zu versorgen, das häufig aus einer Steckdose besteht, die mit den freien Drähten in einem Ethernet-Adapter verdrahtet ist. In diesem Fall sind Sie der Stromversorgung ausgeliefert - es könnte sich um eine kleine anämische Niederspannungs-Wandwarze handeln, die überhaupt kein Problem darstellt, oder es könnte sich um ein Gerät mit relativ hoher Stromstärke von 48 V oder mehr handeln, das ein bisschen mehr sein KÖNNTE riskant, aber ehrlich gesagt, es sei denn, Sie haben ein lächerliches, nicht standardkonformes, nicht wirklich PoE-Ethernet-verbundenes Flutlicht oder etwas gekauft, für das Sie ein geringes Risiko eingehen.
Ein Beispiel für PoE-ähnliche Geräte mit relativ hoher Leistung, die ich gesehen habe, sind High-End-CCTV-Kameras mit Hochleistungs-LEDs und voller PTZ-Bewegung. Sie können 100-200 W verbrauchen, aber zu Hause wäre es sehr unwahrscheinlich, dass Sie es tun. würde so etwas nie finden.
Nun, du könntest bei mir zu Hause sein, aber weißt du...
Die meisten anderen nicht ganz PoE-Geräte, die ich gesehen habe, spritzen nur 12-24 V auf die Ersatzpaare von einem <50-W-Netzteil oder einer Wandwarze.
In Europa beträgt die maximale Spannung für Kinderspielzeug nur 24 V DC. Wenn sie direkt über dem Herzen an Brust und Rücken angelegt werden, können sogar kleinere Spannungen gefährlich sein.
IEC 62368-1:2014 definiert „sicher“ als 60 VDC oder 2 mA DC, je nachdem, welcher Wert geringer ist. Für Wechselstrom liegen die Grenzen bei 30 VAC und 0,5 mA. Diese gelten als sicher für eine normale Person, aber Sie können trotzdem keine freiliegenden Anschlüsse / Drähte herumliegen lassen, da das gesamte Kapitel "elektrische Brände" zu berücksichtigen ist.
Für eine „unterwiesene Person“ zB Servicetechniker gelten höhere Grenzen. Dies sind 120 VDC und 50 VAC, mit einer besonderen Ausnahme für 90 VAC-Telefonnetzklingeln. Diese werden als wahrnehmbar oder sogar unangenehm definiert, würden aber normalerweise keine schädlichen elektrophysiologischen Wirkungen hervorrufen. Stromgrenzen sind 25 mA DC und 5 mA AC.
Alles darüber wird bei "normalen" Frequenzen als gefährlich angesehen, SMPS-Schaltungen könnten die 100-kHz-AC-Grenze überschreiten, aber das würde hier den Rahmen sprengen.
Einige andere Antworten erwähnen, dass 48 V DC eine "sichere" Spannung sind, aber ich würde argumentieren, dass die Umgebungsbedingungen (Erdung, Hautleitfähigkeit usw.) weitaus wichtigere Faktoren sind als nur die Spannung.
Das Folgende ist zugegebenermaßen anekdotisch, aber ich habe einen sehr bösen Gleichstromschock erlebt, als ich an einem 48-V-Gleichstromkreisel auf einem Schiff arbeitete, nachdem ich mit nassen, salzigen Händen hineingekommen war.
Siehe auch die folgende Stackexchange-Antwort, die behauptet, dass sogar 24 V unter bestimmten Bedingungen gefährlich sein können. Wie viel Spannung ist "gefährlich"?
Was in der elektrischen Sicherheit wichtiger ist als die Spannung, ist der Strom. Die zum Starten oder Stoppen des Herzens erforderliche Stromstärke beträgt 60 mA über der Brust. Unter den richtigen Umständen können sogar 12 Volt tödlich sein. In einer Meeresumwelt – dh gekentertes Boot in Salzwasser – könnte jede Person auf dem Strömungsweg getötet werden. 48 Volt könnten Ihnen einen gesunden Ruck geben, wenn Ihre Haut schweißnass ist. Unter normalen Umständen mit trockener Haut würden 48 Volt Sie wahrscheinlich aufwecken, aber nicht töten. Wenn der elektrische Strom stark genug ist, um die Haut- und Fettschicht wegzubrennen und mit dem Gewebe direkt unter dieser Schicht in Kontakt kommt, ist er extrem leitfähig, dann können selbst relativ niedrige Spannungen tödlich sein.
AC ist weitaus tödlicher als DC. Einer der Gründe, warum es früher für die Durchführung einer Hinrichtung bevorzugt wurde.
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