Seberapa amankah 48V DC?

Dalam banyak pengaturan Power over Ethernet (POE) tegangan transmisi adalah 48V atau sedikit lebih. Sementara tegangan yang lebih tinggi memiliki keunggulan efisiensi yang jelas, seberapa aman itu? Apakah ada risiko tersengat listrik saat tidak sengaja terpapar, khususnya pada anak-anak? Kabel semacam itu tidak memiliki perlindungan yang digunakan untuk 120 / 230V, dan terus terang perbedaan antara 48V dan 120V tampaknya tidak terlalu signifikan.

terus terang perbedaan antara 48V dan 120V tampaknya tidak terlalu signifikan.

120V adalah 2,4 kali lebih tinggi dari 48V - hampir tidak apa yang saya sebut 'tidak signifikan'. 120V AC bahkan lebih buruk, karena dua alasan: -

1. 120VAC memiliki tegangan puncak 170V, 3,5 kali lebih tinggi dari 48VDC.

2. Perasaan 'sengatan listrik' terjadi pada setiap puncak gelombang AC, sedangkan dengan DC sebagian besar terjadi pada kontak awal.

Hanya dibutuhkan sekitar 30mA arus AC 60Hz melalui jantung untuk menyebabkan fibrilasi, dibandingkan dengan 300-500mA arus DC. Arus 'lepaskan' (di atas di mana Anda tidak dapat melepaskan konduktor yang digenggam) adalah 4 kali lebih tinggi untuk DC daripada AC. Jadi itu berarti Anda membutuhkan tegangan DC 4-17 kali lebih banyak untuk mendapatkan kejutan fatal.

Kombinasikan tegangan 2,4 kali lebih tinggi dengan kerentanan 4-17 kali lebih tinggi, dan 120VAC sekitar 10-40 kali lebih mematikan daripada 48VDC.

Tetapi apakah 48VDC aman dalam kabel Ethernet? Asalkan Anda tidak melepas isolasi dan menyodok kabel telanjang ke daging Anda, kemungkinan sengatan listrik yang fatal darinya diabaikan. Saya tahu dari pengalaman pribadi karena saya adalah teknisi pertukaran telepon selama 15 tahun, dan secara teratur bekerja pada peralatan langsung dengan kontak yang terbuka. Guncangan DC terbesar yang pernah saya dapatkan adalah kesemutan ringan ketika memegang bus 50V (deringan 90VAC adalah cerita yang berbeda ...).

48V adalah definisi praktis dan HUKUM dari tegangan maksimum untuk dianggap "tegangan rendah" dan secara intrinsik "aman". Tentu saja 48V dikirim DI BAWAH permukaan kulit Anda yang relatif dapat membunuh Anda jika dikirim di tempat yang "tepat". Tapi kami mengasumsikan orang tidak berjalan-jalan dengan elektroda subkutan yang terpapar kontak tidak sengaja dengan kabel "LV". 48V cukup aman bagi kebanyakan orang dalam kondisi normal.

Sebagaimana diamati oleh @crowie, sistem telepon kabel publik teknologi asli (dan saat ini) beroperasi pada 48V selama lebih dari 100 tahun. Teknologi telepon lama itu sangat mungkin menjadi preseden untuk menetapkan 48V sebagai batas hukum.

Tidak ada kematian akibat sengatan listrik yang akan terjadi

48V dianggap "aman", dan itu untuk alasan yang bagus.

Pertama, impedansi tubuh manusia pada 50V adalah sekitar 45kΩ (meskipun diukur pada orang dewasa). Sementara anak-anak yang secara keseluruhan lebih kecil dan dengan demikian harus memiliki impedansi sedikit lebih rendah, itu adalah resistensi kulit yang membuat naik 95% dari impedansi yang (cairan tubuh internal konduktor yang cukup baik), sehingga ukuran tidak masalah semua yang banyak .

(Perhatikan bagaimana impedansi tubuh adalah hal yang lucu, itu turun dengan cepat karena tegangan naik, pada 240V itu 10-15 kali lebih rendah!)

Lebih jauh, arus listrik perlu pergi ke suatu tempat, jelas. Tidak ada sirkuit tertutup, tidak ada arus. Itu sebabnya burung yang duduk di jalur darat tidak digoreng.

48V ini adalah 48V terhadap tanah. Dalam semua kemungkinan, hal terdekat berikutnya dengan "tanah" yang Anda hubungi adalah "parket / laminasi" atau "ubin lantai" atau sesuatu yang serupa, dengan kata lain, resistensi sekitar tak terbatas, nol saat ini.
Bahkan menyentuh kawat panas pada 240V memiliki peluang bagus untuk "tidak banyak hal buruk terjadi", jika Anda mengenakan sepatu dan tidak benar-benar berdiri di genangan air (walaupun untuk alasan yang jelas saya tidak akan menyarankan mencoba keberuntungan Anda!) .

Mari kita asumsikan kasus yang benar-benar terburuk: seorang anak meletakkan satu jari ke pin ground pada colokan di dinding, dan mengisap kabel PoE (terlihat dapat dimakan, bukan!). Terhadap semua peluang, PSE rusak atau berat tidak sesuai dan bukannya memasok 10,2V / 4mA maks sesuai standar, PSE memasok tegangan operasional penuh, dan arus tidak terbatas. Atau, dibutuhkan beberapa pola acak yang secara tidak sengaja dibuat anak untuk negosiasi yang sah, apa pun.
Juga, untuk alasan yang tidak dapat dijelaskan, arus tidak menyebabkan korsleting pada kabel data (hal yang mungkin terjadi adalah, percikan kecil pada lidah anak itu, dan anak itu menjatuhkan kabel dengan ketakutan).
Katakan saja sebenarnya ada 40V pada kabel, dan saat ini "memutuskan" untuk pergi melalui tubuh anak,

Kabel-in-mulut akan menghilangkan satu penghalang kulit dan dengan demikian kira-kira mengurangi impedansi tubuh. Itu tersisa 22.5kΩ. Mari kita membulatkan ke 20kΩ untuk memastikan. Tidak, Anda tahu, mari kita keterlaluan , dan katakan 10kΩ. 48V / 10kΩ = 4.8mA.
Yang ... tidak berbahaya bahkan untuk arus bolak-balik. Dibutuhkan sekitar 8-10 kali lebih banyak arus bolak-balik (frekuensi dalam kisaran kritis 50-60Hz) untuk menghentikan jantung.

Sekarang, di atas itu, PoE tidak memiliki arus bolak - balik, ini DC. Jadi sedikit menakutkan tentang serangan jantung bahkan tidak berlaku.

Tentu saja, DC pada prinsipnya dapat menyebabkan efek samping selain menghentikan jantung (pikirkan pisau elektro bedah, atau "kursi listrik"), tetapi diberi voltase dalam rentang dua digit dan arus dalam rentang miliampere satu digit, ini sama sekali tidak akan terjadi (tetapi bahkan jika itu terjadi, itu akan terutama luka bakar lokal, bukan mengancam jiwa).

Area yang berbeda di dunia sedikit berbeda, tetapi level 'aman' untuk tegangan rendah cenderung melenggang pada kisaran 40 hingga 60v, di bawahnya dianggap bahwa kemungkinan sengatan listrik dapat diabaikan. Mobil 'Tegangan Tinggi' menggunakan baterai 42v, 3 '12v' secara seri.

120V adalah cukup berbahaya yang banyak orang meninggal dari 120V listrik guncangan. Rupanya lebih banyak orang Amerika mati 120V daripada Eropa mati 240V, mungkin karena rasa puas diri terhadap tegangan rendah (seseorang memeriksa snopes dan menghilangkan prasangka jika perlu!)

Pertama, beberapa orang tampaknya terpaku pada POTS yang tidak seperti PoE. Alat peraga untuk semua insinyur telekomunikasi yang memiliki dering saat ini di lengan pada hari berkeringat menjalankan jumper.

Lebih jauh ke jawaban yang baik di atas tentang keamanan 48vDC dalam dirinya sendiri, PoE adalah protokol yang dinegosiasikan - perangkat yang terhubung mulai dari asumsi gagal-aman bahwa perangkat lain BUKAN kompatibel PoE dan karenanya tidak akan menikmati daya dorong antarmuka. Hanya ketika dua perangkat yang kompatibel dengan PoE terhubung, orang dapat melihat pensinyalan khusus yang mengatakan bahwa ia mungkin ingin menawarkan PoE - dari sana, kedua perangkat akan bernegosiasi tentang apa yang dibutuhkan / apa yang dapat disampaikan oleh yang lain dan secara efektif akan "bekerja". menuju level daya yang dibutuhkan. Perlu juga dicatat bahwa daya yang mereka dapatkan bisa jauh lebih rendah daripada jumlah penuh yang didukung - sangat sedikit perangkat yang membutuhkan daya.

Kabel yang terputus atau menggantung (salah satu ujungnya ditancapkan ke port PoE) TIDAK akan memiliki tegangan yang cukup - sebenarnya tidak lebih dari kabel ethernet standar.

Singkatnya, kecuali jika anak Anda berhasil mengunyah kabel PoE yang terhubung dan berfungsi DAN menjembatani konduktor tetapi secara ajaib TANPA menyebabkan perangkat mendeteksi kesalahan / kehilangan koneksi, kemungkinan Anda bahkan tidak bisa mencapai volt lezat di dalam sebelum semuanya ditutup .

PERINGATAN: Ini mengasumsikan perangkat PoE yang sesuai dengan standar nyata dan bukan cara yang biasa dilakukan perusahaan untuk mendapatkan daya melalui kabel ethernet, yang seringkali terdiri dari kabel kutil yang dihubungkan dengan kabel ke kabel cadangan di adaptor ethernet. Dalam hal ini, Anda berada di bawah kekuasaan catu daya - bisa berupa kutil kecil dinding tegangan rendah anemia yang tidak ada masalah sama sekali atau itu bisa menjadi unit yang relatif tinggi saat ini 48v atau lebih tinggi yang mungkin sedikit lebih berisiko, tetapi terus terang kecuali Anda telah membeli beberapa lampu sorot yang tidak terhubung dengan ethernet yang tidak sesuai standar yang tidak sesuai standar atau sesuatu yang berisiko rendah.

Salah satu contoh yang pernah saya lihat tentang perangkat PoE-ish yang relatif berdaya tinggi adalah kamera CCTV kelas atas dengan LED daya tinggi dan gerakan PTZ penuh, mereka dapat menggambar 100-200W, tetapi di rumah itu akan sangat tidak mungkin Anda ' Saya pernah menemukan sesuatu seperti itu.

Yah, kamu mungkin di rumahku , tapi, kamu tahu ...

Sebagian besar perangkat PoE tidak cukup yang pernah saya lihat hanya menyemprotkan 12-24v ke atas pasangan cadangan dari <50w batu bata daya atau kutil dinding.

Di Eropa, tegangan maksimum untuk mainan anak-anak hanya 24 V DC. Jika diterapkan langsung ke jantung di dada dan punggung, voltase yang lebih kecil mungkin berbahaya.

IEC 62368-1: 2014 mendefinisikan "aman" sebagai 60VDC atau 2mA DC, mana yang lebih rendah. Untuk AC batasnya adalah 30VAC dan 0,5mA. Ini dianggap aman untuk orang biasa, tetapi Anda masih tidak bisa membiarkan konektor / kabel terbuka tergeletak karena ada seluruh bab "kebakaran listrik" untuk dipertimbangkan.

Ada batas yang lebih tinggi untuk "orang yang diinstruksikan" misalnya teknisi layanan. Ini adalah 120VDC dan 50VAC, dengan pengecualian khusus yang diberikan untuk dering jaringan telepon 90VAC. Ini didefinisikan sebagai terlihat atau bahkan tidak menyenangkan tetapi biasanya tidak akan menghasilkan efek fisiologis listrik yang berbahaya. Batas saat ini adalah 25mA DC dan 5mA AC.

Apa pun di atas yang dianggap berbahaya dengan frekuensi "normal", sirkuit SMPS mungkin melebihi batas AC 100kHz tapi itu di luar cakupan di sini.

Beberapa jawaban lain menyebutkan 48V DC sebagai tegangan "aman", namun saya berpendapat bahwa kondisi lingkungan (pembumian, konduktansi kulit, dll.) Adalah faktor yang jauh lebih penting daripada sekadar tegangan.

Berikut ini adalah anekdotal memang diakui, tetapi saya telah mengalami kejutan DC yang sangat buruk bekerja pada gyro 48V DC di kapal setelah masuk dengan tangan asin basah.

Lihat juga jawaban stackexchange berikut yang mengklaim bahkan 24V bisa berbahaya dalam kondisi tertentu. Berapa tegangan "berbahaya"?

Yang lebih penting daripada tegangan dalam keamanan listrik adalah arus. Jumlah arus yang diperlukan untuk memulai atau menghentikan jantung adalah 60 mA di dada. Dalam keadaan yang tepat, bahkan 12 volt dapat mematikan. Di lingkungan laut - yaitu kapal terbalik di air asin setiap orang di jalur saat ini dapat terbunuh. 48 Volts bisa memberi Anda sentakan sehat jika kulit Anda lembab karena keringat. Dalam keadaan normal dengan kulit kering 48 Volts mungkin akan membangunkan Anda tetapi tidak membunuh Anda. Ketika arus listrik cukup kuat untuk membakar lapisan kulit dan lemak dan bersentuhan langsung dengan jaringan di bawah lapisan ini, ia sangat konduktif bahkan voltase rendah yang relatif bisa mematikan.

AC jauh lebih mematikan daripada DC- Salah satu alasannya adalah lebih disukai untuk melakukan eksekusi di masa lalu.