Ochrona linii transmisji danych przed stanami nieustalonymi

Elektryczne stany nieustalone na liniach przesyłu danych mogą zniszczyć sprzęt komputerowy. Wielu użytkowników ma świadomość zagrożeń ze strony przepięć w liniach zasilających, lecz nie zdaje sobie sprawy z ryzyka, jakie niosą zakłócenia w liniach przesyłu danych. W niniejszym dokumencie wyjaśniono powstawanie stanów nieustalonych oraz ich niszczący wpływ na urządzenia elektryczne; przedstawiono również, jak można się przed nimi ochronić za pomocą urządzeń tłumiących.

Zakłócenia elektryczne stanowią poważne zagrożenie dla urządzeń elektrycznych oraz urządzeń przetwarzania danych. Zakłócenia elektryczne określane są w różny sposób: jako skoki, udary i przejściowe napięcia udarowe. Bez względu na nazwę skutki tych zakłóceń są takie same: przerwy w działaniu urządzeń, ich wadliwe funkcjonowanie i uszkodzenia, co w sposób nieunikniony prowadzi do przestojów. Wraz z rosnąca popularnością sieci komputerowych wpływ, jaki mają udary na linie komunikacyjne, nabrał jeszcze większej wagi. Linie komunikacyjne wchodzące do budynku, pod ziemią bądź nad ziemią, mogą przenosić znaczne stany nieustalone do obiektów mieszkalnych lub służbowych. Udary, powstałe w wyniku różnego rodzaju sprzężeń (przekazywania energii elektrycznej z jednego układu do drugiego za pośrednictwem pól magnetycznych), mogą powodować poważne zniszczenia w interfejsach komunikacyjnych wewnątrz budynku. Ponieważ udary takie mogą powstawać w różny sposób, pojedyncza warstwa tłumienia przepięć zrealizowana na liniach wejściowych może być niewystarczająca do ochrony wewnętrznych linii i sprzętu przed skokami napięcia.

Zapoznając się z omówieniem poszczególnych skutków, jakie udar może wywołać w liniach transmisji danych, ważne jest, aby rozumieć, czym są linie transmisji danych oraz jak przenoszą one dane w postaci sygnałów elektrycznych. Linia transmisji danych to kabel przewodzący prąd o niskim napięciu dla celów komunikacji między połączonymi za jego pomocą urządzeniami. Do transmisji danych służą między innymi: kabel koncentryczny, kabel CAT5 Ethernet oraz kabel telefoniczny. Dane są przesyłane między urządzeniami liniami transmisji danych w postaci zmieniających się poziomów napięcia od nadajnika do odbiornika na drugim końcu kabla. Urządzenie odbiorcze przetwarza poziomy napięcia, analizując je i konwertując na dane, które są dla tego urządzenia „zrozumiałe“.

Pomimo że linie transmisji danych zazwyczaj przewodzą tylko niskie napięcia, są jednak wykonane z materiału przewodzącego i tak samo, jak inne linie przewodzące, podlegają działaniu przepięć i wyskoków elektrycznych. Ogólnie rzecz biorąc udar ma charakter krótkotrwałego odchylenia od pożądanego poziomu napięcia (czyli sygnału w przypadku komputerów i urządzeń elektronicznych). To może zakłócić działanie urządzenia, a nawet spowodować jego uszkodzenie. Niektóre urządzenia służące do komunikacji za pośrednictwem linii transmisji danych są przewidziane do pracy jedynie w zakresie bardzo niskich napięć i mogą bardzo łatwo ulec uszkodzeniu, jeśli napięcie przekroczy dozwoloną granicę. Ponadto, udary napięciowe mogą pochodzić z rozmaitych źródeł, co oznacza, że stany nieustalone mogą wystąpić w przypadku każdej konfiguracji sprzętu.

Rysunek 1 przedstawia wyniki badań przeprowadzonych przez firmę Florida Power. Problemy z jakością
zasilania podzielono na kilka grup. Wykres pokazuje, że z wyładowania atmosferyczne przyczyniają się do
15 % problemów, podstacje energetyczne wprowadzające stany nieustalone na skutek operacji łączeniowych
przyczyniają się tylko do 5 %, a stany nieustalone generowane przez sprzęt biurowy powodują 60 %
wszystkich problemów z jakością zasilania.

Jak powstają stany nieustalone

Stany nieustalone mogą wystąpić w dowolnych przewodnikach, na przykład w liniach sieci elektroenergetycznej, liniach telefonicznych, liniach transmisji danych oraz liniach sygnałowych. W sieciach lokalnych (LAN) stosuje się między innymi linie transmisji danych typu RS-232, RS-422, Ethernet i Token Ring. Ponadto takie linie stosuje się w telewizji przemysłowej, obserwacyjnych systemach alarmowych oraz w interfejsach obrabiarek sterowanych numerycznie (CNC).

Skoki, będące typem udaru, to krótkotrwałe przepięcia, mierzone zwykle w milisekundach. Ten niepożądany nadmiar energii elektrycznej można łatwo wytworzyć w dowolnej linii przewodzącej. Energia zawarta w przebiegach nieustalonych może być ogromna i uszkadzać urządzenia lub powodować ich nieprawidłowe działanie przez podawanie fałszywych sygnałów na skutek niedokładnych poziomów napięcia. Szczególnie podatne na udary napięciowe są urządzenia sterowane przez mikroprocesory i inne układy scalone. Przyczyną przebiegów nieustalonych w liniach transmisji danych są zazwyczaj sprzężenia indukcyjne, mające rozmaite źródła.

Sposób powstawania przebiegów nieustalonych bezpośrednio w sieci energetycznej jest stosunkowo dobrze znany, natomiast mniej powszechna jest wiedza o tym, jak generowane są stany nieustalone powodowane sprzężeniem indukcyjnym w liniach transmisji danych. Zawsze, gdy prąd elektryczny przepływa przez materiał przewodzący, powstaje pole magnetyczne. Jeśli w polu magnetycznym jednego przewodnika zostanie umieszczony drugi przewodnik, a przy tym pole to ma charakter strumienia magnetycznego, to na skutek indukcji w drugim przewodniku popłynie prąd. Indukowanie napięcia i wytwarzanie prądu za pomocą pola magnetycznego, bez fizycznego połączenia materiałów przewodzących, stanowi podstawę działania transformatorów energetycznych. W uzwojeniu pierwotnym transformatora wytwarzane jest pole magnetyczne, które indukuje napięcie w uzwojeniu wtórnym. Na tej samej zasadzie przewody biegnące obok siebie w mogą wzajemnie indukować stany nieustalone, jak pokazano na rysunku 2. Takie sprzężenie może być powodowane przez linię zasilania indukującą napięcie w sąsiedniej linii transmisji danych; indukcja może również zachodzić między dwiema liniami transmisji danych (co zwykle jest określane mianem sprzężenia.

Wyładowania atmosferyczne mogą wywoływać o wiele silniejsze sprzężenia, tak że pojedyncze wyładowanie może spowodować natychmiastowe zniszczenie wielu urządzeń. Wyładowaniom atmosferycznym towarzyszą bardzo silne, szybkozmienne, pola magnetyczne. W bardzo podobny sposób do tego, w jaki pole magnetyczne jednego przewodnika indukuje stany nieustalone w przewodnikach, pole magnetyczne pioruna może indukować napięcie w zewnętrznej linii energetycznej, pomimo że piorun nie uderza w nią bezpośrednio. Co istotniejsze, jeśli piorun uderzy blisko budynku, może indukować stany nieustalone w wewnętrznych liniach transmisji danych przecinających jego pole magnetyczne. Te stany nieustalone mogą zniekształcić dane przesyłane tymi liniami, a nawet doprowadzić do uszkodzenia podłączonych do nich urządzeń. Innym terminem, którym określa się sprzężenie indukcyjne, są zakłócenia elekromagnetyczne (EMI) lub szum.

Sprzężenia występujące między przewodami i te pochodzące od piorunów to dwa źródła stanów nieustalonych w liniach transmisji danych, niemniej istnieją jeszcze inne źródła sprzężeń szkodliwych dla infrastruktury danych w budynku. Podczas planowania lub kontroli układu linii danych w budynku należy wziąć pod uwagę następujące przyczyny sprzężeń indukcyjnych:

• linie transmisji danych w sąsiedztwie kabli i zasilających;
• prowadzenie kabli transmisji danych w pobliżu piorunochronu;
• prowadzenie kabli transmisji danych blisko stalowych elementów konstrukcyjnych budynku;
• prowadzenie linii transmisji danych zbyt blisko oświetlenia jarzeniowego (emitującego zakłócenia elektromagnetyczne).

Wyżej wymienione okoliczności stanowią jedne z najczęstszych źródeł sprzężeń indukcyjnych w liniach transmisji danych, niemniej w budynku może występować jeszcze wiele innych źródeł zakłóceń.

Skutki występowania stanów nieustalonych

Wiele urządzeń elektrycznych spotykanych w pracy i w domu zawiera układy scalone, mikroprocesory. Ze względu na swe cechy mikroprocesory i inne układy scalone urządzenia te są szczególnie wrażliwe na stany nieustalone w postaci przepięć. Urządzenia mikroprocesorowe i sterowane mikroprocesorowo to m.in. komputery i ich urządzenia peryferyjne, sieci komputerowe i sieci danych (np. LAN), sprzęt telekomunikacyjny, medyczny sprzęt diagnostyczny, obrabiarki sterowane numerycznie, sprzęt radiowy i telewizyjny, odbiorniki satelitarne, kasy fiskalne, kserokopiarki, faksy itd. W celach komunikacyjnych wiele spośród tych urządzeń ma zazwyczaj połączenie z liniami transmisji danych.

Na wrażliwość urządzeń opartych na układach scalonych na stany nieustalone mają wpływ trzy czynniki:
1. Odstęp między układem scalonym i ścieżkami na płytce obwodu drukowanego
2. Stosowany zakres napięcia roboczego
3. Synchronizowanie niektórych operacji cyklem zegarowym (np. w komputerach)

Odstęp między układem scalonym i ścieżkami na płytce obwodu drukowanego Pierwszym częstym czynnikiem, który sprawia, że sprzęt zbudowany na układach scalonych jest wrażliwy na stany nieustalone, jest bardzo niewielki odstęp między wewnętrznymi elementami układu scalonego a ścieżkami na płytce obwodu drukowanego. Na płytce drukowanej energia jest przenoszona ścieżkami przewodzącymi. Ścieżki te, wewnętrzne i zewnętrzne układu scalonego oraz na samej płytce drukowanej, mogą się w pewnych granicach rozszerzać i kurczyć. Ciepło wytwarzane przez prąd przepływający przez elementy płytki drukowanej powoduje rozszerzanie, natomiast przy braku przepływu prądu następuje kurczenie. Jeśli przebieg nieustalony dotrze do tych ścieżek, może doprowadzić do ich przegrzania, powodując mikroskopijne pęknięcia w strukturze płytki, co z kolei może sprawić, że normalnie odizolowane od siebie ścieżki zetkną się. W ten sposób powstanie wewnętrzne zwarcie, wskutek którego urządzenie przestanie działać. Niekiedy te mikroskopijne pęknięcia nie wywołują natychmiastowych uszkodzeń, lecz powoli się powiększają na skutek zwyczajnego rozszerzania się i kurczenia elementów lub doprowadzają do kolejnych pęknięć, przez co urządzenie z czasem działa coraz gorzej, aż w końcu całkowicie przestaje działać.

Stosowany zakres napięcia roboczego
Drugim czynnikiem decydującym o wrażliwości układów scalonych jest stopniowe obniżanie napięcia roboczego, wymaganego do działania urządzeń z układami scalonymi. Ze względu na mniejsze rozmiary i większą wydajność obecnie produkowanych elementów komputerowych oraz w trosce o oszczędność energii stopniowo obniżano napięcie robocze wymagane do zasilania tych elementów. Napięcie robocze 5 V prądu stałego powszechnie stosowane do niektórych wewnętrznych urządzeń komputera obniżono do 3,3 V i przypuszczalnie tendencja ta będzie się utrzymywać. Oznacza to, że zakres napięć dopuszczalnych w systemie opartym na układach scalonych również się zmniejszył. Jeśli przebieg nieustalony spowoduje podniesienie napięcie do 5 V w systemie zasilanym napięciem 3,3 V, łatwo może dojść do uszkodzenia.

Wykorzystanie cyklu zegarowego
Trzecią przyczyną wrażliwości urządzeń zbudowanych na układach scalonych jest synchronizowanie działań elementów wewnętrznych za pomocą cyklu zegarowego. Większość operacji komputerowych jest synchronizowana cyklem zegarowym, będącym w istocie napięciem zmieniającym się z określoną częstotliwością. Zakłócenia elektromagnetyczne mogą czasem przypominać komputerowe cykle zegarowe o pewnych częstotliwościach, przez co komputery interpretują takie fałszywe stany jako rozkazy. Te fałszywe rozkazy mogą powodować wiele błędów logicznych, które mogą się objawiać w postaci blokady klawiatury, załamania programów lub blokady systemu. Zakłócenia elektromagnetyczne mogą również prowadzić do sytuacji odwrotnej, czyli pominięcia przez komputer właściwych rozkazów, co może powodować podobne problemy.

Najczęstsze uszkodzenia wywoływane przez stany nieustalone
Najczęściej występujące uszkodzenia powodowane przez stany nieustalone w urządzeniach elektronicznych można podzielić na: zakłóceniowe, rozproszone i destrukcyjne.

SKUTKI ZAKŁÓCENIOWE — zazwyczaj występują wtedy, gdy przebieg nieustalony pojawia się w urządzeniu w wyniku sprzężenia indukcyjnego (powodowanego obecnością linii transmisji danych albo linii zasilania). Elementy elektroniczne próbują wówczas przetworzyć przebieg nieustalony jako prawidłowy rozkaz logiczny. Skutkiem tego bywają: blokada systemu, wadliwe działanie, błędne dane wyjściowe, utrata lub uszkodzenie plików oraz rozmaite inne niepożądane zjawiska.

SKUTKI ROZPROSZONE — są związane z powtarzającymi się przeciążeniami elementów układów scalonych. Materiały, z których wykonane są układy scalone, mogą wytrzymać pewną liczbę powtarzających się przepięć o określonym poziomie. W wyniku długotrwałej degradacji elementy te ostatecznie przestaną działać.

SKUTKI DESTRUKCYJNE — obejmują wszystkie sytuacje, w których stany nieustalone o wysokiej energii powodują natychmiastowe uszkodzenie urządzenia. Uszkodzenia często są wyraźnie widoczne, jako na przykład spalone lub popękane płytki drukowane lub inne części komputera, stopione części elektroniczne bądź inne ewidentne szkody.

Ochrona przed przebiegami nieustalonymi oraz ich tłumienie
Przebieg nieustalony w postaci udaru napięciowego to krótkotrwałe, duże odchylenie od znamionowego napięcia lub sygnału. Im większa amplituda przebiegu nieustalonego, tym większe ryzyko zakłócenia pracy lub uszkodzenia sprzętu elektronicznego. Jak wcześniej wspomniano, stany nieustalone mogą się pojawić w dowolnym materiale przewodzącym, więc oddziałują nie tylko na urządzenia podłączone do linii elektroenergetycznych, lecz również na urządzenia podłączone do linii telefonicznych, kabli sieci Ethernet, kabli koncentrycznych, kabli komunikacji szeregowej itp.

Urządzenia do ochrony przeciwprzepięciowej
Urządzenia do ochrony przeciwprzepięciowej (SPD, Surge Protective Device) tłumią amplitudę przepięć w celu ochrony urządzeń przed ich szkodliwymi skutkami. Niemniej urządzenia takie niekoniecznie redukują amplitudę udaru do zera. Urządzenia SPD jedynie ograniczają przebieg nieustalony do poziomu, który jest bezpieczny dla podłączonych do nich urządzeń elektrycznych. Działają tak, ponieważ wartość progowa zapotrzebowania na energię może się w urządzeniu zmieniać i tłumienie napięcia do zera uniemożliwiałoby ciągłą pracę urządzenia. Zamiast tego tłumią przebieg nieustalony do poziomu dopuszczalnego dla sprzętu, który mają chronić. Niektóre nowocześniejsze urządzenia do ochrony przeciwprzepięciowej filtrują również szumy, aby w przebiegu prądu zasilającego ograniczyć zniekształcenia powodowane przez zakłócenia elektromagnetyczne, aby te nie przedostawały się do podłączonych urządzeń.

Najprościej rzecz ujmując, urządzenia SPD uniemożliwiają udarom napięciowym dotarcie do urządzeń, które chronią. Realizują to zadanie przez pochłanianie nadmiernego napięcia albo przez odprowadzanie go, albo na obydwa sposoby naraz. SPD pochłaniają energię (i zależnie od tego, na ile dobrze są skonstruowane, mogą nie przepuścić udaru, jednak ulec uszkodzeniu), albo odprowadzają napięcie do uziemienia. W większości przypadków urządzenia SPD stanowią kombinację urządzeń pochłaniających i odprowadzających
udary.

Stabilizacja poziomu jest to proces, w którym wewnętrzne elementy SPD redukują stany nieustalone do niższego poziomu napięcia, dopuszczalnego w chronionym przez SPD urządzeniu elektrycznym. Napięcie, które dotrze do tego urządzenia po stłumieniu udaru przez SPD, zwane jest napięciem przepuszczonym. Większość urządzeń SPD w tym procesie nie obniża napięcia nieustalonego do zera woltów ani poniżej poziomu wymaganego do działania podłączonego urządzenia. Tłumienie przebiegów nieustalonych do zbyt niskiego poziomu może uszkodzić samo urządzenie SPD.

Jednymi z najczęściej używanych elementów w urządzeniach do ochrony przeciwprzepięciowej są warystory metalowo-tlenkowe (MOV, Metal Oxide Varistor). Warystor MOV jest nieliniowym opornikiem o określonych właściwościach półprzewodnikowych. Warystor MOV pozostaje w stanie nieprzewodzenia, umożliwiając normalne przenoszenie energii, dopóki w linii nie pojawi się udar. W momencie wzrostu napięcia powyżej wartości progowej warystor MOV zaczyna przewodzić, odprowadzając nadmiar energii do ziemi. Warystory MOV często stosowane są razem z bezpiecznikami termicznymi i umieszczane na linii zasilania chronionego sprzętu, aby odciąć zasilanie w przypadku wystąpienia potencjalnie katastrofalnego udaru. Jeśli amplituda przebiegu nieustalonego jest duża, a czas trwania dość długi, przebieg może osiągnąć szczytowy poziom napięcia roboczego warystora MOV. Jeśli zdarzy się taka awaryjna sytuacja, ciepło sprawi, że bezpiecznik termiczny (który często znajduje się blisko warystora MOV lub jest z nim połączony) przerwie dopływ prądu do chronionego sprzętu. Warystory MOV używane są w urządzeniach SPD ze względu na ich stałe właściwości. Warystor MOV będzie zawsze przepuszczał napięcie tej samej wielkości i będzie zaczynał przewodzić przy tym samym poziomie przepięcia.

Urządzenia do ochrony przeciwprzepięciowej nie rozwiązują wszystkich problemów z jakością zasilania. Nie są w stanie zaradzić stanom podnapięciowym (zbyt niskim napięciom) ani długotrwałym przepięciom (zbyt wysokim napięciom) w liniach zasilających sieci elektroenergetycznej. Nie są w stanie również ograniczyć harmonicznych wytwarzanych przez nieliniowe obciążenia w postaci silników i komputerowych zasilaczy impulsowych oraz niektóre systemy oświetlenia jarzeniowego. Jeśli w linii elektroenergetycznej występują przerwy w dostarczaniu napięcia, można zastosować takie urządzenie, jak zasilacz bezprzerwowy (UPS), wyposażone w akumulator, który zapewnia zasilanie do czasu, aż zostanie przywrócone zasilanie sieci elektroenergetycznej.

Uziemienie
Jednym z najważniejszych zagadnień dotyczących systemów zasilania, zwłaszcza w odniesieniu do urządzeń do ochrony przeciwprzepięciowej, jest uziemienie.

Uziemienie stanowi niezbędny element każdej sieci zasilającej, sieci sygnałowej lub sieci transmisji danych. Wszystkie wartości napięcia i poziomy sygnałów określa się w odniesieniu do ziemi (zwanej masą). Do odprowadzania nadmiernego napięcia podczas stanów nieustalonych większość urządzeń SPD wykorzystuje linie uziemienia znajdujące się w budynku. Bez należytego uziemienia urządzenia te mogą działać nieprawidłowo. Połączenia uziemiające w budynku powinny prowadzić wyłącznie do głównej szyny wyrównawczej dostępnej dla serwisu. Takie jednopunktowe podłączenie do ziemi wyklucza powstawanie wielu punktów uziemienia, z których każdy może mieć inny potencjał względem ziemi, co wywoła niepożądany przepływ prądu w niskonapięciowych liniach transmisji danych. Te niechciane prądy mogą występować w mniej szkodliwej formie, na przykład jako szum zaburzający transmisję danych, lub jako silne udary niszczące urządzenia i linie transmisyjne. Rysunek 4 przedstawia przykładową pętlę uziemienia. Każde urządzenie ma niezależne uziemienie (napięcie w każdym gnieździe zasilania ma inny punkt odniesienia). Problem może wystąpić wtedy, gdy urządzenia zostaną połączone jakąś uziemioną (i przewodzącą) linią transmisji danych. Na rysunku 4 komputer jest połączony z drukarką za pomocą kabla komunikacji równoległej. Jeśli istnieje różnica potencjałów między uziemieniami urządzeń, to od jednego urządzenia do drugiego może kablem równoległym popłynąć prąd. Jest to tak zwana „pętla uziemienia“ i może powodować poważne uszkodzenia sprzętu, który w normalnych warunkach pracuje w zakresie niewielkich mocy. Na przykładzie pokazano jeden budynek, niemniej jednak pętle uziemienia mogą także powstawać między wieloma budynkami.

Stopniowe rozwiązanie ochrony przed przebiegami nieustalonymi
Dla zapewnienia stopniowej ochrony przed przebiegami nieustalonymi zalecane jest zastosowanie kaskady urządzeń SPD. Pierwszy stopień służy do ograniczania silnych przepięć przenikających do budynku, na przykład z sieci elektroenergetycznej. Takie udary mogą być skutkiem wyładowań atmosferycznych. Następny stopień przeciwdziała przebiegom nieustalonym w wewnętrznych liniach zasilania i liniach transmisji danych. Ponieważ większość przepięć powstaje wewnątrz budynku, zrozumienie roli urządzeń do ochrony przeciwprzepięciowej i ich stosowanie jest warunkiem koniecznym do poprawy jakości zasilania w jakimkolwiek obiekcie.

Rozwiązanie kaskadowe stanowi najskuteczniejszy środek zapobiegający szkodliwym skutkom większości niebezpiecznych przebiegów nieustalonych. Taki sposób rozwiązania problemu przebiegów nieustalonych jest ważny w przypadku linii zasilania, jednak równie ważne jest stosowanie tego samego podejścia w odniesieniu do linii transmisji danych. W większości dużych obiektów stosowana jest pierwsza linia obrony przed silnymi przebiegami nieustalonymi na liniach transmisji danych dochodzących do obiektu. Na przykład w wielu domach i obiektach służbowych używane jest urządzenie SPD w postaci iskrownika (w USA często są zakładane przez firmy telefoniczne), które ma za zadanie ograniczyć silne udary do poziomu dopuszczalnego dla urządzeń telefonicznych (np. telefonów nie wymagających dodatkowego zasilania). Jednak takie urządzenia SPD pierwszego stopnia często nie tłumią napięcia do poziomu bezpiecznego na tyle, aby zapobiec uszkodzeniu wrażliwego sprzętu elektronicznego, na przykład modemów DSL lub modemów telefonicznych (a nawet komputerów podłączonych do tych modemów). To samo dotyczy innych podobnie wrażliwych urządzeń elektronicznych podłączonych do linii koncentrycznych, jak np. sprzęt audiowizualny lub modemy kablowe szerokopasmowe. Z tego względu w celu ochrony poszczególnych urządzeń należy stosować dodatkowe urządzenia SPD, które zapewnią dalsze tłumienie napięcia przepuszczanego przez urządzenia SPD pierwszego stopnia.

Wnioski
Przeciwdziałanie wpływom stanów nieustalonych w postaci przepięć zwykle obejmuje linie zasilające. Zważywszy jednak na znaczny udział przebiegów nieustalonych powstających w sieci transmisji danych wewnątrz budynku, bezwzględnie konieczne jest objęcie ochroną przeciwprzepięciową także linii transmisji danych. Każda linia przewodząca jest potencjalnym nośnikiem przebiegów nieustalonych, a w każdym pomieszczeniu obecne są liczne źródła sprzężeń indukcyjnych. Współczesne urządzenia komputerowe działają na coraz niższych poziomach napięcia, więc nie wolno lekceważyć nawet niewielkich zakłóceń elektrycznych, by nie dochodziło do uszkodzenia sprzętu i danych. Przeciwdziałanie udarom z zastosowaniem kilku stopni jest metodą najlepszą; najpierw ograniczane są zewnętrzne i inne silne udary, które następnie są dalej tłumione, nim ich energia dotrze do wrażliwego sprzętu elektronicznego. Tłumienie przepięć w liniach transmisji danych jest konieczne, bowiem zabezpiecza przed uszkodzeniem danych we wrażliwym sprzęcie, zapobiega uszkodzeniu niskonapięciowych linii danych oraz nie dopuszcza, aby udary przedostały się do sprzętu po otwartych ścieżkach.