Сетевые изоляторы устанавливаются как часть проводной системы Ethernet в качестве гальванических изоляторов для снижения вероятности поражения электрическим током и ограничения масштабов ущерба от ударов молнии .
Благодаря применяемому принципу электромагнитной индукции сетевые данные передаются через электрически непроводящий барьер. Высокочастотные переменные напряжения, передающие данные, индуцируются через изолирующий зазор .
Сетевой изолятор является пассивным устройством и функционирует без необходимости внешнего источника питания. Функциональным эквивалентом сетевых изоляторов является Ethernet на небольшом участке оптоволокна с использованием медиаконвертеров или коммутаторов Ethernet/сетевых карт с оптоволоконными соединениями на каждом конце.
Сетевые изоляторы имеют множество других применений для преодоления проблем с разными потенциалами заземления в сетях или между сетевыми компонентами. Например:
Сетевые изоляторы используются в медицинских приборах для защиты пациентов от токов утечки .
Сетевые соединения между медицинскими устройствами и сетями Ethernet (и другими немедицинскими устройствами, такими как персональные компьютеры ) должны соответствовать стандарту IEC 60601-1 . Этот стандарт специально посвящен медицинскому электронному и электрическому оборудованию и системам и классифицирует немедицинские устройства как потенциальные источники опасности. Конкретная опасность возникает из-за возможных различий в потенциалах заземления между сетевыми компонентами, которые, если они не изолированы должным образом, могут привести к току утечки, который может протекать через пациента, что является опасным и потенциально смертельным . Такие различия в напряжении могут также возникать из-за неправильной установки и электропроводки сетевых систем, электрического замыкания в поврежденных кабелях и кабельной разводке или замыкания между поврежденными сетевыми кабелями и другими источниками напряжения.
Сетевые изоляторы работают для устранения этой опасности, электрически отключая медицинские устройства от сети. Изоляторы могут использоваться в качестве сетевых аксессуаров, встраиваться в медицинские устройства или устанавливаться в медицинской сетевой системе. Сетевые изоляторы должны устанавливаться как можно ближе к рассматриваемому медицинскому устройству. Поскольку они не служат терапевтическим или диагностическим целям, сами сетевые изоляторы не классифицируются как медицинское электронное оборудование в соответствии со стандартом IEC 60601-1, и они не подпадают под действие Директивы по медицинским устройствам 93/42/EEC. Они часто устанавливаются в медицинской сфере вместе с изолирующими трансформаторами , которые служат для защиты пациента от других электрических неисправностей.
Международный стандарт IEC 60601-1 Медицинское электрическое оборудование (3-е издание) устанавливает строгие критерии безопасности и изоляции медицинских приборов. Эти требования, конечно, намного строже, чем требования типичного стандарта потребительских товаров (например, IEC 60950 Безопасность оборудования информационных технологий), поскольку пациент может быть без сознания, под наркозом или по иной причине неспособным двигаться, и поэтому необходимость защиты пациента имеет первостепенное значение.
Стандарт IEC 60601-1 требует, чтобы были установлены две независимые меры предосторожности (средства защиты пациента или MOPP) для защиты пациента от поражения электрическим током в медицинской системе. Сетевой изолятор может быть сконструирован для обеспечения одного или обоих требуемых MOPP. В случае, если в системе присутствует только один MOPP, необходимо принять вторую меру защиты для медицинского устройства. Этого можно достичь, например, путем установки фиксированного заземляющего кабеля с низким сопротивлением, шины или ремня, называемого проводником выравнивания потенциалов. Соответствие требованиям применимых стандартов и руководств, в частности стандарта IEC 60601-1, подразумевает, что сами производители заявляют о соответствии CE и/или получают сертификацию от утвержденной независимой испытательной лаборатории.
Количество MOPP, обеспечиваемое сетевым изолятором, будет указано в сертификации устройства. Они достигаются за счет комбинации зазоров и расстояний утечки , а также пробивного напряжения изоляционных материалов. Хотя требования к уровням пробивного напряжения составляют 1,5 киловольта для одного MOPP и 4 киловольта для двух MOPP, количество фактически обеспечиваемых MOPP не может быть выведено только из пробивного напряжения.
Сетевые соединения, выполненные с использованием неэкранированных кабелей, иногда используются в качестве формы изоляции, поскольку между устройством и сетью не существует экранированного соединения . Однако это не обеспечивает достаточной защиты в рамках IEC 60601-1, поскольку сами линии передачи данных не изолированы и могут находиться под опасным потенциалом напряжения.
Сетевые карты и другие активные сетевые компоненты , разработанные в соответствии со стандартом IEC 60950 (Безопасность оборудования информационных технологий), обычно не соответствуют более строгим требованиям по изоляции стандарта IEC 60601-1 (Медицинское электрооборудование) и, следовательно, требуют дополнительной изоляции перед использованием в медицинских целях.
Качество передачи сетевого изолятора можно определить путем измерения стандартных отраслевых параметров или характеристик, например, вносимых потерь , обратных потерь и перекрестных помех на ближнем конце .
По определению сетевой изолятор полностью устраняет все прямые электрические соединения между устройствами, подключенными через сетевое соединение, в частности, все линии передачи данных и экран кабеля .
Сетевые изоляторы имеются в продаже в различных исполнениях, чтобы соответствовать требованиям заказчиков:
Номинальные значения напряжения (в киловольтах) и максимальные скорости передачи данных (например, 1000BASE-T) различаются в зависимости от модели.