Die "Single-Point Grounding" Prinsipe vir Veiligheidsisteme se Veilige Ontwerp

1. Basis Konsep van “Enkelpunt-aarding”

Enkelpunt-aarding verwys na 'n konfigurasie waarin die hoofstelselhospitaal aan die aarde by een enkele punt verbonden is, terwyl alle afgeleë toerusting, insluitend kameras en ander toerusting, elektries geïsoleer moet bly van die aarde. Spesifiek beteken “enkelpunt-aarding” dat vir enige “stelsel” waar komponente direk elektries verbind is, die sentrale aggregasiepunt (d.w.s. die hoofstelselhospitaal of substelselhospitaal) slegs by een punt aan die aarde aangesluit moet word.

As voorbeeld, in 'n optiese vezel oordragstelsel: die voorste meerkanaal optiese transmitters funksioneer as substelselhospitale. Hul behuisinge word by een enkele punt aan die aarde aangesluit, terwyl alle kameras wat deur kabels aan hierdie optiese transmitters verbind is, geïsoleer moet bly van die aarde. Dit stel “enkelpunt-aarding” vir 'n stelsel met direkte elektriese verbindings neer. Die aarding van die agterste hoofstelselhospitaal kan nie hiervoor vervang word nie, omdat die optiese vezel elektriese isolasie tussen die twee eindes verskaf.

2. Ingenieursvereistes vir “Enkelpunt-aarding”

Die hoofhospitaal moet by een enkele punt aangesluit word, en alle afgeleë toerusting in die stelsel moet relatief tot die aarde vryhang. Elektrostatische lae wat binne die stelsel gegenereer word, word deur die aardingspunt van die hospitaal afgevoer, wat statiese geligpotensiaal met die aarde handhaaf om operasionele veiligheid te verseker.

Na die implementering van enkelpunt-aarding, verwys die stelsel se “aardepotensiaal” na die potensiaal van die stelsel relatief tot die aarde se nulpotensiaal—spesifiek, die potensiaal by die stelsel se aardingspunt.

In veiligheidsindustrie-forums het sommige so-genaamde “professionele donderbeskerming”-voorstanders donder-induseerde elektromotoriese krag (EMF) op kabels beskryf met terme soos “oorspanning” of “hoog potensiaal,” en beweer dat “aarding van onweerskyfers aan beide eindes van die kabel beide eindes tot dieselfde potensiaal kan bind.”

Echter, hoëfreqwentie-analise wys dat vir wisselstroombeginsel EMF op kabels, selfs al is die aardingweerstand van die onweerskyfer nul en die aardepotensiale aan beide eindes gelyk, die beperkingspannings van die spanningsbeperkende onweerskyfers aan beide eindes altyd “gelyk in grootte maar teenoorgesteld in polariteit” sal wees. Daar is geen werklike geligpotensiaal-toestand ook nie. Bovendien sluit die “ontlaadpad na die aarde” die totale wissel-en regstroomimpedansie van die kabel en aardinggeleiders, sowel as die aardingweerstand self, in. Die idee van “effektiewe leiding van donderstroom” in sulke konfigurasies is net 'n illusie.

Donder-induseerde EMF het niks te doen met die aarde nie; daar is geen kwessie van stroomontlaat na die aarde nie. “Enkelpunt-aarding” is slegs bedoel om elektrostatische lae binne die stelsel af te voer, dus dit vereis nie lage aardingweerstand of 'n spesifieke aardingrooster nie. Dit verskil fundamenteel van tradisionele bliksemspyt-aarding, kragstelsel-aarding, of onweerskyfer-aarding wat ontwerp is om groot ströme te hanteer. 'n Eenvoudige verbinding met gewone draad na gebouwrebar of 'n waterleiding is genoegsaam.

3. Rasionale Analise van “Enkelpunt-aarding”

“Enkelpunt-aarding” elimineer al die aardlusse, wat effektief intrusieroute vir “donder-induseerde aardepotensiaal” en “kragroosteraardepotensiaal” in laevoltage-elektroniese stelsels blokkeer. Dit is die mees effektiewe grondleggende tegniek vir donderbeskerming, onweersuppressie, en interferensiepreventing.

Inteenoortgestel, multi-punt-aarding bring aardepotensiaal-interferensie, kragroostersurges, en donder反击 (terugslag) voltes. Talryke werklike gevalle in veiligheidsingenieurswese het bevestig dat multi-punt-aarding gelei het tot die vernietiging van beide veiligheidstoerusting en donderbeskermingsapparate.

“Enkelpunt-aarding” in veiligheidstelsels is nie net verenigbaar met beskerming teen geïnduceerde donder nie—dit is in feite 'n fundamentele beginsel en noodsaaklike voorwaarde vir die korrekte donderbeskermingsontwerp in sodanige stelsels.

Regstreekse donderslagte moet nie—en moet nie—op enige deel van die stelsel aangewend word vir ontlading. Beskerming teen geïnduceerde donder vereis slegs beskermingskringe om die geïnduceerde spanning by toerustingpoorte te onderdruk tot 'n vlak onder die toerusting se “maksimum veiligheidsspanning.” Sulke beskermingskringe moet nie aan die aarde verbind word nie.

Met “enkelpunt-aarding” hang die hele stelsel op dieselfde potensiaal as die aardingspunt. Kunsmatige skepping van multi-punt-aarding terwyl pogings word aangewend om “geligpotensiaal-koppeling” te bereik, is teoreties en prakties onbereikbaar vir wye-gebiedsinformasie-stelsels.

Aanvaarding van die “enkelpunt-aarding” veiligheidsontwerpprinse help om nie te word misleid deur die mythe van “aarding-basierde donderbeskerming” nie en vermy onnodige investering in te komplekse aardingstelsels.