Princippet om "enkeltpunktsjordforbindelse" for sikkerhed i sikkerhedssystemdesign

1. Grundlæggende begreb om "enpunktjord"

Enpunktjord hentyder til en konfiguration, hvor det centrale systemhoved er forbundet til jorden på ét enkelt punkt, mens alle fjernenheder, herunder kameraer og andet udstyr, skal forblive elektrisk isoleret fra jorden. Specifikt betyder "enpunktjord", at for ethvert "system", hvor komponenter er direkte elektrisk forbundet, skal det centrale samlepunkt (dvs. det primære systemhoved eller subsystemhoved) kun være jordet på ét punkt.

For eksempel i et optisk fibertransmissionsystem: de frontale flerkanaleds optiske transmittere fungerer som subsystemhoveder. Deres beholder er jordet på ét punkt til jorden, mens alle kameraer, der er forbundet via kabler til disse optiske transmittere, skal forblive isoleret fra jorden. Dette udgør "enpunktjord" for et system med direkte elektrisk forbindelse. Bagvedliggende hovedsystems jordning kan ikke erstatte dette, da det optiske fiber giver elektrisk isolation mellem de to ender.

2. Ingeniørforskrifter for "enpunktjord"

Det primære hoved skal være jordet på ét punkt, og alt fjernudstyr i systemet skal forblive flydende i forhold til jorden. Elektriske ladninger, der dannes i systemet, fralades gennem hovedets jordningspunkt, hvilket opretholder statisk ligepotentialitet med jorden for at sikre driftssikkerhed.

Efter implementering af enpunktjord henviser systemets "jordpotential" til systemets potential i forhold til jordens nulpotential - specifikt, potentielt ved systemets jordningspunkt.

I sikkerhedsindustriens fora har nogle såkaldte "professionelle lynbeskyttelses"-forkæmper beskrevet lyninduceret elektromotorisk spænding (EMF) på kabler ved brug af termer som "overspænding" eller "højt potential", og har påstået, at "jordning af overvoltagebeskyttere på begge ender af kablet kan klamme begge ender til samme potential."

Højfrekvensanalyser viser dog, at for alternativ indceret EMF på kabler, selv hvis jordningsmodstanden for overvoltagebeskytteren er nul, og jordpotentialet på begge ender er ens, vil klamningspåspændingerne for spændingsbegrænsende overvoltagebeskyttere på begge ender altid være "lige store, men modsat rettede." Der findes ingen sandt ligepotentialtilstand. Desuden inkluderer "afledningsvejen til jorden" den totale AC/DC impedans for kabel og jordningsledere, samt jordningsmodstanden selv. Ideen om "effektiv ledning af lynstrøm" i sådanne konfigurationer er blot en illusion.

Lyninduceret EMF er uafhængig af jorden; der er ingen problem med at aflede strøm til jorden. "Enpunktjord" er kun beregnet til at aflede elektriske ladninger i systemet, og kræver derfor ikke lav jordningsmodstand eller dedikeret jordningsnet. Det adskiller sig fundamentalt fra traditionel lynrødjordning, strømsystemjordning eller overvoltagebeskytterjordning, der er designet til at håndtere store strømme. En simpel forbindelse ved hjælp af almindelige tråde til bygningsarmatur eller vandledninger er tilstrækkelig.

3. Rationel analyse af "enpunktjord"

"Enpunktjord" eliminerer alle jordsløjfer, hvilket effektivt blokerer intrusionsveje for "lyninduceret jordpotential" og "strømnetjordpotential" i lavspændings-elektroniske systemer. Dette er den mest effektive grundlæggende teknik til lynbeskyttelse, overvoltagebekæmpelse og støjforebyggelse.

I modsætning hertil introducerer multipunktjordning jordpotentialinterferencer, strømnetoverslag og lynbackflash-spændinger. Mange reelle sager i sikkerhedsengineering har bekræftet, at multipunktjordning har ført til ødelæggelsen af både sikkerhedsudstyr og lynbeskyttelsesenheder.

"Enpunktjord" i sikkerhedssystemer er ikke kun kompatibel med beskyttelse mod induceret lyn - det er faktisk en grundlæggende principsætning og nødvendig forudsætning for korrekt lynbeskyttelsesdesign i sådanne systemer.

Direkte lynnedslag skal ikke - og bør ikke - afhænge af, at nogen del af systemet er jordet for at aflede. Beskyttelse mod induceret lyn kræver kun beskyttelseskredsløb, der begrænser den inducerede spænding på udstyrshavne til et niveau under udstyrsets "maksimale sikkerhedsspænding." Sådanne beskyttelseskredsløb behøver ikke at være forbundet til jorden.

Med "enpunktjord" flyder hele systemet på samme potential som jordningspunktet. At skabe kunstigt multipunktjordning og forsøge at opnå "ligepotentialbinding" er teoretisk og praktisk umuligt for bredomfattende informationsystemer.

At følge "enpunktjord" sikkerhedsdesignprincippet hjælper med at undgå at blive mislejet af myten om "jordningsbaseret lynbeskyttelse" og forhindrer unødig investering i for komplekse jordningsystemer.