"Ühe punkti maandamise" printsiip turvavarustuse ohutuse disainimisel

1.Üksikpunkti maandamise põhimõte

Üksikpunkti maandamine tähendab konfiguratsiooni, kus peamise süsteemi host on ühendatud maa vastu ainult ühe punkti kaudu, samas kui kõik kaugseadmed, sealhulgas kaamerad ja muu varustus, peavad jääma elektriliselt isoleeritaks maast. Konkreetsemalt tähendab "üksikpunkti maandamine", et mis tahes "süsteemis", kus komponendid on otse elektriliselt ühendatud, peab keskpunkt (st peamise süsteemi host või alamsüsteemi host) olema maadatud vaid ühe punkti kaudu.

Näiteks optikaalsete kaabliteletransmissioonisüsteemis: eespool olevad mitmekanalilised optikaalsed saatjad toimivad alamsüsteemi hostina. Nende kabinetid on maadatud ühe punkti kaudu maale, samas kui kõik kaamerad, mis on ühendatud nendega kaablite kaudu, peavad jääma isoleeritaks maast. See moodustab "üksikpunkti maandamise" süsteemile, kus on otse elektriliselt ühendus. Tagapoolse peamise süsteemi hosti maandamine ei saa seda asendada, sest optikaalkabeel pakub elektrilist eraldust kahel poolt.

2. Inseneriline nõue "üksikpunkti maandamise" jaoks

Peamine host peab olema maadatud ühe punkti kaudu, ja kõik kaugvarustus süsteemis peab jääma liivamaa suhtes. Süsteemi sees tekkinud elektrostaatilised laengud levitatakse välja hosti maandamispunkti kaudu, säilitades staati potentiaalse ekvivalentsuse maaga, tagades nii turvalise töö.

Pärast üksikpunkti maandamise rakendamist viitab süsteemi "maaline potentsiaal" süsteemi potentsiaalile maavastu nullpotentsiaali suhtes – konkreetsemalt potentsiaalile süsteemi maandamiskohal.

Turvalisuse sektorifoorumites on mõnedgi nimetatud "professioonilised äikesekaitse" toetajad kirjeldanud äikest kabelitele indutseeritud elektromotorkõveri (EMF) terminidena nagu "ülepotentsiaal" või "kõrge potentsiaal", väites, et "kabeli mõlemate otsade maandamissurgeprotektorid võivad kinnitada mõlemad otsad sama potentsiaalile".

Kuid kõrge sageduse analüüs näitab, et perioodiliste EMF-de kohta kabelitele, isegi kui surgeprotektori maandamiseresiistanz on null ja mõlemate otsade maapotentsiaal on võrdne, siis mõlemate otsade voltageristreidide piirvoolude suurus on "võrdne, kuid vastupidine". Täpselt võrdset potentsiaalset seisundit ei eksisteeri. Lisaks sisaldab "maale vedav tee" kogu kabeli ja maandamiskonduktorite AC/DC impedantsi, samuti ise maandamiseresiistanzi. Sellistes konfiguratsioonides "efektivne äikestoo järgmine" on vaid illusioon.

Äikest kabelitele indutseeritud EMF ei ole maaga seotud, ei ole küsimus strööki maasse laskmisest. "Üksikpunktne maandamine" on mõeldud ainult süsteemi sees tekkinud elektrostaatiliste laengute lahutamiseks, seega ei nõua madalat maaresistentsi ega eraldi maavõrku. See on põhiliselt erinev traditsioonilisest äikestulbaka maandamisest, elektrisüsteemi maandamisest või surgeprotektori maandamisest, mis on mõeldud suure strööki töötlemiseks. Lihtsalt tavalise juhe ühendamine ehituse armatuuri või veetoru kaudu on piisav.

3. "Üksikpunkti maandamise" põhjenduslik analüüs

"Üksikpunktne maandamine" elimineerib kõik maaringid, tõhusalt blokeerides "äikest indutseeritud maapotentsiaali" ja "elektriühenduse maapotentsiaali" sissepääsu madalvoltsilistesse elektronikasüsteemidesse. See on kõige tõhusam põhiline tehnik äikestkaitsmiseks, surge survestamiseks ja segaduse ennetamiseks.

Vastupidiselt, mitmepunktne maandamine toob kaasa maapotentsiaali segaduse, elektriühenduse hüppelisi ja äikest tagurpidi võimu. Paljud reaalma näited turvalisuse inseneri valdkonnas on kinnitanud, et mitmepunktne maandamine on viinud nii turvalisuse varustuse kui ka äikestkaitseseadmete hävimiseni.

"Üksikpunktne maandamine" turvalisussüsteemides on mitte ainult kooskõlas induktseeritud äikestkaitsmega – see on tegelikult põhiline printsiip ja oluline eeltingimus õigeks äikestkaitsme disainiks sellistes süsteemides.

Otsese äikest tabamisel ei tohi ega peaks mingi osa süsteemist olema maadatud lahkumiseks. Induktseeritud äikestkaitsmeks on vaja ainult kaitsekordide, mis survestavad indutseeritud voltaget seadmete portides alla seadme "maksimaalse ohutu voltageni". Sellised kaitsekordid ei pea olema maaga ühendatud.

"Üksikpunktse maandamisega" kõigi süsteemi potentsiaal on sama kui maandamiskoha potentsiaal. Inimese poolt loodud mitmepunktne maandamine, püüdes saavutada "potentsiaalse ekvivalentsuse", on teoreetiliselt ja praktiliselt ebatõenäoline laiaala infosüsteemide jaoks.

Järgides "üksikpunktse maandamise" turvalisuse disainprintsiipi, aitab vältida viletsat "maandamispõhise äikestkaitsme" mõtet ning vältida ülemäärast investeeringut üli keerulisse maandamissüsteemi.