Ang "Single-Point Grounding" Principle para sa disenyo ng seguridad ng sistema

1. Pundamentalong Konsepto ng "Single-Point Grounding"

Ang single-point grounding ay tumutukoy sa isang konfigurasyon kung saan ang pangunahing host ng sistema ay konektado sa lupa sa iisang punto lamang, habang ang lahat ng malayong mga aparato—kabilang na ang mga kamera at iba pang gamit—ay dapat mananatiling elektikal na insulate mula sa lupa. Partikular na, ang "single-point grounding" ay nangangahulugan na para sa anumang "sistema" kung saan ang mga komponente ay direkta na elektrikal na konektado, ang sentral na punto ng pag-aggregate (o ang pangunahing host ng sistema o host ng subsystem) ay dapat na grounded sa iisang punto lamang.

Halimbawa, sa isang optical fiber transmission system: ang multi-channel optical transmitters sa front-end ay gumagamit bilang host ng subsystem. Ang kanilang mga enclosure ay grounded sa iisang punto sa lupa, habang ang lahat ng mga kamera na konektado sa mga ito via cable ay dapat mananatiling insulate mula sa lupa. Ito ang bumubuo ng "single-point grounding" para sa isang sistema na may direkta na elektrikal na koneksyon. Ang grounding ng back-end main system host ay hindi maaaring pumalit dito, dahil ang optical fiber ay nagbibigay ng electrical isolation sa pagitan ng dalawang dulo.

2. Mga Rekwisito sa Engineering para sa "Single-Point Grounding"

Ang pangunahing host ay dapat grounded sa iisang punto, at ang lahat ng malayong mga aparato sa sistema ay dapat mananatiling floating relative sa lupa. Ang mga electrostatic charges na lumilikha sa loob ng sistema ay inilalabas sa pamamagitan ng grounding point ng host, na nagpapanatili ng static equipotentiality sa lupa upang matiyak ang operational safety.

Pagkatapos ma-implement ang single-point grounding, ang "ground potential" ng sistema ay tumutukoy sa potential ng sistema relative sa zero potential ng lupa—partikular na, ang potential sa grounding point ng sistema.

Sa mga security industry forums, ang ilang tinatawag na "professional lightning protection" advocates ay naglalarawan ng lightning-induced electromotive forces (EMF) sa cables gamit ang mga termino tulad ng "overvoltage" o "high potential," na nagsasabing ang "grounding surge protectors sa parehong dulo ng cable ay maaaring clampin ang parehong dulo sa parehong potential."

Gayunpaman, ang high-frequency analysis ay nagpapakita na para sa alternating induced EMF sa cables, kahit na ang grounding resistance ng surge protector ay zero at ang ground potentials sa parehong dulo ay equal, ang clamping voltages ng voltage-limiting surge protectors sa parehong dulo ay lagi na "equal in magnitude pero opposite in polarity." Walang tunay na equipotential condition. Bukod dito, ang "discharge path to ground" ay kasama ang kabuuang AC/DC impedance ng cable at grounding conductors, pati na rin ang grounding resistance mismo. Ang ideya ng "effective diversion of lightning current" sa ganitong configuration ay isang illusyon lamang.

Ang lightning-induced EMF ay walang kaugnayan sa lupa; walang isyu ng pag-discharge ng current sa lupa. Ang "single-point grounding" ay tanging para sa pag-dissipate ng electrostatic charges sa loob ng sistema, kaya hindi ito nangangailangan ng mababang grounding resistance o dedicated grounding grid. Ito ay fundamental na iba sa traditional lightning rod grounding, power system grounding, o surge protector grounding na disenyo para sa handling ng malaking current. Sapat na ang simple connection using ordinary wire sa building rebar o water pipe.

3. Analisis ng Katwiran ng "Single-Point Grounding"

Ang "single-point grounding" ay nag-eeliminate ng lahat ng ground loops, na effectively blocking intrusion paths para sa "lightning-induced ground potential" at "power grid ground potential" sa low-voltage electronic systems. Ito ang pinaka-effective foundational technique para sa lightning protection, surge suppression, at interference prevention.

Sa kabaligtaran, ang multi-point grounding ay nagdadala ng ground potential interference, power grid surges, at lightning back-flash voltages. Maraming real-world cases sa security engineering ang nagpatotoo na ang multi-point grounding ay nagresulta sa pagkasira ng mga security equipment at lightning protection devices.

Ang "single-point grounding" sa security systems ay hindi lamang compatible sa protection against induced lightning—ito ay, sa katunayan, ang pundamental na prinsipyong at essential prerequisite para sa proper lightning protection design sa mga sistemang ito.

Ang direct lightning strikes ay hindi—and should not—depend sa anumang bahagi ng sistema na grounded para sa discharge. Ang protection against induced lightning ay nangangailangan lamang ng protective circuits para suppresin ang induced voltage sa mga ports ng equipment sa level na mas mababa sa "maximum safe voltage" ng equipment. Ang mga protective circuits na ito ay hindi nangangailangan ng koneksyon sa lupa.

Sa "single-point grounding," ang buong sistema ay floating sa parehong potential ng grounding point. Ang artificially creating multi-point grounding habang sinusubukan na makamit ang "equipotential bonding" ay theoretically at practically unattainable para sa wide-area information systems.

Ang pag-sunod sa "single-point grounding" safety design principle ay nakakatulong upang maiwasan ang pagkakamali sa myth ng "grounding-based lightning protection" at maiwasan ang hindi kinakailangang investment sa overly complex grounding systems.