Le principe de "mise à la terre en un seul point" pour la conception sécuritaire des systèmes de sécurité

1. Concept de base du "branchement à la terre en un seul point"

Le branchement à la terre en un seul point fait référence à une configuration dans laquelle l'hôte principal du système est connecté à la terre en un seul point, tandis que tous les équipements distants, y compris les caméras et autres équipements, doivent rester électriquement isolés de la terre. Plus précisément, le "branchement à la terre en un seul point" signifie qu'pour tout "système" dont les composants sont directement connectés électriquement, le point central d'agrégation (c'est-à-dire l'hôte principal du système ou l'hôte d'un sous-système) doit être mis à la terre en un seul point.

Par exemple, dans un système de transmission par fibre optique : les émetteurs optiques multi-canaux frontaux agissent comme des hôtes de sous-systèmes. Leurs boîtiers sont mis à la terre en un seul point, tandis que toutes les caméras connectées par câbles à ces émetteurs optiques doivent rester isolées de la terre. Cela constitue un "branchement à la terre en un seul point" pour un système avec une connectivité électrique directe. La mise à la terre de l'hôte principal arrière ne peut pas remplacer cela, car la fibre optique fournit une isolation électrique entre les deux extrémités.

2. Exigences techniques pour le "branchement à la terre en un seul point"

L'hôte principal doit être mis à la terre en un seul point, et tout l'équipement distant dans le système doit rester flottant par rapport à la terre. Les charges électrostatiques générées dans le système sont déchargées via le point de mise à la terre de l'hôte, maintenant un potentiel électrostatique égal avec la terre pour assurer la sécurité opérationnelle.

Après la mise en place du branchement à la terre en un seul point, le "potentiel de la terre" du système fait référence au potentiel du système par rapport au potentiel zéro de la terre, c'est-à-dire le potentiel au point de mise à la terre du système.

Dans les forums de l'industrie de la sécurité, certains prétendus "spécialistes de la protection contre la foudre" ont décrit les forces électromotrices (FEM) induites par la foudre sur les câbles en termes de "surintensité" ou de "potentiel élevé", affirmant que "la mise à la terre des protecteurs contre les surtensions aux deux extrémités du câble peut clouer les deux extrémités au même potentiel."

Cependant, l'analyse à haute fréquence montre que, pour les FEM alternées induites sur les câbles, même si la résistance de mise à la terre du protecteur contre les surtensions est nulle et que les potentiels de la terre aux deux extrémités sont égaux, les tensions de claquage des protecteurs de tension limitée aux deux extrémités seront toujours "égales en valeur mais opposées en polarité". Il n'y a aucune condition véritablement équivalente de potentiel. De plus, le "chemin de décharge vers la terre" comprend l'impédance AC/DC totale du câble et des conducteurs de mise à la terre, ainsi que la résistance de mise à la terre elle-même. L'idée de "déviation efficace du courant de foudre" dans de telles configurations n'est qu'une illusion.

La FEM induite par la foudre n'est pas liée à la terre ; il n'y a pas de problème de décharge de courant dans le sol. Le "branchement à la terre en un seul point" est destiné uniquement à dissiper les charges électrostatiques dans le système, il ne nécessite donc pas une faible résistance de mise à la terre ni un réseau de mise à la terre dédié. Il diffère fondamentalement de la mise à la terre traditionnelle des paratonnerres, des systèmes de puissance ou des protecteurs contre les surtensions conçus pour gérer de forts courants. Une simple connexion à l'aide de fil ordinaire à l'armature du bâtiment ou à un tuyau d'eau est suffisante.

3. Analyse de la rationalité du "branchement à la terre en un seul point"

Le "branchement à la terre en un seul point" élimine toutes les boucles de terre, bloquant efficacement les voies d'intrusion du "potentiel de la terre induit par la foudre" et du "potentiel de la terre du réseau électrique" dans les systèmes électroniques basse tension. C'est la technique fondamentale la plus efficace pour la protection contre la foudre, la suppression des surtensions et la prévention des interférences.

En revanche, le branchement à la terre en plusieurs points introduit des interférences de potentiel de la terre, des surtensions du réseau électrique et des tensions de contre-coup de foudre. De nombreux cas réels dans l'ingénierie de la sécurité ont confirmé que le branchement à la terre en plusieurs points a conduit à la destruction des équipements de sécurité et des dispositifs de protection contre la foudre.

Le "branchement à la terre en un seul point" dans les systèmes de sécurité n'est pas seulement compatible avec la protection contre la foudre induite, c'est en fait un principe fondamental et une condition préalable essentielle pour une conception appropriée de la protection contre la foudre dans ces systèmes.

Les coups directs de foudre ne doivent pas et ne peuvent pas s'appuyer sur la mise à la terre de quelque partie que ce soit du système pour la décharge. La protection contre la foudre induite nécessite simplement des circuits de protection pour supprimer la tension induite aux ports des équipements à un niveau inférieur à la "tension maximale de sécurité" de l'équipement. Ces circuits de protection n'ont pas besoin d'être connectés à la terre.

Avec le "branchement à la terre en un seul point", l'ensemble du système flotte au même potentiel que le point de mise à la terre. Créer artificiellement un branchement à la terre en plusieurs points en tentant d'atteindre un "couplage équipotentiel" est théoriquement et pratiquement inatteignable pour les systèmes d'information de grande envergure.

Adhérer au principe de conception de sécurité du "branchement à la terre en un seul point" aide à éviter d'être trompé par le mythe de la "protection contre la foudre basée sur la mise à la terre" et empêche des investissements inutiles dans des systèmes de mise à la terre excessivement complexes.