보안 시스템 안전 설계를 위한 "단일 접지" 원칙

1. 단일점 접지의 기본 개념

단일점 접지는 주 시스템 호스트가 지구에 한 점에서 연결되며 모든 원격 장치(카메라 및 기타 장비 포함)는 지구로부터 전기적으로 절연되어야 하는 구성을 의미합니다. 특히 "단일점 접지"는 구성 요소가 직접 전기적으로 연결된 모든 "시스템"에서 중앙 집합점(즉, 주 시스템 호스트 또는 서브시스템 호스트)이 오직 한 점에서만 접지되어야 함을 의미합니다.

예를 들어, 광섬유 전송 시스템에서는 프론트 엔드 다중 채널 광 송신기가 서브시스템 호스트 역할을 합니다. 이들의 케이스는 한 점에서 지구에 접지되며, 이러한 광 송신기에 케이블로 연결된 모든 카메라는 지구로부터 절연되어야 합니다. 이것은 직접적인 전기 연결을 가진 시스템의 "단일점 접지"를 구성합니다. 백 엔드 주 시스템 호스트의 접지는 이를 대체할 수 없습니다. 왜냐하면 광섬유는 양 끝 사이의 전기적 절연을 제공하기 때문입니다.

2. "단일점 접지"의 공학적 요구 사항

주 호스트는 한 점에서 접지되어야 하며, 시스템 내의 모든 원격 장비는 지구에 대해 부유 상태여야 합니다. 시스템 내에서 발생하는 정전기는 호스트의 접지점을 통해 방전되며, 지구와의 정전기 동위를 유지하여 운영 안전을 보장합니다.

단일점 접지를 구현한 후, 시스템의 "접지 전위"는 시스템이 지구의 영 전위에 대한 전위를 의미하며, 특히 시스템의 접지점에서의 전위를 말합니다.

보안 산업 포럼에서 일부 소위 "전문 번개 방호" 지지자들은 케이블에 유도되는 번개 유도 전동력(EMF)을 "과전압"이나 "고 전위"와 같은 용어로 설명하며, "케이블 양 끝의 번개 방호기 접지로 양 끝을 동일한 전위로 고정할 수 있다"고 주장했습니다.

그러나 고주파 분석에 따르면, 케이블에 유도되는 교류 유도 EMF에 대해서는, 설령 번개 방호기의 접지 저항이 0이고 양 끝의 접지 전위가 같더라도, 양 끝의 전압 제한형 번개 방호기의 클램핑 전압은 항상 "크기는 같으나 극성은 반대"입니다. 진정한 동위 조건은 전혀 존재하지 않습니다. 게다가 "지구로의 방전 경로"에는 케이블과 접지 도체의 AC/DC 임피던스 전체, 그리고 접지 저항 자체가 포함됩니다. 이러한 구조에서 "효과적으로 번개 전류를 분산한다"는 생각은 착각에 불과합니다.

번개 유도 EMF는 지구와 무관합니다. 지구로 전류를 방전하는 문제가 없습니다. "단일점 접지"는 시스템 내의 정전기를 방출하기 위한 것이므로, 낮은 접지 저항이나 특수한 접지 그리드가 필요하지 않습니다. 이는 전통적인 번개 막대 접지, 전력 시스템 접지, 또는 큰 전류를 처리하기 위한 번개 방호기 접지와 근본적으로 다릅니다. 일반적인 배선으로 건물 철근이나 수도관에 연결하는 것만으로도 충분합니다.

3. "단일점 접지"의 합리성 분석

"단일점 접지"는 모든 접지 루프를 제거하여 "번개 유도 접지 전위"와 "전력망 접지 전위"가 저전압 전자 시스템으로 침입하는 경로를 효과적으로 차단합니다. 이것은 번개 방호, 서지 억제, 및 노이즈 방지의 가장 효과적인 기초 기술입니다.

반면, 다점 접지는 접지 전위 간섭, 전력망 서지, 및 번개 반격 전압을 도입합니다. 보안 공학에서 많은 실제 사례들이 다점 접지가 보안 장비와 번개 방호 장치의 파괴를 초래했다는 것을 확인했습니다.

보안 시스템에서 "단일점 접지"는 유도 번개 방호와 호환되며, 실제로 이러한 시스템에서 올바른 번개 방호 설계의 기본 원칙이며 필수적인 선결 조건입니다.

직접적인 번개 직격은 시스템의 어느 부분이든 접지되어 방전되지 않아야 합니다. 유도 번개 방호는 보호 회로가 장비 포트에서 유도되는 전압을 장비의 "최대 안전 전압"보다 낮게 억제하는 것으로 충분합니다. 이러한 보호 회로는 지구에 연결될 필요가 없습니다.

"단일점 접지"로 인해 전체 시스템은 접지점과 동일한 전위에서 부유합니다. 넓은 지역 정보 시스템에서 다점 접지를 인위적으로 생성하고 "동위 결합"을 시도하는 것은 이론적으로나 실질적으로 불가능합니다.

"단일점 접지" 안전 설계 원칙을 준수하면 "접지 기반 번개 방호"라는 신화에 현혹되지 않고, 과도하게 복잡한 접지 시스템에 불필요한 투자를 방지할 수 있습니다.