Princip "Jedne tačke zemljišta" za bezbednu projektovanje sigurnosnog sistema

1. Osnovni koncept "jednotočne zemljište"

Jednotočna zemljišta se odnosi na konfiguraciju u kojoj glavni sistemski host je povezan sa zemljom na jednu tačku, dok su svi udaljeni uređaji, uključujući kamere i drugu opremu, moraju ostati električno izolovani od zemlje. Specifično, "jednotočna zemljišta" znači da za bilo koji "sistem" gde su komponente direktno električno povezane, centralna agregaciona tačka (tj. glavni sistemski host ili pod-sistemski host) mora biti zemljišta na samo jednoj tački.

Na primer, u sistemu prenose optičkih vlakana: front-end višekanalni optički prenosnici deluju kao pod-sistemski hostovi. Njihove kućište su zemljišta na jednoj tački na zemlju, dok sve kamere povezane kablom sa ovim optičkim prenosnicima moraju ostati izolirane od zemlje. To čini "jednotočnu zemljištu" za sistem sa direktnom električnom konekcijom. Zemljište back-end glavnog sistema ne može zameniti to, jer optičko vlakno pruža električnu izolaciju između oba kraja.

2. Inženjerski zahtevi za "jednotočnu zemljištu"

Glavni host mora biti zemljišta na jednoj tački, a sva udaljenja oprema u sistemu mora ostati flotirajuća u odnosu na zemlju. Elektrostatična napona generisana unutar sistema su otpremljena kroz tačku zemljišta hosta, održavajući statički ekvipotencijalnost sa zemljom kako bi se osigurala operativna bezbednost.

Nakon implementacije jednotočne zemljište, "zemljište potencijal" sistema se odnosi na potencijal sistema u odnosu na nultu potencijalnost zemlje—specifično, potencijal na tački zemljište sistema.

U forumima za sigurnosnu industriju, neki tako zvani "stručnjaci za zaštitu od munja" opisali su indukovani elektromotorni naponi (EMF) na kablama koristeći termine poput "prekomernog napona" ili "visokog potencijala", tvrdeći da "zemljište zaštita od nadnapona na oba kraja kabela može klampirati oba kraja na istu potencijalnost."

Međutim, visokoskalna analiza pokazuje da za alternativni indukovani EMF na kablama, čak i ako je otpor zemljište zaštite od nadnapona nula i zemljište potencijale na oba kraja su jednaki, klampirajući naponi napona-ograničujuće zaštite od nadnapona na oba kraja će uvijek biti "jednake veličine ali suprotne polariteta." Ne postoji nikakva stvarna ekvipotencijalnost. Pored toga, "put otpremljanja na zemlju" uključuje ukupni AC/DC impedans kabela i vodilaca za zemljište, kao i sam otpor zemljište. Ideja o "efektivnom odvajanju struje od munje" u takvim konfiguracijama je samo iluzija.

Indukovani EMF od munje nije povezan sa zemljom; ne postoji problem otpremljanja struje na zemlju. "Jednotočna zemljišta" namijenjena je isključivo za otpremljanje elektrostatičnih napona unutar sistema, pa ne zahteva niski otpor zemljište ili posebnu mrežu za zemljište. Fundamentally se razlikuje od tradicionalnog zemljište za gromača, zemljište električnih sistema ili zemljište zaštita od nadnapona dizajniranog za rukovanje velikim strujama. Jednostavna veza koristeći obični žicu na građevinske armature ili vodovodne cev je dovoljna.

3. Analiza racionalnosti "jednotočne zemljište"

"Jednotočna zemljišta" eliminira sve zemljište petlje, efektivno blokirajući puteve za penetraciju "indukovanih zemljište potencijala od munje" i "zemljište potencijala električne mreže" u niskonaponske elektronske sisteme. To je najefikasnija temeljna tehnika za zaštitu od munje, ograničavanje nadnapona i prevenciju interferencije.

Za suprotno, višetočna zemljišta uvodi zemljište potencijalnu interferenciju, prekidnice električne mreže i voltaze odražene munje. Mnogi realni slučajevi u inženjerstvu sigurnosti potvrdili su da višetočna zemljišta dovodi do uništavanja i opreme za sigurnost i uređaja za zaštitu od munje.

"Jednotočna zemljišta" u sistemima za sigurnost nije samo kompatibilna sa zaštitom od indukovanih munja—to je, zapravo, fundamentalni princip i neophodno preuslov za pravilni dizajn zaštite od munje u takvim sistemima.

Direktni pogodci munjom ne treba—i ne treba—da se oslanjaju na bilo koju zemljište deo sistema za otpremljanje. Zaštita od indukovanih munja zahteva samo zaštitne šeme za suzbijanje indukovanih napona na priključnim portovima opreme na nivo ispod "maksimalno sigurnog napona" opreme. Takve zaštitne šeme ne treba da budu povezane sa zemljom.

Sa "jednotočnom zemljištom," cijeli sistem pluta na istoj potencijalnosti kao tačka zemljište. Umjetno stvaranje višetočne zemljište dok se pokušava dostići "ekvipotencijalnu vezu" teoretski i praktički nije dostupno za širokoprostrane informacione sisteme.

Pridržavanje principa "jednotočne zemljište" sigurnosnog dizajna pomaže u izbegavanju zablude o "zemljište baziranoj zaštiti od munje" i sprečava nepotreban ulaganje u prekomjerne složene sisteme zemljište.