Nguyên tắc "Điểm Đất Đơn" cho Thiết kế An toàn Hệ thống Bảo mật

1.Khái niệm cơ bản về "Điểm tiếp đất duy nhất"

Điểm tiếp đất duy nhất đề cập đến cấu hình trong đó máy chủ hệ thống chính được kết nối với đất tại một điểm duy nhất, trong khi tất cả các thiết bị từ xa - bao gồm camera và thiết bị khác - phải được cách điện điện từ đất. Cụ thể, "điểm tiếp đất duy nhất" có nghĩa là đối với bất kỳ "hệ thống" nào mà các thành phần được kết nối điện trực tiếp, điểm tập trung trung tâm (tức là máy chủ hệ thống chính hoặc máy chủ hệ thống phụ) phải được tiếp đất tại một điểm duy nhất.

Ví dụ, trong hệ thống truyền dẫn quang: các bộ phát quang đa kênh phía trước đóng vai trò như máy chủ hệ thống phụ. Vỏ của chúng được tiếp đất tại một điểm duy nhất với đất, trong khi tất cả các camera được kết nối qua cáp với các bộ phát quang này phải được cách điện từ đất. Điều này tạo thành "điểm tiếp đất duy nhất" cho hệ thống có kết nối điện trực tiếp. Việc tiếp đất của máy chủ hệ thống chính ở phía sau không thể thay thế cho điều này, vì sợi quang cung cấp sự cách ly điện giữa hai đầu.

2. Yêu cầu kỹ thuật cho "Điểm tiếp đất duy nhất"

Máy chủ chính phải được tiếp đất tại một điểm duy nhất, và tất cả thiết bị từ xa trong hệ thống phải được giữ nổi so với đất. Các điện tích tĩnh được tạo ra trong hệ thống được xả qua điểm tiếp đất của máy chủ, duy trì trạng thái điện vị bằng nhau với đất để đảm bảo an toàn hoạt động.

Sau khi thực hiện điểm tiếp đất duy nhất, "điện vị đất" của hệ thống đề cập đến điện vị của hệ thống so với điện vị không của đất - cụ thể, điện vị tại điểm tiếp đất của hệ thống.

Trên các diễn đàn ngành an ninh, một số người ủng hộ "bảo vệ sét chuyên nghiệp" đã mô tả lực điện động do sét gây ra trên cáp bằng các thuật ngữ như "quá áp" hoặc "điện vị cao", tuyên bố rằng "thiết bị bảo vệ sét ở cả hai đầu cáp có thể kẹp cả hai đầu cùng một điện vị."

Tuy nhiên, phân tích tần số cao cho thấy, đối với lực điện động giao thay đổi trên cáp, ngay cả khi độ kháng tiếp đất của thiết bị bảo vệ sét là không và điện vị đất ở cả hai đầu đều bằng nhau, điện áp kẹp của thiết bị bảo vệ sét hạn chế điện áp ở cả hai đầu sẽ luôn "bằng nhau về giá trị nhưng ngược dấu." Không có trạng thái điện vị bằng nhau thực sự nào. Hơn nữa, "đường dẫn xả vào đất" bao gồm tổng trở kháng AC/DC của cáp và dây tiếp đất, cũng như độ kháng tiếp đất tự thân. Ý tưởng về việc "chuyển hướng hiệu quả dòng sét" trong các cấu hình này chỉ là ảo ảnh.

Lực điện động do sét gây ra không liên quan đến đất; không có vấn đề xả dòng vào đất. "Điểm tiếp đất duy nhất" nhằm mục đích chỉ xả điện tích tĩnh trong hệ thống, do đó không yêu cầu độ kháng tiếp đất thấp hoặc lưới tiếp đất chuyên dụng. Nó khác biệt cơ bản so với tiếp đất cột thu lôi truyền thống, tiếp đất hệ thống điện, hoặc tiếp đất thiết bị bảo vệ sét được thiết kế để xử lý dòng lớn. Một kết nối đơn giản sử dụng dây thông thường đến thép cốt bê tông hoặc ống nước là đủ.

3. Phân tích tính hợp lý của "Điểm tiếp đất duy nhất"

"Điểm tiếp đất duy nhất" loại bỏ tất cả các vòng lặp đất, chặn hiệu quả các đường xâm nhập của "điện vị đất do sét gây ra" và "điện vị đất của lưới điện" vào các hệ thống điện tử áp thấp. Đây là kỹ thuật nền tảng hiệu quả nhất cho bảo vệ sét, kìm hãm xung và ngăn ngừa nhiễu.

Ngược lại, tiếp đất nhiều điểm đưa ra nhiễu điện vị đất, xung lưới điện và điện áp phản kích do sét. Nhiều trường hợp thực tế trong kỹ thuật an ninh đã xác nhận rằng tiếp đất nhiều điểm đã dẫn đến sự phá hủy cả thiết bị an ninh và thiết bị bảo vệ sét.

"Điểm tiếp đất duy nhất" trong hệ thống an ninh không chỉ tương thích với bảo vệ sét cảm ứng - nó thực sự là nguyên tắc cơ bản và yêu cầu tiên quyết cho thiết kế bảo vệ sét đúng đắn trong các hệ thống này.

Sét đánh trực tiếp không - và không nên - dựa vào bất kỳ phần nào của hệ thống được tiếp đất để xả. Bảo vệ sét cảm ứng chỉ yêu cầu mạch bảo vệ để kìm hãm điện áp cảm ứng tại các cổng thiết bị xuống mức dưới "điện áp an toàn tối đa" của thiết bị. Các mạch bảo vệ này không cần phải được kết nối với đất.

Với "điểm tiếp đất duy nhất," toàn bộ hệ thống nổi ở cùng một điện vị với điểm tiếp đất. Tạo ra tiếp đất nhiều điểm một cách nhân tạo trong khi cố gắng đạt được "kết nối điện vị bằng nhau" là không thể đạt được về mặt lý thuyết và thực tiễn đối với các hệ thống thông tin rộng lớn.

Tuân theo nguyên tắc thiết kế an toàn "điểm tiếp đất duy nhất" giúp tránh bị lừa bởi huyền thoại "bảo vệ sét dựa trên tiếp đất" và ngăn chặn việc đầu tư không cần thiết vào các hệ thống tiếp đất phức tạp quá mức.