FR3119264A1 - Branching unit, submarine cable system and disconnected cable switching method - Google Patents

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branch
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Zhenfei QI
Changwu Xu
Shaorong Yang
Li Yang
Mao ZHAO
Liping Ma
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HMN Technologies Co Ltd
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Abstract

Unité de branchement comprenant : un premier dispositif de commutation (6), un premier circuit (7), un second circuit (8), un dispositif de mise à la terre (2) et un dispositif de limitation de courant (9). Ladite unité de branchement est connectée à plusieurs lignes de câble sous-marin par l’intermédiaire du premier circuit (7) et du second circuit (8) pour réaliser une alimentation électrique en courant constant aux composants tels que des répéteurs sur la ligne. Lorsqu’un défaut de déconnexion de câble sous-marin se produit, le premier dispositif de commutation (6) peut commuter le mode d’alimentation électrique pour maintenir l'état d'alimentation électrique en courant constant à la ligne. L’unité de branchement est pourvue en outre d’un dispositif de limitation de courant (9) en amont du dispositif de mise à la terre (2), lequel dispositif de limitation de courant (9) absorbe le courant de surcharge généré lors de la commutation du mode d'alimentation électrique à haute tension. Figure pour l’abrégé : Fig 5 Branching unit comprising: a first switching device (6), a first circuit (7), a second circuit (8), an earthing device (2) and a current limiting device (9). Said branching unit is connected to several submarine cable lines through the first circuit (7) and the second circuit (8) to provide constant current power supply to components such as repeaters on the line. When an underwater cable disconnection fault occurs, the first switching device (6) can switch the power supply mode to maintain the constant current power supply state to the line. The connection unit is further provided with a current limiting device (9) upstream of the earthing device (2), which current limiting device (9) absorbs the overload current generated during switching the high voltage power supply mode. Figure for abstract: Fig 5

Description

Unité de branchement, système de câbles sous-marins et procédé de commutation de câble déconnectéBranching unit, submarine cable system and disconnected cable switching method

La présente demande revendique la priorité d'une demande de brevet chinois déposée auprès du Bureau national de la propriété intellectuelle le 19.01.2021, sous le numéro de dépôt 202110071604.5 et portant le titre d’« Unité de branchement, système de câbles sous-marins et procédé de commutation de câble déconnecté », dont l'intégralité du contenu est intégrée dans la présente demande à travers la référence.This application claims priority from a Chinese patent application filed with the National Intellectual Property Bureau on 2021.01.19, under File Number 202110071604.5 and bearing the title "Branch Unit, Submarine Cable System and Disconnected Cable Switching Method”, the entire content of which is incorporated herein by reference.

Domaine de l’inventionField of invention

La présente demande concerne le domaine de la technologie de transmission par câbles optiques sous-marins, et en particulier une unité de branchement, un système de câbles sous-marins et un procédé de commutation de câble déconnecté.The present application relates to the field of submarine optical cable transmission technology, and in particular to a branching unit, a submarine cable system and a disconnected cable switching method.

Art antérieurPrior art

Dans un système de câbles optiques sous-marins reliant plusieurs sites, il est nécessaire de distribuer une partie des signaux optiques par l'intermédiaire d’une unité de branchement (“branch unit” en anglais, d’acronyme “BU”) sous-marine. Comme montré dans la , une ligne de câble sous-marin reliant le site A et le site B est définie comme voie principale, et une ligne de câble sous-marin correspondant au site C est définie comme branche, la voie principale et la branche étant combinées ensemble par une unité de branchement pour réaliser une transmission de signal. Dans un système de câbles optiques, des équipements actifs sur la voie principale, tels que des répéteurs (RPT) et des BU, doivent être alimentés en courant constant par l'intermédiaire des équipements du site. Pendant l'alimentation électrique, une zone haute tension et une zone basse tension sont formées à l’intérieur de la BU en raison de l'alimentation électrique. Il existe une différence de potentiel supérieure à 15 kV entre la zone haute tension et la zone basse tension.In a system of submarine optical cables connecting several sites, it is necessary to distribute part of the optical signals via a branch unit (“branch unit” in English, acronym “BU”) sub- Marine. As shown in the , a submarine cable line connecting site A and site B is set as the main channel, and a submarine cable line corresponding to site C is set as the branch, the main channel and the branch being combined together by a branching unit for realizing signal transmission. In an optical cable system, active equipment on the main path, such as repeaters (RPTs) and BUs, must be supplied with constant current through the site equipment. During the power supply, a high voltage area and a low voltage area are formed inside the BU due to the power supply. There is a potential difference greater than 15 kV between the high voltage area and the low voltage area.

L’environnement complexe du fond de la mer provoque souvent des défauts accidentels de déconnexion de câble, ce qui affecte la communication. Afin de rétablir la communication dès que possible, lors de la maintenance au point de déconnexion, une unité de branchement à commutateur de puissance (« power switch branch unit » en anglais, d’acronyme PSBU) peut être utilisée pour effectuer la commutation, de sorte de changer le chemin d'alimentation électrique, de continuer à alimenter les parties normales du système et de réduire l'impact du défaut de déconnexion sur la communication. Cependant, pendant la commutation, des charges accumulées dans le câble sous-marin aux deux extrémités du point de commutation seront libérées vers un dispositif de mise à la terre par l’intermédiaire du dispositif de commutation à l’intérieur de la BU. La différence de potentiel élevée entre la zone haute tension et le zone basse tension provoque instantanément une génération d’un courant de surcharge important dont la valeur de crête peut atteindre plusieurs milliers d’ampères sur le dispositif de commutation, ce qui affecte la durée de vie du produit et augmente la probabilité de défaillance.The complex seabed environment often causes accidental cable disconnection faults, which affects communication. In order to restore communication as soon as possible, during maintenance at the point of disconnection, a power switch branch unit (PSBU) can be used to carry out the switching, from so as to change the power supply path, continue to supply power to normal parts of the system and reduce the impact of the disconnection fault on communication. However, during switching, charges accumulated in the submarine cable at both ends of the switching point will be released to a grounding device through the switching device inside the BU. The high potential difference between the high voltage zone and the low voltage zone instantly causes generation of a large overload current whose peak value can reach several thousand amperes on the switching device, which affects the duration of product life and increases the likelihood of failure.

Pour cette raison, une fois un défaut de déconnexion de câble produit, avant l’action de commutation, la différence de potentiel entre l’entrée et la sortie de la voie principale de la BU peut être modifiée en ajustant en continu l’équipement d’alimentation électrique (« power feeding equipment » en anglais, d’acronyme PFE) du côté du site jusqu'à ce qu'un contrôleur à l'intérieur de la BU détecte que la différence de potentiel se trouve dans un intervalle de tension admissible pour la commutation de la BU prédéfinie. Par exemple, lorsque le site A fournit une tension positive et que le site B fournit une tension négative, il est nécessaire d'ajuster en continu la valeur de chacune de la tension positive et de la tension négative, de sorte que la différence de potentiel de la BU se trouve dans l'intervalle de commutation prédéfini. Cependant, ce processus d'ajustement en continu nécessite beaucoup de temps pour le rétablissement de la communication, c'est-à-dire prolongera la durée de maintenance et affectera la qualité de communication.For this reason, once a cable disconnection fault is produced, before the switching action, the potential difference between the input and the output of the BU main channel can be changed by continuously adjusting the switching equipment. power feeding equipment (acronym PFE) on the site side until a controller inside the BU detects that the potential difference is within an allowable voltage range for switching the predefined BU. For example, when site A supplies positive voltage and site B supplies negative voltage, it is necessary to continuously adjust the value of each of the positive voltage and negative voltage, so that the potential difference of the BU is within the predefined switching range. However, this continuous adjustment process requires a long time for communication recovery, that is, will prolong the maintenance time and affect the communication quality.

Sommaire de l’inventionSummary of the invention

La présente demande décrit une unité de branchement, un système de câbles sous-marins et un procédé de commutation de câble déconnecté, laquelle unité de branchement peut effectuer directement une commutation à haute tension et supporter divers procédés d'installation pour résoudre les problèmes de l’art existant, tels qu'une longue durée de maintenance d’un défaut de déconnexion de câble sous-marin et des coupures de la communication normale.The present application describes a branch unit, an undersea cable system and a disconnected cable switching method, which branch unit can directly perform high voltage switching and support various installation methods to solve the problems of existing art, such as long maintenance time of submarine cable disconnection fault and normal communication outages.

Selon un premier aspect, la présente demande a pour objet une unité de branchement applicable à un système de câbles sous-marins, comprenant : un premier dispositif de commutation, un premier circuit, un second circuit, un dispositif de mise à la terre et un dispositif de limitation de courant. Le premier circuit et le second circuit sont connectés chacun à plusieurs lignes de câble sous-marin. Le premier dispositif de commutation est disposé entre le premier circuit et le second circuit pour commuter un mode d'alimentation électrique de chaque ligne de câble sous-marin, du premier circuit et du second circuit, de sorte à former une zone de haute tension et une zone de basse tension dans le premier circuit et le second circuit. De plus, le premier dispositif de commutation est connecté au dispositif de mise à la terre par l’intermédiaire du dispositif de limitation de courant, de sorte que le dispositif de limitation de courant absorbe un courant de surcharge généré dans la zone de haute tension lors d’une commutation du mode d'alimentation électrique.According to a first aspect, the subject of the present application is a connection unit applicable to an undersea cable system, comprising: a first switching device, a first circuit, a second circuit, an earthing device and a current limiting device. The first circuit and the second circuit are each connected to several submarine cable lines. The first switching device is arranged between the first circuit and the second circuit to switch a power supply mode of each submarine cable line, of the first circuit and of the second circuit, so as to form a high voltage zone and a low voltage area in the first circuit and the second circuit. In addition, the first switching device is connected to the grounding device through the current limiting device, so that the current limiting device absorbs an overload current generated in the high voltage region when switching the power supply mode.

Ladite unité de branchement est connectée à plusieurs lignes de câble sous-marin par l’intermédiaire du premier circuit et du second circuit pour réaliser une alimentation électrique en courant constant aux composants tels que des répéteurs sur la ligne. Lorsqu'un défaut de déconnexion de câble sous-marin se produit, le premier dispositif de commutation peut commuter le mode d’alimentation électrique pour maintenir l'état d'alimentation électrique en courant constant à la ligne. L’unité de branchement est pourvue en outre d’un dispositif de limitation de courant en amont du dispositif de mise à la terre, lequel dispositif de limitation de courant absorbe le courant de surcharge généré lors de la commutation du mode d'alimentation électrique à haute tension, ce qui permet de réduire la valeur de crête de l’impulsion électrique passant à travers du premier dispositif de commutation, permet d’atteindre les performances de transmission de signal de l’unité de branchement, et permet de réduire les dommages causés par le courant de surcharge généré lors de la commutation à haute tension par l’unité de branchement.Said branching unit is connected to several submarine cable lines via the first circuit and the second circuit to provide a constant current power supply to components such as repeaters on the line. When an underwater cable disconnection fault occurs, the first switching device can switch the power supply mode to maintain the constant current power supply state to the line. The branching unit is further provided with a current limiting device upstream of the earthing device, which current limiting device absorbs the overload current generated when switching from the power supply mode to high voltage, which makes it possible to reduce the peak value of the electric pulse passing through the first switching device, makes it possible to achieve the signal transmission performance of the branching unit, and makes it possible to reduce the damage caused by the overload current generated when switching to high voltage by the branching unit.

Selon un mode de réalisation, le dispositif de limitation de courant, le premier dispositif de commutation, le premier circuit et le second circuit sont assemblés de manière modulaire et sont conditionnés à l'intérieur d'un seau de l’unité de branchement, ledit dispositif de mise à la terre étant disposé à l'extérieur du seau BU. C'est-à-dire que lorsqu'un produit réel est formé, le dispositif de limitation de courant et le circuit interne de l’unité de branchement peuvent être disposés ensemble dans le seau de la BU, telle structure est pratique pour réaliser l'assemblage modulaire unifié des composants de l’unité de branchement, de sorte d’établir une relation de connexion entre l'unité de branchement et les lignes de câble sous-marin.According to one embodiment, the current limiting device, the first switching device, the first circuit and the second circuit are assembled in a modular manner and are packaged inside a bucket of the branching unit, said grounding device being arranged outside the bucket BU. That is to say, when an actual product is formed, the current limiting device and the internal circuit of the branching unit can be arranged together in the bucket of the BU, such structure is convenient to realize the unified modular assembly of the components of the branch unit, so as to establish a connecting relationship between the branch unit and the submarine cable lines.

Selon un mode de réalisation, le premier dispositif de commutation, le premier circuit et le second circuit sont disposés à l'intérieur d'un seau BU, alors que le dispositif de mise à la terre et le dispositif de limitation de courant sont disposés à l'extérieur du seau BU. De plus, le dispositif de limitation de courant est intégré dans le dispositif de mise à la terre, de sorte que le premier dispositif de commutation est mis à la terre par l’intermédiaire du dispositif de limitation de courant. La disposition du dispositif de limitation de courant à l'extérieur du seau BU permet d’économiser de l'espace interne du seau BU et de favoriser la réduction du volume global de l’unité de branchement. De plus, la disposition du dispositif de limitation de courant à l'extérieur du seau BU permet également de concentrer la chaleur générée par le courant de surcharge passant à travers le dispositif de limitation de courant au dispositif de mise à la terre, ce qui facilite la dissipation thermique de l’unité de branchement et réduit la difficulté de conception.According to one embodiment, the first switching device, the first circuit and the second circuit are arranged inside a bucket BU, while the grounding device and the current limiting device are arranged outside the outside of the BU bucket. In addition, the current limiting device is integrated into the grounding device, so that the first switching device is grounded through the current limiting device. Placing the current limiting device on the outside of the BU bucket saves the internal space of the BU bucket and helps to reduce the overall volume of the branch unit. In addition, the arrangement of the current limiting device outside the bucket BU also allows the heat generated by the overload current passing through the current limiting device to be concentrated to the grounding device, which facilitates the heat dissipation of the branching unit and reduces the design difficulty.

Avantageusement, le dispositif de limitation de courant comprend une résistance ou une combinaison de plusieurs résistances, une inductance et un circuit de limitation de courant à semi-conducteur. La valeur de résistance de la résistance est positivement corrélée avec la différence de potentiel entre la zone de haute tension et la zone de basse tension, ce qui permet de limiter le courant de surcharge généré lors de la commutation du mode d'alimentation électrique au-dessous d'une valeur du courant de crête prédéfinie.Advantageously, the current limiting device comprises a resistor or a combination of several resistors, an inductor and a semiconductor current limiting circuit. The resistance value of the resistor is positively correlated with the potential difference between the high voltage area and the low voltage area, which helps to limit the overload current generated when switching the power supply mode over- below a predefined peak current value.

Le dispositif de limitation de courant peut être une résistance ou d'autre élément électronique pouvant limiter le courant, tels qu’une inductance ou un semi-conducteur, ou une combinaison de plusieurs éléments de limitation de courant, telle qu'une combinaison d'une inductance et d’une résistance. La résistance, l’inductance et le circuit de limitation de courant à semi-conducteur peuvent consommer des charges du courant de surcharge lors de la commutation du mode d'alimentation électrique, atténuer l'impact du courant de surcharge sur le premier dispositif de commutation, réalisant ainsi une commutation rapide à chaud lorsque la différence de potentiel entre la zone haute tension et la zone basse tension est supérieure à 15kV.The current limiting device may be a resistor or other electronic element capable of limiting current, such as an inductor or a semiconductor, or a combination of several current limiting elements, such as a combination of an inductor and a resistor. Solid-state resistor, inductor and current limiting circuit can consume loads of the overload current when switching the power supply mode, mitigate the impact of the overload current on the first switching device , thus realizing fast hot switching when the potential difference between the high voltage area and the low voltage area is greater than 15kV.

Lorsque le dispositif de limitation de courant met en œuvre une limitation de courant par résistance, la valeur de résistance du dispositif de limitation de courant peut être définie en fonction de la différence de potentiel entre la zone haute tension et la zone basse tension dans l’unité de branchement, de sorte que de limiter le courant de surcharge à une plage de sécurité.When the current limiting device implements resistor current limiting, the resistance value of the current limiting device can be set according to the potential difference between the high voltage area and the low voltage area in the branching unit, so as to limit the overload current to a safe range.

Selon un mode de réalisation, avant que le premier dispositif de commutation n’exécute une action de commutation du mode d'alimentation électrique, le premier circuit est connecté à deux lignes de câble sous-marin pour former une zone de haute tension ; le second circuit est connecté à une ligne de câble sous-marin et au dispositif de mise à la terre pour former une zone de basse tension ; après que le premier dispositif de commutation a exécuté l'action de commutation du mode d'alimentation électrique, le premier circuit reste en connexion avec les deux câbles sous-marins pour former une zone de haute tension, mais les câbles sous-marin connectés se changent après la commutation ; le second circuit est connecté à un câble sous-marin pour former une zone basse tension, et le câble sous-marin connecté au second circuit se change également avec le processus de commutation.According to one embodiment, before the first switching device performs an action of switching the power supply mode, the first circuit is connected to two lines of submarine cable to form a high voltage zone; the second circuit is connected to an undersea cable line and to the grounding device to form a low voltage zone; after the first switching device executes the power supply mode switching action, the first circuit remains in connection with the two underwater cables to form a high voltage area, but the connected underwater cables change after switching; the second circuit is connected to an underwater cable to form a low-voltage area, and the underwater cable connected to the second circuit also changes with the switching process.

Plusieurs interfaces et des composants de commutation tels que des relais sont intégrés dans le premier dispositif de commutation, les composants de commutation pouvant être utilisés pour ajuster l'état de connexion entre les interfaces et les lignes de câble sous-marin et le dispositif de mise à la terre pour réaliser la commutation entre la zone haute tension ou la zone basse tension de la fonction du premier circuit et du second circuit. L'action de commutation du mode d'alimentation électrique effectuée par le premier dispositif de commutation peut garantir que lorsqu’un point de déconnexion se produit sur une ligne de câble sous-marin, les équipements actifs tels que les répéteurs sur cette ligne peuvent toujours être alimentés par les équipements du site connectés sur d'autres lignes, assurant ainsi la connexion de communication.Several interfaces and switching components such as relays are integrated in the first switching device, the switching components can be used to adjust the connection state between the interfaces and the submarine cable lines and the switching device to ground to realize switching between the high voltage area or the low voltage area of the function of the first circuit and the second circuit. The power supply mode switching action performed by the first switching device can ensure that when a disconnect point occurs on an undersea cable line, active equipment such as repeaters on that line can still be powered by the site equipment connected on other lines, thus ensuring the communication connection.

Selon un mode de réalisation, l'unité de branchement comprend en outre un second dispositif de commutation ; ledit second dispositif de commutation est disposé en parallèle avec le dispositif de limitation de courant, ou le second dispositif de commutation est connecté en parallèle avec le dispositif de limitation de courant et le premier dispositif de commutation. En contrôlant le premier dispositif de commutation, le contournement sur le dispositif de limitation de courant peut être activé ou désactivé. Lorsque le dispositif de limitation de courant est contourné, le courant ne passe plus à travers le dispositif de limitation de courant et le dispositif de limitation de courant ne génère pas de consommation de puissance.According to one embodiment, the branching unit further comprises a second switching device; said second switching device is arranged in parallel with the current limiting device, or the second switching device is connected in parallel with the current limiting device and the first switching device. By controlling the first switching device, the bypass on the current limiting device can be enabled or disabled. When the current limiting device is bypassed, current no longer flows through the current limiting device and the current limiting device does not generate power consumption.

Selon un mode de réalisation, le second dispositif de commutation est utilisé pour contourner le dispositif de limitation de courant après que le dispositif de limitation de courant a absorbé le courant de surcharge généré dans la zone de haute tension lors de la commutation du mode d'alimentation électrique. Après que le dispositif de limitation de courant a absorbé le courant de surcharge, il commande le second dispositif de commutation pour contourner le dernier, de sorte que le dispositif de limitation de courant ne génère pas de consommation de puissance électrique, limitant ainsi l'élévation de température à l'intérieur de l'unité de branchement.According to one embodiment, the second switching device is used to bypass the current limiting device after the current limiting device has absorbed the overload current generated in the high voltage region when switching the mode of power supply. After the current limiting device absorbs the overload current, it controls the second switching device to bypass the last one, so that the current limiting device does not generate electric power consumption, thereby limiting the rise temperature inside the connection unit.

Selon un mode de réalisation, l'unité de branchement comprend en outre un contrôleur ; le contrôleur est connecté au premier dispositif de commutation et établit une connexion de communication avec les équipements du site par l’intermédiaire des lignes de câble sous-marin ; le contrôleur est configuré pour recevoir des commandes de commutation entrées par les équipements du site et pour commander le premier dispositif de commutation à exécuter les actions de commutation du mode d'alimentation électrique en fonction des commandes de commutation. Le contrôleur peut être utilisé pour réaliser de manière automatique une commutation par télécommande en cas de défaut de déconnexion de câble ou de maintenance, raccourcissant ainsi la durée de dépanne.According to one embodiment, the branching unit further comprises a controller; the controller is connected to the first switching device and establishes a communication connection with the site equipment through the submarine cable lines; the controller is configured to receive switching commands input from the site equipments and to control the first switching device to perform the power supply mode switching actions according to the switching commands. The controller can be used to automatically perform remote control switching in the event of a cable disconnection or maintenance fault, thus shortening the trouble-shooting time.

Selon un mode de réalisation, lorsque l'unité de branchement comprend un second dispositif de commutation, le contrôleur est également connecté au second dispositif de commutation ; le contrôleur est configuré en outre pour recevoir des commandes de contournement entrées par les équipements du site, et pour commander le second dispositif de commutation à exécuter l'action de contournement sur le dispositif de limitation de courant en fonction de la commande de contournement. Le contrôleur peut être utilisé pour réaliser de manière automatique un contournement sur le dispositif de limitation de courant par télécommande en cas de défaut de déconnexion de câble ou de maintenance, limitant ainsi l'élévation de température à l'intérieur de l'unité de branchement.According to one embodiment, when the branching unit comprises a second switching device, the controller is also connected to the second switching device; the controller is further configured to receive bypass commands entered by the site equipment, and to control the second switching device to perform the bypass action on the current limiting device based on the bypass command. The controller can be used to automatically override the current limiting device by remote control in the event of a cable disconnection or maintenance fault, thereby limiting the temperature rise inside the branch unit .

Selon un mode de réalisation, le dispositif de mise à la terre comprend au moins une électrode de mise à la terre s'étendant à l'extérieur de l'unité de branchement. Étant donné que l'unité de branchement peut être utilisé dans les conditions du fond de la mer, l'unité de branchement peut être recouvert d'eau de mer en utilisation et l'eau de mer se trouve à bas potentiel, de sorte que le dispositif de mise à la terre peut être disposé comme au moins une électrode de mise à terre s’étendant à l'extérieur du seau BU et l’électrode de mise à terre est mise en contact avec l'eau de mer pour obtenir l'effet de mise à la terre en introduisant le courant de surcharge généré lors de la commutation dans l'eau de mer.According to one embodiment, the grounding device comprises at least one grounding electrode extending outside the connection unit. Since the branching unit can be used in the sea bottom conditions, the branching unit may be covered with seawater in use and the seawater is at low potential, so that the grounding device may be arranged as at least one grounding electrode extending outside the bucket BU and the grounding electrode is contacted with sea water to obtain the grounding effect by introducing the overload current generated when switching in seawater.

Selon un deuxième aspect, la présente demande a pour objet un système de câbles sous-marins, comprenant plusieurs lignes de câble sous-marin et plusieurs équipements du site, dans lequel les équipements du site peuvent être connectés aux lignes de câble sous-marin pour commander l'état de fonctionnement des équipements des lignes. Chaque ligne de câble sous-marin est pourvue de plusieurs répéteurs, lesquels répéteurs peuvent être utilisés pour ajuster l'atténuation du signal optique due à la transmission à longue distance. La ligne de câble sous-marin est également pourvue de l'unité de branchement susmentionnée, et l'une des lignes de câble sous-marin établit une connexion de communication avec au moins deux des autres lignes de câble sous-marin par l'intermédiaire de l'unité de branchement ; un dispositif d’alimentation électrique est intégré dans les équipements du site pour alimenter les répéteurs et l'unité de branchement en courant constant.According to a second aspect, the present application relates to a system of submarine cables, comprising several lines of submarine cable and several equipment of the site, in which the equipment of the site can be connected to the lines of submarine cable for control the operating status of line equipment. Each submarine cable line is provided with several repeaters, which repeaters can be used to adjust the attenuation of the optical signal due to long distance transmission. The undersea cable line is also provided with the aforementioned branching unit, and one of the undersea cable lines establishes a communication connection with at least two of the other undersea cable lines through the branch unit; a power supply device is integrated in the site equipment to supply the repeaters and the connection unit with constant current.

Ledit système de câbles sous-marins peut établir une connexion de communication par l'intermédiaire de plusieurs lignes de câble sous-marin et connecter différentes lignes de câble sous-marin par l'intermédiaire de l’unité de branchement, de sorte à construire un réseau de communication et à fournir un courant constant aux répéteurs et aux unités de branchement du réseau, assurant ainsi la fonction de communication dans le réseau. Étant donné que le système de câbles sous-marins comprend l'unité de branchement susmentionnée, une commutation thermique peut être réalisée à haute tension, par conséquent, lorsqu'un défaut de déconnexion de câble se produit dans le système de câbles sous-marins, il est possible de commuter à un autre état dans une courte durée, raccourcissant la durée de maintenance du câble sous-marin déconnecté et assurant une communication normale par câbles sous-marins.Said undersea cable system can establish a communication connection through plural undersea cable lines and connect different undersea cable lines through the branching unit, so as to construct a communication network and to supply constant current to the repeaters and branching units of the network, thus performing the communication function in the network. Since the undersea cable system includes the above-mentioned branching unit, thermal switching can be realized at high voltage, therefore, when a cable disconnection fault occurs in the undersea cable system, it is possible to switch to another state in a short time, shortening the maintenance time of the disconnected underwater cable and ensuring normal communication by underwater cables.

Selon un mode de réalisation, la ligne de câble sous-marin présente une structure à multicouche de câbles, comprenant une couche de fibre optique au centre du câble et une couche d'alimentation électrique recouvrant à l'extérieur de la couche de fibre optique ; les répéteurs ainsi que le premier circuit et le second circuit de l'unité de branchement sont connectés à la couche d'alimentation électrique.According to one embodiment, the submarine cable line has a multilayer structure of cables, comprising an optical fiber layer in the center of the cable and a power supply layer covering the outside of the optical fiber layer; the repeaters and the first circuit and the second circuit of the branching unit are connected to the power supply layer.

La ligne de câble sous-marin à structure à multicouche de câbles permet à une transmission simultanée du courant d'alimentation électrique et du signal optique. Étant donné que la couche de fibre optique est recouverte à l’intérieure de la couche d'alimentation électrique et que la couche d'alimentation électrique peut être réalisée en matériau métallique plus solide et plus tenu, la couche de fibre optique peut être protégée par la couche d'alimentation électrique. C'est-à-dire que dans les conditions sous-marines, la couche d'alimentation électrique sera d'abord détruite sous l'action de facteurs sous-marins, ce qui est favorable pour détecter rapidement le défaut de déconnexion de câble et pour maintenir au moins une partie de la capacité de communication. De plus, étant donné que la couche d'alimentation électrique couvre à l'extérieure de la couche de fibre optique, lorsqu’un défaut de déconnexion de câble se produit, la couche d'alimentation électrique entrera en contact avec l'eau de mer ou le sol sous-marin, c'est-à-dire se connecter à la terre de la mer pour établir un état de mise à la terre au niveau de déconnexion de câble.The submarine cable line with multi-layer cable structure enables simultaneous transmission of power supply current and optical signal. Since the optical fiber layer is covered on the inside of the power supply layer and the power supply layer can be made of a stronger and stronger metal material, the optical fiber layer can be protected by the power supply layer. That is to say, under the underwater condition, the power supply layer will first be destroyed under the action of underwater factors, which is favorable for quickly detecting the cable disconnection fault and to maintain at least part of the communication capacity. In addition, since the power supply layer covers the outside of the optical fiber layer, when a cable disconnection fault occurs, the power supply layer will come into contact with sea water. or underwater ground, i.e. connect to sea ground to establish a grounded state at the cable disconnect level.

Selon un troisième aspect, la présente demande a pour objet un procédé de commutation de câble déconnecté, ledit procédé de commutation de câble déconnecté étant applicable à un système de câbles sous-marins, le système de câbles sous-marins comprenant une unité de branchement susmentionnée, et ledit procédé de commutation de câble déconnecté comprenant :According to a third aspect, the present application relates to a disconnected cable switching method, said disconnected cable switching method being applicable to an undersea cable system, the undersea cable system comprising an aforementioned branching unit , and said disconnected cable switching method comprising:

une détection d’une position du point de déconnexion ;detection of a position of the disconnection point;

si le point de déconnexion est situé sur la voie principale, lors de maintenir l’état d’alimentation électrique actuel jusqu’au début de la maintenance, un envoi d’une commande de commutation à l’unité de branchement pour entraîner le premier dispositif de commutation de l’unité de branchement à exécuter une action de commutation du mode d'alimentation électrique, la voie principale étant la ligne de câble sous-marin connecté à la zone de haute tension de l’unité de branchement ;if the disconnect point is located on the main track, when maintaining the current power supply state until the start of maintenance, sending a switch command to the branching unit to drive the first device switching the branch unit to perform an action of switching the power supply mode, the main route being the submarine cable line connected to the high voltage area of the branch unit;

si le point de déconnexion est situé sur une branche, un envoi d’une commande de commutation à l’unité de branchement pour maintenir l’alimentation électrique aux répéteurs de la branche, et au début de la maintenance, envoyer une commande de commutation à nouveau à l’unité de branchement pour annuler l'alimentation électrique à la branche afin d'assurer la sécurité de la maintenance, la branche étant la ligne de câble sous-marin connectée à la zone de basse tension de l’unité de branchement.if the disconnect point is on a branch, sending a switch command to the branch unit to maintain power to the repeaters in the branch, and at the start of maintenance, sending a switch command to back to the branch unit to cancel the power supply to the branch to ensure the safety of maintenance, the branch being the submarine cable line connected to the low voltage area of the branch unit.

Ledit procédé de commutation de câble déconnecté permet d’utiliser différents modes commutation en fonction de la position du point de déconnexion du câble pour assurer la réalisation normale de la fonction de communication et permet à la ligne comprenant le câble déconnecté de maintenir un état hors tension pendant la maintenance pour assurer la sécurité de la maintenance.Said disconnected cable switching method can use different switching modes depending on the position of the cable disconnection point to ensure the normal realization of the communication function and allows the line including the disconnected cable to maintain a power-off state. during maintenance to ensure maintenance safety.

Selon un mode de réalisation, lorsque l'unité de branchement comprend un second dispositif de commutation, le procédé de commutation de câble déconnecté comprend en outre :According to one embodiment, when the branching unit comprises a second switching device, the disconnected cable switching method further comprises:

si le point de déconnexion est situé sur la voie principale, un envoi d’une commande de commutation à l’unité de branchement pour entraîner le premier dispositif de commutation de l’unité de branchement à exécuter une action de commutation du mode d'alimentation électrique, puis un envoi d’une commande de contournement au second dispositif de commutation pour contourner le dispositif de limitation de courant ;if the disconnect point is on the main path, sending a switch command to the branch unit to cause the branch unit's first switching device to perform a power mode switching action electrical, then sending a bypass command to the second switching device to bypass the current limiting device;

si le point de déconnexion est situé sur une branche, un envoi d’une commande de commutation à l’unité de branchement pour maintenir l’alimentation électrique aux répéteurs de la branche, puis un envoi d’une commande de contournement au second dispositif de commutation pour contourner le dispositif de limitation de courant ; de plus, au début de la maintenance, un envoi d’une commande de commutation à nouveau à l’unité de branchement pour annuler l'alimentation électrique à la branche afin d'assurer la sécurité de la maintenance, puis un envoi d’une commande de contournement à nouveau au second dispositif de commutation pour annuler le contournement sur le dispositif de limitation de courant.if the disconnect point is located on a branch, sending a switch command to the branch unit to maintain the power supply to the repeaters of the branch, then sending a bypass command to the second device of switching to bypass the current limiting device; in addition, at the start of maintenance, sending a switch command again to the branch unit to cancel the power supply to the branch to ensure the safety of maintenance, and then sending a bypass command again to the second switching device to cancel the bypass on the current limiting device.

Ledit procédé de commutation de câble déconnecté permet de contourner le dispositif de limitation de courant après que le dispositif de limitation de courant a rempli la fonction d'absorption du courant de surcharge, de sorte que le dispositif de limitation de courant ne génère pas de consommation de puissance électrique, limitant ainsi l'élévation de température à l'intérieur de l'unité de branchement.Said disconnected cable switching method makes it possible to bypass the current limiting device after the current limiting device performs the function of absorbing the overload current, so that the current limiting device does not generate consumption electrical power, thus limiting the temperature rise inside the connection unit.

Selon un mode de réalisation, le procédé comprend au début de la maintenance en outre : une mise hors tension de la ligne de câble sous-marins où se situe le point de déconnexion en utilisant le dispositif d'alimentation électrique de l'équipement du site. En mettant hors tension la ligne de câble sous-marins où se situe le point de déconnexion, la ligne peut être maintenue à un état de basse tension pendant la maintenance, ce qui est pratique pour la maintenance.According to one embodiment, the method further comprises at the start of the maintenance: de-energizing the submarine cable line where the disconnection point is located by using the power supply device of the site equipment . By de-energizing the submarine cable line where the disconnect point is, the line can be kept in a low voltage state during maintenance, which is convenient for maintenance.

Brève description des figuresBrief description of figures

illustre un schéma de la structure d’une unité de branchement de type ; shows a diagram of the structure of a type branching unit;

illustre un schéma d'un chemin d'alimentation électrique lorsque l’unité de branchement commute le mode d'alimentation électrique selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of a power supply path when the branching unit switches the power supply mode according to an exemplary embodiment of the present application;

illustre un schéma de la disposition de la zone haute tension et de la zone basse tension lorsque l’unité de branchement commute le mode d'alimentation électrique selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the arrangement of the high voltage zone and of the low voltage zone when the branching unit switches the power supply mode according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la tension dans la zone prédéfinie en ajustant la tension dans la zone haute tension selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the voltage in the predefined zone by adjusting the voltage in the high voltage zone according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la structure de l’unité de branchement adaptée à commutation à haute tension selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the structure of the branching unit adapted to high voltage switching according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la commutation du mode d'alimentation électrique à haute tension selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the switching of the high voltage electrical power supply mode according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la structure de l’unité de branchement lorsque le dispositif de limitation de courant est disposé à l'intérieur du seau BU selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the structure of the connection unit when the current limiting device is arranged inside the bucket BU according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la structure de l’unité de branchement lorsque le dispositif de limitation de courant est disposé à l'extérieur du seau BU selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the structure of the connection unit when the current limiting device is arranged outside the bucket BU according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma du défaut de déconnexion de câble de la voie principale selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the main track cable disconnection fault according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la commutation de l’état d’alimentation électrique lors de la maintenance du câble déconnecté de la voie principale selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the switching of the power supply state during maintenance of the cable disconnected from the main track according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma du défaut de déconnexion de câble de la branche selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the branch cable disconnection fault according to an exemplary embodiment of the present application;

illustre un schéma de la commutation de l’état d’alimentation électrique avant la maintenance du câble déconnecté de la branche selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the switching of the power supply state before maintenance of the cable disconnected from the branch according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la commutation de l’état d’alimentation électrique lors de la maintenance du câble déconnecté de la branche selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the switching of the power supply state during maintenance of the cable disconnected from the branch according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la structure de l’unité de branchement adaptée à une commutation à haute tension selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the structure of the branching unit suitable for high-voltage switching according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la commutation du mode d'alimentation électrique à haute tension et du mode de contournement du dispositif de limitation de courant selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the switching of the high voltage power supply mode and of the bypass mode of the current limiting device according to an example embodiment of the present application;

illustre un schéma d’un mode de connexion du second dispositif de commutation selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of a mode of connection of the second switching device according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma d’un autre mode de connexion du second dispositif de commutation selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of another mode of connection of the second switching device according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma du défaut de déconnexion de câble de la voie principale selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the main track cable disconnection fault according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la commutation de l’état d’alimentation électrique lors de la maintenance du câble déconnecté du voie principale selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the switching of the power supply state during maintenance of the cable disconnected from the main track according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma du défaut de déconnexion de câble de la branche selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the branch cable disconnection fault according to an exemplary embodiment of the present application;

illustre un schéma de la commutation de l’état d’alimentation électrique avant la maintenance du câble déconnecté de la branche selon un exemple de réalisation de la présente demande ; illustrates a diagram of the switching of the power supply state before maintenance of the cable disconnected from the branch according to an embodiment of the present application;

illustre un schéma de la commutation de l’état d’alimentation électrique lors de la maintenance du câble déconnecté de la branche selon un exemple de réalisation de la présente demande. illustrates a diagram of the switching of the power supply state during maintenance of the cable disconnected from the branch according to an example embodiment of the present application.

Claims (10)

Unité de branchement applicable à un système de câbles sous-marins, caractérisée en ce qu’elle comprend : un premier dispositif de commutation, un premier circuit, un second circuit, un dispositif de mise à la terre et un dispositif de limitation de courant ;
le premier circuit et le second circuit étant connectés chacun à plusieurs lignes de câble sous-marin ;
le premier dispositif de commutation étant disposé entre le premier circuit et le second circuit pour connecter ou déconnecter le premier circuit au second circuit, pour commuter un mode d'alimentation électrique de chaque ligne de câble sous-marin, du premier circuit et du second circuit, de sorte à former une zone de haute tension et une zone de basse tension dans le premier circuit et le second circuit ;
le premier dispositif de commutation étant connecté au dispositif de mise à la terre par l’intermédiaire du dispositif de limitation de courant, de sorte que le dispositif de limitation de courant absorbe un courant de surcharge généré dans la zone de haute tension lors d’une commutation du mode d'alimentation électrique.Branching unit applicable to a submarine cable system, characterized in that it comprises: a first switching device, a first circuit, a second circuit, an earthing device and a current limiting device;
the first circuit and the second circuit being each connected to several submarine cable lines;
the first switching device being disposed between the first circuit and the second circuit to connect or disconnect the first circuit to the second circuit, to switch a power supply mode of each undersea cable line, the first circuit and the second circuit , so as to form a high voltage zone and a low voltage zone in the first circuit and the second circuit;
the first switching device being connected to the grounding device via the current limiting device, so that the current limiting device absorbs an overload current generated in the high voltage region during a power supply mode switching. Unité de branchement selon la revendication 1, caractérisée en ce que, le dispositif de limitation de courant, le premier dispositif de commutation, le premier circuit et le second circuit sont assemblés de manière modulaire et sont conditionnés à l'intérieur d'un seau de l’unité de branchement, ledit dispositif de mise à la terre étant disposé à l'extérieur du seau de la BU.Branching unit according to Claim 1, characterized in that the current limiting device, the first switching device, the first circuit and the second circuit are assembled in a modular manner and are packaged inside a bucket of the connection unit, said grounding device being arranged outside the bucket of the BU. Unité de branchement selon la revendication 1, caractérisée en ce que, le premier dispositif de commutation, le premier circuit et le second circuit sont disposés à l'intérieur d'un seau BU ; le dispositif de mise à la terre et le dispositif de limitation de courant sont disposés à l'extérieur du seau BU ; le dispositif de limitation de courant est intégré dans le dispositif de mise à la terre, de sorte que le premier dispositif de commutation est mis à la terre par l’intermédiaire du dispositif de limitation de courant.Branching unit according to claim 1, characterized in that the first switching device, the first circuit and the second circuit are arranged inside a bucket BU; the grounding device and the current limiting device are arranged outside the bucket BU; the current limiting device is integrated in the grounding device, so that the first switching device is grounded through the current limiting device. Unité de branchement selon la revendication 1, caractérisée en ce que, le dispositif de limitation de courant comprend une résistance ou une combinaison de plusieurs résistances, une inductance et un circuit de limitation de courant à semi-conducteur ; la valeur de résistance de la résistance est positivement corrélée avec la différence de potentiel entre la zone de haute tension et la zone de basse tension, ce qui permet de limiter le courant de surcharge généré lors de la commutation du mode d'alimentation électrique au-dessous d'une valeur du courant de crête prédéfinie.Branching unit according to Claim 1, characterized in that the current limiting device comprises a resistor or a combination of several resistors, an inductor and a semiconductor current limiting circuit; the resistance value of the resistor is positively correlated with the potential difference between the high voltage area and the low voltage area, which helps limit the overload current generated when switching the power supply mode over below a predefined peak current value. Unité de branchement selon la revendication 1, caractérisée en ce que,
avant que le premier dispositif de commutation n’exécute une action de commutation du mode d'alimentation électrique, le premier circuit est connecté à deux lignes de câble sous-marin pour former une zone de haute tension ; le second circuit est connecté à une ligne de câble sous-marin et au dispositif de mise à la terre pour former une zone de basse tension ;
après que le premier dispositif de commutation a exécuté l’action de commutation du mode d'alimentation électrique, les deux lignes de câble sous-marin connectées au premier circuit sont changées pour former une zone de haute tension ; la ligne de câble sous-marin connectée au second circuit est changée pour former une zone de basse tension.Branching unit according to Claim 1, characterized in that,
before the first switching device performs a power supply mode switching action, the first circuit is connected to two lines of undersea cable to form a high voltage area; the second circuit is connected to an undersea cable line and to the grounding device to form a low voltage zone;
after the first switching device executes the power supply mode switching action, the two submarine cable lines connected to the first circuit are changed to form a high voltage area; the submarine cable line connected to the second circuit is changed to form a low voltage area. Unité de branchement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comprend en outre un second dispositif de commutation, ledit second dispositif de commutation étant disposé en parallèle avec le dispositif de limitation de courant, ou le second dispositif de commutation étant connecté en parallèle avec le dispositif de limitation de courant et le premier dispositif de commutation.Branching unit according to claim 1, characterized in that it further comprises a second switching device, said second switching device being arranged in parallel with the current limiting device, or the second switching device being connected in parallel with the current limiting device and the first switching device. Unité de branchement selon la revendication 6, caractérisée en ce que,
le second dispositif de commutation est utilisé pour contourner le dispositif de limitation de courant après que le dispositif de limitation de courant a absorbé le courant de surcharge généré dans la zone de haute tension lors de la commutation du mode d'alimentation électrique.Branching unit according to Claim 6, characterized in that,
the second switching device is used to bypass the current limiting device after the current limiting device absorbs the overload current generated in the high voltage area when switching the power supply mode. Système de câbles sous-marins, caractérisé en ce qu’il comprend plusieurs lignes de câble sous-marin et plusieurs équipements du site connectés aux lignes de câble sous-marin ;
chaque ligne de câble sous-marin étant pourvue de plusieurs répéteurs et d’une unité de branchement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ; et l'une des lignes de câble sous-marin établissant une connexion de communication avec au moins deux des autres lignes de câble sous-marin par l'intermédiaire de l'unité de branchement ;
un dispositif d’alimentation électrique étant intégré dans les équipements du site pour alimenter les répéteurs et l'unité de branchement en courant constant.Submarine cable system, characterized in that it comprises several submarine cable lines and several site equipment connected to the submarine cable lines;
each submarine cable line being provided with several repeaters and with a branching unit according to any one of claims 1 to 7; and one of the submarine cable lines establishing a communication connection with at least two of the other submarine cable lines through the branching unit;
a power supply device being integrated into the site equipment to supply the repeaters and the branching unit with constant current. Procédé de commutation de câble déconnecté, caractérisé en ce qu’il est applicable à un système de câbles sous-marins, le système de câbles sous-marins comprenant une unité de branchement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et le procédé de commutation de câble déconnecté comprenant :
une détection d’une position du point de déconnexion ;
si le point de déconnexion est situé sur la voie principale, lors de maintenir l’état d’alimentation électrique actuel jusqu’au début de la maintenance, un envoi d’une commande de commutation à l’unité de branchement pour entraîner le premier dispositif de commutation de l’unité de branchement à exécuter une action de commutation du mode d'alimentation électrique, la voie principale étant la ligne de câble sous-marin connecté à la zone de haute tension de l’unité de branchement ;
si le point de déconnexion est situé sur une branche, un envoi d’une commande de commutation à l’unité de branchement pour maintenir l’alimentation électrique aux répéteurs de la branche, et au début de la maintenance, un envoi d’une commande de commutation à nouveau à l’unité de branchement pour annuler l'alimentation électrique à la branche afin d'assurer la sécurité de la maintenance, la branche étant la ligne de câble sous-marin connectée à la zone de basse tension de l’unité de branchement.A method of disconnected cable switching, characterized in that it is applicable to an undersea cable system, the undersea cable system comprising a branching unit according to any one of claims 1 to 7, and the method disconnected cable switching device comprising:
detection of a position of the disconnection point;
if the disconnect point is located on the main track, when maintaining the current power supply state until the start of maintenance, sending a switch command to the branching unit to drive the first device switching the branch unit to perform an action of switching the power supply mode, the main route being the submarine cable line connected to the high voltage area of the branch unit;
if the disconnection point is located on a branch, sending a switch command to the branch unit to maintain the power supply to the repeaters of the branch, and at the start of maintenance, sending a command switching again to the branch unit to cancel the power supply to the branch to ensure maintenance safety, the branch being the submarine cable line connected to the low voltage area of the unit branching. Procédé de commutation de câble déconnecté selon la revendication 9, caractérisé en ce que, lorsque l'unité de branchement comprend un second dispositif de commutation, le procédé de commutation de câble déconnecté comprend en outre :
si le point de déconnexion est situé sur la voie principale, un envoi d’une commande de commutation à l’unité de branchement pour entraîner le premier dispositif de commutation de l’unité de branchement à exécuter une action de commutation du mode d'alimentation électrique, puis un envoi d’une commande de contournement au second dispositif de commutation pour contourner le dispositif de limitation de courant ;
si le point de déconnexion est situé sur une branche, un envoi d’une commande de commutation à l’unité de branchement pour maintenir l’alimentation électrique aux répéteurs de la branche, puis un envoi d’une commande de contournement au second dispositif de commutation pour contourner le dispositif de limitation de courant ; de plus, au début de la maintenance, un envoi d’une commande de commutation à nouveau à l’unité de branchement pour annuler l'alimentation électrique à la branche afin d'assurer la sécurité de la maintenance, puis un envoi d’une commande de contournement à nouveau au second dispositif de commutation pour annuler le contournement sur le dispositif de limitation de courant.A disconnected cable switching method according to claim 9, characterized in that, when the branching unit comprises a second switching device, the disconnected cable switching method further comprises:
if the disconnect point is on the main path, sending a switch command to the branch unit to cause the branch unit's first switching device to perform a power mode switching action electrical, then sending a bypass command to the second switching device to bypass the current limiting device;
if the disconnect point is located on a branch, sending a switch command to the branch unit to maintain the power supply to the repeaters of the branch, then sending a bypass command to the second device of switching to bypass the current limiting device; in addition, at the start of maintenance, sending a switch command again to the branch unit to cancel the power supply to the branch to ensure the safety of maintenance, and then sending a bypass command again to the second switching device to cancel the bypass on the current limiting device.
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