Como a caixa de emenda óptica do cabo do sistema de energia garante a segurança da comunicação através do design de blindagem eletromagnética?

Desafios do ambiente eletromagnético do sistema de energia para o fechamento de emenda óptica de cabo
As fontes de interferência eletromagnética no sistema de energia são divididas principalmente em duas categorias:
Forte interferência de campo elétrico
O campo elétrico de frequência de potência (50Hz) e a sobretensão transitória (nível de kV) gerados por linhas de transmissão de alta tensão e equipamentos de subestação podem entrar no sistema de comunicação de fibra óptica através do acoplamento capacitivo.
Exemplo: Em uma subestação de 500kV, o cabo óptico não blindado causou interrupção de comunicação quando atingido por um raio. A localização da falha mostrou que a fonte de interferência era a descarga do arco gerada pela operação do disjuntor.
Forte interferência de campo magnético
O campo magnético transitório (nível t) causado pela corrente de curto-circuito, tempestade geomagnética etc. gera corrente induzida na fibra óptica através do acoplamento magnético, fazendo com que a taxa de erro de bit aumente.

Princípio da atenuação da camada de blindagem de malha trançada metal
1. Mecanismo de blindagem de várias camadas
A malha trançada de metal embutida na caixa de junção adota uma estrutura de camada dupla:
Malha de cobre de alta densidade externa: tamanho de poro ≤ 0,2 mm, densidade de trança ≥ 95%, fornecendo blindagem eletromagnética primária;
Camada de papel alumínio interna: espessura ≥ 0,1 mm, refletindo ondas eletromagnéticas residuais e prevenindo o acúmulo de eletricidade estática.

2. Caminho de atenuação do campo eletromagnético
Quando ondas eletromagnéticas externas (como campos elétricos de frequência industrial) penetram na concha externa da caixa de junção, a malha trançada metal alcança a atenuação através dos seguintes mecanismos:
Perda de reflexão: Ondas eletromagnéticas de alta frequência são refletidas na superfície do metal, e o coeficiente de atenuação está positivamente correlacionado com a condutividade do material;
Perda de absorção: A estrutura porosa da malha trançada causa ondas eletromagnéticas refletem várias vezes entre os poros, e a energia é gradualmente dissipada;
Perda de corrente de Foucault: O campo magnético gera corrente induzida na camada metálica, consumindo energia eletromagnética através do calor de Joule.

3. Verificação do desempenho da atenuação
Os testes laboratoriais mostram que o projeto pode atenuar a força do campo elétrico de 50Hz de 10 ⁰ V/m abaixo de 10⁻³ v/m, atendendo ao padrão de classe A de GB/T 17626.3-2016 "Teste de radiação de compatibilidade eletromagnética e tecnologia de radiação de radiação de radiotegnética da radiação de radiação de radiação".

Design inovador do sistema de aterramento modular
1. Arquitetura de aterramento independente
A camada de blindagem da caixa de junção tradicional e o núcleo de reforço de metal do cabo óptico compartilham o terminal de aterramento, o que é fácil de causar:
Contragem potencial do solo: a diferença de potencial entre diferentes pontos de aterramento gera um loop na camada de blindagem;
Superposição de resistência ao aterramento: Vários loops de aterramento aumentam a impedância do sistema.
O design modular resolve esse problema das seguintes maneiras:
Aterramento independente da camada de blindagem: usando um terminal de aterramento dedicado, que é fisicamente isolado da camada metálica do cabo óptico;
Otimização de resistência ao aterramento: módulo de aterramento de baixa impedância embutido para garantir que a resistência ao aterramento seja ≤1Ω.

2. Tecnologia de conexão rápida
Para simplificar a instalação no local, a caixa de junção adota as seguintes inovações:
Terminais pré-crimpados: a camada de blindagem e o módulo de aterramento são conectados através de contatos da mola, sem soldagem;
Indicação de aterramento visual: o status de aterramento é exibido através das luzes LED para reduzir o risco de erro humano.

3. Design de compatibilidade
O sistema modular precisa ser compatível com os requisitos de aterramento de diferentes tipos de cabos ópticos (como OPGW, ADSS) através de:
Módulo de aterramento substituível: adapte -se aos núcleos de reforço de metal de diferentes diâmetros de arame;
Seleção do caminho de aterramento: suporta o aterramento direto e o aterramento por meio de prisioneiros de raios.

Vantagens técnicas e cenários de aplicação
1. Vantagens de desempenho
Alta eficácia da blindagem: blindagem de alumínio de malha trançada metal blindagem de camada dupla, 20dB mais alta que a eficácia tradicional da blindagem de placa de aço galvanizada;
Baixo custo de manutenção: o design modular reduz o tempo de reparo de falhas do sistema de aterramento de 4 horas a 30 minutos;
Adaptabilidade ambiental: A combinação de concha não metálica e camada de blindagem evita a interferência eletromagnética secundária causada pela concha de metal.

2. Aplicações típicas
Linhas de transmissão de UHV: em linhas DC de ± 800kV, a eficácia da blindagem da caixa de junção passou no teste de impulso de raios (forma de onda de 1,2/50μs, corrente de pico de 100ka);
Subestação inteligente: atenda aos requisitos do padrão IEC 61850 para a imunidade do link de comunicação e garanta a confiabilidade da transmissão de mensagens de ganso;
Conexão de nova grade de energia: em parques eólicos e usinas fotovoltaicas, isolam efetivamente a interferência harmônica gerada pelo inversor.

Tendência de evolução da tecnologia
1. Monitoramento inteligente
Monitoramento on-line da resistência ao aterramento: feedback em tempo real do status de aterramento por meio de resistores de divisores de tensão;
Aviso de força de campo eletromagnético: o sensor interno do salão, desencadeando um alarme quando a força externa do campo excede o limite.

2. Miniaturização e integração
Redução de volume: O projeto da camada de blindagem dobrável é adotado para reduzir o volume da caixa de junção para 1/2 do modelo tradicional;
Integração funcional: Integre a camada de blindagem ao divisor óptico para reduzir os nós do dispositivo.

3. Aplicação de materiais ecológicos
Malha de metal reciclável: tecido com fio de cobre em estanho, que é conveniente para reciclagem de material após a aposentadoria;
Módulo de aterramento sem chumbo: cumpre os requisitos da diretiva ROHS e reduz o impacto ambiental.