專(zhuān)利名稱：雙排三極中高壓式攔魚(yú)電網(wǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種雙排三極中高壓式攔魚(yú)電網(wǎng)，該電柵適用于江河、湖泊及大、中、小型水庫(kù)的溢洪道。
隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，江河、湖泊、水庫(kù)養(yǎng)魚(yú)被越來(lái)越多地開(kāi)發(fā)，要提高水面養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益，就必須提供可靠的低成本高效率的攔魚(yú)設(shè)備?，F(xiàn)采用的網(wǎng)攔，由于維持工作量大，加上人為的損壞，一般只能使用兩三年，最多五年，而且無(wú)法解決放水、排污與攔魚(yú)之間的矛盾。
目前，還采用單排分壓式和雙排分壓式攔魚(yú)電柵。前者等位面穿過(guò)電極陣，形成大量的逃魚(yú)通道;后者雖然等位面的封閉性稍有所改善，但仍有大量的逃魚(yú)通道而且電極的排布不合理，趨陽(yáng)性較顯著，對(duì)攔魚(yú)不利，加之電極密，排污能力差，消耗功率大，此外，多機(jī)不同步，使用不方便，用于大、中型水庫(kù)的成功率約為50～60%，成功的水庫(kù)逃魚(yú)量只減少65～70%。
本發(fā)明的目的是提供一種新的雙排三極中高壓式攔魚(yú)電網(wǎng)，它的等位面封閉性好，電場(chǎng)作用范圍外的等位面不穿過(guò)電極陣而形成逃魚(yú)通道，隨水流方向電場(chǎng)的分量大，能有效地?cái)r截隨流魚(yú)群，對(duì)于二寸以上的四大家魚(yú)逃魚(yú)量減少90%以上;還能克服魚(yú)類(lèi)的趨陽(yáng)性，改善排污能力，降低消耗功率。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一、理論依據(jù)1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)，魚(yú)類(lèi)對(duì)電場(chǎng)有回避反應(yīng)。在水流速度小于0.5米/秒的條件下，電場(chǎng)強(qiáng)度
滿足10伏/米｜
｜＜40伏/米，魚(yú)類(lèi)將迅速回游，逃離作用區(qū)。
2、根據(jù)魚(yú)類(lèi)對(duì)電場(chǎng)的回避反應(yīng)，要求電場(chǎng)作用范圍(｜
｜＞10伏/米)外的等位面不能穿過(guò)電極陣，以免形成逃魚(yú)通道。
3、在迎水的一側(cè)電極陣外隨水流方向電場(chǎng)的分量均大于5伏/米。
4、對(duì)淡水魚(yú)類(lèi)，在電場(chǎng)強(qiáng)度約為50伏/米時(shí)，有趨向陽(yáng)極的特性，即發(fā)生趨陽(yáng)反應(yīng)。
5、雙排三極中高壓式電極陣在水中形成的電場(chǎng)和電位分布只要組合及布局恰當(dāng)，就可實(shí)現(xiàn)原理1、2和3所述的要求，克服原理4所述的趨陽(yáng)性。
二、技術(shù)方案根據(jù)電網(wǎng)攔魚(yú)對(duì)電場(chǎng)分布的四個(gè)要求(1)在距電極較大范圍內(nèi)，電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到魚(yú)類(lèi)回避反應(yīng)處，水流速度小于魚(yú)的回游速度;(2)電場(chǎng)強(qiáng)度要有一定的變化率，使魚(yú)能夠逃離電場(chǎng)區(qū);(3)由于魚(yú)類(lèi)的回避反應(yīng)，要求電場(chǎng)有效作用區(qū)外的等勢(shì)面盡可能不穿過(guò)電極陣;(4)要求距電極陣一定范圍內(nèi)，迎水流方向的電場(chǎng)強(qiáng)度分量應(yīng)大于5伏/米;以堵住逃魚(yú)通道。本發(fā)明在江河、湖泊及水庫(kù)溢洪道附近設(shè)置豎直鍍鋅鋼管作為電極，為改善電位和電場(chǎng)分布，采用兩組不同電壓的電極，讓低壓的電極在迎水流方向的第一排，高壓電極位于迎水的第二排，并把高壓電極置于兩根低壓電極之間。這樣，所有的低壓電極形成迎水的第一排電極陣，所有高壓電極形成迎水的第二排電極陣。根據(jù)江河、湖泊及水庫(kù)溢洪道和斷面的選取，可將電極排成雙直排或雙弧形及雙排其它形狀的豎直電網(wǎng)，使電網(wǎng)的等位面出水口封閉，堵死逃魚(yú)通道。
本發(fā)明提供的電網(wǎng)，采用直流脈沖給電極供電，電壓分別為0～500V，0～700V兩組，頻率為0～20HZ可調(diào)，脈寬0.2毫秒每組電極為兩個(gè)支路，多組電極并聯(lián)，為了減少接觸電阻和傳輸線損耗，采用銅芯線輸電，并在電極中部(常年最大泄洪水深的中點(diǎn))處焊接。
三、設(shè)計(jì)原理在導(dǎo)電率為δ的水中，設(shè)n根電極的電位為V1，V2，…，Vn;電極單位長(zhǎng)流出的電流為I1，I2，In;電極的半徑為γ1，γ2，…γn;電極之間的距離為γ12，γ13，…，γij，…，將水域近似地視為無(wú)限大，考慮到地面和水面的影響，每根電極可視為無(wú)限長(zhǎng)，則對(duì)于任意兩根電極i、j有
Vi-Vj=12πδ[Ij1nrj+Σm=1(≠j)nIm1nrjm-Ii1nrjm-Σl=1nIl1nril]]]>及電流連續(xù)性原理Σi=1(≠j)nIi=o]]>可用計(jì)算機(jī)解得I1，I2，…，In。
然后可以求出水中任意一點(diǎn)的電位ψ和電場(chǎng)強(qiáng)度ψ=12πδΣi=1nIi1nRi]]>
式中Ri、
i分別表示第i根電極到觀察點(diǎn)的距離和徑矢。
電網(wǎng)的瞬時(shí)耗損功率P=Σi=lnIiLiVi]]>電網(wǎng)的平均功率P＝Kτfp式中Li是第i根電極的長(zhǎng)度，f是脈沖頻率，τ是脈沖寬度，K是波形因子，一般K≈2。
四、設(shè)計(jì)方法對(duì)于一個(gè)給定的水庫(kù)，根據(jù)溢洪道常年的最大流量和溢洪道附近的地形，選取設(shè)置電極陣的斷面(水流速度≤0.3米/秒)。然后，選擇電極數(shù)目及電極間的距離，將電位為0伏、500伏電極交錯(cuò)地置于第一排，700伏電極置于第二排。用計(jì)算機(jī)計(jì)算Ii、ψ、
、Ey(或Er)、P、P。通過(guò)電勢(shì)ψ、電場(chǎng)強(qiáng)度E及耗損功率P的計(jì)算，要求滿足四個(gè)條件(1)等勢(shì)面閉合性好，電場(chǎng)作用范圍外的等勢(shì)面不穿過(guò)電極陣，進(jìn)入第一排電極的等勢(shì)面必須折回原水域;(2)電場(chǎng)作用范圍大，即要求在場(chǎng)強(qiáng)為10伏/米處的水流速度小于0.2米/秒;(3)在迎水的一側(cè)，電極陣外水流方向的電場(chǎng)分量Ey(或Er)大于5伏/米;對(duì)于攔小規(guī)格的魚(yú)，可將順?biāo)较虻碾妶?chǎng)分量增到25伏/米;(4)損耗功率盡可能小，經(jīng)多次計(jì)算，選出最佳方案。
本發(fā)明與現(xiàn)有的雙排分壓式攔魚(yú)電柵相比，優(yōu)點(diǎn)在于1、電場(chǎng)作用范圍大，等勢(shì)面封閉性好，堵死了逃魚(yú)通道;
2、電極排布合理，克服了趨陽(yáng)性;
3、電極少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，排污能力強(qiáng);
4、損耗功率小，安全可靠;
5、在新建、擴(kuò)建及已建成的水庫(kù)上安裝不影響泄流量，不破壞原來(lái)的結(jié)構(gòu)，使用壽命長(zhǎng);
6、本發(fā)明對(duì)江河、湖泊及大、中、小型水庫(kù)兩寸以上的四大家魚(yú)逃魚(yú)量減少90%以上。
實(shí)施例本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下實(shí)施例及其附圖給出。


圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的云南省南華縣毛板橋水庫(kù)溢洪道攔魚(yú)電網(wǎng)的電極排布圖;
圖2是由圖1中的電網(wǎng)所形成的等勢(shì)面和電場(chǎng)作用范圍圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明提出的云南省大理市引洱入海進(jìn)水口攔魚(yú)電網(wǎng)的電極排布圖;
圖4是由圖3中的電網(wǎng)所形成的等勢(shì)面和電場(chǎng)作用范圍圖。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明提出的具體電網(wǎng)的細(xì)節(jié)及工作情況。
實(shí)施例一如圖1所示，電網(wǎng)包括13根豎直電極(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，13)，圖中分別用13個(gè)黑點(diǎn)表示。其中電極(4，6)的電位為500伏，(1，3，5，7，9)的電位為0伏，(2，8，10，11，12，13)的電位為700伏。低壓電極(1，3，4，5，6，7，9)及兩根高壓電極(2，8)在迎水流方向(如圖中箭頭所示)的第一排，高壓電極(10，11，12，13)在迎水的第二排，這樣，不僅避免了趨陽(yáng)效應(yīng)。而且構(gòu)成將溢洪道封閉于其中的梯形雙排三極中高壓式的攔魚(yú)電網(wǎng)。
電網(wǎng)的供電采用頻率為3～14Hz，脈寬約0.2毫秒的直流脈沖發(fā)生器提供，經(jīng)三根并列的傳輸線送給電極。電源到電極陣的傳輸線經(jīng)電桿從空中走明線。
電網(wǎng)通電后，零伏電極與500伏電極之間的瞬時(shí)電流為50安，零伏電極與700伏之間的瞬時(shí)電流為180安，平均功率為600瓦。電極周?chē)a(chǎn)生如圖2的電位分布，其中虛線表示電場(chǎng)的作用范圍，由圖可見(jiàn)，等位面已將溢洪道封閉，電場(chǎng)強(qiáng)度足以使隨流魚(yú)群產(chǎn)生回避反應(yīng)，因而達(dá)到了攔魚(yú)要求。
實(shí)施例二本發(fā)明的結(jié)構(gòu)除實(shí)施例一的雙弧形電網(wǎng)外，還有圖3所示的雙弧形電網(wǎng)。圖3中的黑點(diǎn)分別代表25根豎直電極，其中電極(1，3，5，7，9，11，13)為0伏，電極(2，4，6，8，10，12)為500伏，電極(14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25)為700伏。低壓電極(1～13)在迎水流方向(如圖中箭頭所示)的第一排，高壓電極(14～25)在迎水流方向的第二排，構(gòu)成雙弧形中高壓式攔魚(yú)電網(wǎng)。該電網(wǎng)的安裝和供電與實(shí)施例一相同接通電源后，零伏電極與500伏電極之間的瞬時(shí)電流為100安，零伏電極與700伏電極之間的瞬時(shí)電流為230安，平均功率為1200瓦，電極周?chē)a(chǎn)生如圖4所示的電位分布，電場(chǎng)作用范圍如虛線所示。該電網(wǎng)的等位面已將溢洪道封閉起來(lái)，其電場(chǎng)強(qiáng)度滿足魚(yú)類(lèi)產(chǎn)生回避反應(yīng)的條件，能有效地?cái)r截隨流魚(yú)群，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
本發(fā)明電極排列形狀和電極的數(shù)目可根據(jù)地形的不同而改變，只要滿足低壓電極在迎水流方向的第一排，高壓電極在第二排，構(gòu)成雙排電極陣，并達(dá)到原理1、2、3的要求即可。
權(quán)利要求
1.一種雙排三極中高壓式攔魚(yú)電網(wǎng)，該電網(wǎng)有兩排豎直電極，其特征在于低壓電極位于迎水的第一排，高壓電極位于迎水的第二排，并且置于兩根低壓電極之間。
2.按權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)，其特征是根據(jù)溢洪道地形和斷面的選取，可將電極排成梯形雙排或雙弧形。
3.按權(quán)利要求1和2所述的電網(wǎng)，其特征是在迎水的一側(cè)電極陣外隨水流方向電場(chǎng)的分量大于5伏/米。
4.按權(quán)利要求1和2所述的電網(wǎng)，其特征是電極之間的輸電線從地下走線，在電極沒(méi)入常年最大溢洪水深的中點(diǎn)處焊接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙排三極中高壓式攔魚(yú)電網(wǎng)。該電網(wǎng)是在江河、湖泊及水庫(kù)溢洪道附近設(shè)置雙排電極，特征是低壓電極位于迎水的第一排，高壓電極位于迎水的第二排，并且置于兩根低壓電極之間；根據(jù)地形和斷面的選取，可將電極排成梯形雙排或雙弧形及雙排其它形狀的豎直電網(wǎng)而把出口水封閉于其中。本發(fā)明的等勢(shì)面封閉性好，順?biāo)鞣较螂妶?chǎng)的分量大，能有效地?cái)r截隨流魚(yú)群，且電極少，投資省，又提高了排污能力，適用于江河、湖泊及大、中、小型水庫(kù)的溢洪道。
文檔編號(hào)H05C1/00GK1078597SQ92103538
公開(kāi)日1993年11月24日 申請(qǐng)日期1992年5月9日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月9日
發(fā)明者包德修, 吳永漢, 楊毓林, 李德明, 和仁道, 馬偉林, 潘爾達(dá) 申請(qǐng)人:云南大學(xué)