专利名称：双排三极中高压式拦鱼电网的制作方法
技术领域：
本发明提供一种双排三极中高压式拦鱼电网，该电栅适用于江河、湖泊及大、中、小型水库的溢洪道。
随着农村经济的发展，江河、湖泊、水库养鱼被越来越多地开发，要提高水面养殖的经济效益，就必须提供可靠的低成本高效率的拦鱼设备。现采用的网拦，由于维持工作量大，加上人为的损坏，一般只能使用两三年，最多五年，而且无法解决放水、排污与拦鱼之间的矛盾。
目前，还采用单排分压式和双排分压式拦鱼电栅。前者等位面穿过电极阵，形成大量的逃鱼通道;后者虽然等位面的封闭性稍有所改善，但仍有大量的逃鱼通道而且电极的排布不合理，趋阳性较显著，对拦鱼不利，加之电极密，排污能力差，消耗功率大，此外，多机不同步，使用不方便，用于大、中型水库的成功率约为50～60%，成功的水库逃鱼量只减少65～70%。
本发明的目的是提供一种新的双排三极中高压式拦鱼电网，它的等位面封闭性好，电场作用范围外的等位面不穿过电极阵而形成逃鱼通道，随水流方向电场的分量大，能有效地拦截随流鱼群，对于二寸以上的四大家鱼逃鱼量减少90%以上;还能克服鱼类的趋阳性，改善排污能力，降低消耗功率。
本发明的目的是这样实现的一、理论依据1、根据实验，鱼类对电场有回避反应。在水流速度小于0.5米/秒的条件下，电场强度
满足10伏/米｜
｜＜40伏/米，鱼类将迅速回游，逃离作用区。
2、根据鱼类对电场的回避反应，要求电场作用范围(｜
｜＞10伏/米)外的等位面不能穿过电极阵，以免形成逃鱼通道。
3、在迎水的一侧电极阵外随水流方向电场的分量均大于5伏/米。
4、对淡水鱼类，在电场强度约为50伏/米时，有趋向阳极的特性，即发生趋阳反应。
5、双排三极中高压式电极阵在水中形成的电场和电位分布只要组合及布局恰当，就可实现原理1、2和3所述的要求，克服原理4所述的趋阳性。
二、技术方案根据电网拦鱼对电场分布的四个要求(1)在距电极较大范围内，电场强度达到鱼类回避反应处，水流速度小于鱼的回游速度;(2)电场强度要有一定的变化率，使鱼能够逃离电场区;(3)由于鱼类的回避反应，要求电场有效作用区外的等势面尽可能不穿过电极阵;(4)要求距电极阵一定范围内，迎水流方向的电场强度分量应大于5伏/米;以堵住逃鱼通道。本发明在江河、湖泊及水库溢洪道附近设置竖直镀锌钢管作为电极，为改善电位和电场分布，采用两组不同电压的电极，让低压的电极在迎水流方向的第一排，高压电极位于迎水的第二排，并把高压电极置于两根低压电极之间。这样，所有的低压电极形成迎水的第一排电极阵，所有高压电极形成迎水的第二排电极阵。根据江河、湖泊及水库溢洪道和断面的选取，可将电极排成双直排或双弧形及双排其它形状的竖直电网，使电网的等位面出水口封闭，堵死逃鱼通道。
本发明提供的电网，采用直流脉冲给电极供电，电压分别为0～500V，0～700V两组，频率为0～20HZ可调，脉宽0.2毫秒每组电极为两个支路，多组电极并联，为了减少接触电阻和传输线损耗，采用铜芯线输电，并在电极中部(常年最大泄洪水深的中点)处焊接。
三、设计原理在导电率为δ的水中，设n根电极的电位为V1，V2，…，Vn;电极单位长流出的电流为I1，I2，In;电极的半径为γ1，γ2，…γn;电极之间的距离为γ12，γ13，…，γij，…，将水域近似地视为无限大，考虑到地面和水面的影响，每根电极可视为无限长，则对于任意两根电极i、j有
Vi-Vj=12πδ[Ij1nrj+Σm=1(≠j)nIm1nrjm-Ii1nrjm-Σl=1nIl1nril]]]>及电流连续性原理Σi=1(≠j)nIi=o]]>可用计算机解得I1，I2，…，In。
然后可以求出水中任意一点的电位ψ和电场强度ψ=12πδΣi=1nIi1nRi]]>
式中Ri、
i分别表示第i根电极到观察点的距离和径矢。
电网的瞬时耗损功率P=Σi=lnIiLiVi]]>电网的平均功率P＝Kτfp式中Li是第i根电极的长度，f是脉冲频率，τ是脉冲宽度，K是波形因子，一般K≈2。
四、设计方法对于一个给定的水库，根据溢洪道常年的最大流量和溢洪道附近的地形，选取设置电极阵的断面(水流速度≤0.3米/秒)。然后，选择电极数目及电极间的距离，将电位为0伏、500伏电极交错地置于第一排，700伏电极置于第二排。用计算机计算Ii、ψ、
、Ey(或Er)、P、P。通过电势ψ、电场强度E及耗损功率P的计算，要求满足四个条件(1)等势面闭合性好，电场作用范围外的等势面不穿过电极阵，进入第一排电极的等势面必须折回原水域;(2)电场作用范围大，即要求在场强为10伏/米处的水流速度小于0.2米/秒;(3)在迎水的一侧，电极阵外水流方向的电场分量Ey(或Er)大于5伏/米;对于拦小规格的鱼，可将顺水方向的电场分量增到25伏/米;(4)损耗功率尽可能小，经多次计算，选出最佳方案。
本发明与现有的双排分压式拦鱼电栅相比，优点在于1、电场作用范围大，等势面封闭性好，堵死了逃鱼通道;
2、电极排布合理，克服了趋阳性;
3、电极少，结构简单，排污能力强;
4、损耗功率小，安全可靠;
5、在新建、扩建及已建成的水库上安装不影响泄流量，不破坏原来的结构，使用寿命长;
6、本发明对江河、湖泊及大、中、小型水库两寸以上的四大家鱼逃鱼量减少90%以上。
实施例本发明的具体结构由以下实施例及其附图给出。
图1是根据本发明提出的云南省南华县毛板桥水库溢洪道拦鱼电网的电极排布图;
图2是由图1中的电网所形成的等势面和电场作用范围图;
图3是根据本发明提出的云南省大理市引洱入海进水口拦鱼电网的电极排布图;
图4是由图3中的电网所形成的等势面和电场作用范围图。
下面结合附图详细说明根据本发明提出的具体电网的细节及工作情况。
实施例一如图1所示，电网包括13根竖直电极(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，13)，图中分别用13个黑点表示。其中电极(4，6)的电位为500伏，(1，3，5，7，9)的电位为0伏，(2，8，10，11，12，13)的电位为700伏。低压电极(1，3，4，5，6，7，9)及两根高压电极(2，8)在迎水流方向(如图中箭头所示)的第一排，高压电极(10，11，12，13)在迎水的第二排，这样，不仅避免了趋阳效应。而且构成将溢洪道封闭于其中的梯形双排三极中高压式的拦鱼电网。
电网的供电采用频率为3～14Hz，脉宽约0.2毫秒的直流脉冲发生器提供，经三根并列的传输线送给电极。电源到电极阵的传输线经电杆从空中走明线。
电网通电后，零伏电极与500伏电极之间的瞬时电流为50安，零伏电极与700伏之间的瞬时电流为180安，平均功率为600瓦。电极周围产生如图2的电位分布，其中虚线表示电场的作用范围，由图可见，等位面已将溢洪道封闭，电场强度足以使随流鱼群产生回避反应，因而达到了拦鱼要求。
实施例二本发明的结构除实施例一的双弧形电网外，还有图3所示的双弧形电网。图3中的黑点分别代表25根竖直电极，其中电极(1，3，5，7，9，11，13)为0伏，电极(2，4，6，8，10，12)为500伏，电极(14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25)为700伏。低压电极(1～13)在迎水流方向(如图中箭头所示)的第一排，高压电极(14～25)在迎水流方向的第二排，构成双弧形中高压式拦鱼电网。该电网的安装和供电与实施例一相同接通电源后，零伏电极与500伏电极之间的瞬时电流为100安，零伏电极与700伏电极之间的瞬时电流为230安，平均功率为1200瓦，电极周围产生如图4所示的电位分布，电场作用范围如虚线所示。该电网的等位面已将溢洪道封闭起来，其电场强度满足鱼类产生回避反应的条件，能有效地拦截随流鱼群，实现了本发明的目的。
本发明电极排列形状和电极的数目可根据地形的不同而改变，只要满足低压电极在迎水流方向的第一排，高压电极在第二排，构成双排电极阵，并达到原理1、2、3的要求即可。
权利要求
1.一种双排三极中高压式拦鱼电网，该电网有两排竖直电极，其特征在于低压电极位于迎水的第一排，高压电极位于迎水的第二排，并且置于两根低压电极之间。
2.按权利要求1所述的电网，其特征是根据溢洪道地形和断面的选取，可将电极排成梯形双排或双弧形。
3.按权利要求1和2所述的电网，其特征是在迎水的一侧电极阵外随水流方向电场的分量大于5伏/米。
4.按权利要求1和2所述的电网，其特征是电极之间的输电线从地下走线，在电极没入常年最大溢洪水深的中点处焊接。
全文摘要
本发明提供一种双排三极中高压式拦鱼电网。该电网是在江河、湖泊及水库溢洪道附近设置双排电极，特征是低压电极位于迎水的第一排，高压电极位于迎水的第二排，并且置于两根低压电极之间；根据地形和断面的选取，可将电极排成梯形双排或双弧形及双排其它形状的竖直电网而把出口水封闭于其中。本发明的等势面封闭性好，顺水流方向电场的分量大，能有效地拦截随流鱼群，且电极少，投资省，又提高了排污能力，适用于江河、湖泊及大、中、小型水库的溢洪道。
文档编号H05C1/00GK1078597SQ92103538
公开日1993年11月24日 申请日期1992年5月9日 优先权日1992年5月9日
发明者包德修, 吴永汉, 杨毓林, 李德明, 和仁道, 马伟林, 潘尔达 申请人:云南大学