СПОСОБ ПИТАНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОДОВ УНИПОЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОРЫБОЗАГРАДИТЕЛЯ
UNIPOLAR ELECTRIC FISH SCREEN ELECTRODE SYSTEM POWERING METHOD

Изобретение относится к области управления поведением (движением) рыб с помощью электрических полей в воде с целью их защиты от попадания в водозаборы или концентрированного облова рыбохозяйственных водоемов.
Известно много конструкций электрорыбозаградителей ЭРЗ, различающихся пространственным расположением электродов, схемой их питания, родом питающего тока.
Наиболее благоприятное и эффективное воздействие на рыб оказывают системы электродов с униполярным импульсным питанием (Авт.св. СССР №535590, патент на изобретение РФ №2273991, патент на полезную модель РФ №121994). Эти системы схожи по устройству, но различаются схемой питания.
В качестве прототипа рассмотрен способ питания однорядной системы вертикальных электродов, разделенных на m секций, каждая из которых состоит из n соединенных параллельно электродов, описанный в авт.св. СССР №535590.
Униполярные импульсы через коммутатор поочередно подаются на каждую секцию электродов таким образом, что одна секция становится катодом, а остальные секции - анодами. Очередной импульс от генератора подается на следующую секцию, делая ее катодом, а остальные секции анодами. После прохождения последнего m-го импульса следующий (m+1) импульс подается вновь на первую секцию и цикл повторяется.
В результате в воде создается «бегущее» вдоль системы электродов электрическое поле катодов высокой интенсивности, задерживающее рыб, и слабое пульсирующее поле анодных электродов, не оказывающее на рыб привлекающего действия.
Частоту переключения секции F выбирают исходя из условий оптимального воздействия поля на рыбу, обычно в пределах от 3 до 15 Гц.
Такой способ питания секций униполярного электрорыбозаградителя имеет недостатки.
х
o
о
o
f
На фиг. 1 представлены графики распределения составляющей напряженности Е=(х), действующей на рыбу, плывущую в сторону системы электродов, для четырехэлектродной секции (n=4) в зависимости от расстояния х от линии электродов для двух значений y=y/d: линия у=0 проходит через середину секции, у=n/2 - между смежными секциями.
Графики даны для двух тактов: первый такт - сплошные линии, второй такт -пунктирные.
o
о
Из графика фиг. 1 видно, что напряженность поля Ех на стыке секции (y=n/2) меньше, чем в середине секции (у=0), что снижает величину общей рыбозащитной эффективности электрорыбозаградителя.
Причем область с пониженной напряженностью Ех сохраняет свое расположение при всех тактах работы схемы, т.е. перемещается синхронно с переключением секций.
Таким образом, существует техническая проблема - повышение рыбозащитной эффективности униполярного электрорыбозаградителя, которую можно решить за счет устранения зон с пониженной напряженностью электрического поля. Целью изобретения является решение этой технической задачи.
Эта цель достигается путем применения нового способа питания системы вертикальных электродов, разделенных на m секций по n электродов в каждой, при котором отрицательные импульсы в первом такте катодами делают первую и вторую секции одновременно, во втором - вторую и третью секции и так далее до m-1 и m секций, а анодами в каждом такте делают остальные секции. После прохождения последнего такта следующий импульс подается вновь на первую секцию и цикл повторяется.
Общими с прототипом признаками изобретения являются: разделение однорядной системы электродов на секции и подключение их поочередно к отрицательному потенциалу напряжения, делая их катодами, при одновременном подключении положительного потенциала напряжения к остальным секциям электродов, делая их анодами. Отличительным от прототипа признаком заявляемого способа является подключение к отрицательному потенциалу напряжения по очереди двух соседних секций одновременно, а остальные секции в это время подключены к положительному потенциалу.
При таком способе питания в каждом такте область с пониженной напряженностью в следующем такте замещается областью, в которой напряженность поля соответствует середине секции, как показано на фиг. 2. При этом из-за малого промежутка времени между тактами (5-10 мс) рыбы не ощущают снижения напряженности воздействующего поля.
Поскольку в предлагаемом способе катодом в каждом такте является две секции, то количество электродов в каждой секции имеет определенное ограничение. Его следует принимать в пределах от двух до шести.
a
k
Такое ограничение связано с тем, что при подключении в качестве катода двух секций (в соответствии с предлагаемым способом) при количестве электродов в секции n больше 6 может нарушится оптимальное соотношение сопротивлений растекания анодных R и катодных R секций,  (Мишелович, Расчет картины поля и электрических параметров электрорыбозаградителя с униполярным питанием. Изв. ГосНИОРХ т. 92, 1974 с. 188-201).
Таким образом, технический результат при осуществлении способа питания секций электродов электрорыбозаградителя в соответствии с предполагаемым изобретением заключается в более равномерной структуре поля по всему фронту заграждения, устраняющей зоны с пониженной напряженностью на стыке секций, что позволяет повысить эффективность воздействия поля на рыбу, т.е., решить существующую проблему - повышение рыбозащитной эффективности.
Пример осуществления способа.
3
Заявленный способ питания системы вертикальных электродов был осуществлен при проектировании униполярного электрорыбозаградителя для водозабора ГНС-1 из Сулакского водохранилища. Мощность ГНС-1 составляет 17 м/с, удельная проводимость воды 32-35 мСм/м при температуре 18°С.
Створ установки системы электродов составил 48 м, глубина воды 7 м.
Расстояние между электродами принято равным d=0,8 м, радиус электродов 0,02 м, количество электродов
u
Количество секций m=12, число электродов в секции n=4, напряжение питания 200 В, частота переключения секций 5 Гц, длительность импульсов t=0,25 мс, количество тактов 11.
Алгоритм питания секций электродов представлен в таблице.
Расчетные значения параметров заградителя составили.
Сопротивление растекания двух четырехэлектродных катодных секций (восьмиэлектродная секция(n=2⋅4=8) составило
(18°)
R=1,67 Ом
Сопротивление нагрузки коммутатора
Ток в импульсе
Скважность импульсов
H
Средний ток заградителя I
Средняя мощность заградителя