Рыбозаградительная система
FISH SCREEN SYSTEM

Изобретение относится к защите открытых водоемов и рек и может быть применено для создания заградительных зон, препятствующих попаданию рыб в водозаборные сооружения, таких как плотины, здания гидроэлектростанций, водосбросные, водоспускные и водовыпускные сооружения, туннели, каналы, насосные станции, гидроэлектростанции, тепловые электростанции, судоходные шлюзы и другие аналогичные сооружения, и может быть применено в энергетической или транспортной отрасли промышленности, либо рыбоводстве.
Известно устройство для управления животными в водоеме, содержащее средство управления, генерирующее сигналы управления и содержащее отрицательные и положительные вводы для подключения источника электрических импульсов, переключающий элемент, а также заградитель, представленный не менее, чем одним электродом для получения отрицательного импульса и не менее, чем одним электродом для получения положительного импульса, при этом средство управления выполнено с возможностью подключения к нему электродов [WO9637099, дата публикации: 28.11.1996 г., МПК: A01K 79/00, A01K 79/02].
Недостатком известного технического решения является повышенный риск оглушения особей рыбы, вызванный последовательной сменой полярности заряда на одном или нескольких электродах, из-за чего в результате гальванотаксиса особи рыбы движутся в направлении к положительно заряженным электродам (анодам) и, в результате смены полярности заряда электродов, (ставших анодами) получают электрический разряд и впадают в состояние наркоза, вследствие чего становятся не в состоянии осуществлять движение из рыбозаградительной зоны и, как следствие, попадают в водозаборную зону гидротехнических сооружений.
В качестве прототипа выбран рыбозащитный фильтр, содержащий шкаф управления с блоком управления и разделителем импульсов, и заградитель, включающий пластины, при этом разделитель электрических импульсов содержит отрицательные и положительные вводы для подключения источника электрических импульсов, микроконтроллер для преобразования электрических импульсов, полученных от источника электрических импульсов, в импульсы с необходимой характеристикой для отпугивания рыбы, а также отрицательные и положительные выводы для подключения электродов [RU90804, дата публикации: 20.01.2010 г., МПК: E02B 8/08].
Преимуществом прототипа в сравнении с известным техническим решением является сниженный риск оглушения рыбы, поскольку функционирование водозаборного рыбозащитного фильтра осуществляется при постоянной полярности заряда на электродах, ввиду чего происходит снижение риска оглушения рыбы и увеличение эффективности работы водозаборного рыбозащитного фильтра. При этом недостатком прототипа и известного технического решения являются их усложненные конструкции, обусловленные применяемым принципом функционирования рыбозаградительных систем, который заключается в том, что для обеспечения эффективного отпугивания особей рыб из зоны водозабора гидротехнических сооружений используется замкнутый катодно-анодный электрический контур между электродами заградителя. Такой принцип работы рыбозаградительных систем обеспечивается за счет применения в их конструкции разделителя электрических импульсов или средства управления с переключающим элементом, содержащих отрицательные и положительные выводы для подключения электродов, а также отрицательные и положительные выводы для подключения источника электрических импульсов. При этом необходимые характеристики электрических импульсов обеспечиваются за счет микроконтроллера или переключающего элемента, преобразующего электрические импульсы, поступающие на вводы от источника электрического тока, в электрические импульсы нужной величины для отпугивания рыбы из зоны водозабора гидротехнических сооружений. Использование указанного принципа работы системы и разделителя электрических импульсов указанной конструкции для реализации этого принципа способствует появлению ряда недостатков, заключающихся в высокой материалоемкости, усложненном монтаже и низкой ремонтопригодности рыбозаградительной системы. Высокая материалоемкость рыбозаградительной системы обусловлена необходимостью применения большого количества электродов, обеспечивающих создание катодно-анодного электрического контура заградителя с применяемым разделителем электрических импульсов, который для создания этого поля требует наличия как электродов, которые необходимо подключить к положительным выводам, так и электродов, которые необходимо подключить к отрицательным выводам разделителя электрических импульсов. Усложнение монтажа рыбозаградительных систем обусловлено тем, что для обеспечения создания катодно-анодного электрического контура требуется разместить в одной части водоема электроды, подключенные к положительным выводам разделителя электрических импульсов, а в другой части водоема – электроды, подключенные к отрицательным выводам разделителя электрических импульсов, либо разместить такие электроды в непосредственной близости друг от друга, что в первом случае затрудняет проведение обслуживающим персоналом проводов к месту закрепления электродов и повышает риск обрыва одного или нескольких проводов , соединяющих электроды с разделителем импульсов, а во втором случае усложняет фиксирование пространственного положения электродов, подключенных к положительному выводу разделителя импульсов, относительно электродов, подключенных к отрицательному выводу разделителя импульсов, увеличивая риск взаимодействия этих электродов между собой при волнении на водоеме, что в обоих случаях приводит к повреждению компонентов и к частичному или полному выходу из строя рыбозаградительных систем. Низкая ремонтопригодность рыбозаградительных систем обусловлена тем, что в случае возможного выхода из строя разделителя импульсов, вызванного, например, попаданием влаги на его вводы или выводы или на микроконтроллер для преобразования электрических импульсов, становится невозможной оперативная замена разделителя импульсов на работоспособный, например, в случае отдаленности водоема от крупных городов, а ввиду применения в его конструкции микроконтроллера, значительно усложняется процесс его ремонта неспециализированным персоналом, либо усложняется процесс подбора запасных частей вместо вышедших из строя для восстановления работоспособности поврежденного разделителя импульсов и обеспечения работоспособности рыбозаградительной системы. При этом применение рыбозаградительных систем без разделителя импульсов исключает возможность передачи электрических импульсов от источника электрических импульсов к электродам и прекращению отпугивания особей рыб. Таким образом возникает потребность в упрощении имеющейся конструкции рыбозаградительных систем с сопутствующим сохранением эффективности функционирования.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в необходимости упрощения конструкции рыбозаградительной системы с сопутствующим сохранением ее эффективности функционирования.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в упрощении конструкции рыбозаградительной системы с сопутствующим сохранением эффективности ее функционирования.
Дополнительный технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении материалоемкости рыбозаградительной системы за счет уменьшения номенклатуры электродов, обеспечивающих замкнутый катодно-анодный электрический контур.
Дополнительный технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в упрощении монтажа рыбозаградительной системы за счет обеспечения замкнутого катодно-анодного электрического контура путем установки в водоем или реку электродов, получающих только отрицательный электрический импульс.
Дополнительный технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении ремонтопригодности рыбозаградительной системы за счет упрощения конструкции шкафа управления.
Сущность изобретения заключается в следующем:
Рыбозаградительная система содержит шкаф управления, с которым электрически соединен заградитель, включающий электроды. В отличие от прототипа шкаф управления содержит средство распределения отрицательного электрического импульса между электродами, которое содержит ввод для подключения отрицательного вывода источника электрического импульса и выводы для подключения электродов.
Шкаф управления обеспечивает возможность размещения электротехнических конструкций и устройств во внутренней полости, а также фиксации их положения в пространстве и защиты от внешних воздействий. Шкаф управления может содержать средства активации системы, представленные рубильниками, выключателями, тумблерами и пр. При этом соединение шкафа управления с заградителем может обеспечиваться посредством контактных втулок, электрических разъемов или штекеров.
Средство распределения отрицательного электрического импульса между электродами обеспечивает возможность получения входящего отрицательного импульса от источника электрического импульса и прямого распределения отрицательного электрического импульса между выводами. Средство распределения отрицательного электрического импульса между электродами может быть выполнено в виде проводника, имеющего ветвление от ввода к выводам. При этом требуемые характеристики импульса на конкретном выводе могут обеспечиваться путем изменения площади поперечного сечения проводниковой ветви, ведущей к данному выводу, а также за счет изменения материала, из которого изготовлена ветвь. Средство распределения отрицательного электрического импульса может быть представлено платой из текстолита с дорожками из токопроводящего материала, выполненными от ввода к каждому выводу, токопроводящей пластиной, или проводом, с присоединенными к нему посредством ответвительных сжимов проводами, количество которых может соответствовать количеству электродов. Средство распределения может быть закреплено в шкафу управления посредством хомутов или скоб из диэлектрического материала, либо посредством его установки на диэлектрическую подложку, закрепленную в шкафу винтами, фиксаторами или клеем и т.д. Дополнительно средство распределения может быть подключено вводом к средству активации системы, что обеспечивает возможность остановки распределения отрицательного электрического импульса в случае возникновения чрезвычайной ситуации.
Ввод для подключения отрицательного вывода источника электрического импульса обеспечивает возможность приема отрицательного электрического импульса от источника электрических импульсов. Выводы для подключения электродов обеспечивают возможность передачи распределенных отрицательных импульсов к электродам. При этом для улучшения распределения нагрузки средство распределения отрицательного электрического импульса может содержать дополнительные вводы для подключения дополнительных отрицательных выводов источника электрического импульса. Также для улучшения распределения нагрузки шкаф управления может содержать дополнительные средства распределения отрицательных электрических импульсов. При этом вводы, а также выводы могут быть расположены на противоположных и/или смежных сторонах средства распределения.
Ввод для подключения отрицательного вывода источника электрического импульса и выводы для подключения электродов могут быть представлены элементами электрического соединения – штекерами и разъемами, или проводами, обеспечивающими возможность соединения с отрицательными выводами источника электрического импульса и электродами посредством скручивания, разъемного или неразъемного электрического соединения. При этом разъемное соединение может обеспечиваться клеммными колодками, пружинными клеммами, ответвительными сжимами и т.д., а неразъемное соединение может обеспечиваться скручиванием или пайкой проводов, а также иными средствами, обеспечивающими неразъемное электрическое соединение.
Дополнительно шкаф управления может содержать средство замыкания и размыкания электрической цепи, представленное тиристорным ключом. Тиристорный ключ обеспечивает возможность последовательного периодического включения одного из электродов или одной из групп электродов заградительного фронта, что, в период отключения ближайшего электрода или группы электродов, обеспечивает возможность возвращения контроля над двигательными функциями и покидания опасной зоны пораженной током и находящейся в состоянии наркоза особью рыбы, что дополнительно снижает риск попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения, тем самым повышая эффективность функционирования рыбозаградительной системы. При этом управляющий вывод тиристорного ключа может быть подключен к контроллеру, вывод питания тиристорного ключа может быть подключен к одному из выводов средства распределения, а каждый электрод может быть подключен к соответствующему выводу тиристорного ключа, что также дополнительно повышает надежность рыбозаградительной системы.
Дополнительно с целью повышения эффективности функционирования рыбозаградительной системы шкаф управления может содержать контроллер, выполненный с возможностью получения данных от электронных компонентов системы, а также передачи им управляющих сигналов, при этом контроллер может содержать средства ввода и вывода информации, что обеспечивает возможность контроля работы рыбозаградительной системы пользователем.
Дополнительно шкаф управления может содержать конденсатор, обеспечивающий возможность накопления отрицательного электрического импульса для сохранения требуемых характеристик электрического тока в случае необходимости резкого сокращения интервалов между электрическими импульсами. При этом конденсатор может быть электрически подключен вводом к выводу источнику отрицательного электрического импульса и выводом к вводу средства распределения отрицательного электрического импульса между электродами, а также может быть подключен к контроллеру с возможностью передачи данных о текущем импульсе.
Дополнительно для повышения эффективности функционирования рыбозаградительной системы шкаф управления может содержать электронный дроссель, обеспечивающий возможность преобразования полученного электрического импульса в импульс определенной частоты, что позволяет избирательно воздействовать на определенные виды рыб, снижая риск их попадания в водозаборные гидротехнические сооружения. Тип и частота импульса могут быть выбраны в соответствии с рыбохозяйственной характеристикой водоема: площадью водоема, обитающими в водоеме видами рыбы, физическими и химическими свойствами воды (соленостью, температурой и т.д.). При этом электронный дроссель может быть электрически подключен к отрицательному выводу источника электрического импульса, к конденсатору и к контроллеру, что повышает надежность системы за счет снижения риска выхода из строя контроллера из-за резких изменений характеристик тока.
Заградитель обеспечивает возможность препятствования попаданию рыб в водозаборную зону гидротехнических сооружений. Электроды обеспечивают возможность формирования замкнутого электрического контура рыбозаградительной системы. Электроды выполнены из токопроводящего материала и могут быть представлены стержнями круглой, прямоугольной, треугольной или иной геометрической формы в поперечном сечении. Дополнительно электроды могут быть представлены в виде сетки, что обеспечивает возможность их монтажа на опоры гидротехнических сооружений. Также выполнение электрода в виде сетки повышает надежность рыбозаградительной системы, поскольку обеспечивает возможность протекания отрицательного электрического импульса по всей площади сетки в случае ее разрыва из-за усталостного износа, повреждений при монтаже или эксплуатации, сходе льда и т.д.
Дополнительно заградитель может содержать генератор искусственного транзитного течения, что обеспечивает возможность принудительного отвода рыбы из зоны действия рыбозаградительной системы или от гидротехнического сооружения за счет создания в воде сносящих потоков, при контакте с которыми особи рыбы изменяют траекторию своего движения, тем самым повышается эффективность функционирования рыбозаградительной системы.
Генератор искусственного транзитного течения может содержать средство повышения давления воды, средство распределения воды и средство создания преграждающего потока. Средство создания повышения давления воды может быть представлено центробежным, винтовым или поршневым насосом, средство распределения воды может быть представлено золотниковым или клапанным гидрораспределителем, а средство создания преграждающего потока может быть представлено трубами или штангами с элементами перфорации, либо жидкостными форсунками. При этом соединение указанных элементов может обеспечиваться посредством шлангов или труб, которые могут быть разъемно или неразъемно присоединены к этим элементам, а в качестве источника воды может быть представлен водоем или река, в которых установлена система. При этом закрепление элементов может обеспечиваться посредством их присоединения к элементам гидротехнических сооружений, либо посредством применения понтонных конструкций. При этом клапаны гидрораспределителя могут быть соединены с контроллером шкафа управления с возможностью получения данных о необходимости открытия/закрытия.
Дополнительно заградитель может содержать заградительные козырьки, обеспечивающие снижение риска попадания молоди рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения из верхних слоев воды. Заградительные козырьки могут представлять собой пластины, выполненные из металла, пластика или композиционного материала, закрепленные на элементах гидротехнических сооружений, либо на элементах генератора искусственного транзитного течения (при его наличии).
Дополнительно для повышения эффективности функционирования заградитель может содержать датчик напряженности электрического поля, обеспечивающий возможность сбора и передачи данных об однородности создаваемого электрического поля контроллеру, что позволяет автоматически вносить корректировку в характеристики электрических импульсов, снижая риск попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения. Датчик напряженности электрического поля может быть представлен датчиком контактных и бесконтактных измерений и может быть представлен зондом, устанавливаемым в заградительной зоне.
Дополнительно заградитель может содержать датчик скорости потока воды, обеспечивающий возможность получения данных о скорости перемещения водных масс в заградительной зоне. Датчик скорости потока воды может содержать механический или электрический элемент регистрации скорости потока воды. Механический элемент может быть представлен лопастью или поршнем, а электрический элемент может быть представлен тепловым, ультразвуковым или электромагнитным сенсором.
Дополнительно заградитель может содержать датчик температуры воды, обеспечивающий возможность получения данных температуры водных масс в заградительной зоне. Датчик температуры воды может быть представлен терморезистором, термопарой или инфракрасным датчиком.
Дополнительно заградитель может содержать средство гидролокации, обеспечивающее возможность регистрирования контроллером появления рыбы в заградительной зоне и перемещения рыбы в заградительной зоне, что обеспечивает возможность активации электродов только при появлении рыбы. Средство гидролокации может быть представлено активным или пассивным гидролокатором. Активный гидролокатор обеспечивает возможность повышения эффективности функционирования рыбозаградительной системы за счет точного определения местоположения рыбы. Пассивный гидролокатор повышает энергоэффективность рыбозаградительной системы за счет шумопеленгования передвижения рыбы. При этом для повышения энергоэффективности системы средство гидролокации может быть представлено ультразвуковыми датчиками, установленными в разных частях водоема или реки.
Дополнительно заградитель может содержать средства контроля химического состояния воды, представленные датчиками измерения уровня углекислого газа, уровня растворенного кислорода, минерализации, солености и кислотно-щелочного баланса, а контроллер шкафа управления может быть выполнен с возможностью изменения интервалов и длительности импульсов в зависимости от данных, получаемых от средства контроля химического состояния воды. Таким образом обеспечивается возможность снижения риска попадания рыбы в водозаборные гидротехнические сооружения при сезонных или непостоянных изменениях в химическом составе водоемов и рек, например, при цветении воды, при прохождении процессов гниения на дне водоемов и рек, техногенных загрязнений воды и грунта вблизи водоемов и рек, кислотных дождях, попадании в водоем удобрений в результате сельскохозяйственной и иной деятельности человека и пр.
Электрическое соединение элементов системы может быть разъемным или неразъемным и обеспечиваться посредством проводов, кабелей или электрических дорожек, с применением разъемов соответствующего типа, пайки, либо скрутки проводов между собой. В качестве источника отрицательного импульса может быть представлен трехфазный источник электроснабжения с глухозаземленной нейтралью и нулевым рабочим и нулевым защитным проводниками, при этом в качестве отрицательного вывода используется нулевой рабочий проводника, а положительный вывод такого источника электрических импульсов подключен к нулевому защитному проводнику.
Изобретение может быть выполнено из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Изобретение обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что шкаф управления содержит средство распределения отрицательного электрического импульса между электродами, содержащее ввод для подключения отрицательного вывода источника электрического импульса и выводы для подключения электродов. Указанная конструкция обеспечивает возможность получения электрического импульса средством распределения отрицательного электрического импульса только от отрицательного вывода источника электрического импульса и прямого разделения им электрического импульса между отрицательными выводами с возможностью последующей передачи его на электроды, что при условии подключения положительного вывода источника электрических импульсов к его глухозаземленной нейтрали обеспечивает возможность подачи на электроды заградителя электрических импульсов постоянного тока относительно зоны нулевого потенциала, за счет чего между электродами заградителя, промежуточной средой (акваторией, на которой установлена рыбозаградительная система, или токопроводящими частями гидротехнических сооружений, установленных на акватории) и зоной нулевого потенциала протекает электрический импульс, образующий зону растекания и обеспечивающий работоспособность рыбозаградительной системы.
Благодаря этому создание необходимого замкнутого катодно-анодного электрического контура для отпугивания особей рыб из зоны водозабора гидротехнических сооружений обеспечивается без необходимости применения электродов, подключенных к положительным выводам шкафа управления, а следовательно – без применения электродов такого типа в самой системе, что снижает материалоемкость системы. Также за счет этого обеспечивается не только упрощение монтажа рыбозаградительной системы в зоне водозабора гидротехнических сооружений, обусловленного необходимостью размещения только электродов, подключаемых к выводу средства распределения отрицательного электрического импульса, но и упрощается контроль за состоянием проводника положительного импульса, подключенного к глухозаземленной нейтрали источника электрических импульсов, расположенного на берегу водоема. При этом за счет использования принципа прямого разделения электрического импульса средством распределения без применения микроконтроллера, обеспечивается значительное повышение его ремонтопригодности, а за счет распределения только отрицательного электрического импульса исключается возможность возникновения в нем короткого замыкания, что обеспечивает снижение риска выхода средства распределения из строя. Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции рыбозаградительной системы с сопутствующим сохранением ее эффективности функционирования, тем самым решается указанная техническая проблема.
Изобретение обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о соответствии изобретения критерию патентоспособности «новизна».
Изобретение обеспечивает возможность достижения неизвестного и неочевидного технического результата, заключающегося в существенном упрощении конструкции рыбозаградительной системы с сопутствующим сохранением ее эффективности. Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет того, что для создания замкнутого катодно-анодного электрического контура применяется принцип, который включает в себя использование в системе, представляющей собой искусственное заземляющее устройство, для создания заградительного контура только отрицательного электрического импульса, полученного от стороннего источника электрических импульсов и распределенного между выводами и электродами. В свою очередь, подключение положительного вывода источника электрических импульсов к его глухозаземленной нейтрали позволяет перетекать электрическим импульсам с электродов заградителя через воду в землю, образуя зону растекания электрического тока, обеспечивающую отпугивание особей рыб из защищаемой зоны водозабора, позволяя исключить необходимость в применении в модуле управления системы для распределения электрических импульсов двухполюсных элементов для распределения электрических импульсов. Однако применение такого принципа создания катодно-анодного электрического замкнутого контура позволило не только значительно упростить рыбозаградительную систему, но и при эксплуатации рыбозаградительной системы использовать в качестве проводника, замыкающего контура между электродом и почвой, всю толщу воды между электродами, подключенными к выводам распределителя отрицательного электрического импульса, и почвой водоема или реки в той зоне, где установлена рыбозаградительная система. Указанная особенность позволяет не только сохранить эффективность функционирования рыбозаградительной системы при упрощении ее конструкции, но и, в некоторых случаях, повысить ее эффективность в сравнении с конструкциями, в которых применяются электроды, подключенные к положительным и отрицательным выводам. Повышение эффективности рыбозаградительной системы проявляется, в частности, за счет воздействия электрическим током на обрастателей (бактерий, моллюсков, беспозвоночных и пр.), обитающих в зоне водозабора гидротехнических сооружений, вследствие чего существенно ухудшаются условия для их размножения и происходит снижение их количества в зоне водозабора. При этом с учетом того, что обрастатели являются пищей для большинства видов рыбы, происходит снижение стимула особей рыб для заплывания и задерживания в зоне водозабора с целью пропитания в зоне водозабора гидротехнических сооружений и в зоне вокруг функционирующей рыбозаградительной системы, благодаря чему обеспечивается дополнительное снижение риска появления рыбы в водозаборной зоне гидротехнических сооружений. Ввиду неизвестности и неочевидности достигаемого таким образом технического результата изобретение соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется следующими фигурами.
Фиг. 1 — Рыбозаградительная система, шкаф управления содержит средство распределения отрицательного электрического импульса, подключенного к отрицательному выводу источника электрических импульсов, установленному в вводно-распределительном устройстве, при этом положительный вывод источника электрических импульсов соединен с глухозаземленной нейтралью, заградитель содержит цилиндрические электроды, и средства контроля физического и химического состояния воды в виде датчиков, а также содержит генератор искусственного транзитного течения в случае если отсутствует естественное транзитное течение, и защитные козырьки, если водозаборные окна расположены ниже уровня нормального подпора более чем на 2 метра.
Фиг. 2 — Рыбозаградительная система по Фиг.1, заградитель содержит электрод в виде сетки.
Фиг. 3 — Схема шкафа управления рыбозаградительной системы, содержащего средство распределения, имеющее один ввод для подключения отрицательного вывода источника электрического импульса и три вывода для подключения электродов.
Фиг. 4 — Схема шкафа управления рыбозаградительной системы, содержащего основное и дополнительное средства распределения, имеющие по одному вводу для подключения отрицательных выводов источников электрического импульса и по три вывода для подключения электродов.
Фиг. 5 — Схема шкафа управления рыбозаградительной системы, содержащего средство распределения, имеющее два обособленных ввода для подключения отрицательных выводов источников электрического импульса, а также две группы выводов для подключения электродов, при этом каждый ввод соединен с соответствующей ему группой выводов.
Фиг. 6 — Схема шкафа управления рыбозаградительной системы, содержащего контроллер, конденсатор, тиристорный ключ, электронный дроссель и средство распределения, имеющее ввод для подключения отрицательных выводов источников электрического импульса и выводы для подключения электродов, при этом выводы для подключения электродов соединены с электродами через тиристорный ключ.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути изобретения ниже представлен вариант его осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Рыбозаградительная система содержит шкаф 1 управления и заградитель, при этом внутри шкафа управления расположен контроллер 2, конденсатор 3, тиристорный ключ 4, электронный дроссель 5 и блок 6 распределения отрицательного электрического импульса, содержащий ввод 7 для подключения отрицательного вывода (не показан на фигурах) источника 8 электрического импульса и выводы 9 для подключения электродов 10, при этом заградитель содержит датчик 11 напряженности электрического поля, датчик 12 скорости потока воды, датчик 13 температуры воды, средство 14 гидролокации, средство 15 контроля химического состояния воды, также заградитель содержит козырьки 16, генератор искусственного транзитного течения, представленный насосом 17, перфорированными трубами 18 и электронными клапанами (не показаны на фигурах), и электроды 10, снабженные резистивными элементами (не показаны на фигурах) подогрева.
Контроллер 2 соединен проводами с конденсатором 3 с возможностью регулирования величины импульса конденсатора 3, с тиристорным ключом 4 с возможностью выбора электродов 10 для передачи отрицательного электрического импульса с блока 6 распределения, а также с датчиком 11 напряженности электрического поля, датчиком 12 скорости потока воды, датчиком 13 температуры воды, средством 14 гидролокации и средством 15 контроля химического состояния воды с возможностью получения данных об измеряемых ими величинах характеристик. Блок 6 распределения отрицательного электрического импульса через ввод 7 отрицательного импульса электрически соединен с выводом конденсатора 3, при этом конденсатор 3 имеет соединение с контроллером 2 с возможностью передачи данных о величине импульса. Блок 6 распределения отрицательного электрического импульса через выводы 9 соединен с вводами тиристорного ключа 4. Электронный дроссель 5 через ввод соединяется с выводом, подключенным к нулевому защитному проводнику источника 8 отрицательного импульса, в качестве которого представлено вводно-распределительное устройство электрической сети трехфазного тока с глухо заземленной нейтралью, при этом электронный дроссель 5 через вывод соединяется с вводом конденсатора 3. При этом контроллер 2 соединен с электронными клапанами (не показаны на фигурах) с возможностью выбора перфорированных труб 18 для подачи жидкости и с возможностью регулирования напора жидкости, подаваемой на каждую отдельную перфорированную трубу 18. Тиристорный ключ 4 содержит выводы, каждый из которых соединен с соответствующим электродом 10.
Изобретение работает следующим образом.
В воду перед водозаборной зоной гидросооружений устанавливаются электроды 10 и перфорированные трубы 18 генератора искусственного транзитного течения, при этом установка перфорированных труб 18 производится таким образом, чтобы образующаяся водяная завеса обеспечивала как принудительный отвод рыбы из зоны действия электродной системы, тем самым формируя искусственное транзитное течение в тех случаях, когда отсутствует естественное транзитное течение с достаточными сносящими скоростями для особей рыб большого размера, обитающих в акватории защищаемого объекта, так и дополнительно отсекала фланговые, менее защищенные зоны защищаемого фронта, тем самым препятствовала возможности попадания рыбы в водозаборный шлюз. При этом козырьки 16 могут быть установлены над срезом водозаборных окон гидротехнических сооружений. Электроды 10 посредством проводов подключаются к выводам тиристорных ключей 4, а электронные клапаны (не показаны на фигурах) генератора транзитного течения посредством проводов подключаются к контроллеру 2. Также в воду устанавливаются датчик 11 напряженности электрического поля, датчик 12 скорости потока воды, датчик 13 температуры воды, средство 14 гидролокации и средство 15 контроля химического состояния воды. При этом указанная конфигурация блока управления может быть реализована на базе шкафа управления рыбозащитного электроградиентного устройства (ЭГРЗ-М).
Шкаф 1 управления устанавливается на берегу водоема, после чего установленный в нем блок 6 распределения через электронный дроссель 5 и конденсатор 3 подключается к выводу отрицательного импульса источника 8, которым является защитный нулевой проводник, путем присоединения провода к отрицательному вводу 7 блока 6 распределения отрицательного импульса. При этом вывод положительного импульса источника 8 соединен с его глухозаземленной нейтралью/нулевым защитным проводником, вследствие чего положительный импульс растекается по почве в зоне вокруг источника 8, а также попадает в подводную часть почвы водоема. Насос 17 генератора искусственного транзитного течения устанавливается на берегу (либо под водой, при условии отсутствия возможности попадания рыб в его подвижные части или водозабор), при этом его вводный шланг помещается в воду, а выводной шланг соединяется с электронными клапанами (не показаны на фигурах) с возможностью подачи воды.
За счет настройки контроллера 2 выбирается необходимая степень зарядки конденсатора 3, а за счет электронного дросселя 5 обеспечивается стабилизация напряжения, получение электрического импульса определенной частоты и снижение риска выхода из строя элементов шкафа 1 управления из-за резких изменений характеристик тока.
Автоматизированная рыбозаградительная система вводится в эксплуатацию путем активации контроллера 2. Отрицательный импульс через электронный дроссель 5 и конденсатор 3 поступает от источника 8 отрицательного импульса, представленного вводно-распределительным устройством, на блок 6 распределения отрицательного импульса между электродами 10. При этом конденсатор 3 направляет сигнал о степени своей зарядки в контроллер 2, и при достижении необходимой степени зарядки контроллер 2 направляет конденсатору 3 управляющий сигнал о необходимости разрядки с определенной длительностью и силой импульса. При поступлении отрицательного электрического импульса с вывода конденсатора 3 на ввод 7 блока 6 распределения происходит движение импульса по токопроводящему элементу до ветвления. После прохождения ветвления электрический импульс распределяется между выводами 9, при этом величина импульса, подаваемого на каждый вывод 9, зависит от формы поперечного сечения ветви, а также от токопроводимости материала, из которого выполнена ветвь (в том случае, если ветви блока распределения выполнены из различных материалов).
Контроллер 2 подает периодические команды каждому тиристорному ключу 4 на замыкание с электродами 10, вследствие чего отрицательный электрический импульс относительно зоны нулевого потенциала, с вывода 9 блока распределения через тиристорный ключ 4 попадает на электроды 10. При этом через воду происходит стекание электрического заряда с электродов 10 в почву подводной части водоема и конструкции ГТС, за счет чего образуется зона растекания электрического тока, а в воде формируется электромагнитное поле, отпугивающее рыбу от водозаборных шлюзов гидротехнического сооружения. Таким образом в акватории создается равномерное однородное электромагнитное поле, не имеющее ярко выраженных катодных локальных зон.
Также в зонах наименее интенсивного электромагнитного поля за счет создания преграждающих потоков воды, создаваемых генератором искусственного транзитного течения, обеспечивается принудительный отвод рыбы из зоны действия рыбозаградительной системы.
Контроллер 2 получает данные от средства 14 гидролокации, от датчика 11 напряженности создаваемого электрического поля, от датчика 12 измерения скорости потока воды, от датчика 13 измерения температуры и от средства 15 контроля химического состояния воды, при этом при изменении измеряемых данными средствами величин характеристик контроллер 2 вносит корректировки в режим работы конденсатора 3, тиристорного ключа 4 и электронных клапанов (не показаны на фигурах) генератора транзитного течения, вследствие чего изменяется величина и частота подачи отрицательного импульса на электроды 10, порядок получения импульсов электродами 10, а также напор воды, создаваемый генератором транзитного течения.
Также в случае регистрирования понижения температуры воды до уровня, при котором возможно образование льда на поверхности водоема, контроллер активирует резистивные элементы (не показаны на фигурах) подогрева электродов 10, что обеспечивает возможность снижения риска их повреждения, либо перемещения вместе с отдельными кусками льда, повышая надежность системы. При этом за счет заградительных козырьков 16 обеспечивается предотвращение попадания молоди рыбы в водозаборные шлюзы гидротехнического сооружения.
При этом в отдельных случаях эксплуатации рыбозаградительной системы за счет возможности протекания электрического тока через железобетонную конструкцию гидротехнических сооружений наблюдается перераспределение ионов металла с электродов 10 на положительно заряженные части гидротехнических сооружений, вследствие чего обеспечивается повышение защитных свойств металлических поверхностей гидротехнических сооружений, увеличивая тем самым срок их эксплуатации.
Таким образом достигается технический результат, заключающийся в упрощении конструкции рыбозаградительной системы с сопутствующим сохранением ее эффективности функционирования, и решается техническая проблема необходимости упрощения конструкции рыбозаградительной системы с сопутствующим сохранением ее эффективности функционирования.