[發(fā)明專利]一種分析水中電流場對魚類行為影響的實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110310718.0
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113040084B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳嘉豪;魯海亮;文習山;李冠華;王汀;徐凱;童雪芳;譚波;王建武;譚威
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學;國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學研究院;中國電力科學研究院有限公司;中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: A01K63/00
• 分類號: A01K63/00;A01K63/06;A01K61/10;H04N5/76
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發(fā)明公開了一種分析水中電流場對魚類行為影響的實驗裝置，包括絕緣水箱，所述絕緣水箱中設(shè)置有絕緣網(wǎng)框，所述絕緣水箱側(cè)壁上設(shè)置有對棒電極，所述對棒電極包括兩個以絕緣水箱的中心軸對稱設(shè)置的棒電極。能形成電流密度梯度降落的水域電流場環(huán)境，且大電流密度區(qū)域出現(xiàn)在魚在繞壁游泳過程中會大概率經(jīng)過的位置上，能同時觀測存在不同電流密度的情況下魚個體的活動情況?？赏ㄟ^控制加在對棒電極上的電壓，控制電流大小，以實現(xiàn)對絕緣水箱內(nèi)各處電場大小的控制。絕緣水箱內(nèi)各點的電流密度都可通過計算得到。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分析水中電流場對魚類行為影響的實驗裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代用電需求的增加，電網(wǎng)穩(wěn)定性和輸送功率都需要提升，區(qū)域聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)功率的調(diào)配優(yōu)化和穩(wěn)定性的提高。在跨海地區(qū)聯(lián)網(wǎng)的情況下，在送端和受端均需要設(shè)置接地極，在雙極運行的情況下允許不平衡電流流通，在一條線路故障時允許單極運行傳輸一半的功率。另一方面，隨著清潔能源的推廣，海上風電也隨之興起，海上風電場電力輸送也需要跨海傳輸，其送端和受端有人需要設(shè)置接地極。海洋直流接地極溢出電流在其周圍會產(chǎn)生電場，電場對附近游動的魚類等生物均會產(chǎn)生影響。現(xiàn)行對海洋接地極電場對海洋生物的影響以及其限值的研究大多為視頻實地記錄底棲生物情況，海床采樣等方式，沒有具體的實驗裝置。

由于目前海上風電蓬勃發(fā)展，以及跨海輸電工程的建設(shè)，通過海底電纜輸電的情況越來越多，對于直流輸電，需要在送端和受端設(shè)置海洋接地極，若采用單極-大地運行的方式，額定電流將會入地，而入地電流是否會對周圍水域內(nèi)或者海洋中的水生生物產(chǎn)生影響時需要確定的。工程項目的建設(shè)常常因為無法解決環(huán)保部門的擔憂而延遲。在瑞典和波蘭的Sewpol跨海輸電工程建設(shè)時就由于當?shù)鼐用竦姆磳π薷牧私ㄔO(shè)的路線。因此有必要提出一種電流場對魚類行為影響研究的方法和實驗裝置對該問題進行量化分析。

在海洋直流接地極生物影響的電場限值方面，CIGRE和IEC的標準均有限值的描述。然而在限值確定以及接地極產(chǎn)生電場對生物影響的研究方面，目前研究方式只要為實地視頻記錄分析和海床采樣分析等方法，但是方法不確定性因素太大，得到的結(jié)果不準確。對于電場對魚類行為有影響的研究，應(yīng)該采用個體實驗的方法。在對魚類的誘捕方面，有相關(guān)的電場發(fā)生裝置。對于目前針對電流場對魚類行為影響的試驗裝，有學者在實驗過程中使用的實驗裝置為圓柱形容器，在容器中間位置設(shè)置平行相對的方形電極板，通電時可在電極板之間產(chǎn)生均勻大小相等的電場，由視頻錄制的方式對魚個體活動進行錄制。也有學者在實驗過程中使用的實驗裝置由圓柱形容器和一對偶極子組成，偶極子安置在圓柱形容器邊緣上的一點，可形成偶極子電場分布。對于平行電極板，產(chǎn)生的是均勻電場，對于偶極子，產(chǎn)生的對電場在空間上有一定的抵消。以上研究裝置產(chǎn)生的電場在海洋接地極的研究中不適用，不能準確模擬海洋接地極的電場分布，海洋接地極產(chǎn)生的電場為向外圍減小的電場。因此需要一種能準確模擬海洋接地極的電場分布的實驗裝置來研究接地極附近電場對魚類行為的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了實現(xiàn)對海洋中魚類受電場影響的行為進行分析，本發(fā)明提出一種研究電場對魚行為產(chǎn)生影響的試驗裝置，在裝置內(nèi)不同位置可產(chǎn)生不同大小的電流密度，實現(xiàn)對電流密度單一變量的研究。

為達到上述目的，本發(fā)明所述一種分析水中電流場對魚類行為影響的實驗裝置，包括絕緣水箱，所述絕緣水箱中設(shè)置有絕緣網(wǎng)框，所述絕緣水箱側(cè)壁上設(shè)置有對棒電極，所述對棒電極包括兩個關(guān)于絕緣水箱的中心軸對稱設(shè)置的棒電極。

進一步的，對棒電極為石墨對電極。

進一步的，絕緣水箱和絕緣網(wǎng)框均設(shè)置在隔音罩中。

進一步的，隔音罩由不透光材料制成，所述絕緣水箱底部設(shè)置有發(fā)光背景板。

進一步的，發(fā)光背景板為LED光源，發(fā)光背景板上配置有均勻散光膜。

進一步的，絕緣水箱外設(shè)置有支架，所述支架上安裝有用于拍攝絕緣網(wǎng)框圖像的攝像機。