一种具有分布式、高功率电源模块的水下隐形拦网装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有分布式高功率电源模块的水下隐形拦网装置，所述水下隐形拦网装置包括：直流供电装置、水面脉冲发生器、导体电极、水底压载体，所述直流供电装置用于将市电或发电机产生的交流电，变换成水面脉冲发生器所需的稳定直流电；所述直流供电装置的输出端连接至所述水面脉冲发生器的输入端，所述水面脉冲发生器用于将直流供电装置产生的直流电，变换成极性正负可调的高压脉冲，驱动所述导体电极，形成脉冲电子拦网。所述水面脉冲发生器采用分布式，高功率形式，使得隐形拦网装置简单高效，能够确保阻拦生物的安全，同时不间断供电。

An underwater stealth arresting device with distributed and high power module

【技术实现步骤摘要】
一种具有分布式、高功率电源模块的水下隐形拦网装置
本专利技术涉及电力电子工程
，具体涉及一种分布式高功率电源模块的水下隐形拦网装置。
技术介绍
大水面养殖场、核电站取水口等场合，为实现对水生物或闭式蛙人的有效拦截，传统办法是使用尼龙网。然而，尼龙网拆装施工量大，容易附着水生物，影响过水和正常行船，需要经常进行清洗维护，对周边水体环境的影响较大。近年来，生物对于电场的电感效应，得到了国内外学术界的广泛关注，脉冲电场条件下生物的感电效应、趋阳效应有一定的普遍性。电感拦截的传统方式是用钢缆悬挂金属极棒，这种方式采用整体式安装方式，需要事先在岸边和水中加装水泥桩，拦网拆装复杂造价较高，维护较为麻烦，对水体环境造成了破坏。需要一种高度模块化和能够实现水下隐形布放的拦网装置。拦网装置设备电路采用的是220V交流输入，并用升压变压器和不控整流的方式得到几百伏到上千伏的高压输出，因工频变压器的存在，使得电源设备的体积和重量较大，这对于设备安装放置不便等问题。因此模块化设计将大功率的脉冲电源装置设计成若干小功率的水面脉冲发生器，具有结构简单、体积小、重量轻、安装方便等优点。传统的脉冲拦鱼电栅为地面集中式供电，即地面分布式水面脉冲发生器将AC220V市电转换为幅值为200～500V、频率脉宽可调的脉冲电压，通过长电缆输送到水下拦鱼电栅。这种供电方式可靠性不高，当养殖水域的农业配电网出现断电时，分布式水面脉冲发生器无法工作，为避免拦鱼电栅失电导致鱼类逃逸，因此需要增配不间断电源UPS。市面上存在大量的质优价廉的AC220V转DC24V电源，但尚没有DC24V转DC200～DC1000V脉冲输出的分布式水面脉冲发生器。分布式水面脉冲发生器作为拦网系统的核心装置，主要功能是为电栅提供脉冲电压，在电栅的极棒间形成脉冲电场，驱赶鱼类，同时不影响水草等其他杂物通过。传统的分布式水面脉冲发生器为工频隔离型，这种脉冲电源的输入侧安装副边多抽头的工频变压器和不控整流电路，实现电气隔离的同时实现多挡幅值的脉冲电压输出。这种电源存在输入侧功率因数低、谐波含量大；输出电压不可自动连续调节，只能手动分档调节的缺点。特别是工频变压器体积笨重，严重影响了脉冲电源装置的功率密度和便携性，造成电源运输安装中的不便。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术提供了一种隐形拦网装置，拦网安装和拆除非常简单，维护维修方便，并且可以实现模块布置，同时其采用了高功率分布式水面脉冲发生器，可以实现隐形拦网装置的高效配置。具体而言，本专利技术提供了一种具有分布式高功率电源模块的水下隐形拦网装置，所述水下隐形拦网装置包括：直流供电装置、水面脉冲发生器、导体电极、水底压载体；所述直流供电装置用于将市电或发电机产生的交流电，变换成水面脉冲发生器所需的稳定直流电；所述直流供电装置的输出端连接至所述水面脉冲发生器的输入端，所述水面脉冲发生器用于将直流供电装置产生的直流电，变换成极性正负可调的高压脉冲，驱动所述导体电极，形成脉冲电子拦网；多个导体电极组成一个电栅；所述水面脉冲发生器为多个，每一个水面脉冲发生器的输出端分别与一个电栅的正、负极连接；还包括控制器，电源总线，通信总线；所述控制器通过通信总线与多个水面脉冲发生器通信连接。进一步地，所述导体电极与所述水面脉冲发生器内部输出端通过电缆连通，所述导体电极的一端固定在所述水面脉冲发生器外壳上，所述导体电极的另一端固定在所述水下压载体外壳上，若干个所述导体电极组成一个电栅，一个电栅连接一个所述水面脉冲发生器和一个所述水下压载体，共同组成一个隐形拦网模组。进一步地，所述水面脉冲发生器内部中空，两端密封，用于提供足够的浮力；所述水底压载体填充或绑扎砂石块，实现所述隐形拦网模组底部的水下锚定；所述水面脉冲发生器和所述水下压载体都采用绝缘体管材，所述导体电极能够在管材外壁卷绕。进一步地，所述控制器用于给多个水面脉冲发生器分时充电；所述水面脉冲发生器独立使用时，所拦鱼电栅安装于移动设备，用作驱鱼或赶鱼设备。进一步地，所述直流供电装置自带保护电路，并具备命令下传和状态上传功能，用于下传命令到多个所述水面脉冲发生器，并获取多个所述水面脉冲发生器的状态信息。所述水面脉冲发生器自带隔离升压电路和短路保护电路，用于输出可靠的高压脉冲给所述导体电极，同时确保所述导体电极短路时，也能不停机连续工作。所述隐形拦网模组间通过水密电缆和配套防水接头实现电气连接进一步地，所述水面脉冲发生器的前端并联连接至所述直流电源，所述拦鱼电栅固定安装，用作拦鱼设备。所述水面脉冲发生器独立使用时，所述拦鱼电栅安装于移动设备，用作驱鱼或赶鱼设备。所述水面脉冲发生器具有短路限流模块，在输出发生短路时，对开关器件的驱动信号进行封锁。所述拦鱼电栅采用模块化设计，每段拦鱼电栅中电极的数目少于预定值。进一步地，分布式拦鱼水面脉冲发生器包括：输入EMI电路、两组推挽电路、两组高频隔离变压器、两组脉冲整流电路、两组低通滤波电路、脉冲发生电路、辅助源电路、控制单元、驱动电路，所述输入EMI电路连接至所述两个输入并联的推挽电路，所述推挽电路两个开关管交替工作，产生电压脉冲；所述1号推挽电路连接至所述1号高频隔离升压变压器，所述1号推挽电路产生的电压脉冲施加到所述1号高频隔离升压变压器的原边；所述2号推挽电路连接至所述2号高频隔离升压变压器，所述2号推挽电路产生的电压脉冲施加到所述2号高频隔离升压变压器的原边；所述1号高频隔离升压变压器副边连接至所述1号脉冲整流电路，将经过升压后的交流电压脉冲整流形成直流电压脉冲；所述2号高频隔离升压变压器副边连接至所述2号脉冲整流电路，将经过升压后的交流电压脉冲整流形成直流电压脉冲；所述1号脉冲整流电路连接至所述1号低通滤波电路，所述1号低通滤波电路将直流电压脉冲过滤形成稳定平滑的直流电压；所述2号脉冲整流电路连接至所述2号低通滤波电路，所述2号低通滤波电路将直流电压脉冲过滤形成稳定平滑的直流电压；所述1号低通滤波电路正极连接至所述脉冲发生电路正极，所述1号低通滤波电路负极连接至所述2号低通滤波电路正极，所述2号低通滤波电路负极连接至所述脉冲发生电路负极，以产生频率、宽度可调的电压脉冲。进一步地，所述的分布式拦鱼水面脉冲发生器，所述输入EMI电路包括差模C1、共模电感CM、共模电容C2和C3；所述1号推挽电路包括场效应晶体管(MOSFET)S1和S2；所述2号推挽电路包括场效应晶体管(MOSFET)S3和S4；所述1号脉冲整流电路包括零恢复碳化硅二极管D1～D4；所述2号脉冲整流电路包括零恢复碳化硅二极管D5～D8；所述1号低通滤波电路包括输出滤波电感L1和输出滤波电容C4，所述2号低通滤波电路包括输出滤波电感L2和输出滤波电容C5，所述脉冲发生电路包括绝缘栅极晶体管S5,所述控制单元通过驱动电路分别连接至所述1号推挽电路、所述2号推挽电路、所述脉冲发生电路绝缘栅极晶体管S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有分布式高功率电源模块的水下隐形拦网装置，所述水下隐形拦网装置包括：直流供电装置、水面脉冲发生器、导体电极、水底压载体，其特征在于，/n所述直流供电装置用于将市电或发电机产生的交流电，变换成水面脉冲发生器所需的稳定直流电；/n所述直流供电装置的输出端连接至所述水面脉冲发生器的输入端，所述水面脉冲发生器用于将直流供电装置产生的直流电，变换成极性正负可调的高压脉冲，驱动所述导体电极，形成脉冲电子拦网；/n多个导体电极组成一个电栅；/n所述水面脉冲发生器为多个，每一个水面脉冲发生器的输出端分别与一个电栅的正、负极连接；/n还包括控制器，电源总线，通信总线；/n所述控制器通过通信总线与多个水面脉冲发生器通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有分布式高功率电源模块的水下隐形拦网装置，所述水下隐形拦网装置包括：直流供电装置、水面脉冲发生器、导体电极、水底压载体，其特征在于，
所述直流供电装置用于将市电或发电机产生的交流电，变换成水面脉冲发生器所需的稳定直流电；
所述直流供电装置的输出端连接至所述水面脉冲发生器的输入端，所述水面脉冲发生器用于将直流供电装置产生的直流电，变换成极性正负可调的高压脉冲，驱动所述导体电极，形成脉冲电子拦网；
多个导体电极组成一个电栅；
所述水面脉冲发生器为多个，每一个水面脉冲发生器的输出端分别与一个电栅的正、负极连接；
还包括控制器，电源总线，通信总线；
所述控制器通过通信总线与多个水面脉冲发生器通信连接。


2.根据权利要求1所述的一种具有分布式高功率电源模块的水下隐形拦网装置，其特征在于：
所述导体电极与所述水面脉冲发生器内部输出端通过电缆连通，所述导体电极的一端固定在所述水面脉冲发生器外壳上，所述导体电极的另一端固定在所述水下压载体外壳上，若干个所述导体电极组成一个电栅，一个电栅连接一个所述水面脉冲发生器和一个所述水下压载体，共同组成一个隐形拦网模组。


3.根据权利要求2所述的一种具有分布式高功率电源模块的水下隐形拦网装置，其特征在于，所述水面脉冲发生器内部中空，两端密封，用于提供足够的浮力；
所述水底压载体填充或绑扎砂石块，实现所述隐形拦网模组底部的水下锚定；
所述水面脉冲发生器和所述水下压载体都采用绝缘体管材，所述导体电极能够在管材外壁卷绕。


4.根据权利要求3所述的一种具有分布式高功率电源模块的水下隐形拦网装置，其特征在于：所述控制器用于给多个水面脉冲发生器分时充电；所述水面脉冲发生器独立使用时，所拦鱼电栅安装于移动设备，用作驱鱼或赶鱼设备。


5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种具有分布式高功率电源模块的水下隐形拦网装置，其特征在于：水面脉冲发生器包括：输入EMI电路、两组推挽电路、两组高频隔离变压器、两组脉冲整流电路、两组低通滤波电路、脉冲发生电路、辅助源电路、控制单元、驱动电路；
所述输入EMI电路连接至两个输入并联的推挽电路，所述推挽电路的两个开关管交替工作，产生电压脉冲；
1号推挽电路连接至1号高频隔离升压变压器，所述1号推挽电路产生的电压脉冲施加到所述1号高频隔离升压变压器的原边；
2号推挽电路连接至2号高频隔离升压变压器，所述2号推挽电路产生的电压脉冲施加到所述2号高频隔离升压变压器的原边；
1号高频隔离升压变压器的副边连接至1号脉冲整流电路，用于将经过升压后的交流电压脉冲整流形成直流电压脉冲；
2号高频隔离升压变压器的副边连接至2号脉冲整流电路，用于将经过升压后的交流电压脉冲整流形成直流电压脉冲；
所述1号脉冲整流电路连接至1号低通滤波电路，所述1号低通滤波电路将直流电压脉冲过滤形成稳定平滑的直流电压；
所述2号脉冲整流电路连接至2号低通滤波电路，所述2号低通滤波电路将直流电压脉冲过滤形成稳定平滑的直流电压；
所述1号低通滤波电路正极连接至所述脉冲发生电路正极，所述1号低通滤波电路负极连接至所述2号低通滤波电路正极，所述2号低通滤波电路负极连接至所述脉冲发生电路负极，用以产生频率、宽度能够调的电压脉冲。


6.根据权利要求5所述的一种具有分布式高功率电源模块的水下隐形拦网装置，其特征在于：所述输...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳晖，方芸，林莉，柳明，彭新，刘尚伟，魏华，张高明，雷阳，杜红彪，许磊，杨辉，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42