Halsband, E.

Rask, H.J.

German

Aquatic Commons

- 102 -
tberprüfung und Funktion der elektrischen Fischscheuchanlage vor dem Kern-
kraftwerk Pickering (Ontario-See, Kanada) und die möglichen Gefahren für den 
:}.Ienschen 
1. Einleitung 
_-\uf Bitten der Ontario Hydro wurden die Verfasser zu einer in Toronto stattfin-
denden Konferenz eingeladen, um die möglichen Gefahren zu erörtern, die durch 
den Einbau der elektrischen Fischscheuchanlage vor dem Einlaufbauwerk des 
Kernkraftwerkes Pickering entstehen könnten. Außerdem sollte auch die Funktion 
der _-\nlage überprüft und deren 'Wirkung auf die Fische diskutiert werden. 
2. Konferenzbericht über die möglichen Gefahren elektrischer Fischscheuchanla-
gen für den J.Ienschen 
_-\n den Besprechungen über die möglichen Gefahren nahmen Wissenschaftler fol-
gender Forschungsbereiche teil: Elektrotechnik, Cmwelt, Chemie, Biologie und 
Fischereiwissenschaft. Weitere Teilnehmer waren leitende Ingenieure vom Kern-
kraftwerk Picke ring sowie von der Planungs - und Projektleitung der Ontario Hydro. 
Zu Beginn der Konferenz wurde von den \-erfassern, die :\Iitglieder des VDE-Komi-
tees K 233 (Elektrofischereianlagen) sind, darauf hingewiesen, daß die in Picke-
ring bestehende _-\nlage nach den z. Zt. gültigen VDE Bestimmungen (Bau - Errich-
tung - Betrieb) installiert wurde. 
Was die Gefahr einer derartigen _blage betrifft, so liegen keine direkt vergleich-
baren Ergebnisse aus der einschlägigen Literatur \-or, cia diese _\nlage, wie alle 
Elektrofischscheuchanlagen, die in der Bundesrepublik Deutschland gebaut und ex-
portiert werden, mit Stromimpulsen niedriger Frequenz 13 Impulse jsec) arbeitet. 
Der im folgenden beschriebene Gefahrenbereich kann sich daher nur auf Cntersu-
chungen, die mit \rechselstrom oder phasenangeschnittenem Wechselstrom einer 
Frequenz '.-on 50 Hz d'C.rchgeführt wurden, beziehen. 
Die nachfolgend angegebenen \rerte nach J_-\COBSE::\ u. a. 11, 2, 3) ber'clhen auf 
einer diagonalen Durchströmung (linke Hand - rechter Fuß) des menschlichen Kör-
pers. Es besteht ein grundsätzlicher Cnterschied zwischen einem phasenangeschnit-
tenen Winkel von 0° und von z. B. 90°, wenn die Einwirh.ungsdauer> 100 ms ist 
(Gefährdungsgrenze). JACOBSE.::\ unterscheidet die Gefährdungsgrenze von der 
mittleren gefährlichen Stromstärke in Abhängigkeit von der Einwirh.ungsdauer. 
- 103 -
Die Gefährdungsgrenze bei einer Einwirkungsdauer 100 ms liegt 
wenn ..,. 00 bei ca 80 mA
eff 
..,.. 90 0 bei ca 100 mA
eff 
ist die Einwirkungsdauer <100 ms, ist Herzkammerflimmern unwahrscheinlich, 
wenn der Strom 200 mAeff nicht überschreitet. Nach neuesten Erkenntnissen 
(4), gewonnen in annähernd vergleichbaren Tierversuchen, läßt sich Herzkam-
merflimmern bei sehr kurzen elektrischen Durchströmungen (20 ms, eine Si-
nuswelle des technischen Wechselstromes von 50 Hz) mit Stromstärken ab 2 A 
(Körperstrom) nur auslösen, wenn dieser Stromstoß in die ansteigende Flanke 
der T- Welle des Elektrokardiogramms fällt. Als besonders empfindlich ist der 
Wendepunkt der ansteigenden Flanke der T- Welle anzusehen. 
Diese Untersuchungen von REINHOLD kommen den in den Elektrofischscheuch-
anlagen verwendeten Impulsen sehr nahe. Leider ist nicht bekannt, ob diese ge-
nannten Werte auch für eine Impulsfrequenz von 3 Hz anwendbar sind. 
Herr Dipl. -Ing. J. KORTSCHINSKI - Forschungsbereich Elektronik - (l\Iontreal) 
hat ebenfalls einen ausführlichen Bericht über die ihm vorliegenden Untersu-
chungsergebnisse vorgelegt. Ferner wies er auf die für Schwimmbäder vorlie-
genden Bestimmungen hin. Diese beinhalten, daß innerhalb eines Schwimmbeckens 
eine 60 Hz Wechselspannung nicht> 2 V sein darf. Herr KORTSCHINSKI refe-
rierte auch Ergebnisse von KOUWEi'JHOVEN, der ausführliche Untersuchungen an 
Hunden durchführte. 2\Ian kam zu der t'berzeugung, daß die Untersuchungsergeb-
nisse von KOUWEJ'\HOVEN, extrapoliert man diese Werte auf den l\Tenschen, mit 
den von uns vorgetragenen Ergebnissen übereinstimmen. 
Es soll hier noch einmal erwähnt werden, daß sich alle diese Werte auf eine 
Längsdurchström1.lng des menschlichen Körpers bei Wechselstrom oder phasen-
angeschnittenem Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz bzw. 60 Hz be-
ziehen. Die Fischscheuchanlage in Picke ring, wie alle Scheuchanlagen, die von 
der Bundesforschungsanstalt für Fischerei konzipiert werden, arbeitet mit 
einem phasenangeschnittenem Wechselstrom (..,. = 900 ) und einer Taktfrequenz 
von 3 Impulsen/sec. Eine exakte Beantwortung dieser Frage konnte auf der Kon-
ferenz in Toronto nicht gegeben werden, da alle Cntersuchungen von einer direk-
ten Berührung mit den stromführenden Teilen ausgehen. Das Verhalten eines 
Schwimmers im elektrischen Feld einer Fischscheuchanlage ist nicht bekannt. 
Da die Elektroden einer solchen Anlage aufgrund ihres Abstandes nicht gleich-
zeitig berührt werden können, sind die genannten Werte nur bedingt vergleichbar. 
3. Untersuchung über die \V~irksamkeit der elektrischen Fischscheuchanlage 
Im Ontario-See sind mehr als fünfzehn Fischarten vertreten. Neben den Alewifes 
(Alosa pseudoharengus), die in der größten Anzahl vertreten sind (über 90 '~O al-
ler Fische) kommen weitere :\Iaifischarten Stinte, Stichlinge, Zwergwelse, Kaul-
kopf, Fluß-, Zacken- und Sonnenbarsch, Neunaugen, Lachse, Zander u. a. vor. 
Die Aufgabe der Elektrofischscheuchanlage ist, die Alewifes weitgehend zurückzu-
halten. Daher war es wichtig, Einzelheiten über das physiologische Verhalten die-
ser Fische zu erfahren. In Gesprächen mit Professor Frey, Professor :\IcCauley, 
der Cniversität und den Biologen H. Balesic und S. Griffiths der Aquatic Biolog-'.{ 
Secbon Chemical Research Department wurde es deutlich, daß es sich hier um 
eine sehr empfindliche Fischart handelt. Frey und l\IcCauley, beide haben den 
Alosa pseudoharengus seit Jahren untersucht, vertreten sogar die Meinung, daß 
- 104 -
::\Iaifische, wenn diese in ein elektrisches Feld geraten, vor Angst einen Herz-
stillstand bekommen würden und absterben. ::'\ach einer langen Diskussion, in 
der auch die Osmoregulation dieser Fische eine wesentliche Rolle spielte, kam 
man zu dem Ergebnis, daß diese Fische nicht wie andere Fischarten in ihrem 
physiologischen \-erhalten anzusehen sind. Die Alosa-Arten sind pelagisch le-
bende Schwarmfische. Ein wesentlicher Grund der außerordentlich großen 
Empfindlichkeit dieser _1..losa-_1..rten mag darin zu sehen sein, daß sie seit 1890 
als endemische _1..rt im Ontario-See vorkommen. Es ist weiterhin bekannt, daß 
diese Fische sehr empfindlich gegen Temperaturschwankungen sind. Jährlich 
treten große :\Iassensterben dieser Fische auf. Der Grund dieser l\Tassensterben 
ist bis heute noch nicht geklärt. 
em eine Veränderung im physiologischen Verhalten feststellen zu können, werden 
neben _1..kth'itätsmessungen auch :\Iessungen nach R1..LSBA~D (5) empfohlen, die 
das Verhalten der :\Iaifische in der ersten bis dritten Reaktion (Galvanotaxis, 
Galvanonarkose) \-01' allem während der Zeiten von Anfang April bis :\Iitte Juni 
klären sollen. Diese Cntersuchungen werden von Herrn Balesic vorgenommen. 
Eine moderne _-\pparatur, in der alle erforderlichen Strömungs geschwindigkeiten 
hergestellt werden können und die das Verhalten der Fische über Schreiber re-
gistriert, ist vorhanden. 
Verfasser werden über die Ergebnisse unterrichtet und haben sich bereit erklärt, 
auch weiterhin eng mit den kanadischen Kollegen zusammenzuarbeiten und die Er-
gebnisse auszutauschen. 
3.1 _-\nalysendaten des Ontario-Sees 
Cm die \rirksamkeit einer elektrischen Fischscheuchanlage beurteilen zu können, 
ist es auch notwendig, die chemische Zusammensetzung des Wasserkörpers be-
treffs Schwermetallzusammensetzung zu kennen. Im folgenden sind die Durch-
schnittswerte der einzelnen Schwermetallsalze in ppb angegeben: 
ppb ppb 
Cadmium 0,090 :\Iangan 0.500 
Chrom 0.074 ~ickel 2.320 
Kobald 0.100 Strontium 185.000 
Kt:prer 6.400 \-anadium 0.030 
Eisen 5.100 Zink 8.000 
Blei 0.830 Quecksilber 0.270 
:\Iolybdän 1.080 :anorg. ) 
Durch die hier angeführten Konzentrationen der Schwermetallsalze kann eine Be-
ei:üh.:ssung des physiologischen Zustandes der Fische ausgeschlossen werden. 
3.2 :\Ießdaten der elektrischen Fischscheuchanlagen 
Die Elektrofischscheuchanlage \"or dem Kernkraftwerk Pickering ist von H..1..LS-
B_1..~D 6, 7) beschrieben. _1..n dieser Stelle sei nur kurz erwähnt, daß die Anlage 
eiUS einem 300 kVA Transformator mit galvanisch getrennten Wicklungen, 2 
dreiphasig antiparallel arbeitenden Impulsgeräten sowie 42 Hauptelektroden und 
24 Gegen-Eleh.-troden besteht. Der von den Hauptelektroden abgesperrte Gewäs_ 
serbereich beträgt über 200 m. 
- 105 -
Vor Beginn des Ausmessens der elektrischen Felder wurden die beiden Impuls-
geräte überprüft und folgende Werte ermittelt: 
Impulsgerät I (Einspeisung der westlich gelegenen 
Elektroden) 
Phase R Phase S Phase T 
200 AS 210 AS 210 AS 
570 V
s 570 V S 570 V S 
Impulse/sec 
Stromfluß-
3, 2 3, 3 3, 7 
zeit > 5 ms ~ 5 ms :> 5 ms 
Impulsgerät II (Einspeisung der östlich gelegenen 
Elektroden) 
Phase R Phase S 
-
Phase T 
220 Vs 22°.;iS 220 AS 
570 Vs 570 Vs 570 V S 
Impulse/sec 
Stromfluß-
3 3, 2 3, 7 
zeit > 5 ms > 5 ms > 5,5 ms 
Ausmessen der elektrischen Felder vor den Hauptelektroden 
Am Tage der ::\Iessungen betrug der Widerstand des Wassers im Ontario-See 
= 3250 H. x cm. Die elektrischen Felder wurden mit einem simulierten 
25 cm langen Fisch ausgemessen. Der Widerstand zwischen diesen lVleßelek-
troden betrug 990 S( . Hieraus resultiert, daß zur Erreichung der für den 
Scheucheffekt notwendigen Stromdichte von 2,56' eine Spannung an den Meß-
elektroden von ca. 1, 0 V notwendig ist. 
An jeder Phase eines Steuergerätes sind jeweils 7 Hauptelektroden angeschlos-
sen. Somit ergaben sich bei zwei dreiphasigen Impul~teuergeräten sechs Elek-
trodengruppen und somit sechs :.\Ießpositionen. Alle lVTessungen wurden, da es 
sich um pelagische Fische handelt, in einer Wassertiefe von 3 m durchgeführt. 
Es wurden ::\Ießdaten sowohl für einen parallel zu den Hauptelektroden als auch 
direkt auf die Hauptelektroden zuschwimmenden Fisch ermittelt. Bei allen ::\Ieß-
positionen konnte festgestellt werden, daß das elektrische Feld bereits 20 m 
vor den Hauptelektroden groß genug war, da an den Meßelektroden bereits eine 
Sparnmng) 1 ,,- gemessen wurde. ::\IU abnehmender Entfernung zu den Haupt-
elektroden stiegen die ::\Teßwerte bis ~ 15 V an. 
Da die .'Uosa-Arten überwiegend in einem Schwarm leben, kann man diesen 
Schwarm als "Einheit" betrachten. Das bedeutet, daß bei einem Wasserwi-
derstand von 32509--x cm der gesamte Widerstand des Fischschwarmes we-
sentlich geringer ist. In weiteren Untersuchungen des Kernkraftwerkes Picke-
ring sollte geklärt werden, wie sich diese Fischschwärme den elektrischen 
Kraftlinien gegenüber verhalten. Es wird vermutet, daß nicht ausschließlich 
der einzelne Fisch, sondern der gesamte Schwarm auf die Scheuchimpulse rea-
- 106 -
giert. Hier könnte auch der Grund der Beobachtungen zu sehen sein, daß bei 
vielen Alewifes eine Paralyse im elektrischen Feld eintritt. Es wurde empfoh-
len, da die Reaktion dieser Fische auf den elektrischen Strom nicht bekannt ist, 
sowohl die Spannung als auch die Impulsfrequenz herabzusetzen. Von den Bio-
logen von Pickering werden über zwei Unterwasser-Fernsehkameras das Ver-
halten dieser _-Uewifes beobachtet. 
4. Zusammenfassung 
_-\ufgrund der von kanadisch-deutscher Seite vorgetragenen Untersuchungsergeb-
nisse in Toronto kam man zu der t'oerzeugung, daß es sehr schwierig ist, die 
Fragen der Gefährlichkeit eindeutig zu klären. Es gibt keine einschlägigen Un-
tersuchungen, die Informationen über das Verhalten eines im Wasser befindli-
chen ::\Ienschen gegenüber den im Bereich einer Elektrofischscheuchanlage vor-
liegenden Impulsformen und deren _-\nzahl beinhalten. 
Das physiologische Verhalten der Alosa-Arten im Ontario-See entspricht nicht 
dem anderer _-Uosa-Arten. 
Der Bericht enthält ferner die an den Impulssteuergeräten vor dem Einlaufbau-
werk des Kernkraftwerkes Pickering ermittelten Daten und die vor den Haupt-
elektroden gemessenen Spannungen. 
Literatur 
J_-\COBSE~, J.; BCXTE~KÖTTER, S. und SCHREYER, L.: Gefährdungsberei-
che elektrischer Ströme und Sicherheitsbereiche eines FI-
Schutzschalters mit IA~ = 30 m A. Elektrotech. Z. ~ (12): 
321 - 325, 1974 -
J_-\COBSE~, J. : Die Gefährdung durch phasenangeschnittenen und gleichgerichte-
ten elektrischen Strom. Diss. TC Hannover 1973 
J_-\COBSE~, J.; BlTXTE::-..r<:ÖTTER, S. und REIXR-\RD, H. J.: Experimentelle 
Untersuchungen an Schweinen zur Frage der Mortalität durch 
sinusförmige, phasenangeschnittene sowie gleichgerichtete elek-
trische Ströme. Biomedizinische Technik (im Druck) 
REIXHOLD, K. : Ermittlung der Gefährlichkeit elektrischer Durchströmung: Ver-
hütung von Elektro-l"nfällen bei impulsförmigen Schwankungen 
(Schwingungspaketsteuerungen) Bericht: TC Hannover (6. 75), 
1975 (unveröffentlichtes :Uanuskript) 
IL-\LSB_-\XD, E. : Einfluß der Stoffwechselintensität auf die Reizempfindlichkeit 
der Fische auf elektrischen Strom. _-\rch. Fisch~Yiss. 8 (1/2): 
140 - 150, 1957 -
IL-\LSR-\~D, E. : Eleh."trofischscheuchanlage für Kanada. Infn Fischw. 22 (1) : 
21 - 22, 1975 
IL-\LSB_-\XD, E. :Funktionsprufung der elektrischen Fischscheuchanlage vor dem 
Kernkraftwerk Pickering!Ontario. Infn Fischw. 23 (3): 79, 
19'16 
Halsband, E. u. Rask, H. J. 
Institut für Küsten- und Binnenfischerei 
Hamburg 


Überprüfung und Funktion der elektrischen Fischscheuchanlage vor dem Kernkraftwerk Pickering (Ontario-See, Kanada) und die möglichen Gefahren für den Menschen

http://aquaticcommons.org/6409/1/INFN_24_3-4_102-106_bf.pdf

Überprüfung und Funktion der elektrischen Fischscheuchanlage vor dem Kernkraftwerk Pickering (Ontario-See, Kanada) und die möglichen Gefahren für den Menschen

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Aquatic Commons