• Mechnicy samochodowi, którzy wykonują pracę przy instalacjach wysokiego napięcia, powinni nosić odpowiednią odzież ochronną, w tym specjalne rękawice izolujące, okulary oraz buty ochronne.
• Miejsce wykonywanej pracy przy układach wysokonapięciowych powinno być odpowiednio oznakowane i zabezpieczone za pomocą pachołków oraz stosownych znaków ostrzegawczych.
• Łuk elektryczny powstaje najczęściej między dwoma elementami przewodzącymi o różnych potencjałach, na skutek zwarć w instalacji elektrycznej. 
• Tylko niewielka część odzieży ochrony indywidualnej zapewnia odpowiednie zabezpieczenie przed termicznym oddziaływaniem łuku elektrycznego. 

Nic dziwnego, że wraz z pojawieniem się samochodów elektrycznych właściciele warsztatów szukają specjalistów od elektryczności, którzy zajęliby się serwisowaniem pojazdów. Warsztaty, które oferują naprawę elektryków, powinny mieć w swojej kadrze wykwalifikowanych elektryków i mechatroników. Tacy eksperci posiadają wiedzę oraz umiejętności przeprowadzenia diagnostyki, a także wykonania napraw wysokonapięciowych układów elektrycznych.

Wymagania i szkolenia

Mechanicy samochodów elektrycznych muszą mieć odpowiednie upoważnienia do pracy przy urządzeniach elektrycznych. Takie dokumenty wydawane są przez Stowarzyszenie Elektryków Polskich – SEP uprawnienia do 1 kV. Posiadanie zaświadczeń jest bardzo ważne, aby zapewnić bezpieczeństwo zarówno pracownikom, jak i klientom warsztatu. Dodatkowo mechanicy powinni regularnie odnawiać te certyfikaty, jak również uczestniczyć w kursach uzupełniających, aby być na bieżąco z przepisami i z technologią.

Tego rodzaju szkolenia oferowane są przez różne instytucje, m.in. przez producentów samochodów, dostawców urządzeń lub przez centra szkoleniowe specjalizujące się w e-mobilności. Tematyka elektromobilności jest też uwzględniana w harmonogramie szkoleń i w podstawie programowej szkół samochodowych.

Warsztaty samochodowe, które zajmują się elektrykami, muszą inwestować w odpowiedni sprzęt i w narzędzia. Umożliwią one bezpieczne wykonanie napraw oraz diagnostyki usterek w układach wysokonapięciowych. Ponadto mechanicy, którzy wykonują pracę przy takich instalacjach, powinni nosić odpowiednią odzież ochronną, w tym specjalne rękawice izolujące, okulary oraz buty ochronne.

Zabezpieczanie miejsca pracy 

W celu zapewnienia maksymalnego poziomu bezpieczeństwa, miejsce wykonywanej pracy przy układach wysokonapięciowych powinno być odpowiednio oznakowane i zabezpieczone za pomocą pachołków oraz stosownych znaków ostrzegawczych. Dopiero po skutecznym przygotowaniu stanowiska i poinformowaniu współpracowników o trwających pracach, można przystąpić do procedury odłączania układu wysokiego napięcia.

Proces ten rozpoczyna się od wyłączenia zapłonu oraz zabezpieczenia kluczyka lub karty dostępowej do pojazdu, aby uniemożliwić przypadkowe uruchomienie. Następnie należy odłączyć główny wyłącznik (bezpiecznik) pakietu akumulatora trakcyjnego. Ten krok przerywa obwód wysokiego napięcia i jednocześnie zabezpiecza go przed niekontrolowanym ponownym włączeniem.

Kolejnym ważnym etapem jest przeprowadzenie kontroli potencjału zerowego w instalacji HV, znanej również jako tzw. procedura sprawdzania przebicia. Jest to kluczowy krok, który potwierdza całkowite odłączenie układu od źródła zasilania. Po wykonaniu tej kontroli można bezpiecznie przystąpić do dalszych prac lub diagnozy.

Uwaga, wysokie napięcie!

W samochodach elektrycznych i hybrydach jednym z największych wyzwań jest obsługa i naprawa wysokonapięciowych systemów elektrycznych. Termin „wysokie napięcie” odnosi się do napięć znacznie przekraczających te, które występują w tradycyjnych pojazdach z napędem spalinowym.

Potencjalne zagrożenia związane z nową technologią są znacznie większe niż w przypadku zwykłej instalacji elektrycznej o napięciu 12 lub 24 V, występującej w pojazdach konwencjonalnych. Wysokonapięciowe systemy elektryczne w pojazdach elektrycznych mogą pracować przy napięciach sięgających nawet kilkuset woltów.

Obecnie w większości pojazdów elektrycznych stosowane są układy wysokiego napięcia: od 400 do 800 V. Niemniej jednak niektórzy producenci rozważają zwiększenie napięcia do poziomu 1000 V, co pozwoli uzyskać lepszą wydajność oraz szybsze ładowanie samochodów elektrycznych. Przykładem takiego rozwiązania są pojazdy Tesla Cybertruck lub ciężarówka Tesla Semi.

Baterie o napięciu 1000 V, oprócz zapewnienia szybszego ładowania i większej wydajności, charakteryzują się bardziej kompaktową budową. To zaś przekłada się na zwiększenie zasięgu tego typu pojazdów oraz na ich efektywność energetyczną. Zwiększenie napięcia systemów elektrycznych w pojazdach niesie za sobą wiele korzyści, ale łączy się też z nowymi wyzwaniami dotyczącymi wybezpieczeństwa podczas pracy z wysokonapięciowymi układami.

Przypadki łuków błyskowych 

W trakcie napraw układów wysokonapięciowych w samochodach elektrycznych największym zagrożeniem nie jest jedynie ryzyko porażenia prądem elektrycznym, które skutkuje przepływem prądu przez ludzkie ciało. Choć taka sytuacja jest bardzo niebezpieczna, to jednak zdarza się rzadko, ponieważ mechanik musiałby – w tym samym momencie – popełnić 2 błędy: tj. dotknąć jednocześnie bieguna dodatniego i ujemnego akumulatora. Na szczęście jest to trudne do zrealizowania.

Należy jednak mieć na uwadze, że energia zgromadzona w akumulatorach trakcyjnych stanowi bardzo poważne zagrożenie porażenia prądem. Ponadto, akumulatory trakcyjne oraz instalacja wysokonapięciowa stanowią codzienne wyzwanie ze względu na potencjalne występowanie łuków błyskowych. Są to niekontrolowane wyładowania elektryczne, które mogą prowadzić do groźnych sytuacji i uszkodzeń.

Zwarcie łukowe

Mechanicy, podczas naprawy systemów elektrycznych o wysokim napięciu, muszą być świadomi potencjalnego zagrożenia związanego z wyładowaniem łukowym. Łuk elektryczny powstaje najczęściej między dwoma elementami przewodzącymi o różnych potencjałach, na skutek zwarć w instalacji elektrycznej. Przyczyną tych zwarć mogą być uszkodzenia izolacji przewodów lub błędne postępowanie człowieka.

Wyładowanie elektryczne może powstać w miejscu odsłonięcia dwóch przewodów elektrycznych o różniccy napięcia przekraczającej 100 V DC. Efektem powstania wyładowania jest błysk łukowy, który stanowi niebezpieczne zjawisko. Polega ono na przemieszczaniu się prądu elektrycznego w powietrzu między dwoma odsłoniętymi przewodnikami. Może to prowadzić do wybuchu elektrycznego i uwolnienia ogromnej ilości energii w postaci ciepła, światła, dźwięku i ciśnienia – co stanowi potencjalne zagrożenie dla zdrowia oraz życia mechanika.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Akumulatory

Obsługa akumulatorów w pojazdach elektrycznych

Obecnie w Polsce brak wytycznych dotyczących bezpiecznego postępowania z akumulatorami wysokiego napięcia, które są stosowane w pojazdach elektrycznych. Obsługa warsztatów samochodowych powinna wykazać się znajomością zagrożeń, które mogą potencjalnie wystąpić podczas naprawy urządzeń do magazynowania energii.

Według badań przeprowadzonych przez Oak Ridge National Laboratory, łuk elektryczny powoduje jonizację powietrza, a temperatura wówczas osiągnięta może wynosić aż 20 000°C. W takich warunkach zwykła odzież robocza zostaje spalona, a ludzka skóra – poważnie oparzona, wszystko podczas kilku sekund, w zasięgu nawet kilku metrów do miejsca jonizacji.

Ciepło może również spowodować zapłon wszelkich pobliskich materiałów palnych. Wysoka temperatura powstała w wyniku wyładowania plazmy, może również spowodować stopienie lub dosłownie: odparowanie części przewodów wykonanych z miedzi lub z aluminium. Zamiana stanu stałego w parę powoduje wygenerowanie ciśnienia wybuchowego i energii akustycznej. Podmuch powstałej fali uderzeniowej może spowodować trwałe uszkodzenie słuchu. Stopione metale mogą zostać rozpylone przez wybuch w miejscu pracy. Promieniowanie optyczne powstałe w wyniku zdarzenia stanowi wiele zagrożeń. Nadmierna ekspozycja promieniowania optycznego oraz głębokość jej wnikania powoduje trwałe oparzenia skórne oraz uszkodzenie wzroku.

Środki ochrony indywidualnej 

Tylko niewielka część odzieży ochrony indywidualnej zapewnia odpowiednie zabezpieczenie przed termicznym oddziaływaniem łuku elektrycznego. Przy wykonywaniu prac związanych z układami wysokonapięciowymi w pojazdach elektrycznych, niezwykle istotne jest, aby pracownicy byli zaopatrzeni w specjalistyczną odzież i środki ochrony, które spełniają rygorystyczne normy bezpieczeństwa. Jest to istotne ze względu na potencjalne zagrożenia związane z wybuchem łuku elektrycznego.

Skutki tego zjawiska, takie jak ekstremalne temperatury, błysk i emisja energii w postaci ciepła, światła, dźwięku i ciśnienia, mogą być groźne dla zdrowia i życia pracowników wykonujących naprawy lub konserwację układów wysokonapięciowych. Tego rodzaju odzież ochronna powinna spełniać rygorystyczne normy europejskie, takie jak IEC 61482-1- 1:2009 lub IEC 61482-1-2:2007, które określają wymagania dotyczące ochrony przed efektami termicznymi łuku elektrycznego.

Taką specjalistyczną odzież można łatwo rozpoznać dzięki odpowiedniemu piktogramowi umieszczonemu na metce, obok przypisanej wartości współczynnika poziomu bezpieczeństwa odzieży względem łuku, wyrażonej w cal/cm². Odzież ochronna minimalizuje ryzyko oparzeń i innych obrażeń podczas prac związanych z zagrożeniem elektrycznym. Ponadto, mechanicy pracujący przy układach wysokonapięciowych pojazdów powinni być wyposażeni w następujące środki ochrony indywidualnej:

• kask ochronny z przyłbicą – zabezpiecza przed zagrożeniami termicznymi wywołanymi łukiem elektrycznym oraz przed uderzeniami cząsteczek stopionego metalu,

• rękawice izolujące – specjalistyczne rękawice elektroizolacyjne chronią ręce i dłonie przed kontaktem z elementami pod napięciem oraz przed oddziaływaniem termicznym łuku elektrycznego,

• buty elektroizolacyjne – buty z odpowiednią odpornością elektryczną podeszwy minimalizują ryzyko przepływu prądu rażenia przez ciało i stopy człowieka.

Praca przy układach elektrycznych pojazdów elektrycznych może być satysfakcjonująca i przynosząca wiele korzyści, ale ludzkie bezpieczeństwo zawsze powinno stanowić priorytet. Dlatego warto inwestować w odpowiednią odzież i sprzęt ochronny, a także systematycznie szkolić pracowników w zakresie bezpiecznych procedur pracy.

Co może mieć wpływ na wystąpienie zwarcia łukowego?

Ryzyko wyładowania elektrycznego podczas naprawy systemów wysokonapięciowych w pojazdach elektrycznych jest znaczne i nie należy go lekceważyć. Przestrzegając odpowiednich procedur bezpieczeństwa, można zminimalizować powstanie zagrożeń i zwiększyć poziom bezpieczeństwa podczas naprawy elektryka. Przykłady niektórych czynności, które mogą zainicjować wystąpienie zwarcia łukowego:

• podłączanie do systemów zasilanych bateryjnie,
• zmiana komponentów w układzie wysokiego napięcia,
• naprawa, obsługa i przenoszenie akumulatorów trakcyjnych,
• wykonywanie pomiarów instalacji elektrycznej,
• testowanie i wykrywanie usterek, wymiana silników elektrycznych,
• naprawa układu wysokiego napięcia po wypadku pojazdu,
• korzystanie z nieodpowiednich narzędzi ręcznych i elektronarzędzi,
• uszkodzona lub zła izolacja przewodów i komponentów elektrycznych,
• brak odpowiedniego przeszkolenia pracowników wykonujących naprawę,
• nieposiadanie uprawnień do pracy przy urządzeniach elektrycznych,
• warunki atmosferyczne podczas wykonania naprawy.

Ważne jest, aby podkreślić, że czynności te można wykonywać bezpiecznie, ale błąd ludzki lub awaria sprzętu mogą spowodować wystąpienie zwarcia i rozbłysku łuku. Dlatego też niezwykle istotne jest przestrzeganie środków ostrożności oraz posiadanie odpowiedniego przeszkolenia i kwalifikacji w zakresie bezpiecznej obsługi systemów wysokonapięciowych.