O tym, że prąd jest niebezpieczny, powinien wiedzieć każdy – szczególnie w przypadku wysokiego napięcia. Co prawda w motoryzacji już wcześniej występowało ono w układach zapłonowych, ale natężenia były tutaj bardzo niskie, a czas oddziaływania – bardzo krótki. Reszta instalacji samochodu jest dla człowieka bezpieczna. W przypadku samochodów z instalacją wysokiego napięcia sprawa wygląda jednak inaczej. Chodzi tutaj o pojazdy, które posiadają elektryczne komponenty napędowe, czyli auta z napędem elektrycznym i hybrydy. Silniki napędowe tych samochodów wymagają bardzo wysokiego napięcia, aby osiągnąć akceptowalną moc. Te napięcia, w połączeniu z odpowiednimi natężeniami prądu, mogą być dla człowieka bardzo niebezpieczne. Od napięć przekraczających 30 V (napięcie zmienne) i 60 V (napięcie stałe) mówi się o tzw. układach wysokiego napięcia (HV), które mogą niebezpiecznie wpływać na ciało człowieka. W obecnie produkowanych pojazdach układy takie wykazują napięcia przekraczające znacznie 200 V.

Komponenty instalacji wysokiego napięcia w samochodzie elektrycznym znajdują się nie tylko w układzie przeniesienia napędu.

Komponenty instalacji wysokiego napięcia posiadają znak ostrzegawczy; poza tym można je rozpoznać po wchodzących i wychodzących pomarańczowych przewodach.

Tzw. wtyczka serwisowa (pomarańczowa) służy do odłączania instalacji pojazdu od wysokiego napięcia.

Podczas prac na komponentach instalacji wysokiego napięcia ważne jest postępowanie według zasad bezpieczeństwa.

Przewód wysokiego napięcia poprowadzony pod samochodem.

W takich pojazdach nie wolno pracować na częściach układu elektrycznego będących pod napięciem. Dotyczy to nie tylko akumulatora wysokiego napięcia i układu przeniesienia napędu. Sprężarka klimatyzacji również może być podłączona do obwodu wysokiego napięcia. Oznacza to, że przed rozpoczęciem pracy na pojeździe z instalacją wysokiego napięcia, należy odłączyć ją od napięcia i pozostawić odpiętą aż do zakończenia prac.

Jednak nie każdemu pracownikowi warsztatu wolno odłączyć wysokie napięcie. Trzeba spełnić dwa warunki: układ wysokiego napięcia musi być sam w sobie bezpieczny elektrycznie, a mechatronik musi pomyślnie ukończyć szkolenie na  „specjalistę w zakresie pracy na pojazdach z iskrobezpieczną instalacją wysokiego napięcia” lub inne szkolenie przewidziane przepisami wprowadzonymi w czerwcu 2013 r. Takie szkolenia prowadzone są np. przez Akademię Niemieckiego Przemysłu Motoryzacyjnego (Akademie des Deutschen Kraftfahrzeuggewerbes – TAK), a także przez producentów i importerów pojazdów z instalacją wysokiego napięcia.

Pracownicy, którzy nie spełniają tego wymogu, mogą pracować na pojazdach z instalacją wysokiego napięcia tylko, jeśli ich praca nie ma wpływu na samą instalację. W przypadku takich nieelektrotechnicznych prac, np. wymiany oleju lub opon, pracownik musi zostać poinstruowany przez fachowca w zakresie prac na pojazdach z instalacją wysokiego napięcia.

Taki instruktaż musi zawierać następujące punkty:

  • możliwe niebezpieczeństwa w przypadku niewłaściwego zachowania,
  • konieczne środki ochrony i zabezpieczenia,
  • zachowanie podczas pracy na pojazdach z instalacją wysokiego napięcia.

Pracownicy przeszkoleni w ten sposób uzyskują tytuł „osoby z instruktażem elektrotechnicznym”. Jednak mogą oni wykonywać tylko prace, które były przedmiotem instruktażu. W żadnym wypadku nie wolno im samowolnie pracować na układach wysokiego napięcia lub na komponentach takich układów. Zakres instruktażu elektrotechnicznego zależy od rodzaju prac, jakie mają być przeprowadzone, i oczekiwanego niebezpieczeństwa. Trwa on zwykle 45–90 minut. W celu potwierdzenia, że pracownik jest wystarczająco wykwalifikowany, aby pracować na samochodach z instalacją wysokiego napięcia, instruktaż musi zostać odpowiednio udokumentowany. Fachowcy w zakresie prac na pojazdach z instalacją wysokiego napięcia również nie mogą pracować na takich instalacjach, jeśli pozostają one pod napięciem.

Jednak ze względu na swoje przeszkolenie mogą:

  • odciąć napięcie,
  • zabezpieczyć instalację wysokiego napięcia przed ponownym włączeniem,
  • stwierdzić, że instalacja wysokiego napięcia nie jest pod napięciem.

Ich kwalifikacje nie są jednak wystarczające do prowadzenia prac serwisowych na instalacjach wysokiego napięcia, w przypadku których nie jest pewne, czy zostały odpowiednio zabezpieczone. To samo dotyczy prac serwisowych na pojazdach wyposażonych w instalacje wysokiego napięcia i samych instalacji, jeśli nie są one znane fachowcowi lub w przypadku braku specjalnych informacji producenta samochodu lub instalacji. Ze względów bezpieczeństwa prowadzenie prac serwisowych na takich pojazdach wymaga dodatkowych kwalifikacji w zakresie samochodów lub instalacji. Bezpieczeństwo pracownika jest tu najważniejsze.

Zagrożenia związane z prądem elektrycznym

Przejrzyste zestawienie zagrożeń powiązanych z komponentami układów wysokiego napięcia znajduje się na stronie www.hvfahrzeuge.de. Możemy tam przeczytać, że gdy ciało ludzkie zostanie „włączone” w obwód elektryczny jako rezystor, prąd przepływa przez ciało po najkrótszej drodze. Jeśli połączenie z obwodem odbywa się na przykład obiema rękami, prąd płynie przez ważne organy: serce i płuca. Może to spowodować migotanie komór i oparzenia wewnętrzne.

Opór ludzkiego ciała

Opór, jaki prąd musi pokonać w ludzkim ciele, zależy w dużej mierze od tego, jaką drogą przez nie płynie. Jeśli płynie od ręki do ręki, opór wynosi około 1000 Ω, co oznacza, że napięciu 400 V towarzyszy natężenie rzędu 400 mA. Opór między ręką a klatką piersiową wynosi natomiast jedynie ok. 450 Ω. Przy napięciu 400 V powoduje to wzrost natężenia do 888 mA. Dlaczego prąd jest taki niebezpieczny dla człowieka? W ciele wszystkie ruchy sterowane są elektrycznie. Wszystkie reakcje mięśni – np. bicie serca – napędzane są bodźcami elektrycznymi. Te bodźce elektryczne przemieszczają się po ciele drogami nerwowymi, podobnie jak prądy w układach elektrycznych. Prąd może szkodzić człowiekowi w różny sposób:

  • przepływając przez ciało,
  • przez łuk elektryczny,
  • przez wypadki następcze, np. upadek do kanału po porażeniu prądem.

Niebezpieczny jest zarówno prąd przemienny, jak i stały.  Jednak prąd stały o takim samym natężeniu działa łagodniej pod względem fizjologicznym niż prąd przemienny. Dlatego za napięcia wysokie uznaje się napięcia zmienne od 25 V i napięcia stałe od 60 V.

Prąd może powodować następujące problemy zdrowotne:

  • migotanie komór serca (niekontrolowana reakcja mięśnia sercowego, która ma znaczny wpływ na funkcjonowanie
  • serca, utrudniając lub uniemożliwiając mu pompowanie krwi,
  • skurcz mięśni,
  • wstrząs nerwowy,
  • wzrost ciśnienia krwi,
  • zatrzymanie akcji serca,
  • ślady porażenia prądem (poparzenia) w miejscach wejścia i wyjścia prądu,
  • utrata lub wygotowanie płynów,
  • poparzenia wewnętrzne.

Szkody, jakie prąd elektryczny powoduje w ciele człowieka, zależą od natężenia prądu i okresu przepływu prądu przez ciało. Jeśli przez ciało człowieka od ręki do ręki przepływa prąd o natężeniu I = 200 mA (napięcie U = 200 V DC), należy przyjąć, że natychmiast wystąpią nieodwracalne zaburzenia pracy serca. Poza tym po 0,3 sekundy dochodzi do ciężkich poparzeń/wygotowań wewnętrznych. Istnieje też wysokie prawdopodobieństwo migotania komór serca. Instalacja elektryczna pod napięciem może być jednak groźna także wówczas, gdy jedynie zbliżymy się do niezabezpieczonych przewodów. Mogą wówczas powstać łuki elektryczne o temperaturze przekraczającej 4000°C. Skutkami są m.in. podrażnienie oczu intensywnym światłem i silne poparzenia skóry.

Duży potencjał zagrożenia doprowadził do specjalnego oznakowania elementów wysokiego napięcia. Wszystkie przewody wysokiego napięcia mają np. rzucającą się w oczy, pomarańczową izolację. Komponenty, takie jak akumulator napędu, falownik, silnik elektryczny i ładowarka, posiadają dodatkowo tabliczkę ostrzegawczą z czarną błyskawicą. Jeśli fachowiec chce odłączyć zasilanie w samochodzie z instalacją wysokiego napięcia, musi w tym celu nosić specjalne rękawice ochronne. Ma to zapobiec poparzeniu w wyniku łuków elektrycznych. Poza tym w celu stwierdzenia braku napięcia należy używać wyłącznie specjalistycznych urządzeń pomiarowych. Aby każdy inny pracownik warsztatu wiedział, czy pojazd z instalacją wysokiego napięcia jest lub nie jest pod napięciem, zaleca się, aby fachowiec odpowiednio oznakował go po odłączeniu prądu, np. za pomocą kartki. Na kartce należy podać, kto odłączył napięcie. Tylko ta osoba może po zakończeniu prac włączyć zasilanie. Jeśli wszyscy pracownicy będą się trzymać tych wytycznych, praca na pojazdach z instalacją wysokiego napięcia będzie tak samo bezpieczna jak praca na zwykłych autach.

 

WARTO WIEDZIEĆ
Zabezpieczony pojazd
Określenie „pojazd z iskrobezpieczną instalacją wysokiego napięcia” oznacza, że techniczne środki zastosowane w pojeździe w pełni chronią pracownika warsztatu przed kontaktem z częściami przewodzącymi instalacji wysokiego napięcia i przed łukami elektrycznymi.
Napięcie, natężenie, opór
Kiedy obwód elektryczny zostanie zamknięty, prąd płynie. Natężenie prądu (I) mierzone w amperach zależy od napięcia (U) określanego w woltach i oporu (R) podawanego w omach. Przy stałym napięciu (U) natężenie (I) zależy wyłącznie od wielkości oporu (R). Kiedy opór wynosi zero, natężenie prądu wzrasta do nieskończoności (zwarcie).
Wymagane kwalifikacje
Tylko specjaliści w zakresie pracy na pojazdach z samoistnie bezpieczną instalacją wysokiego napięcia mogą przygotowywać je do prac serwisowych i odłączać taką instalację od napięcia. Każdy, kto pracuje na samochodach z instalacją wysokiego napięcia w pobliżu podzespołów wysokiego napięcia musi zostać poinstruowany. Ważne jest, aby zawsze przestrzegać wszystkich zasad bezpieczeństwa, ponieważ napięcia i prądy w pojazdach wysokiego napięcia mogą zagrażać życiu.
Zasady bezpieczeństwa
Podczas prac na samochodach z instalacją wysokiego napięcia zawsze należy stosować trzy środki bezpieczeństwa. Przed pracami serwisowymi odpowiednio przeszkoleni fachowcy muszą wykonać poniższe procedury.
1. Odłączyć napięcie
Napięcie instalacji należy odłączyć. Należy przy tym postępować według zaleceń producenta. Wiele aut posiada specjalną „wtyczkę serwisową”, którą należy wypiąć.
2. Zabezpieczyć przed ponownym włączeniem
Aby zapobiec przypadkowemu włączeniu instalacji, na której ktoś akurat pracuje, fachowiec musi odpowiednio zabezpieczyć pojazd, np. umieszczając wtyczkę serwisową w bezpiecznym miejscu.
3. Stwierdzić wyłączenie instalacji
Nie wystarczy tylko odłączyć napięcie. Po odłączeniu w kondensatorach nadal mogą występować resztkowe ładunki elektryczne, które muszą zostać rozładowane. Dlatego fachowiec musi zawsze sprawdzić napięcie specjalnym miernikiem i w miarę możliwości udokumentować ten proces. Także tutaj musi się trzymać zaleceń producenta – w końcu mają one zapewnić mu bezpieczeństwo. Jeśli w celu pomiaru napięcia trzeba otworzyć komponenty instalacji wysokiego napięcia, fachowiec musi nosić specjalne rękawice ochronne. Przed pracami należy również sprawdzić, czy izolacje nie są uszkodzone i czy mierniki działają prawidłowo. Dopiero po zakończeniu wszystkich prac można usunąć zabezpieczenia.

„Autofachmann”