项目二 新能源汽车安全操作
任务一 高压安全防护
情境导入
某品牌的新能源汽车4S店在开展新员工培训。
员工李:听说新能源汽车上有好几百伏的高压电,维修新能源汽车是不是很危险啊?
技师王:新能源汽车确实是采用高压动力蓄电池来驱动车辆行驶的。该电压通常在300V以上,但是只要按照规范进行操作就不会有危险。
学习目标
1.了解触电危害和电动汽车安全要求。
2.具备触电防护与救护能力。
3.能够正确使用高压安全防护用品。
一、相关知识
1.触电危害
电能是一种非常方便的能源,它的广泛应用形成了人类近代史上第二次技术革命,有力地推动了人类社会的发展,给人类创造了巨大的财富,改善了人类的生活。但是如果在生产和生活中不注意安全用电,很可能会带来灾害,因此只有在采取必要的安全措施的情况下才能使用和维修电器设备。
在大力推广电动汽车的同时,如何保证驾驶人员、乘车人员以及汽车维修人员的人身安全,更是值得我们特别关注的话题。在电动汽车安全标准ISO 6469-3-2018《电动道路车辆安全规范.第3部分:电气安全》和GB/T 18384.3—2015《电动汽车 安全要求 第3部分:人员触电防护》中,都对电动汽车的电压作了规范定义。电动汽车的工作电压分为A、B两个等级。电动汽车电压等级划分见表2-1。
表2-1 电动汽车电压等级划分
对于A级电压,不需要进行触电防护。对于任何B级电压电路中的带电部件,都应该为电路的接触人员提供安全防护。
根据欧姆定律可知,流经人体电流的大小与外加电压、人体电阻有关。人体电阻除人体自身电阻外,还应附加上人体以外的衣服、鞋、裤等电阻。虽然人体电阻一般可达5kΩ,但是影响人体电阻的因素很多,如皮肤潮湿出汗、带有导电性粉尘、加大与带电体的接触面积和压力,以及衣服、鞋、袜的潮湿油污等情况,均能使人体电阻降低,所以通常流经人体电流的大小是无法事先计算出来的。为确定安全,往往不采用安全电流,而是采用安全电压来进行估算。
当人体电阻一定时,人体接触的电压越高,通过人体的电流就越大,对人体的损害也就越严重。但并不是人一接触电源就会对人体产生伤害,在日常生活中我们用手触摸普通干电池的两极,人体并没有任何感觉,这是因为普通干电池的电压较低(直流1.5V)。作用于人体的电压低于一定数值时,在短时间内电压对人体不会造成严重的伤害事故,我们称这种电压为安全电压。
触电对人体的危害程度,主要取决于通过人体电流的大小和通电时间长短。电流强度越大,致命危险越大;持续时间越长,死亡的可能性越大。能够引起人感觉到的最小电流值称为感知电流,交流为1mA,直流为5mA;人体触电后能自己摆脱的最大电流称为摆脱电流,交流为10mA,直流为50mA;在较短的时间内危及生命的电流称为致命电流,致命电流为50mA。在有防止触电保护装置的情况下,人体允许通过的电流一般为30mA。人体触电反应见表2-2。
表2-2 人体触电反应
电动汽车的动力蓄电池是用低电压单体蓄电池进行串联,以获得200~500V的高电压,然后再转换成三相交流电。有些车型的高压系统电压甚至可达到600V,因此在维修电动汽车的过程中必须做好对高压电的安全防护。
2.触电急救
当发现了人身触电事故,发现者一定不要惊慌失措,应动作迅速,救护得当。首先要迅速将触电者脱离电源;其次,立即就地进行现场救护,同时找医生救护。
(1)脱离电源
电流对人体作用的时间越长,对生命的威胁越大,因此触电急救首先要使触电者迅速脱离电源。救护人员既要救人又要注意保护自己,可根据具体情况选用拉、切、挑、拽和垫等方法。
1)“拉”是指就近拉开电源开关,拔出插销或断路器。
2)“切”是指用带有绝缘柄或干燥木柄的工具切断电源。切断时,应注意防止带电导线掉落碰触到周围的人。对于多芯绞合导线,应分相切断,以防短路伤害人。
3)“挑”是指如果导线搭落在触电人身上或压在身下,这时可用干燥的木棍或竹竿等绝缘工具挑开导线,使之脱离电源。
4)“拽”是救护人戴上绝缘手套或在手上包裹干燥的衣服、围巾、帽子等绝缘物体拖拽触电人,使其脱离开电源导线。
5)“垫”是指如果触电人由于痉挛手指紧握导线或导线缠绕在身上,这时救护人可先用干燥的木板或橡胶绝缘垫塞进触电人身下使其与大地绝缘,隔断电源的通路,然后再采取其他办法把电源线路切断。
(2)注意事项
1)救护人不得采用金属和其他潮湿的物品作为救护工具。
2)在未采取绝缘措施前,救护人不得直接接触触电者的皮肤、潮湿的衣服以及鞋子。
3)在拉拽触电人脱离开电源线路的过程中,救护人适合用单手操作,这样做对救护人比较安全。
4)当触电人处于较高的位置时,应采取预防摔伤措施,预防触电人在脱离电源时从高处坠落摔伤或摔死。
5)夜间发生触电事故时,在切断电源时会同时使照明断电,应考虑切断后的临时照明,如应急灯等,以利于开展救护工作。
(3)对症抢救
将触电者脱离电源后应立即移到通风处,并将其仰卧,迅速鉴定触电者是否有心跳、呼吸等体征。
1)若触电者神志清醒,但感到全身无力、四肢发麻、心悸、出冷汗、恶心或一度昏迷,但未失去知觉,应将触电者抬到空气新鲜、通风良好的地方舒适地躺下休息,让其慢慢地恢复正常,并要时刻注意保温和观察。若发现呼吸与心跳不规则,应立刻设法抢救。
2)触电者呼吸停止但有心跳,应用口对口人工呼吸法抢救。
3)若触电者心跳停止但有呼吸,应用胸外心脏按压法和口对口人工呼吸法抢救。
4)若触电者呼吸、心跳均已停止,需同时进行胸外心脏按压法与口对口人工呼吸法抢救。
5)千万不要给触电者打强心针或拼命摇动触电者,也不要用木板夹压以及强行挟持触电者,避免使触电者的情况更加恶化。
抢救过程要不停地进行,在送往医院的途中也不能停止抢救。当抢救者出现面色好转、嘴唇逐渐红润、瞳孔缩小、心跳和呼吸逐渐恢复正常时,即为抢救有效的特征。
(4)施救方法
1)口对口人工呼吸法。在做人工呼吸之前,首先要检查触电者口腔内有无异物,呼吸道是否堵塞,特别要注意清理咽喉部分有无痰堵塞;其次,要解开触电者身上妨碍呼吸的衣裤,且维持好现场秩序,方法如图2-1所示。
图2-1 口对口人工呼吸法
①将触电者仰卧,并使其头部充分后仰。一般应用一手托在其颈后,使其鼻孔朝上,以利于呼吸道畅通,但头下不得垫枕头,同时将其衣扣解开。
②救护人在触电者头部的侧面,用一只手捏紧其鼻孔,另一只手的拇指和食指掰开其嘴巴。
③救护人深吸一口气,紧贴掰开的嘴巴向内吹气,也可铺一层纱布。吹气时,要用力并使其胸部膨胀,一般应每5s吹一次,吹2s,放松3s。对儿童可小口吹气。
④吹气后应立即离开其口或鼻,并松开触电者的鼻孔或嘴巴,让其自动呼气。
⑤在实行口对口(鼻)人工呼吸时,当发现触电者腹部充气膨胀,应用手按住其腹部,并同时进行吹气和换气。
2)胸外心脏按压法。胸外心脏按压法是触电者心脏停止跳动后使心脏恢复跳动的急救方法,是每一个电气工作人员应该掌握的救护技能,方法如图2-2所示。
图2-2 胸外心脏按压法
①首先使触电者仰卧在坚实的地方,解开领口衣扣并使其头部充分后仰,鼻孔向上。也可由另外一人用手托在触电者颈后或将其头部放在木板端部,在其胸后垫以软物。
②救护者跪在触电者一侧或骑跪在其腰部两侧,两手相叠,下面手掌根部放在心窝上方,胸骨下1/3~1/2的位置。
③掌根用力垂直向下挤压,力量要适中,不得太猛。对成人应压陷3~4cm,频率为60次/min。对16岁以下儿童,一般应用一只手挤压,用力要比成人稍轻一点,压陷1~2cm,频率100次/min为宜。
④按压后,掌根应迅速全部放松,让触电者胸部自动复原。放松时,掌根不要离开压迫点,只是不向下用力而已。
⑤为了达到良好的效果,在进行胸外心脏按压法的同时,必须进行人工呼吸。因为正常的心脏跳动和呼吸是相互联系且同时进行的,没有心跳,呼吸也要停止,而呼吸停止,心脏也不会跳动。
注意:实施胸外心脏按压法时,切不可草率行事,必须认真坚持,直到触电者苏醒或其他救护人员、医生赶到。
(5)触电预防
1)不要带电操作。操作电工应尽量不进行带电作业,特别是在一些比较危险的场所,应禁止进行带电作业。若必须带电操作,应采取必要的安全措施,例如有专人在现场监护及采取相应的安全绝缘措施等。
2)完善安全措施。电气设备的金属外壳可采用保护接零或保护接地等安全措施,但绝不允许在同一电力系统中一部分设备采取保护接零,另一部分设备采取保护接地。
3)建立安全检查制度。安全检查是发现设备缺陷、及时消除事故隐患的重要措施。安全检查一般应每季度进行一次,特别要加强雨季前和雨季中的安全检查。各种电器,尤其是移动式电器应建立经常的与定期的检查制度,若发现安全隐患,应及时加以处理。
4)加强安全教育。加强电气安全教育和培训是提高电气工作人员的业务素质、加强安全意识的重要途径。电气设备的操作者还要加强用电安全规程的学习,从事电工工作的人员除了应熟悉电气安全操作规程外,还需要掌握电气设备的安装、使用、管理、维护及检修工作的安全要求,具备电气火灾的灭火常识和触电急救的基本操作技能。
5)作业警示。操作电工在全部停电或部分停电的电气设备上工作前,必须做好停电、验电、装设接地线、悬挂安全警示牌和装设防护栏等方面的工作,然后再进行实际作业。
3.高压安全防护
1、高压设备安全常识
(1)防护用品
1)绝缘鞋。绝缘鞋是辅助安全用品,有多种型号,通常适用于交流50Hz、1000V以下或直流1500V以下的电力设备检修工作。GB12011—2009《足部防护 电绝缘鞋》对产品使用者也提出了新要求:在使用时应避免锐器刺伤鞋底,使用时鞋面保持干燥,避免高温和腐蚀性物质。产品在穿用6个月后应做一次预防性试验,因锐器刺穿的不合格品不得再当作绝缘鞋使用。
2)绝缘帽。绝缘帽是指具备电绝缘性能要求的安全帽,在帽子上会有“D”的字母标记。按照国家标准进行电绝缘性能试验,用交流1200V耐压试验1min,泄漏电流不应超过1.2mA。
3)护目镜。护目镜也叫安全防护眼镜,其种类很多,有防尘眼镜、防冲击眼镜、防化学眼镜和防光辐射眼镜等。护目镜是一种能起到特殊防护作用的眼镜,可根据使用场合的不同选择合适的眼镜。
4)绝缘手套。绝缘手套又叫高压绝缘手套,是用天然橡胶制成,主要用于电工作业。在维修新能源汽车时,通常要求所使用的绝缘手套绝缘等级在1000V/300A以上。
在使用前必须进行充气检验,发现有任何破损则不能使用;维修作业时应将衣袖口套入筒口内,以防发生意外;使用后应将内外污物擦洗干净,待干燥后撒上滑石粉平整放置于干燥的环境中,避免受压受损,远离热源和腐蚀物质;在使用6个月后必须进行预防性试验。
5)绝缘地毯。绝缘地毯又叫绝缘垫、绝缘垫胶板,是用绝缘性能优良的橡胶制造而成的,适用于各种电工作业场所。
6)绝缘工具。绝缘工具通常分为基本绝缘安全工器具和辅助绝缘安全工器具。基本绝缘安全工具是指能直接操作带电设备或可能带电物体的维修工具。辅助绝缘安全工具是指绝缘强度不是承受设备或线路的工作电压,只是用于加强基本绝缘安全的保护作用,用以防止接触电压、跨步电压、泄漏电流电弧对操作人员的伤害。不能用辅助绝缘安全工具直接接触高压设备的带电部分。属于辅助绝缘的安全工器具有绝缘手套、绝缘鞋、绝缘胶垫等。
为了顺利完成电力系统的工作任务而又不发生安全事故,操作者必须携带和使用各种安全工具。
7)安全警示带。安全警示带也叫安全隔离带,主要有塑料和涤纶布两种材质的。安全警示带常用于施工地段、危险地段、交通事故以及突发事件的隔离,在检修新能源汽车时可用于圈定操作场地,起到提醒他人注意安全防范的作用。
8)高压电警示牌。在高压电气系统的检修作业场所放置高压电警示牌是保证工作人员安全的主要措施之一,以此起到安全警示作用,避免或减少安全事故的发生。根据作业内容的不同,通常在警示牌上书写“严禁触摸高压危险”“严禁合闸正在检修”“严禁操作正在检修”等字样。
(2)个人防护
1)禁止携带钥匙、手表、首饰等导电金属物品。
2)穿好绝缘鞋,戴好绝缘手套、护目镜等防护用品。当在车底拆装动力蓄电池或进行绝缘检测时,还需要佩戴绝缘帽。
3)拆装车辆高压部件时,必须使用电动汽车维修专用绝缘工具,这样才能确保检修过程中的人身安全和设备安全。
4)电动汽车上导线颜色表示特定的含义,鲜艳的橙色电缆用来警示有高压电危险,在检修此类线路部件时必须进行高压防护。
5)在对新能源汽车进行维修或对动力蓄电池充电时,需要放置警示标志,并把车钥匙从点火开关上取下来保管好。
(3)火灾应对
电动汽车在发生交通事故、维修或使用不当造成短路时,很容易引起火灾。电动汽车燃烧时产生的大火比内燃机汽车更猛烈,火情更难控制。电动汽车内部有大容量的动力蓄电池,电动汽车动力蓄电池种类很多,使用比较普遍的动力蓄电池主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池(锂电池)。镍氢电池的活性物质是氧化镍、氢氧化钾、氧化钴等,这种动力蓄电池如果发生起火和爆炸,在燃烧时会释放出大量的热,并会产生威胁人员生命的有毒气体,因此灭火人员必须戴上呼吸面罩。
2018年9月4日,我国工业和信息化部装备工业发展中心发布了《关于开展新能源客车安全隐患专项排查工作的通知》。装备工业发展中心将联合有关单位,不定期抽查企业新能源客车监控平台预警体系运行情况,并将结果上报工业和信息化部。企业应按照国家标准要求进行相关监控平台建设和运行监控工作,能够对产品异常状态进行监控和预警,并能即时上报地方和国家平台。
电动汽车燃烧时,一般采用泡沫灭火器或干粉灭火器来灭火,但是这些灭火器都灭不了锂电池的火情。在燃烧现场,在确保人员安全的前提下首先应该把动力蓄电池与其他物品分开,让动力蓄电池自行燃烧完毕。
在各大新能源汽车生产厂商所出具的紧急响应指南里都提到了用水灭火。不仅提到了用水灭火,而且是大量且持续的水。用水灭火主要出于两个目的:
一是降温。NFPA(美国消防协会)做过相关测试,动力蓄电池燃烧时外面的最高温度能达到1090℃。同时用水长时间压制火苗,能防止热量进一步扩散,降低复燃风险。
二是稀释产生的有毒气体。新能源汽车使用的锂电池在燃烧过程中,会产生不少有毒气体,比如HF(氢氟酸)、CO(一氧化碳)、HCN(氰化氢)等气体。
4.安全操作
1)严禁非专业人员对新能源汽车的任何高压部件进行拆卸或安装。
2)未经过高压安全培训的维修人员,不允许对高压部件进行维护。
3)在维修作业前必须确认点火开关处于“Lock”档位,并断开低压蓄电池负极,然后用绝缘胶带做好蓄电池负极的绝缘处理。
4)在充电过程中不允许对车辆进行任何的拆装、维护作业。
5)高压部件打开或插头断开后,先使用万用表对其电压进行测量,电压在规定的安全电压值以下才可以进行下一步的操作。
6)当高压线束出现绝缘故障时,应立即更换,并且不能用普通电缆代替。
7)严禁用水擦拭或冲洗车辆电气部分,严禁利用车身电源对车辆以外的其他设备进行供电。
8)遇雷雨、风雪等恶劣天气,禁止在室外对电动汽车进行充电或维修作业。
9)当发现有人触电时,应立即切断电源进行抢救。在未断开电源前,严禁与触电者直接接触。
二、任务实施
1.实施准备
(1)实训物品准备
1)心肺复苏训练用人体模型。
2)高压安全防护用品套件。
(2)安全注意事项
1)任务实施场地明亮整洁、通风良好。
2)禁止携带钥匙、手表、首饰等物品进行任务实施。
3)安全防护用品属于专用物品,严禁用于其他用途。
4)安全防护用品应设有专用的存放区域。
2.实施内容
1)人工呼吸救护演练。
2)胸外心脏按压演练。
3)安全防护用品规范使用。
4)安全防护用品型号识读。
3.实施记录
任务实施记录单见表2-3。
表2-3 任务实施记录单
三、任务检验
1.自检
参与实训练习的学员自我完成质量检验。
2.互检
由完成相同实操练习项目的学员相互进行质量检验。
3.终检
由专职质量管理人员(教师)进行专业检查。
四、教学评估
由教师依据教学目标对教学过程及结果进行价值判断。