Nowe problemy w bezpieczeństwie elektrycznym

W artykule wybrano kilka przykładów: 

• z dynamicznie rozwijającego się przemysłu motoryzacyjnego – wprowadzającego coraz szerzej samochody elektryczne; 
• powszechnych zastosowań fotowoltaiki i odnawialnych źródeł energii, w tym energetyki wiatrowej; 
• z zakresu bezpieczeństwa prac na wysokości w nowych warunkach pracy; 
• bhp w inteligentnym środowisku pracy 4.0. 
• Wybrane przykłady powinny być przyczynkiem do dyskusji o współczesnym bezpieczeństwie elektrycznym. 

Zagrożenia związane z użytkowaniem akumulatorów w samochodach elektrycznych

Temat uczestnictwa w krajowym i światowym ruchu lądowo-drogowym samochodów elektrycznych jest zagadnieniem wywołującym wiele kontrowersji. Jednym z przykładów jest poruszanie się takich samochodów w miastach i dużych, zagęszczonych aglomeracjach, gdzie ich znikomy hałas w czasie jazdy (swego rodzaju bezszelestność) stanowi nowe wyzwanie dla uczestników ruchu drogowego, zwłaszcza pieszych, ale także rowerzystów i użytkowników hulajnóg. Zbliżanie się samochodu nieelektrycznego wytwarza hałas, który sygnalizuje jego bliskość i sprawia, że inni uczestnicy ruchu drogowego stają się ostrożni – z uwagi na znaczne różnice prędkości samochodu w stosunku do pieszego (mniej więcej 4-krotne), a także w stosunku do rowerzystów (mniej więcej dwukrotne). W przypadku pojazdów elektrycznych (samochodów, rowerów, hulajnóg) ich źródła napędu są narażone na różnego rodzaju destrukcje techniczne i wypadki w razie kolizji z pieszym lub między dwoma pojazdami tego typu. W artykule omówiono bardziej szczegółowo problematykę eksploatacji akumulatorów w samochodach oraz występowania pożarów samochodów elektrycznych w podziemnych garażach. 

Eksploatacja akumulatorów

Pomimo że rynek samochodów elektrycz­nych w naszym kraju rozwija się powoli, należy mieć świadomość, że samochodów takich bę­dzie przybywać. Wzrost produkcji samochodów elektrycznych wiąże się z szybkim rozwojem technologii akumulatorów litowo-jonowych. Baterie te magazynują duże ilości energii, która podczas awarii może się uwalniać w sposób niekontrolowany. 

Ze względu na budowę poszczególnych ogniw w baterii litowo-jonowej jest ona urządzeniem delikatnym. Produ­cenci samochodów elektrycznych, chcąc zapewnić bezpieczeństwo użytkowania takich baterii, pakują je w moduły, które umieszczają w specjalnych ramach pod podłogą. Kolizja drogowa może spowodować przemieszczenie się elektrod, ich deformację oraz wyciek elektrolitu, a w konsekwencji pożar. 

Najgroźniejsze są jednak awarie akumulatorów podczas ładowania, kiedy wysokim temperaturom towarzyszy rozszczelnienie instalacji i wyciek płynu z układu chłodzenia akumulatora wprost do ogniw lub na falownik. Dochodzi do tego na miejscach postojowych, często obok stacji paliwowych oraz w garażach. Zagrożenie po­żarowe wiąże się również z kolizjami i wypadkami z udziałem samochodów elektrycznych, o czym już wspomniano. 

Niekontrolowane przegrzewanie się baterii litowo-jonowej to najczęstszy problem mogący wystąpić w trakcie jej użytkowania. Podczas przegrzania dochodzi do reakcji łańcuchowej, a temperatura wewnątrz ogniwa wzrasta o ok. 10°C/min. Przy tempera­turze ok. 70°C pojawia się reakcja między elek­trolitem a anodą w ogniwie. W temperaturze ok. 130°C zaczyna się topić separator, co powo­duje wewnętrzne zwarcie. Natomiast przy tem­peraturze ok. 150°C otwiera się w baterii wen­tyl bezpieczeństwa, a na zewnątrz wydostają się palne gazy.

Akumulatorom litowo-jonowym nie służą wysokie temperatury, a te rosną podczas bardzo szybkiego ładowania i rozładowania. Ponadto szybkie ładowania i rozładowania powodują szybsze zużycie akumulatorów. 

Temperatura zewnętrzna panująca w oto­czeniu baterii litowo-jonowej będzie miała wpływ na jej działanie. Wysoka temperatura zewnętrzna (czy pożar rozwijający się w pobli­żu baterii) może spowodować jej przegrzanie, co będzie wstępem do reakcji łańcuchowej, która skończy się zapłonem baterii. Okazuje się, że również niska temperatura może uszkodzić baterię litowo-jonową. W baterii pracującej w niskiej temperaturze wzrasta opór, co skutkuje rozwojem litowych dendrytów. Są to wypustki wyrastające na elektrodach, które mogą przebić separa­tor i spowodować zwarcie oraz zapalenie się baterii. 

Wykorzystanie baterii litowo-jonowej do napędu samochodu elektrycznego wiąże się z ryzykiem jej przeciążenia. Może się ono objawić przede wszyst­kim jako zwarcie na skutek deformacji akumula­tora (np. podczas kolizji) lub dostania się wody do środka ramy z modułami. Zwarcie baterii polega na skrajnie szybkim i niekontrolowanym jej rozładowaniu, co z kolei powoduje wzrost temperatury. Takie niekon­trolowane uwalnianie energii z akumulatorów powoduje gwałtowny wzrost temperatury do ok. 1000°C i zapłon sąsiednich materiałów.

Przeciążenie baterii może też być spowodowane awarią systemu za­rządzania baterią i może wtedy dojść do jej przeładowania lub nadmiernego rozładowania. W przypadku przeładowania ładowanie trwa nieprzerwanie, co powoduje wzrost ciś­nienia wewnątrz baterii, jej deformację i wyciek elektrolitu. Pojawia się wtedy zbyt duża utrata jonów litu na katodzie, co powoduje uszkodzenie baterii i uwalnianie tlenu, czemu towarzyszy silne wytwarzanie ciepła. Awaria systemu za­rządzania baterią może doprowadzić również do nadmiernego rozładowania baterii. Pojawia się wtedy zbyt duża utrata jonów na anodzie, co niszczy jej stabilną strukturę. Generują się tle­nek i dwutlenek węgla, co powoduje zwarcie baterii.

Zwiększenie gęstości energii zgromadzonej w ogniwach NMC osiągnięto początkowo poprzez optymalizację procesu formowania materiału katodowego. Aby przekroczyć barierę 150 watogodzin na kilogram, konieczne było wprowadzenie zmian w strukturze materiału katodowego. Dotychczasowe równe proporcje niklu, manganu oraz kobaltu zastąpiono mieszaninami o proporcjach początkowo 6:2:2 (6 części niklu, 2 części manganu, 2 części kobaltu), a następnie również 5:3:2 oraz 8:1:1. Taki zabieg spowodował wzrost gęstości energii do poziomu 215 watogodzin na kilogram. Magazyny energii budo­wane z tego typu ogniw osiągają gęstość energii 180 watogodzin na kilogram. 

Zastosowanie baterii w magazynach energii i pożary takich magazynów są odrębnym zagadnieniem, które w najbliższej przyszłości będzie nabierało znaczenia.

Pożary samochodów elektrycznych w garażach podziemnych

W samochodach znajdują się baterie litowo-jonowe mające szereg zalet, ale również wad. Jedną z nich jest bardzo duża wrażliwość na wysoką temperaturę. Osiągnięcie przez ogniwa temperatury ponad 70°C może do­prowadzić do niekontrolowanego samozapłonu. Natomiast w wyniku uszkodzenia mechanicznego taka bateria może ulec samozapaleniu. Sam pożar baterii (i w konsekwencji samo­chodu elektrycznego) bardzo trudno ugasić – w zasadzie w ra­mach akcji gaśniczej jest to niemożliwe bez specjalistycznych środków gaśniczych. Istnieje też duże ryzyko porażenia prądem lub zatrucia szkodliwymi substancjami chemicznymi po­wstającymi podczas spalania. W przypadku zapalenia baterii na miejscu działań niezbędne jest zastosowanie specjalnych środków gaśniczych, innych niż przy pożarze samochodów spalinowych. Płonącą baterię należy skutecznie chłodzić, a sam proces gaszenia może trwać nawet kilka godzin.

Użytkując samochody z silnikiem benzyno­wym, mamy świadomość, że zagrożenie pożarowe takiego pojazdu spada wraz ze zmniejsze­niem się ilości benzyny w baku. W przypadku samochodów elektrycznych stopień naładowa­nia baterii nie ma wpływu na zagrożenie poża­rowe oraz na ilość związków chemicznych uwal­nianych w przypadku pożaru.

W przypadku pożaru samochodu elektrycznego bardzo trudne jest jego ugaszenie, co wynika­ z konieczności schłodzenia baterii. Trudności ze schłodzeniem baterii wynikają natomiast z faktu, że ogniwa te upakowane są w moduły, które są szczelnie zabezpieczone w ramie, a ta dodatkowo umieszczona jest pod podłogą samochodu. Całko­wite schłodzenie baterii jest więc bardzo trudne, a jej przegrzanie bar­dzo łatwo przenosi się na kolejne ogniwa. Nawet gdy udaje się ugasić pożar samochodu, tem­peratura baterii jest wciąż na tyle wysoka, że po kilkudziesięciu minutach pożar wybucha na nowo.

Jednak szczególne znaczenie w przypadku pożaru samochodu elektrycznego ma fakt, że nie można go ugasić za pomocą gaśnic pianowych czy wody. Płonący wewnątrz akumulator jest niedostępny dla środków gaśniczych i nawet schłodzenie go nie spowoduje zlikwidowania źródła pożaru – może się on ponownie zapalić. Zatem do ga­szenia pożaru samochodu elek­trycznego potrzeba bardzo dużej ilości środków gaśniczych, które będą schładzać akumulator do czasu jego całkowitego wypalenia.

W pożarze samochodu elektrycznego rozwijającym się w garażu podziemnym uwalniane są bardzo trujące związki che­miczne. Związki te stanowią ogromne zagrożenie dla ekip ratow­niczych. Pożar baterii litowo-jonowych powoduje uwalnia­nie takich trujących związków jak fluorowo­dór, fluorek fosforylu, cyjanowodór, chlorowodór czy tlenek węgla. Ponadto ogniwa litowo-jonowe zawierają lit elementarny, który w kontakcie z wodą wykazu­je silną egzotermiczną reakcję. Powstały wodór H2 jest wybuchowy i szczególnie nie­bezpieczny, zwłaszcza w infrastrukturze pod­ziemnej.

Obecnie największym problemem związanym z bezpieczeństwem pożarowym samochodów elektrycznych jest brak doświadczenia w ich ga­szeniu. 

Problematyka pożarów samochodów elektrycznych w ostatnich dwóch latach często gości na łamach fachowych czasopism, m.in. „Auto Świat”  przestrzega:

• pożarów aut elektrycznych będzie przybywać, bo takich aut jest coraz więcej,
• ryzyko wystąpienia pożaru jest w przypadku aut elektrycznych znacznie niższe niż w przypadku samochodów z napędem spalinowym,
• skuteczne ugaszenie auta elektrycznego wymaga znacznie więcej czasu i środków gaśniczych niż ma to miejsce w przypadku aut z silnikami spalinowymi,
• największym ryzykiem pożaru obarczone są – według statystyk – hybrydy plug-in,
• ugaszone auto elektryczne może ponownie stanąć w płomieniach nawet po wielu dniach od akcji gaśniczej – źródłem ognia jest wtedy akumulator, w którym wciąż tlą się ogniwa.

Ciekawe stanowisko producentów samochodów i władz

Krajowa Rada Bezpieczeństwa Transportu (NTSB) w Stanach Zjednoczonych bije na alarm, apelując do producentów aut o tworzenie specjalnych poradników związanych z gaszeniem ich pojazdów w razie wystąpienia pożaru.

„Instrukcje większości producentów, zamieszczane w specjalnych biuletynach reagowania awaryjnego i dotyczące zwalczania pożarów akumulatorów litowo-jonowych, nie zawierają niezbędnych, specyficznych dla poszczególnych modeli pojazdów szczegółów, dotyczących tłumienia pożarów” – czytamy w komunikacie NTSB. Tymczasem rządy krajów są niespecjalnie zainteresowane zmuszaniem koncernów motoryzacyjnych do działania.

Przedstawiciele straży pożarnej twierdzą, że jednym z największych problemów, z jakimi się borykają, jest to, że Tesla oraz inni główni producenci samochodów często nie ujawniają wystarczającej ilości szczegółów w swoich przewodnikach dla służb ratowniczych. W odpowiedzi na pytania zadawane przez CNBC, stanowiska Volkswagena, Nissana i General Motors były dokładnie takie, jak ich wytyczne dla służb ratunkowych: zdawkowe. Firmy odsyłały do niezbyt bogatych w treść dokumentacji lub zapewniały o „bieżącej współpracy ze strażakami”. Przykład?

W instrukcji od Tesli widnieje ostrzeżenie: „Do gaszenia akumulatora używaj dużych ilości wody. NIE gaś ognia niewielką ilością wody”. Nie precyzuje się, co oznacza „duża” i „niewielka” ilość wody. Podobne „instrukcje” to niestety norma.

Podsumowując: problem pożarów samochodów elektrycznych, ze względu na niespotykane dotąd skutki, wymaga rozwagi i podejmowania działań ochronnych, zwłaszcza energetyka może odegrać tu istotną rolę, nie tylko dostarczając coraz więcej punktów ładowania, ale wykazując więcej troski o użytkowników aut elektrycznych.

Zagrożenia elektryczne dla instalatorów i użytkowników fotowoltaiki

Udział energii pozyskiwanej ze źródeł odnawialnych w Polsce zmienia się dynamicznie, choć jest wciąż niższy niż średnia unijna [1]. Za odnawialne źródła energii (OZE) uznaje się energię: wiatru, promieniowania słonecznego, aerotermalną, geotermalną, hydrotermalną, hydroenergię, pozyskiwaną z: biomasy, gazu pochodzącego ze składowisk odpadów, oczyszczalni ścieków i źródeł biologicznych (biogaz) oraz z biogazu rolniczego i biopłynów.

W ostatnich latach bardzo wzrosło w naszym kraju zainteresowanie tym rodzajem energetyki, co rodzi potrzebę przeanalizowania związanych z nią zagrożeń. W opracowaniu Międzynarodowej Organizacji Pracy z 2012 r. określono główne zagrożenia przy użytkowaniu rozpowszechnionych obecnie na świecie technologii pozyskiwania energii słonecznej [2]. Z kolei raport z 2013 r. opisuje prawdopodobne scenariusze rozwoju nowych technologii i wynikających z tego problemów, głównie zdrowotnych i dla środowiska naturalnego [3]. W publikacjach tych nie było jednak szczegółowych danych na temat zagrożeń i doboru środków prewencji przy użytkowaniu tych technologii.

Wszystkie inwertery podłączone bezpośrednio do sieci energetycznej muszą być wyposażone zgodnie z przepisami w zabezpieczenia antywyspowe, dzięki którym w momencie, gdy następuje przerwa w dostawie prądu, falownik zostaje wyłączony. Chodzi o to, aby elektrycy pracujący przy naprawie sieci nie zostali porażeni prądem z podłączonych do niej instalacji fotowoltaicznych.

Obecnie w Polsce ma miejsce dynamiczny wzrost mocy zainstalowanej w mikroinstalacjach fotowoltaicznych (PV), przyłączanych do sieci niskiego napięcia. Ponieważ odbiorcy komunalno-bytowi wyposażeni w źródła PV na bieżące potrzeby zużywają średnio tylko około 30% produkowanej przez siebie energii, to w konsekwencji pojawiają się okresy, w których generacja przewyższa zapotrzebowanie. Nadmiar generowanej energii jest oddawany, przy czym zwykle nie do rzeczywistego magazynu, ale do magazynu wirtualnego, jakim jest sieć elektroenergetyczna. Przy niewielkim udziale prosumentów w sumarycznym zapotrzebowaniu odbiorców na danym obszarze, wprowadzane nadwyżki energii nie zaburzają pracy sieci, ale mogą pojawić się jednak pewne negatywne zjawiska, takie jak:

• zwiększenie zmienności i przekroczenia dopuszczalnych poziomów napięć oraz pogłębienie się niesymetrii,
• wzrost prądu obciążenia, niekiedy powyżej prądu dopuszczalnego długotrwale dla danego elementu sieci,
• wzrost strat sieciowych.

Praca mikroinstalacji fotowoltaicznych przyczynia się również do zmiany rozpływu prądów w sieci, przy czym wpływ ten jest dwojaki. W okresach, w których generacja PV jest niższa niż zapotrzebowanie, następuje zmniejszenie obciążenia prądowego elementów sieci, bez zmiany kierunku przepływającego prądu. Jest to zjawisko korzystne, skutkujące m.in. redukcją strat przesyłowych. Z kolei w okresach, w których generacja PV przewyższa za­potrzebowanie, obserwuje się zmianę kierunku przepływającego prądu, czyli powstanie tzw. przepływu odwrotnego (przepływu prądu od odbiorców w kierunku stacji SN/nn i dalej do sieci SN). W zależności od stopnia nasycenia sieci nn źródłami PV przepływ odwrotny może osiągać różne wartości. 

W przypadku instalacji solarnych montowanych na budynkach największym problemem, gdy dochodzi do pożaru, jest ciągłe generowanie energii, a dokładniej – występowanie niebezpiecznego napięcia dotykowego, co w przypadku gaszenia za pomocą wody jest źródłem znacznego ryzyka. Instalowane systemy fotowoltaiczne zawierają dużą liczbę połączeń wtykowych. Każdy pojedynczy moduł, a także falownik, są zwykle połączone za pomocą takich złączy wtykowych. Ze względu na ich dużą liczbę istnieje spory potencjał występowania punktów wzrostu temperatury, iskrzenia i łuków elektrycznych prowadzących do pożaru.

W Polsce dochodzi ciągle do zbyt dużej liczby pożarów (kilkaset rocznie) i mimo zaawansowanych metod gaszenia tego typu pożarów występuje konieczność powszechnego szkolenia strażaków w tym zakresie. Konieczne jest zwracanie uwagi na dobór wszystkich elementów instalacji i ich wykonanie oraz eksploatację, co jest przedmiotem nowych szkoleń instalatorów.

Zagrożenie ze strony turbin wiatrowych

W rekordowym 2019 r. (podobnym do 2015) produkcja z odnawialnych źródeł energii  wynosiła [MWh]:  instalacje wykorzystujące biogaz – 932 637 MWh, biomasę – 4 942 446, energię promieniowania słonecznego – 93 661, energię wiatru – 14 990 716, hydroenergię  – 466 698, technologię współspalania biomasy, biopłynów, biogazu lub  biogazu rolniczego z innymi paliwami – 1 012 975, co łącznie daje 22 439 134 MWh, czyli blisko 22,5 TWh.  W latach 2014–2028 przedsiębiorstwa energetyczne planują oddać do eksploatacji łącznie ponad 18 GW nowych mocy wytwórczych, z czego 7,5 GW to inwestycje w energetykę wiatrową [1], [2]. 

Na świecie notuje się stały wzrost liczby wypadków w elektrowniach wiatrowych, zwanych również turbogeneratorami wiatrowymi [3]. W tematycznej bazie Caithness Windfarm [4] zarejestrowano ponad 1,5 tys. zdarzeń wypadkowych i różnego typu awarii związanych z elektrowniami wiatrowymi. Dotyczą one m.in. wypadków podczas prac transportowych, upadków, przygnieceń, przypadków uderzenia oderwaną z wirnika bryłą lodu, uszkodzeń konstrukcji (złamania wieży lub łopatki turbiny) oraz innych uszkodzeń mechanicznych, pożarów i eksplozji, przekroczeń dopuszczalnego hałasu oraz awarii elektrycznych (rys. 4.).

Wypadki związane z elektrowniami wiatrowymi w Polsce zgłaszane są do bazy danych Państwowej Inspekcji Pracy od 2009 r. Związane były one z pracami na etapie budowy elektrowni (montaż stalowych klinów do szalunku podstawy turbiny wiatrowej, prace spawalnicze prowadzone ok. 2 m poniżej poziomu posadowienia turbiny, szlifowanie spoiny wykonywanej podstawy wieży wiatrowej na wysokości ponad 3 m oraz ręczne malowanie płyty betonowej ustawionej ukośnie do pionu w specjalnym stojaku). Trzy spośród tych wypadków były ciężkie (poparzenie płonącą benzyną, złamanie kręgosłupa po upadku z wysokości, amputacja pourazowa obu nóg po ich przygnieceniu betonową płytą), a jeden był śmiertelny (zmiażdżenie głowy w szczelinie na klin do szalunku podstawy turbiny wiatrowej).

Odnawialne źródła energii, m.in. elektrownie wiatrowe, odgrywają coraz większą rolę w systemie energetycznym. W Polsce eksploatowanych jest obecnie ponad 1000 elektrowni wiatrowych o łącznej mocy ok. 4,6 GW, które rocznie produkują ok. 4,5% krajowej energii elektrycznej (tj. niemal 8 TWh w 2015 r.). Zaprezentowano wyniki wykonanych w elektrowniach wiatrowych badań pola elektromagnetycznego, obejmujących pomiary rozkładu przestrzennego oraz indywidualny monitoring narażenia pracowników [5]. Wykazano, że narażenie pracowników jest w granicach wymagań prawa pracy (natężenie pola elektrycznego E < 500 V/m; natężenie pola magnetycznego H < 200 A/m, zasięgi stref ochronnych pola elektromagnetycznego nieprzekraczające jednego metra od jego źródeł), a narażenie pracowników podczas dnia pracy jedynie krótkotrwałe. Zidentyfikowano lokalne występowanie zagrożeń elektromagnetycznych istotnych dla pracowników szczególnie chronionych (kobiet w ciąży, pracowników młodocianych i użytkowników implantów medycznych), które powinny być uwzględnione w programie stosowania środków ochronnych [6–9].

Ochrona przed upadkiem z wysokości w nowych warunkach pracy

Według PIP i GUS upadek z wysokości jest jedną z najczęstszych przyczyn wypadków w środowisku pracy. Praktyka organizowania stanowisk pracy na wysokości oraz wykonywania tam różnych czynności wskazuje, że ciągle jedną z podstawowych metod zabezpieczania pracowników jest stosowanie indywidualnego sprzętu ochronnego, takiego jak np. system powstrzymujący spadanie, którego najważniejszym składnikiem jest podzespół łącząco-amortyzujący. Jego sposób działania w warunkach powstrzymywania spadania jest uzależniony od charakterystyki siła obciążająca – wydłużenie. 

Coraz powszechniejsze są instalacje fotowoltaiczne na dachach różnych budynków i ich konstrukcji, ale także farmy wiatrowe mają zabudowę bardzo wysoką. Obsługa turbin wiatrowych wymaga wyjścia na konsolę specyficznymi trasami komunikacyjnymi wewnątrz słupów (rur wsporczych – dodatkowe zagrożenie klaustrofobią). Rozwijająca się technika prac pod napięciem z użyciem śmigłowców, a nawet aerostatów, wprowadza nowe zagrożenia elektryczne związane z kontaktem z przewodami pod napięciem oraz przebywaniem w silnym polu elektrycznym. Dotyczy to różnych technik transportu i wysadzania pracowników na głowice wysokich słupów. Warto wspomnieć, że na świecie, np. w Chinach, wysokość konstrukcji słupów przekracza 350 m, a przęsła w specyficznych warunkach sięgają kilku kilometrów. W dodatku technologie stosowane na potrzeby energetyki, np. podnoszenie słupów, wymiana przewodów, wymagają zaangażowania grup pracowników (zespołów, brygad) do 60 osób, co stanowi nowe wyzwanie w zakresie komunikacji interpersonalnej i koordynacji prac. Należy zwrócić uwagę także na konieczność udostępniania linii i stacji różnym przedsiębiorcom realizującym swoje interesy, np. telekomunikacyjne, obejmujące przewody światłowodowe i urządzenia końcowe instalowane przeważnie w obrębie budynków stacji przesyłowych. 

Pojawienie się na urządzeniach przesyłowych pracowników własnych Operatora Sieci Przesyłowej oraz firm outsourcingowych do wykonania różnych prac – zarówno elektrycznych, jak i o charakterze porządkowym czy pomocniczym – wymaga według obecnie obowiązujących przepisów bhp (od 2020 r.) specjalnej dokumentacji: instrukcji zarówno eksploatacyjnych, jak i bhp.

Zagrożenia elektryczne powiązane z możliwością upadku z wysokości to nowa kategoria coraz bardziej złożonych procesów pracy, ale nie tylko. Kilka lat temu doszło do tragicznego wypadku podczas malowania linii 220 kV, co związane było z pomyłką wynikającą z podobieństwa słupów dwóch linii przebiegających obok siebie. Łańcuchy izolatorów są zabezpieczane przed pochlapaniem farbą, co wymaga założenia osłon lub osłonięcia izolatorów – w tym celu pracownik schodzi do przewodów. Nie zabrakło głosów, że gdyby ten pracownik nie miał zapiętej asekuracji, to mimo upadku może by przeżył (znane są takie przypadki). Mimo utrudnień w dostępie do słupów, mamy w ostatnich latach sporo przypadków, gdy wykorzystywano je do prób samobójczych czy organizowania niemądrych konkurencji wspinaczkowych – czasem zakładających dotknięcie przewodu. Aktywność taką propagują filmiki zamieszczane na YouTube albo wręcz filmy fabularne, np. w filmie „Kobieta idzie na wojnę” sabotuje się przesył energii liniami napowietrznymi, pokazując strzelanie z łuku z przewodzącą linką zwierającą różne fazy i wyłączając linie (pozornie cel szlachetny, bo ekologiczny). To groźne zjawisko w komunikacji społecznej oraz nowe wyzwanie ratownicze: podważa się bowiem zasadę konieczności wyłączeń urządzeń elektrycznych w takiej sytuacji. Tymczasem wyłączenie bywa jedynym ratunkiem np. dla paralotniarzy zaplątanych w przewody. Przewidywane szerokie zastosowania sensorów na każdym słupie linii lub w pobliżu ogrodzenia stacji powinno uwzględniać także reakcje na wyżej opisane sytuacje. 

BHP w inteligentnym środowisku pracy 4.0

W światowym przemyśle i energetyce dokonuje się kolejny skok technologiczny, wykorzystujący potencjał połączonych siecią internetową urządzeń stacyjnych i linii. Nadając tej idei nazwę Przemysł 4.0, w wielu krajach mówi się o tzw. czwartej rewolucji przemysłowej. 

Zatem coraz częściej stosowane jest nowe podejście do inteligentnego zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy. Wymaga ono wykorzystania nowych technologii i rozwiązań opracowanych na potrzeby obszaru związanego z bezpieczeństwem pracy. Wymieniono funkcje bezpieczeństwa z uwzględnieniem ich potencjalnej roli w hierarchii środków prewencyjnych w obszarze bezpieczeństwa i higieny pracy.

Zmiany na rynkach, zarówno lokalnych, jak i globalnych, powodowane nowymi technologiami, innowacjami oraz wzrostem zindywidualizowanych wymagań klienta w zakresie funkcji prosumenta, podnoszą poziom konkurencyjności przedsiębiorstw. Taki stan rzeczy zmusza energetykę do poszukiwania zaawansowanych technologii i rozwiązań – gwarantujących skrócenie czasu przerw w dostawie energii i niekonwencjonalnych możliwości obniżenia kosztów, przy jednoczesnej poprawie jakości dostawy. Obecne sposoby zarządzania procesami przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej nie są już wystarczająco elastyczne, by sprostać wymaganiom współczesnego, konkurencyjnego rynku. Indywidualne umowy powodują konieczność stosowania różnych rozwiązań do utrzymania oczekiwanego poziomu niezawodności dostaw.

Ważne jest przede wszystkim umożliwienie ciągłej pracy urządzeń i sieci elektroenergetycznych – bez zbędnych wyłączeń, które generują wysokie i nieuzasadnione koszty. Wymaga to innowacyjnego podejścia w dziedzinie sprawnej i efektywnej komunikacji z systemami sterowania oraz zarządzania, by optymalnie wykorzystywać posiadane zasoby, jak również zapewniać możliwość pełnej analizy etapów procesu przesyłu i dystrybucji.

Wprowadzanie nowych, dopasowanych do potrzeb klienta urządzeń, sieci i liczników to w zdecydowanej większości proces wymagający także zmian w stosowanej technologii, a przede wszystkim wiążący się z wdrażaniem nowoczesnych, wysoko wydajnych, zautomatyzowanych, skomputeryzowanych, a przy tym charakteryzujących się elastycznością urządzeń i możliwością wykorzystywania sieciowych powiązań.

Wymienionym zjawiskom towarzyszą przemiany w środowisku pracy, takie jak: 

• modyfikacje procesów pracy z powodu wprowadzenia zróżnicowanych rozwiązań technologicznych i zróżnicowanych urządzeń (często niestandardowych),
• wieloczynnikowe ryzyko spowodowane złożonością nowych technologii i procesów pracy (np. prace pod napięciem),
• awarie urządzeń ze względu na zwiększony stopień wielofunkcyjności procesu przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej,
• elastyczne godziny i elastyczne procesy pracy,
• praca mobilna,
• przeciążenie pracowników informacjami (zwraca uwagę zaawansowana diagnostyka),
• kształtujące się dopiero rozwiązania gwarantujące ochronę prywatności i ochronę danych osobowych.

Ponadto zastosowanie zaawansowanych technologii informatycznych w dziedzinie bezpieczeństwa pracy napotyka na ograniczenia prawne odnośnie do możliwości oceny funkcjonalności, które wprowadzają one do inteligentnego środowiska pracy. Stosowane obecnie statyczne podejście do zarządzania ryzykiem staje się niewystarczające przy zachodzących dynamicznie przemianach w środowisku pracy.

Pojawia się nowa koncepcja zarządzania inteligentnym środowiskiem pracy, która polega na ciągłym, bezpośrednim monitorowaniu zagrożenia oraz jednoczesnym zarządzaniu bhp, przy wykorzystaniu nowych technologii tworzonych na potrzeby energetyki. Wymaga to zmian w podejściu do zarządzania ryzykiem zawodowym w kontekście wykorzystania tradycyjnej hierarchii środków prewencji [7]. Zaproponowano za [7] rozważenie pewną hierarchii środków zarządzania ryzykiem zawodowym w energetyce jako próbę nowego podejścia do obserwowanych zjawisk.

Podsumowanie

Tych kilka zarysowanych problemów bezpieczeństwa pracy daleko nie wyczerpuje pojawiających się dylematów związanych z rozwojem energetyki i bezpieczną obsługą urządzeń i sieci elektroenergetycznych. Jednak na pewno warto rozpocząć dyskusję nad opanowywaniem obsługi, użytkowania i eksploatacji nowych źródeł energii. Należy także uwzględniać procesy technologiczne oraz konieczność wpływania na świadomość społeczną i sposoby reagowania na powstające zagrożenia i ich skutki doraźne, aby podejmować decyzje akceptowalne zarówno w środowisku pracy, jak i w społeczeństwie. Nowe sytuacje, z którymi możemy się spotkać już na co dzień, powinny być ujęte w ramy regulacji prawnych, na tyle jednak, by wspomagać rozwijanie słusznych kierunków rozwoju energetyki i bezpieczeństwa elektrycznego. Dla nowoczesnych procesów pracy, związanych z obsługą nowych źródeł energii elektrycznej, należy jednak opracowywać standardy eksploatacyjne i bhp, wzmacniając tendencje pogłębiania rozpoznawania zagrożeń i oceny ryzyka. Regulacje prawne powinny umożliwiać bardziej elastyczny profil szkolenia, jego dokumentowania i sprawdzania kwalifikacji personelu, obecny system należy bowiem do skostniałych i archaicznych systemów formalnych, niepozwalających na podniesienie poziomu bezpieczeństwa elektrycznego w kraju.

Literatura

1. za: http://www.ure.gov.pl/ [dostęp 16.08.2022] 
2. za: https://www.gov.pl/web/klimat [dostęp 16.08.2022]
3. Z. Lubośny, Farmy wiatrowe w systemie elektroenergetycznym. WNT, Warszawa 2012
4. Summary of Wind Turbine Accident data to 31 March 2016. Portal Caithness Windfarm Information Forum. http://www.caithnesswindfarms.co.uk
5. Sprawozdanie Głównego Inspektora Pracy z działalności Państwowej Inspekcji Pracy w 2010 roku. Warszawa 2011. Ekspozycja na pole elektromagnetyczne w elektrowniach wiatrowych
6. K. Gryz., J. Karpowicz, Ekspozycja na pole elektromagnetyczne w elektrowniach wiatrowych, CIOP-PIB  Bezpieczeństwo Pracy – Nauka i Praktyka, 7/2016 
7. G. Gralewicz, BHP przy pozyskiwaniu i przetwarzaniu energii słonecznej CIOP-PIB, Bezpieczeństwo Pracy – Nauka i Praktyka, nr 7 i 8/2015 
8. M. Dąbrowski, Wytyczne doboru środków prewencji w celu ograniczania zagrożeń przy użytkowaniu urządzeń do pozyskiwania energii wiatrowej,  CIOP-PIB, 2016 r.
9. A. Krawczyk, Technologia 5G – szansa czy zagrożenie? Wiadomości Elektrotechniczne nr 4, 2022

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!