Časopis 112 ROČNÍK XVII ČÍSLO 10/2018

V rubrice POŽÁRNÍ OCHRANA nabízíme rozpracování teoretických a praktických poznatků zabývajících se elektrobusy. V tomto článku se dočtete i o požáru takového vozidla na Přerovsku. Přinášíme informace o konferenci Požární ochrany 2018. Představíme vám nominované jednotky SDH obcí a SDH do Ankety Dobrovolní hasiči roku 2018. V rubrice INTEGROVANÝ ZÁCHRANNÝ SYSTÉM jsme připravili článek ze zajímavého odborného semináře na téma Požární bezpečnost tunelových staveb. Zjistíte, jaké je být hasičem v CERN. V Rubrice OCHRANY OBYVATELSTVA A KRIZOVÉHO ŘÍZENÍ vás HZS Libereckého kraje seznámí, jak přistupovat k nebezpečným objektům, které nejsou zařazeny do kategorie A ani B podle zákona o prevenci závažných havárií. Jako další mimořádnou událost ze zahraničí vám nabídneme například pád Morandiho mostu. V INFORMACÍCH vám představíme nového ředitele TÚPO. V rubrice SPORTU naleznete výsledky například z XIV. mistrovství světa mužů v požárním sportu a V. mistrovství světa žen v požárním sportu. 

Při řešení dopravních nehod, případně požárů elektrobusů, je elektrické zařízení pod napětím a úraz elektrickým proudem nelze nikdy stoprocentně vyloučit. Rizika lze však omezit důsledným dodržováním zásad uvedených v metodických listech Bojového řádu jednotek PO a konspektech odborné přípravy. Doporučit lze také spolupráci s dopravci provozujícími elektrobusy v hasebním obvodu stanice a v rámci odborné přípravy seznámit hasiče s konstrukcí jednotlivých typů autobusů a s bezpečnostními postupy.

Konstrukce elektrobusů
Na první pohled se elektrobusy stejně jako elektromobily od běžných vozidel neliší. Při podrobnějším zkoumání ale celkem rychle zjistíme, že jisté rozdíly jsou. Pomiňme jízdní vlastnosti, komfort cestujících a ekonomiku provozu a soustřeďme se zejména na ty vlastnosti elektrobusů, které jsou podstatné z hlediska vedení požárního zásahu.

Elektrobusy různých výrobců mají několik společných prvků. Jediné, co je odlišuje, je jejich konstrukční uspořádání. Mezi základní konstrukční prvky, bez kterých se žádný elektrobus neobejde, patří zejména trakční motor, který zajišťuje přeměnu elektrické energie na kinetickou. K řízení otáček a výkonu trakčního motoru je využíván trakční měnič a v neposlední řadě soubor trakčních baterií. A právě rozmístění těchto základních komponent v podvozku elektrobusu ovlivňuje vedení bezpečného zásahu.

Konstrukční řešení jednotlivých výrobců lze zjednodušeně rozdělit na centralizované (SOR Libchavy EBN 11) a decentralizované (Škoda Transportation Perun). Významným způsobem také bezpečnost zásahu při nehodě, případně požáru, ovlivňuje samotná konstrukce trakčních baterií.

Základní princip elektrobusů
Zdrojem vysokého napětí je trakční baterie, která dodává stejnosměrné napětí o velikosti 600 V DC do trakčního měniče, který následně vytváří potřebná napětí pro další komponenty ve vozidle. Výstupní napětí trakčního měniče se pohybuje v rozsahu 400 V AC pro trakční motor, přes 230 V AC pro kompresor vzduchu, případně vytápění autobusu po 24 V DC pro elektroniku autobusu. Výstupní napětí je samozřejmě na konstrukci jednotlivých výrobců, ale uvedené hodnoty se v základních hodnotách neliší.

Jednotlivá výstupní napětí trakčního měniče jsou v elektrorozvodu autobusu přítomná pouze v případě, že je autobus připraven k jízdě, případně v průběhu jízdy. Jako ochrana cestujících před úrazem elektrickým proudem při poruše izolace vodičů je ve vozidle instalován měřič izolačního stavu, který zajistí okamžité vypnutí trakčního měniče. Je tak zajištěn beznapěťový stav prakticky ve všech elektrorozvodech autobusu. Stejnou funkci má také vytažení klíčku zapalování.

Vytažením klíčku ani aktivací měřiče izolace však nedochází k přerušení přívodu napětí mezi trakčním měničem a trakční baterií. Jmenovité napětí trakční baterie je tak trvale přítomné v některých částech vozidla. Vytváří tak nebezpečí úrazu elektrickým proudem při porušení propojovacích kabelů, rozvodnic a další elektrovýstroje, která zajišťuje propojení trakční baterie a trakčního měniče. Při pohledu na rozmístění jednotlivých komponentů elektrobusu různých výrobců je zřejmé, že některá konstrukční řešení soustřeďují prakticky veškeré komponenty do jednoho prostoru (SOR Libchavy EBN 11), jiní pro umístění využívají různá místa ve vozidle (Škoda Transportation Perun).'

Z uvedeného popisu je zřejmé, že decentralizace jednotlivých komponentů zvyšuje pravděpodobnost výskytu vysokého napětí ve větší části autobusu a komplikuje vedení bezpečného zásahu ve vozidle. U centralizované konstrukce představuje hlavní zdroj nebezpečí pouze jedna část autobusu a tomu je možné také přizpůsobit taktiku zásahu.

Trakční baterie
Až na výjimky jsou pro napájení elektrobusů využívány lithiové baterie (obecný název pro všechny zdroje využívající ve své konstrukci lithium), které jsou podle požadované kapacity a napětí propojeny do celků. Tento typ baterií je využíván zejména s ohledem na počet nabíjecích cyklů a poměru hmotnosti a kapacity akumulátoru. Díky těmto vlastnostem patří lithiové baterie mezi zdroje velmi vhodné pro mobilní aplikace. Elektromobily a elektrobusy využívají ke své činnosti baterie o kapacitě jednotek až stovek kW. Při využívání baterií na bázi lithia se setkáváme s problémem, který u jiných typů baterií nebyl tak významný. Tímto problémem je bezpečnost lithiových baterií. Jednotlivé články jsou tvořeny různými druhy látek, které mají různé vlastnosti z pohledu možného vznícení, případně podpory hoření. Materiál kladné elektrody je tvořen látkami s vysokým podílem vázaného kyslíku a podporují tak hoření. Záporné elektrody jsou tvořeny z hořlavých materiálů a na vzduchu jsou často samozápalné. K tomu je možné přičíst také elektrolyt tvořený roztokem lithné soli v organické kapalině, případně gelu.

Bezpečnost trakčních baterií
Existuje několik způsobů, jak může při provozu lithiových baterií dojít k jejich požáru – nadměrná proudová zatížení, mechanické poškození způsobující vnitřní zkrat a v neposlední řadě přehřátí baterie. K nadměrnému proudovému zatížení baterie může mimo jiné dojít vlivem poškození kabeláže spojující trakční baterii s trakčním měničem, případně mechanickým poškozením konstrukce trakčního měniče při nehodě. Stejně tak může dojít při nehodě autobusu k mechanickému poškození jednoho nebo více článků baterie, a tím k následnému požáru. Tepelné namáhání baterie v případě dopravní nehody bude prakticky vždy způsobeno vlivem požáru. V případě nadměrné zátěže a mechanického poškození dochází k procesům, které mohou zapříčinit vznik požáru, a je nutné tomuto stavu přizpůsobit taktiku zásahu. V případě tepelného namáhání může baterie výrazně zintenzivnit požár a zkomplikovat tak již probíhající požární zásah.

Stejně jako u nebezpečí úrazu elektrickým proudem má zásadní vliv i nebezpečí vznícení trakční baterie autobusu a s tím související umístění baterií.

Příklad konstrukce trakční baterie
Blok trakční baterie elektrobusu SOR EBN je tvořen 180 kusy lithiových akumulátorů o jmenovité kapacitě 300 Ah, sestavených do šesti samostatných bloků vzájemně propojených a umístěných do ocelové skříně. Výstupní napětí trakční baterie je 600 V a celková kapacita je podle výrobce 170 kWh. U tohoto typu elektrobusu je v případě mimořádné události zajištěn poměrně jednoduchý přístup ke spojovacím konektorům jak mezi baterií a trakčním měničem, tak mezi jednotlivými bloky. Jejich odpojením dochází k omezení výskytu vysokého napětí ve zbývajících částech autobusu.

Zásah u požáru elektrobusu v Hranicích na Přerovsku
V neděli 10. června 2018 v 19.16 hodin přijalo krajské operační a informační středisko (KOPIS) Hasičského záchranného sboru Olomouckého kraje (HZS Olk) oznámení o požáru autobusu na jedné z pravidelných linek v Hranicích. Přesto, že první jednotka PO zahájila hasební zásah čtyři minuty po ohlášení, byla výsledná škoda na vozidle vyčíslena na několik miliónů korun.

Časová osa události
Během jízdy na pravidelné lince byl řidič vozidla přibližně v 18.25 hodin upozorněn jedním z cestujících na kouř z ventilátoru umístěného v zadní části autobusu. Na základě upozornění řidič ventilátor vypnul a na další zastávce provedl vizuální kontrolu prostoru s negativním výsledkem. Přibližně v 18.40 hodin autobus dokončil pravidelnou jízdu na konečné zastávce u obchodního centra v Hranicích, kde následovala 45minutová přepravní přestávka, kterou řidič vozidla využil na úklid. Přibližně v 19.00 hodin si řidič vozidla všiml kouře z ventilátoru. Podle informačního panelu na přístrojové desce byl ventilátor v tomto okamžiku odpojen od napájení. Při opětovném návratu do zadní části vozidla již bylo vidět plamenné hoření, které se řidič pokusil uhasit ručníkem. Ve stejnou dobu začali na plamenné hoření na střeše autobusu upozorňovat také cestující stojící na zastávce.

Vzhledem k tomu, že prvotní zásah řidiče nebyl úspěšný, rozhodl se řidič vyrazit směrem k nedaleké stanici HZS Olk. Cestu za hasiči však musel v důsledku zakouření autobusu a rozvoje požáru ukončit přibližně po 500 m na Třídě 1. máje. Teprve v tento okamžik řidič celou událost prostřednictvím městské policie oznámil. Na základě oznámení na KOPIS, že došlo k požáru autobusu na zastávce MHD, která se nachází v blízkosti administrativní budovy, kdy hrozilo rozšíření na blízké objekty, byly na místo události vyslány jednotky 1. stupně požárního poplachového plánu. Jako první se na místo události dostavila jednotka PO ze stanice HZS Olk Hranice vzdálené 350 m. Po příjezdu na místo události se již vozidlo nacházelo ve třetí fázi rozvoje požáru. Podle informací řidiče se v autobusu nenacházeli žádní cestující.

Již při příjezdu k místu události určil velitel zásahu (VZ) jako nejvhodnější použití dvou proudů C s důrazem na dodržování bezpečné vzdálenosti a co možná největší roztříštění proudů. Při stanovení taktiky zásahu vycházel VZ ze skutečnosti, že u elektrobusu hrozí nebezpečí úrazu elektrickým proudem. S ohledem na to, v jaké fázi požáru se vozidlo nacházelo v době příjezdu jednotky PO, bylo nasazení proudů směřováno tak, aby se omezila možnost úrazu elektrickým proudem a šíření požáru do prostoru trakčních baterií, nacházejících se v zadní části autobusu. Na základě znalosti konstrukce elektrobusu jednotka PO odpojila akumulátorové skříně od trakčního měniče (komponenty pro odpojení jsou dostupné v zadní části autobusu), čímž bylo riziko úrazu elektrickým proudem omezeno na minimum a zasahující hasiči se mohli plně soustředit na dokončení hasebních prací.

Vzhledem k tomu, že se místo zásahu nacházelo v poměrně hustě obydlené oblasti a Třída 1. máje je výpadovkou k přivaděči na dálnici D1, neobešel se zásah bez dopravních komplikací a velkého zájmu veřejnosti. Omezení pohybu veřejnosti v blízkosti místa zásahu a řízení dopravy velmi rychle od nahlášení události zvládly hlídky Policie ČR a Městské policie Hranice.

Specifika zásahu
Pozitiva

• znalost konstrukce elektrobusu,
• rychlý zásah první jednotky PO,
• výborná spolupráce s Policií ČR.

Negativa

• pozdní oznámení události,
• rychlý rozvoj požáru způsobený konstrukčními materiály autobusu.
• Zjišťování příčiny vzniku požáru

Prvotní ohledání a vytěžení informací provedl službu konající vyšetřovatel požárů přímo na místě události. Následující den 11. června 2018 proběhla na odstavném parkovišti v ­areálu ČSAD Přerov podrobnější prohlídka za účasti vyšetřovatele územního odboru Přerov, krajského koordinátora zjišťování příčin vzniku požárů HZS Olk, vyšetřovatelů Policie ČR, elektrotechnika Odboru kriminalistické techniky a expertiz Frýdek-Místek a zástupců výrobce autobusu. Jako ohnisko požáru byla určena zadní část autobusu. Ze zkoumaných důkazů a dostupných informací se nepodařilo zcela jednoznačně příčinu vzniku požáru určit. Vzhledem ke specifické konstrukci elektrobusu a zcela odlišným technickým parametrům oproti běžným dopravním prostředkům bylo rozhodnuto o nutnosti přizvání techniků Technického ústavu požární ochrany (TÚPO) v Praze.

Dalším úkonům směřujícím ke zjištění příčiny vzniku požáru bylo torzo elektrobusu podrobeno 20. června 2018 za účasti specialistů TÚPO. Součástí zkoumání byla také podrobná prohlídka funkčního autobusu a nabíjecích stanic, která umožnila vyšetřovatelům seznámit se s konstrukčním řešením elektrobusu a ujasnit si jednotlivé funkční vazby. Prostřednictvím výrobce byla také zajištěna kompletní dokumentace elektroinstalace. Následným zkoumáním torza vyhořelého autobusu byly v ohnisku požáru nalezeny zbytky ventilátoru včetně napájecí kabeláže, na které byly patrné markanty elektrického zkratu. Odebrané vzorky elektroinstalace byly předány k dalšímu zkoumání specialistům TÚPO.

Příčina vzniku požáru
V důsledku zalomení a skřípnutí napájecích vodičů mezi střešním výklopným víkem a konstrukcí elektrobusu došlo k porušení celistvosti izolace přívodního kabelu k ventilátoru. Při porušení izolace vodičů vznikly vodivé cesty umožňující průchod svodového proudu, který měl za následek nárůst teploty v místě porušení izolace až do mezních hodnot okolních hořlavých materiálů v podobě izolace a plastových dílů. K vytvoření elektricky vodivé cesty určitou měrou přispěla i vlhkost v prostoru vedení přívodního kabelu k ventilátoru zapříčiněná pravděpodobně intenzivními dešťovými srážkami, kterým byl autobus vystaven během jízdy těsně před požárem. Do objektivních příčin vzniku požáru lze zahrnout:

• atmosférické jevy v podobě silné bouřky s následným proniknutím vlhkosti do okolí ventilátoru,
• nevhodné konstrukční řešení přívodního kabelu k ventilátoru, který byl volně vedený a na několika místech poklopem přitlačený na hrany konstrukcí,
• způsob jištění ventilátoru jako koncového elektrického zařízení,
• čas zapnutí a vypnutí ventilátoru.

Rozsah následků požáru lze přičíst na vrub také lidskému faktoru při prvotních příznacích vznikajícího požáru.

Jak už to tak v podobných případech bývá, k požáru došlo souhrou několika na sobě nezávislých okolností, které se právě spojily na jednom místě v jeden čas, a zapříčinily tak vznik požáru.

V souvislosti s tímto požárem a následnou medializací se na některých diskuzních fórech prakticky okamžitě objevily otázky nad vhodností použité taktiky zásahu. Jedním z hlavních témat této diskuze bylo použití vodních proudů pro hašení zařízení pod napětím, kterým elektrobus bezesporu je.

Město Hranice jako jedno z prvních měst v České republice zajišťuje od konce roku 2017 provoz městské hromadné dopravy výhradně prostřednictvím elektrobusů. V souvislosti s touto skutečností byla v průběhu ledna 2018 zorganizována ve spolupráci s provozovatelem elektrobusů odborná příprava pro příslušníky stanice Hranice. V průběhu odborné přípravy byli příslušníci seznámeni s hlavními konstrukčními prvky elektrobusů, jejich umístěním ve vozidle a se základními postupy k bezpečné deaktivaci elektrovýstroje autobusu pro případ nehody. Zároveň byly diskutovány základní postupy pro případ řešení mimořádné události. Doporučené postupy vycházejí z metodického listu č. 25 kapitoly P Bojového řádu jednotek PO hašení vodou elektrických zařízení pod napětím do 400 V a některých doporučení uvedených v konspektu odborné přípravy 4-2-05 zásah u vozidel s alternativními pohony. Ani jeden z uvedených dokumentů ovšem zcela jednoznačně nepřináší odpověď na zásadní otázku, jak provést zásah co nejefektivněji. Účelem článku je seznámit čtenáře s možnými riziky a odkázat na zdroje dalších informací souvisejících s touto problematikou.


mjr. Ing. Leoš JANÁČEK, kpt. Ing. Jakub BÁRTL, HZS Olomouckého kraje, foto Hranický deník, firemní dokumentace výrobce, archiv HZS Olomouckého kraje

Print  E-mail  X Corp.   Facebook