ماذا يحدث عند حدوث صدمة كهربائية في السلك المحايد؟

مبادئ الصدمة الكهربائية

في نظام تزويد الطاقة ثلاثي الأطوار رباعي الأسلاك، يتم توصيل سلك المحايد (PEN أو N) بالأرض. نظريًا، يكون الجهد الكهربائي لسلك المحايد مساويًا لجهد الأرض. عندما تكون الأحمال الثلاثية متوازنة، لا يمر تقريبًا أي تيار عبر سلك المحايد. ومع ذلك، عندما يلمس شخص سلك المحايد ويحدث عطل في هذا السلك، قد يحدث حادث صدمة كهربائية.

تحدث الصدمة الكهربائية بشكل أساسي بسبب مرور تيار كهربائي عبر جسم الإنسان. وتتعلق درجة الضرر الذي تسببه الصدمة الكهربائية للجسم البشري بعوامل مثل قوة وفترة مرور التيار الكهربائي عبر الجسم والمسار الذي يسلكه التيار. عادةً ما يعتبر أن تيار التردد الكهربائي (50 هرتز أو 60 هرتز) الذي يتجاوز 10 ميلي أمبير عند مروره عبر الجسم قد يجعل الشخص غير قادر على التحرر من مصدر الطاقة بشكل مستقل. عندما يتجاوز التيار 30 ميلي أمبير، قد يؤدي إلى عواقب خطيرة مثل اضطراب النظم البطيني.

حالات عطل سلك المحايد التي قد تؤدي إلى الصدمة الكهربائية

انقطاع سلك المحايد

عندما يتقطع سلك المحايد، وفي حالة عدم توازن الأطوار الثلاثة، سيتغير الجهد الكهربائي لسلك المحايد بعد نقطة القطع. على سبيل المثال، في دائرة إضاءة ذات نظام ثلاثي الأطوار رباعي الأسلاك، إذا انقطع سلك المحايد في مكان معين، وبسبب عدم تساوي الأحمال لكل طور (مثل الأضواء)، لن يستطيع التيار الذي كان يعود إلى مصدر الطاقة عبر سلك المحايد أن يتدفق بشكل طبيعي. في هذه الحالة، إذا أخذنا طورًا به أحمال أكثر كمثال، فسيشكل جزء من تيار هذا الطور حلقة عبر الأحمال وأسلاك المحايد للأطوار الأخرى، مما يجعل جهد سلك المحايد لم يعد صفراً وقد يرتفع إلى جهد أعلى. إذا لامس شخص هذا السلك الحي في هذه اللحظة، سيمر تيار عبر جسمه مما يؤدي إلى الصدمة الكهربائية.

اتصال سلك المحايد السيئ

من الشائع أيضًا أن يكون هناك اتصال سيئ في نقطة اتصال سلك المحايد مع الجهاز أو في نهاية سلك المحايد داخل صندوق التوزيع. سيؤدي الاتصال السيئ إلى زيادة المقاومة في هذه النقطة. وفقًا لقانون أوم U=IR ، عندما يمر تيار عبرها، سيحدث انخفاض في الجهد عند نقطة الاتصال السيئ. إذا كان هذا الانخفاض في الجهد كبيرًا بما يكفي ليجعل جهد سلك المحايد يختلف عن جهد الأرض، فعندما يلامس الشخص هذه النقطة، سيمر تيار عبر جسمه مما يؤدي إلى الصدمة الكهربائية.

حدوث قصر دارة بين سلك المحايد وسلك الطور ثم عطل تأريض (حالة أكثر تعقيدًا):

قد تؤدي هذه الحالة إلى وجود جهد خطر في سلك المحايد. على سبيل المثال، يحدث قصر دارة بين سلك المحايد وسلك الطور داخل جهاز كهربائي. قد يؤدي التيار الكبير بعد القصر إلى تشغيل جهاز الحماية. ومع ذلك، إذا لم يتم قطع الدائرة بشكل كامل، أو بسبب نظام التأريض غير الكامل، فقد يتدفق جزء من تيار القصر إلى الأرض عبر جهاز التأريض. في هذه الحالة، قد يكون هناك جهد متبقي في سلك المحايد. عندما يلامس شخص سلك المحايد، سيتعرض للصدمة الكهربائية.

أشكال الضرر الناجم عن الصدمة الكهربائية

إصابة الصدمة الكهربائية

عند مرور التيار عبر جسم الإنسان، سيتسبب في إصابة مباشرة لأعضاء مهمة مثل الجهاز العصبي والقلب. سيشعر الجسم بنوع من الخدر. مع زيادة التيار، ستزداد هذه الإحساس وقد يحدث تشنج العضلات. إذا استمر التيار لفترة طويلة أو كان التيار كبيرًا، سيؤدي إلى شلل التنفس وتوقف القلب. على سبيل المثال، عندما يصل التيار عبر جسم الإنسان إلى عدة عشرات من المللي أمبير أو أكثر، قد يحدث اضطراب النظم البطيني، وهو نوع خطير من اضطراب النظم يمكن أن يجعل القلب غير قادر على ضخ الدم بكفاءة ويهدد الحياة.

الحروق الكهربائية

في الوقت نفسه الذي يتعرض فيه الشخص للصدمة الكهربائية عند لمس سلك المحايد، إذا تم إنتاج قوس كهربائي في نقطة الاتصال أو إذا أنتج التيار حرارة داخل الجسم، فإن الحروق الكهربائية ستحدث. تتعلق درجة الحروق الكهربائية بعوامل مثل قوة التيار وفترة الاتصال ومدى مقاومة الجسم. عمومًا، الصدمات الكهربائية ذات الجهد العالي والتيار الكبير أكثر عرضة لسبب حروق كهربائية شديدة. الحروق الكهربائية لا تضر فقط الجلد ولكن قد تسبب إصابات عميقة في الأنسجة تحت الجلد والعضلات والعظام. على سبيل المثال، عند لمس شخص سلك المحايد ذو جهد عالٍ نسبيًا، قد يبدو موقع الاتصال محترقًا ومكربنًا، وسيظهر الأنسجة المحيطة بالاحمرار والفقاعات وغيرها من الحالات بسبب الضرر الحراري.