Принципи на електричния удар
В нормална система за доставка на електроенергия с три фази и четири жици, нулевата жица (PEN жица или N жица) е заземена. Теоретично, потенциалът на нулевата жица е същият като този на земята. Когато тритефазната нагрузка е балансирана, почти няма ток, който да протича през нулевата жица. Но, ако човек докосне нулевата жица и има дефект в нея, може да се случи електрически удар.
Електричният удар се случва главно поради наличието на ток, който протича през човешкото тяло. Степента на вреда, причинена от електричния удар, е свързана с фактори като големината и продължителността на тока, който протича през тялото, и пътя на тока. Обикновено се счита, че когато честотата на променливия ток (50Hz или 60Hz), който протича през човешкото тяло, надхвърли 10mA, може да стане невъзможно за човека самостоятелно да се избави от източника на тока. Когато токът надхвърли 30mA, може да доведе до сериозни последствия като фибрилация на сърцето.
Дефектни условия на нулевата жица, които могат да доведат до електричен удар
Пукнатина в нулевата жица
Когато нулевата жица се разцепи, при тритефазна дисбалансировка, потенциалът на нулевата жица след точката на разцепване ще се промени. Например, в осветителна верига с три фази и четири жици, ако нулевата жица се разцепи на определено място, поради факта, че нагрузките на всяка фаза (например лампи) не могат да бъдат напълно еднакви, токът, който преди се връщаше към източника през нулевата жица, не може да протече нормално. В този момент, като пример, вземайки фазата с повече нагрузки, част от тока на тази фаза ще формира контур през нагрузките и нулевите жици на другите фази, като потенциалът на нулевата жица вече не е нула и може да се увеличи до по-високо напрежение. Ако човек докосне тази живо нулева жица в този момент, ще има ток, който протече през човешкото тяло, водещ до електричен удар.
Лош контакт на нулевата жица
Лошият контакт в точката на свързване на нулевата жица с оборудването или на терминалите на нулевата жица в распределителния кутия също е много обикновено. Лошият контакт ще увеличи съпротивлението в тази точка. Според закона на Ом U=IR, когато има ток, който протича, ще се появи падане на напрежението в точката на лошия контакт. Ако това падане на напрежението е достатъчно, за да направи потенциала на нулевата жица да се отклони от потенциала на земята, когато човек я докосне, ще има ток, който протече и причини електричен удар.
Краткото между нулевата и фазовата жица и след това заземяване (по-сложна ситуация):
Тази ситуация може да причини нулевата жица да има опасно напрежение. Например, във вътрешността на електрическото оборудване, се случва кратко между нулевата и фазовата жица. Големият ток след краткото може да предизвика устройството за защита да действа. Но, ако дефектът не прекъсне напълно веригата, или поради недостатъчна система за заземяване, част от тока при краткото ще протече през земята чрез устройство за заземяване. В този момент, нулевата жица може да има определено остатъчно напрежение. Когато човек докосне нулевата жица, той ще получи електричен удар.
Манифестации на вредата от електричния удар
Повреди от електричен удар
Когато токът протича през човешкото тяло, той причинява пряк електричен удар на важни органи като нервната система и сърцето. Човешкото тяло ще усети ухапване. Като токът се увеличава, това усещане става по-силно и може да се появят мускулни спазми. Ако токът продължава за дълго време или токът е голям, това може да доведе до парализа на дишането и спиране на сърцето. Например, когато токът, който протича през човешкото тяло, достигне няколко десетки милиампери или повече, може да причини вентрикулярна фибрилация, което е много опасна аритмия, която прави сърцето неспособно да помпва кръв ефективно и заплашва живота.
Електрически ожег
Едновременно с електричния удар, когато човек докосне нулевата жица, ако се образува дъга в точката на контакт или токът генерира топлина в човешкото тяло, ще се появи електрически ожег. Степента на електрически ожег е свързана с фактори като големината на тока, времето на контакт и съпротивлението на човешкото тяло. Обикновено, електричният удар с високо напрежение и голям ток е по-вероятен да причини сериозен електрически ожег. Електрическият ожег не само поврежда кожата, но може да причини и дълбоки повреди на подкожните тъкани, мускулите и костите. Например, когато човек докосне нулевата жица с относително високо напрежение, точката на контакт може да изглежда изгоряла и карбонизирана, а околните тъкани ще изглеждат червени, с мехури и други симптоми, причинени от термична повреда.
