Co se stane, když dojde k elektrickému šoku v neutrálním vedení?

Principy elektrického šoku

V běžném třífázovém čtyřdrátovém přenosovém systému je neutrální drát (PEN drát nebo N drát) zazemlen. Teoreticky má neutrální drát stejný potenciál jako zem. Když jsou tři fáze vyvážené, skoro žádný proud neproudí neutrálním drátem. Pokud však člověk dotkne neutrálního drátu a dojde k poruše neutrálního drátu, může dojít k elektrickému šoku.

Elektrický šok se vyskytuje hlavně proto, že proud prochází lidským tělem. Míra poškození lidského těla elektrickým šokem souvisí s faktory jako jsou velikost a doba proudu procházejícího tělem a cesta proudu. Obecně se považuje, že když průchod síťovým proudem (50Hz nebo 60Hz) lidským tělem překročí 10mA, může to člověku znemožnit osvobodit se od zdroje napájení. Když proud překročí 30mA, může to vést k vážným následkům, jako je fibrilace srdce.

Stavy poruchy neutrálního drátu, které mohou způsobit elektrický šok

Zlomení neutrálního drátu

Když dojde k zlomení neutrálního drátu, v případě nerovnováhy mezi fázemi se potenciál neutrálního drátu za místem zlomu posune. Například v osvětlovacím obvodu s třífázovým čtyřdrátovým systémem, pokud se neutrální drát zlomí na nějakém místě, kvůli tomu, že zatížení jednotlivých fází (jako jsou lampy) nemůže být úplně stejné, proud, který by normálně proudil zpět do zdroje napájení neutrálním drátem, nemůže proudit správně. V této chvíli, u fáze s větším zatížením, se část proudu této fáze usměrňuje smyčkou přes zatížení a neutrální dráty ostatních fází, což způsobí, že potenciál neutrálního drátu již není nulový a může stoupat na vyšší napětí. Pokud člověk v této chvíli dotkne živého neutrálního drátu, dojde k průchodu proudu tělem, což způsobí elektrický šok.

Špatný kontakt neutrálního drátu

Špatný kontakt v místě spojení neutrálního drátu s zařízením nebo na konektoru neutrálního drátu v rozvodné skříni je také velmi běžný. Špatný kontakt způsobí, že odpor v tomto místě vzroste. Podle Ohmova zákona U=IR, když dojde k průchodu proudu, dojde v místě špatného kontaktu k poklesu napětí. Pokud tento pokles napětí bude dostatečně velký, aby potenciál neutrálního drátu odklonil od zemského potenciálu, když člověk dotkne, dojde k průchodu proudu a způsobí elektrický šok.

Krátké spojení neutrálního a fázového drátu a následné zazemlení (složitější situace):

Tato situace může způsobit, že neutrální drát bude mít nebezpečné napětí. Například uvnitř elektrického zařízení dojde k krátkému spojení mezi neutrálním a fázovým drátem. Velký proud po krátkém spojení může způsobit, že ochranné zařízení zapůsobí. Pokud však porucha nezcela přeruší obvod, nebo kvůli nedokonalému zazemlení, část krátkozaměrného proudu poteče do země prostřednictvím zazemňovacího zařízení. V této chvíli může neutrální drát mít určité reziduální napětí. Když člověk dotkne neutrálního drátu, dojde k elektrickému šoku.

Projevy škodlivosti elektrického šoku

Poranění elektrickým šokem

Když proud prochází lidským tělem, způsobí přímé poranění důležitých orgánů, jako jsou nervová soustava a srdce. Lidské tělo bude cítit bodavé pocity. S rostoucím proudem se toto pocity posílí a mohou nastat svalové krvácení. Pokud proud trvá dlouho nebo je silný, může to vést k dýchací paralýze a zastavení srdce. Například, když průchod lidským tělem dosáhne několika desítek milliamperů nebo více, může to způsobit ventrikulární fibrilaci, což je velmi nebezpečná arytmie, která způsobí, že srdce nebude schopno efektivně pumpovat krev a ohrozí život.

Elektrické popáleniny

Ve chvíli, kdy člověk prodělá elektrický šok dotykem neutrálního drátu, pokud dojde k vytvoření oblouku v místě kontaktu nebo proud vygeneruje teplo uvnitř těla, dojde k elektrické popálenině. Stupeň elektrické popáleniny souvisí s faktory, jako jsou velikost proudu, doba kontaktu a odpor lidského těla. Obecně lze říci, že elektrický šok s vysokým napětím a silným proudem je pravděpodobnější, že způsobí vážné elektrické popáleniny. Elektrické popáleniny nejen poškozují kůži, ale mohou také způsobit hluboká poranění podkůžní tkáně, svalů a kostí. Například, když člověk dotkne neutrálního drátu s relativně vysokým napětím, může místо kontaktu být spálené a uhlíkaté, a okolní tkáně budou mít červená místa, puchýře a jiné příznaky tepelného poškození.