Elektrilülituse põhimõtted
Tavalises kolmfaasilises neljawiirilises võrgus on neutraalwiir (PEN-wiir või N-wiir) märgitud. Teoreetiliselt on neutraalwiiri potentsiaal sama nagu maa. Kui kolmfaasilised koormad on tasakaalus, siis neutraalwiiris peaaegu ei voola üldse elektri. Kuid kui inimene puudutab neutraalwiiri ja selles tekib vigane, võib toimuma elektrilülituse nähtus.
Elektrilülitus toimub peamiselt selle tõttu, et inimese kehas voolab elektri. Elektrilülituse tekitatud kahju inimese kehale seostatakse faktoritega, nagu voolu suurus ja kestus ning voolu tee. Tavaliselt arvatakse, et kui inimese kehas voolab võrgusagedusega (50Hz või 60Hz) üle 10mA, võib see muuta inimesele iseseisva võrgust lahkumise võimetuks. Kui vool ületab 30mA, võib see viia tõsiste tagajärgede, nagu südame fibrilleerumiseni.
Neutraalwiiri vigased tingimused, mis võivad põhjustada elektrilülitust
Neutraalwiiri katkev
Kui neutraalwiir katkeb, siis kolmfaasilise ebavõrdsuse korral lülitub neutraalwiiri potentsiaal katkepunktist järgnevalt. Näiteks valgustussüsteemides kolmfaasilises neljawiirilises võrgus, kui neutraalwiir katkeb mingil kohal, siis selle tõttu, et igas faasis (nt lambid) koormad ei ole täpselt samad, vool, mis alguliselt läks neutraalwiiri kaudu tagasi võrgule, ei saa enam normaalselt voolata. Sel juhul, võttes näiteks rohkema koormaga faasi, osa selle faasi vool vormib tsükli teiste faaside koormuste ja neutraalwiiride kaudu, mis teeb neutraalwiiri potentsiaali enam nulliks ega või tõuseb kõrgemale voltageni. Kui inimene nüüd puudutab seda elava neutraalwiiri, siis inimese kehas läbib vool, mis põhjustab elektrilülitust.
Halb neutraalwiiri kontakt
Neutraalwiiri ja seadme ühenduspunkti või neutraalwiiri liitlakoha halb kontakt on ka väga levinud. Halb kontakt suurendab selle punkti vastust. Ohmi seaduse U=IR järgi, kui seal voolab vool, tekib halva kontakti kohal voltagelaenus. Kui see voltagelaenus on piisavalt suur, et neutraalwiiri potentsiaal eksitaks maapinnast, siis inimese puudutamisel tekib vool, mis põhjustab elektrilülitust.
Neutraalwiiri ja faasiwiiri lühikanne, millele järgneb maanduv vigane (rohkem keeruline olukord):
See olukord võib neutraalwiirile anda ohtlikku voltaget. Näiteks elektriseadmes tekib neutraalwiiri ja faasiwiiri vahel lühikanne. Lühikannest järgnenud suur vool võib panna tööle kaitsetehnika. Kuid kui vigane ei lõpeta täielikult tsüklit või mitteoptimaalse maandamissüsteemi tõttu, osa lühikannevoolu voolab maapinna kaudu maandamisseadmega. Sellisel juhul võib neutraalwiiril olla mõni jääkvool. Inimese puudutamisel neutraalwiiri, tekib elektrilülitus.
Elektrilülituse kahjulikkuse näited
Elektrilülituse kahju
Kui vool läbib inimese keha, põhjustab see otsest elektrilülituse kahju olulistele orgaanidele, nagu nervisüsteem ja süda. Inimese kehas tekib kõhuunenud tunne. Voolu suurenemisel tugevdub see tunne ja võidakse esineda lihaste kramppe. Kui vool kestab pikka aega või on vool suur, viib see hingamisparalüüsini ja südamerüppe. Näiteks, kui inimese kehas voolab vool, mis ületab mitmeid desimeetreid, võib see põhjustada ventrikuli fibrilleerumist, mis on väga ohtlik südameliigutuse, mis teeb südamele võimetuks veret efektiivselt pompama ja ohustab elu.
Elektrilõhn
Samal ajal, kui inimene puudutab neutraalwiiri, kui kontaktipunktis tekib kaar või vool tekitab soojust inimese kehas, tekib elektrilõhn. Elektrilõhnu tõsidust mõjutavad tegurid, nagu voolu suurus, kontaktiaeg ja inimese vastus. Üldiselt, kõrgema voltagiga ja suurema vooluga elektrilülitus on rohkem eelnevalt elektrilõhnikutele. Elektrilõhn kahjustab mitte ainult nahka, vaid võib tekitada ka sügavamaid kahjustusi alamnahalisele kõhule, lihastele ja luudele. Näiteks, kui inimene puudutab neutraalwiiri, millel on suurem voltagi, võib kontaktipunkt näha pähkeltnud ja süsinikaanunevat, ning ümbruskonna kõhed, vesikud ja muud tingimused, mis tekkivad soojuse kahjustuse tõttu.
