Principios do choque eléctrico
Nun sistema de alimentación trifásico de catro fíos normal, o fío neutro (fío PEN ou N) está aterrado. Teoricamente, o potencial do fío neutro é o mesmo que o da terra. Cando a carga trifásica está equilibrada, case non hai corrente que circula polo fío neutro. No entanto, cando unha persoa toca o fío neutro e hai un fallo no fío neutro, pode ocorrer un accidente de choque eléctrico.
O choque eléctrico ocorre principalmente porque hai corrente que circula polo corpo humano. O grao de dano causado polo choque eléctrico ao corpo humano está relacionado con factores como a magnitude e duración da corrente que pasa polo corpo humano e a ruta da corrente. Xeralmente, considera-se que cando a corrente de frecuencia de rede (50Hz ou 60Hz) que pasa polo corpo humano supera os 10mA, pode facer que unha persoa non poida liberarse da fonte de enerxía de xeito independente. Cando a corrente supera os 30mA, pode levar a consecuencias graves como a fibrilación ventricular.
Condicións de fallo do fío neutro que poden levar a un choque eléctrico
Ruptura do fío neutro
Cando o fío neutro está roto, no caso de desequilibrio trifásico, o potencial do fío neutro despois do punto de ruptura cambiará. Por exemplo, nun circuito de iluminación con sistema trifásico de catro fíos, se o fío neutro está roto nalgún lugar, debido ao feito de que as cargas de cada fase (como as lámpanas) non poden ser completamente iguais, a corrente que orixinalmente volvía á fonte de enerxía a través do fío neutro non pode fluir normalmente. Nese momento, tomando como exemplo a fase coa maior carga, parte da corrente desta fase formará un circuito a través das cargas e fíos neutros das outras fases, facendo que o potencial do fío neutro xa non sexa cero e poida aumentar a unha tensión máis alta. Se unha persoa toca este fío neutro vivo neste momento, haxa corrente que pasa polo corpo humano, resultando nun choque eléctrico.
Mala conexión do fío neutro
A mala conexión no punto de conexión do fío neutro co equipo ou no terminal do fío neutro na caixa de distribución tamén é moi común. A mala conexión fará que a resistencia neste punto aumente. Segundo a lei de Ohm U=IR, cando hai corrente que pasa, ocorrerá unha caída de tensión no punto de mala conexión. Se esta caída de tensión é suficientemente grande para facer que o potencial do fío neutro se desvíe do potencial da terra, cando unha persoa toca, haxa corrente que pasa e causa un choque eléctrico.
Curto-circuíto entre o fío neutro e o fío de fase e despois fallo de aterramento (unha situación máis complexa):
Esta situación pode facer que o fío neutro teña unha tensión perigosa. Por exemplo, dentro dun equipo eléctrico, ocorre un curto-circuíto entre o fío neutro e o fío de fase. A gran corrente despois do curto-circuíto pode facer que o dispositivo de protección actúe. No entanto, se o fallo non corta completamente o circuito, ou debido a un sistema de aterramento imperfecto, parte da corrente de curto-circuíto fluirá á terra a través do dispositivo de aterramento. Nese momento, o fío neutro pode ter unha certa tensión residual. Cando unha persoa toca o fío neutro, sufrirá un choque eléctrico.
Manifestacións do dano por choque eléctrico
Lesión por choque eléctrico
Cando a corrente pasa polo corpo humano, provocará un dano directo por choque eléctrico en órganos importantes como o sistema nervioso e o corazón. O corpo humano sentirá unha sensación de picor. Á medida que a corrente aumenta, esta sensación será máis forte e poden ocorrer espasmos musculares. Se a corrente dura moito tempo ou a corrente é grande, levará a parálise respiratoria e parada cardíaca. Por exemplo, cando a corrente que pasa polo corpo humano alcanza varios decenas de milliampéres ou máis, pode provocar fibrilación ventricular, que é unha arritmia moi perigosa que fará que o corazón non poida bombear sangue de xeito eficaz e pon en risco a vida.
Queimadura eléctrica
Ao mesmo tempo que unha persoa recibe un choque eléctrico tocando o fío neutro, se xenera un arco no punto de contacto ou a corrente xenera calor dentro do corpo humano, ocorrerá unha queimadura eléctrica. O grao de queimadura eléctrica está relacionado con factores como a magnitude da corrente, o tempo de contacto e a resistencia do corpo humano. Xeralmente, o choque eléctrico con alta tensión e gran corrente é máis probable que cause queimaduras eléctricas graves. As queimaduras eléctricas non só danan a pel, senón que tamén poden causar lesións profundas nos tecidos subcutáneos, músculos e ósos. Por exemplo, cando unha persoa toca o fío neutro con unha tensión relativamente alta, o punto de contacto pode aparecer chamuscado e carbonizado, e os tecidos circundantes tamén aparecerán vermelhidão, ampollas e outras condicións debido ao dano térmico.