מה קורה כאשר יש זרם חשמלי בניטרלי?

עקרונות של מכת חשמל

במערכת אספקת חשמל תלת-שלבית עם כבל ניטרלי, הכבל הניטרלי (כבל PEN או N) מחובר לקרקע. בתאוריה, הפוטנציאל של הכבל הניטרלי הוא אותו פוטנציאל כמו הקרקע. כאשר המטען התלת-שלבי מאוזן, כמעט אין זרם עובר דרך הכבל הניטרלי. אך כאשר אדם מגע בכבל הניטרלי וקיימת תקלה בכבל הניטרלי, עלול להתרחש אירוע של מכת חשמל.

מכת חשמל מתבצעת בעיקר כי יש זרם עובר בגוף האדם. מידת הנזק שנגרמת לגוף האדם ממכת חשמל קשורה לגורמים כגון גודל והמשך הזמן של הזרם העובר בגוף האדם והמסלול של הזרם. בדרך כלל, סבורים כי כאשר זרם תדרי (50Hz או 60Hz) עובר בגוף האדם מעל 10mA, עשוי להיות בלתי אפשרי לאדם להתנתק מהמקור החשמלי באופן עצמאי. כאשר הזרם עולה על 30mA, עלול להיגרם תוצאות חמורות כמו רטט לב.

תנאי תקלות בכבל ניטרלי שיכולים לגרום למכת חשמל

שבירת כבל ניטרלי

כאשר כבל ניטרלי נשבר, במקרה של אי-איזון תלת-שלבי, הפוטנציאל של הכבל הניטרלי אחרי נקודת השבירה ישתנה. למשל, במעגל תאורה עם מערכת תלת-שלבית עם כבל ניטרלי, אם הכבל הניטרלי נשבר במקום מסוים, בשל העובדה שהמטענים של כל שלב (כמו מנורות) אינם יכולים להיות זהים לחלוטין, הזרם שהיה חוזר למקור החשמל דרך הכבל הניטרלי אינו יכול לזרום בצורה תקינה. בנקודה זו, אם ניקח לדוגמה את השלב עם המטען הגדול יותר, חלק מהזרם של שלב זה ייצור מעגל דרך המטענים והכבלים הניטרליים של שלבים אחרים, כך שהפוטנציאל של הכבל הניטרלי כבר לא יהיה אפס ועשוי לעלות לתחומין גבוהים יותר. אם אדם מגע בכבל ניטרלי חי כזה, יהיה זרם עובר בגופו, מה שיוביל למכת חשמל.

קשר גרוע של כבל ניטרלי

קשר גרוע בנקודת ההתחברות של הכבל הניטרלי לציוד או בקצה הכבל הניטרלי בקופסאת הפצה גם הוא מאוד נפוץ. קשר גרוע יגרום להתנגדות גבוהה יותר בנקודה זו. לפי חוק אוהם U=IR, כאשר יש זרם עובר, ייווצר נפילת מתח בנקודה של הקשר הגרוע. אם נפילת המתח גדולה מספיק כדי שהפוטנציאל של הכבל הניטרלי יתנתק מהפוטנציאל של הקרקע, כאשר אדם מגע בו, יהיה זרם עובר וגורם למכת חשמל.

תקלה קצרה בין כבל ניטרלי לכבל פאזה ולאחר מכן התקלה הקרקעית (מצב מורכב יותר):

מצב זה עלול לגרום לכבל הניטרלי להכיל מתח מסוכן. למשל, בתוך ציוד חשמלי, תקלה קצרה בין הכבל הניטרלי לכבל הפאזה. הזרם הגדול אחרי התקלה הקצרה עלול לגרום לחומר הגנה לפעול. אך אם התקלה לא מכritzת את המעגל לחלוטין, או עקב מערכת קרקעית לא מושלמת, חלק מהזרם הקצר יזרום לקרקע דרך מערכת הקרקעית. בנקודה זו, עשוי להיות לכבל הניטרלי מתח שאריות מסוים. כאשר אדם מגע בכבל הניטרלי, הוא יקבל מכת חשמל.

הצגת נזקים ממכת חשמל

פציעת מכת חשמל

כאשר זרם עובר בגוף האדם, הוא יגרום לפציעת מכת חשמל ישירה לאיברים חשובים כמו מערכת העצבים והלב. הגוף ירגיש תחושת זעזוע. ככל שהזרם גדל, התחושה הזה יתגבר ועשוי להיווצר מתח שרירים. אם הזרם מתמשך זמן רב או שהזרם גדול, הוא יוביל לנישות נשימה ועצירת הלב. למשל, כאשר הזרם העובר בגוף האדם מגיע לכמה עשרות מיליאאמפרים או יותר, הוא עשוי לגרום לרטיית желудочков, что является очень опасной аритмией, которая делает сердце неспособным эффективно перекачивать кровь и угрожает жизни.

ожог от электрического тока

При одновременном контакте человека с нейтральным проводом, если в точке контакта возникает дуга или ток вырабатывает тепло внутри тела, может произойти электрический ожог. Степень электрического ожога зависит от таких факторов, как величина тока, время контакта и сопротивление тела. Обычно, удары высоким напряжением и большим током более вероятно вызывают серьезные электрические ожоги. Электрические ожоги не только повреждают кожу, но могут также вызвать глубокие травмы подкожных тканей, мышц и костей. Например, когда человек касается нейтрального провода с относительно высоким напряжением, точка контакта может быть обугленной и обугленной, а окружающие ткани также могут пострадать от теплового воздействия, появляясь красными, пузырями и другими состояниями.