Principi električnog udara
U normalnom trofaznom četverozavodnom sustavu snabdijevanja strujom, neutralni vod (PEN vod ili N vod) je zatekljen. Teoretski, potencijal neutralnog voda je isti kao i tla. Kada su trofazni opterećenja uravnotežena, skoro nema struje koja teče kroz neutralni vod. Međutim, kada osoba dodirne neutralni vod, a postoji greška u neutralnom vodu, može doći do nesreće uzrokovane električnim udarom.
Električni udar se uglavnom dešava jer struja teče kroz ljudsko tijelo. Stupanj štete koju električni udar nanosi ljudskom tijelu ovisi o faktorima poput veličine i trajanja struje koja teče kroz tijelo te putanje struje. Općenito se smatra da kada prekidna struja (50Hz ili 60Hz) koja prolazi kroz ljudsko tijelo premaši 10mA, moguće je da osoba ne može samostalno isključiti napajanje. Kada struja premaši 30mA, može dovesti do ozbiljnih posljedica poput fibrilacije srca.
Stanja grešaka neutralnog voda koje mogu dovesti do električnog udara
Prekid neutralnog voda
Kada je neutralni vod prekinut, u slučaju neravnoteže trofaznih opterećenja, potencijal neutralnog voda iza točke prekida će se pomaknuti. Na primjer, u osvjetljuvalnom krugu s trofaznim četverozavodnim sustavom, ako se neutralni vod prekine na određenoj točki, zbog činjenice da se opterećenja pojedinih faza (poput svjetala) ne mogu potpuno podudarati, struja koja je inače vraćala kroz neutralni vod ne može normalno teći. U tom trenutku, uzimajući za primjer fazu s većim opterećenjem, dio struje te faze formirat će petlju kroz opterećenja i neutralne vode drugih faza, čime potencijal neutralnog voda više neće biti nula i može porasti na veću napetost. Ako osoba u tom trenutku dodirne ovaj živčani neutralni vod, struja će proći kroz ljudsko tijelo, što će rezultirati električnim udarom.
Loš kontakt neutralnog voda
Loš kontakt na spojnoj točki neutralnog voda i opreme ili na terminalu neutralnog voda u raspodjelnom okviru također je vrlo uobičajen. Loš kontakt uzročit će povećanje otpora na toj točki. Prema Ohmovom zakonu U=IR, kada struja teče, dogodit će se pad napetosti na točki lošeg kontakta. Ako je ovaj pad napetosti dovoljno velik da potencijal neutralnog voda odstupi od potencijala tla, kada ga osoba dodirne, struja će proći i uzrokovati električni udar.
Kratki spoj između neutralnog i faznog voda te zatim greška zatekljenja (složeniji slučaj):
Ova situacija može uzrokovati da neutralni vod ima opasnu napetost. Na primjer, unutar elektroopreme, dogodi se kratki spoj između neutralnog i faznog voda. Velika struja nakon kratkog spoja može aktivirati uređaj za zaštitu. Međutim, ako greška ne potpuno prekida krug, ili zbog nepotpunog sustava zatekljenja, dio struje kratkog spoja teći će u tlo kroz uređaj za zatekljenje. U tom trenutku, neutralni vod može imati određenu ostatak napetosti. Kada osoba dodirne neutralni vod, dobit će električni udar.
Manifestacije štete od električnog udara
Povreeda od električnog udara
Kada struja prođe kroz ljudsko tijelo, uzrokovat će direktnu povredu važnih organa poput živčanog sustava i srca. Ljudsko tijelo osjetit će oštre osećaje. S povećanjem struje, ovo osećanje postaje jače i mogu nastupiti mišićni spazmi. Ako struja traje dugo ili je struja velika, dovesti će do paralize disanja i zaustavljanja srca. Na primjer, kada struja koja prolazi kroz ljudsko tijelo doseže desetak milijampera ili više, može uzrokovati ventrikularnu fibrilaciju, vrlo opasan aritmijski stanje koji će srce sprečiti u efektivnom pumpiranju krvi i prijetiti životu.
Električna opeklinica
U isto vrijeme kada osoba dobije električni udar dodirom neutralnog voda, ako se na točki dodira generira luk ili struja generira toplinu unutar ljudskog tijela, dobit će električnu opeklinicu. Stupanj električne opeklina ovisi o faktorima poput veličine struje, vremena kontakta i otpora ljudskog tijela. Općenito, električni udar visokim naprezanjima i velikim strujama vjerojatnije je uzrokovati teže električne opeklina. Električne opekline ne samo što oštećuju kožu, već mogu uzrokovati duboke povrede podkožnih tkiva, mišića i kostiju. Na primjer, kada osoba dodirne neutralni vod s relativno visokim naprezanjem, točka kontakta može pokazati opeklinu i ugljenjanje, a okolna tkiva mogu pokazati crvenilo, mehuru i druge stanje uslijed termalne oštećenja.
