Cosa succede quando c'è una scossa elettrica in un filo neutro?

Principi dello shock elettrico

In un sistema di alimentazione trifase a quattro fili normale, il filo neutro (filo PEN o N) è collegato a terra. Teoricamente, il potenziale del filo neutro è lo stesso di quello della terra. Quando il carico trifase è bilanciato, quasi non c'è corrente che scorre attraverso il filo neutro. Tuttavia, quando una persona tocca il filo neutro e c'è un guasto nel filo neutro, può verificarsi un incidente di shock elettrico.

Lo shock elettrico si verifica principalmente perché c'è corrente che scorre attraverso il corpo umano. Il grado di danno causato dallo shock elettrico al corpo umano è correlato a fattori come l'entità e la durata della corrente che passa attraverso il corpo e il percorso della corrente. Generalmente, si ritiene che quando la corrente di rete (50Hz o 60Hz) che passa attraverso il corpo umano supera i 10mA, possa rendere impossibile per una persona liberarsi indipendentemente dall'alimentazione. Quando la corrente supera i 30mA, può portare a conseguenze serie come la fibrillazione ventricolare.

Condizioni di guasto del filo neutro che possono portare allo shock elettrico

Rottura del filo neutro

Quando il filo neutro si rompe, in caso di squilibrio trifase, il potenziale del filo neutro dopo il punto di rottura si sposta. Ad esempio, in un circuito di illuminazione con sistema trifase a quattro fili, se il filo neutro si rompe in un certo punto, a causa del fatto che i carichi di ogni fase (come le lampade) non possono essere completamente uguali, la corrente che originariamente tornava all'alimentazione attraverso il filo neutro non può scorrere normalmente. In questo momento, prendendo come esempio la fase con più carico, parte della corrente di questa fase formerà un circuito attraverso i carichi e i fili neutrali delle altre fasi, facendo sì che il potenziale del filo neutro non sia più zero e possa salire a una tensione più alta. Se una persona tocca questo filo neutro vivo in questo momento, ci sarà corrente che passerà attraverso il corpo umano, causando uno shock elettrico.

Contatto povero del filo neutro

Un contatto povero al punto di connessione del filo neutro con l'equipaggiamento o al terminale del filo neutro nella scatola di distribuzione è anche molto comune. Un contatto povero causerà un aumento della resistenza in quel punto. Secondo la legge di Ohm U=IR, quando c'è corrente che scorre, si verificherà una caduta di tensione al punto di contatto povero. Se questa caduta di tensione è abbastanza grande da far deviare il potenziale del filo neutro dal potenziale di terra, quando una persona lo tocca, ci sarà corrente che passerà e causerà uno shock elettrico.

Cortocircuito tra filo neutro e filo di fase e poi guasto a terra (una situazione più complessa):

Questa situazione può causare che il filo neutro abbia una tensione pericolosa. Ad esempio, all'interno di un equipaggiamento elettrico, si verifica un cortocircuito tra il filo neutro e il filo di fase. La corrente elevata dopo il cortocircuito può far agire il dispositivo di protezione. Tuttavia, se il guasto non interrompe completamente il circuito, o a causa di un sistema di messa a terra imperfetto, una parte della corrente di cortocircuito fluisce nella terra attraverso il dispositivo di messa a terra. In questo momento, il filo neutro può avere una certa tensione residua. Quando una persona tocca il filo neutro, subirà uno shock elettrico.

Manifestazioni del danno da shock elettrico

Lesione da shock elettrico

Quando la corrente passa attraverso il corpo umano, provoca danni diretti da shock elettrico a organi importanti come il sistema nervoso e il cuore. Il corpo umano sentirà una sensazione di formicolio. Man mano che la corrente aumenta, questa sensazione diventerà più forte e potrebbero verificarsi spasmi muscolari. Se la corrente dura a lungo o la corrente è elevata, porterà a paralisi respiratoria e arresto cardiaco. Ad esempio, quando la corrente che passa attraverso il corpo umano raggiunge diversi decine di milliampere o più, può causare fibrillazione ventricolare, che è un'aritmia molto pericolosa che renderà il cuore incapace di pompare efficacemente il sangue e metterà a rischio la vita.

Bruciatura elettrica

Allo stesso tempo in cui una persona riceve uno shock elettrico toccando il filo neutro, se si genera un arco al punto di contatto o la corrente genera calore all'interno del corpo umano, si verificherà una bruciatura elettrica. Il grado di bruciatura elettrica è correlato a fattori come l'entità della corrente, il tempo di contatto e la resistenza del corpo umano. Generalmente, uno shock elettrico ad alta tensione e corrente elevata è più probabile che causi bruciature elettriche gravi. Le bruciature elettriche non solo danneggiano la pelle, ma possono anche causare lesioni profonde ai tessuti sottocutanei, ai muscoli e alle ossa. Ad esempio, quando una persona tocca il filo neutro con una tensione relativamente alta, il punto di contatto può apparire carbonizzato e i tessuti circostanti appariranno rossi, con vesciche e altre condizioni a causa del danno termico.