Prinsip kejutan elektrik
Dalam sistem bekalan kuasa tiga fasa empat wayar yang normal, wayar neutral (wayar PEN atau wayar N) dihubungkan ke tanah. Secara teori, potensi wayar neutral adalah sama dengan potensi bumi. Apabila beban tiga fasa seimbang, hampir tiada arus yang mengalir melalui wayar neutral. Walau bagaimanapun, apabila seseorang menyentuh wayar neutral dan terdapat kerosakan pada wayar neutral, kemungkinan berlakunya kejadian kejutan elektrik.
Kejutan elektrik berlaku kerana adanya aliran arus melalui badan manusia. Tahap bahaya yang disebabkan oleh kejutan elektrik kepada badan manusia berkaitan dengan faktor seperti magnitud dan tempoh aliran arus melalui badan manusia serta laluan arus tersebut. Secara umumnya, dianggap bahawa apabila arus frekuensi kuasa (50Hz atau 60Hz) yang melalui badan manusia melebihi 10mA, ia mungkin membuat seseorang tidak dapat melepaskan diri daripada bekalan kuasa secara sendiri. Apabila arus melebihi 30mA, ia boleh menyebabkan akibat serius seperti fibrilasi jantung.
Kondisi kerosakan wayar neutral yang mungkin menyebabkan kejutan elektrik
Pecahan wayar neutral
Apabila wayar neutral pecah, dalam keadaan ketidakseimbangan tiga fasa, potensi wayar neutral selepas titik pecah akan berubah. Sebagai contoh, dalam litar pencahayaan dengan sistem tiga fasa empat wayar, jika wayar neutral pecah pada suatu tempat, disebabkan beban setiap fasa (seperti lampu) tidak dapat sepenuhnya sama, arus yang asalnya kembali ke bekalan kuasa melalui wayar neutral tidak dapat mengalir dengan normal. Pada masa ini, mengambil fasa dengan beban lebih banyak sebagai contoh, sebahagian arus fasa tersebut akan membentuk gelung melalui beban dan wayar neutral fasa lain, menjadikan potensi wayar neutral tidak lagi sifar dan mungkin meningkat ke voltan yang lebih tinggi. Jika seseorang menyentuh wayar neutral yang hidup pada masa ini, akan ada arus yang mengalir melalui badan manusia, menyebabkan kejutan elektrik.
Hubungan wayar neutral yang buruk
Hubungan yang buruk pada titik sambungan wayar neutral dengan peralatan atau pada terminal wayar neutral dalam kotak pengedaran juga sangat biasa. Hubungan yang buruk akan menyebabkan rintangan pada titik tersebut meningkat. Berdasarkan undang-undang Ohm U=IR, apabila ada arus yang mengalir, akan terjadi jatuh tegangan pada titik hubungan yang buruk. Jika jatuh tegangan ini cukup besar untuk membuat potensi wayar neutral bergerak dari potensi bumi, apabila seseorang menyentuhnya, akan ada arus yang mengalir dan menyebabkan kejutan elektrik.
Kurang sambung antara wayar neutral dan wayar fasa kemudian kerosakan tanah (situasi yang lebih kompleks):
Situasi ini mungkin menyebabkan wayar neutral mempunyai voltan yang berbahaya. Sebagai contoh, di dalam peralatan elektrik, terjadi kurang sambung antara wayar neutral dan wayar fasa. Arus yang besar selepas kurang sambung mungkin menyebabkan peranti perlindungan bertindak. Walau bagaimanapun, jika kerosakan tidak memutuskan litar sepenuhnya, atau disebabkan sistem pengenjaran yang tidak sempurna, sebahagian arus kurang sambung akan mengalir ke bumi melalui peranti pengenjaran. Pada masa ini, wayar neutral mungkin mempunyai voltan sisa. Apabila seseorang menyentuh wayar neutral, mereka akan mendapat kejutan elektrik.
Manifestasi bahaya dari kejutan elektrik
Cedera kejutan elektrik
Apabila arus mengalir melalui badan manusia, ia akan menyebabkan cedera kejutan elektrik langsung kepada organ penting seperti sistem saraf dan jantung. Badan manusia akan merasakan sensasi kesemutan. Semakin besar arus, rasa ini akan menjadi lebih kuat dan mungkin terjadi kejang otot. Jika arus berlangsung lama atau arusnya besar, ia akan menyebabkan kelumpuhan pernafasan dan henti jantung. Sebagai contoh, apabila arus yang mengalir melalui badan manusia mencapai beberapa puluh milliamper atau lebih, ia mungkin menyebabkan fibrilasi ventrikel, yang merupakan aritmia yang sangat berbahaya yang akan membuat jantung tidak dapat memompa darah secara efektif dan mengancam nyawa.
Luka bakar elektrik
Pada masa yang sama seseorang mendapat kejutan elektrik dengan menyentuh wayar neutral, jika busur api terbentuk pada titik sambungan atau arus menghasilkan haba di dalam badan manusia, luka bakar elektrik akan berlaku. Tahap luka bakar elektrik berkaitan dengan faktor seperti magnitud arus, masa sambungan, dan rintangan badan manusia. Secara umumnya, kejutan elektrik dengan voltan tinggi dan arus besar lebih mungkin menyebabkan luka bakar yang serius. Luka bakar elektrik tidak hanya merusakkan kulit tetapi mungkin juga menyebabkan cedera mendalam pada jaringan subkutan, otot, dan tulang. Sebagai contoh, apabila seseorang menyentuh wayar neutral dengan voltan yang relatif tinggi, titik sambungan mungkin nampak gosong dan terkarbon, dan jaringan sekitarnya juga akan nampak kemerahan, lepuh, dan keadaan lain akibat kerosakan termal.
