Wat gebeurt er wanneer er een elektrische schok in een neutrale draad optreedt

Principes van elektrische schok

In een normaal driefase vierdraadvoedingssysteem is de neutrale draad (PEN-draad of N-draad) aangesloten op de aarde. Theoretisch gezien is het potentiaal van de neutrale draad hetzelfde als dat van de aarde. Wanneer de driefasenbelasting in evenwicht is, stroomt er bijna geen stroom door de neutrale draad. Echter, wanneer iemand de neutrale draad aanraakt en er een fout in de neutrale draad is, kan een elektrische schok plaatsvinden.

Elektrische schokken komen voornamelijk voor omdat er stroom door het menselijk lichaam stroomt. De mate van schade die een elektrische schok aan het menselijk lichaam toebrengt, hangt af van factoren zoals de grootte en duur van de stroom die door het lichaam stroomt en het pad van de stroom. In het algemeen wordt aangenomen dat wanneer de netfrequentiestroom (50Hz of 60Hz) die door het menselijk lichaam stroomt 10mA overschrijdt, het mogelijk is dat een persoon niet meer zelfstandig van de stroombron kan loskomen. Wanneer de stroom 30mA overschrijdt, kan dit leiden tot ernstige gevolgen zoals hartfibrillatie.

Fouten in de neutrale draad die kunnen leiden tot elektrische schokken

Onderbreking van de neutrale draad

Wanneer de neutrale draad breekt, zal in geval van driefase-ongelijkmatigheid het potentiaal van de neutrale draad na het breekpunt verschuiven. Bijvoorbeeld, in een verlichtingsschakeling met een driefase vierdraadvoeding, als de neutrale draad op een bepaalde plek breekt, dan, omdat de belastingen van elke fase (zoals lampen) niet volledig hetzelfde kunnen zijn, kan de stroom die oorspronkelijk via de neutrale draad terug naar de stroombron zou stromen, niet normaal stromen. Op dat moment, neem als voorbeeld de fase met meer belasting, een deel van de stroom van deze fase zal een lus vormen via de belastingen en neutrale draden van andere fasen, waardoor het potentiaal van de neutrale draad niet langer nul is en kan stijgen naar een hogere spanning. Als iemand op dat moment deze onder stroom staande neutrale draad aanraakt, zal er stroom door het menselijk lichaam stromen, wat resulteert in een elektrische schok.

Slechte contactverbinding van de neutrale draad

Slecht contact op het aansluitpunt van de neutrale draad en de apparatuur of op het neutrale terminalblok in de distributiekast komt ook zeer vaak voor. Slecht contact zal de weerstand op dat punt doen toenemen. Volgens Ohm's wet U=IR zal, wanneer er stroom door stroomt, een spanningsdaling optreden op het punt van slecht contact. Als deze spanningsdaling groot genoeg is om het potentiaal van de neutrale draad te laten afwijken van het aardpotentiaal, zal, wanneer iemand het aanraakt, er stroom door stromen en een elektrische schok veroorzaken.

Kortsluiting tussen de neutrale draad en de fase-draad gevolgd door een aardfout (een complexere situatie):

Deze situatie kan leiden tot een gevaarlijke spanning op de neutrale draad. Bijvoorbeeld, binnen elektrische apparatuur treedt een kortsluiting op tussen de neutrale draad en de fase-draad. De grote stroom na de kortsluiting kan de beschermingsapparatuur doen werken. Echter, als de fout de circuit niet volledig doorknipt, of vanwege een onvolmaakte aardingsinstallatie, zal een deel van de kortsluitstroom via de aardingapparatuur in de aarde stromen. Op dat moment kan de neutrale draad een zekere restspanning hebben. Wanneer iemand de neutrale draad aanraakt, zal hij een elektrische schok krijgen.

Uitingen van schade door elektrische schokken

Elektrische schokschade

Wanneer stroom door het menselijk lichaam stroomt, veroorzaakt het directe elektrische schokschade aan belangrijke organen zoals het zenuwstelsel en het hart. Het menselijk lichaam zal een tintelend gevoel ervaren. Naarmate de stroom toeneemt, zal dit gevoel sterker worden en kunnen spierspasmen optreden. Als de stroom langdurig is of de stroom groot is, zal het leiden tot ademhalingsverlamming en hartstilstand. Bijvoorbeeld, wanneer de stroom die door het menselijk lichaam stroomt enkele tientallen milliampères of meer bereikt, kan het ventrikelfibrillatie veroorzaken, wat een zeer gevaarlijk ritme is dat het hart onmogelijk maakt effectief bloed te pompen en het leven in gevaar brengt.

Elektrische brandwonden

Tegelijkertijd als iemand een elektrische schok krijgt door de neutrale draad aan te raken, zal, als er een boog ontstaat op het contactpunt of de stroom warmte produceert in het menselijk lichaam, een elektrische brandwond ontstaan. De mate van elektrische brandwond hangt af van factoren zoals de grootte van de stroom, de contacttijd en de weerstand van het menselijk lichaam. In het algemeen veroorzaken elektrische schokken met hoge spanning en grote stroom intensievere elektrische brandwonden. Elektrische brandwonden beschadigen niet alleen de huid, maar kunnen ook diepe letsel toebrengen aan weefsels, spieren en botten onder de huid. Bijvoorbeeld, wanneer iemand de neutrale draad met een relatief hoge spanning aanraakt, kan het contactpunt verkoold en gekarboniseerd uitzien, en zullen de omringende weefsels roodheid, blaren en andere condities vertonen als gevolg van thermische schade.