O que acontece quando há uma descarga elétrica em um fio neutro?

Princípios do choque elétrico

Em um sistema de fornecimento de energia trifásico com quatro fios normal, o fio neutro (fio PEN ou N) está aterrado. Teoricamente, o potencial do fio neutro é o mesmo que o da terra. Quando a carga trifásica está equilibrada, quase não há corrente fluindo pelo fio neutro. No entanto, quando uma pessoa toca no fio neutro e há um defeito no fio neutro, pode ocorrer um acidente de choque elétrico.

O choque elétrico ocorre principalmente porque há corrente fluindo pelo corpo humano. O grau de dano causado pelo choque elétrico ao corpo humano está relacionado a fatores como a magnitude e duração da corrente passando pelo corpo e o caminho da corrente. Geralmente, considera-se que, quando a corrente de frequência de rede (50Hz ou 60Hz) passando pelo corpo humano excede 10mA, pode tornar impossível para a pessoa se desvencilhar da fonte de alimentação independentemente. Quando a corrente excede 30mA, pode levar a consequências graves, como fibrilação cardíaca.

Condições de defeito do fio neutro que podem levar a choque elétrico

Ruptura do fio neutro

Quando o fio neutro se rompe, em caso de desequilíbrio trifásico, o potencial do fio neutro após o ponto de ruptura se deslocará. Por exemplo, em um circuito de iluminação com sistema trifásico de quatro fios, se o fio neutro se romper em determinado lugar, devido ao fato de que as cargas de cada fase (como lâmpadas) não podem ser completamente iguais, a corrente que originalmente retornava à fonte de alimentação através do fio neutro não pode fluir normalmente. Nesse momento, tomando como exemplo a fase com mais carga, parte da corrente dessa fase formará um loop através das cargas e fios neutros de outras fases, fazendo com que o potencial do fio neutro não seja mais zero e possa subir a uma tensão mais alta. Se uma pessoa tocar nesse fio neutro vivo nesse momento, haverá corrente passando pelo corpo, resultando em choque elétrico.

Contato ruim do fio neutro

O contato ruim no ponto de conexão do fio neutro com o equipamento ou no terminal do fio neutro na caixa de distribuição também é muito comum. O contato ruim fará com que a resistência nesse ponto aumente. De acordo com a lei de Ohm U=IR, quando há corrente passando, ocorrerá uma queda de tensão no ponto de contato ruim. Se essa queda de tensão for suficiente para fazer o potencial do fio neutro se desviar do potencial da terra, quando uma pessoa tocar nele, haverá corrente passando e causará choque elétrico.

Curto-circuito entre o fio neutro e o fio fase seguido de falha de aterramento (situação mais complexa):

Esta situação pode causar que o fio neutro tenha uma tensão perigosa. Por exemplo, dentro de um equipamento elétrico, ocorre um curto-circuito entre o fio neutro e o fio fase. A grande corrente após o curto-circuito pode fazer com que o dispositivo de proteção atue. No entanto, se a falha não cortar completamente o circuito, ou devido a um sistema de aterramento imperfeito, parte da corrente de curto-circuito fluirá para a terra através do dispositivo de aterramento. Nesse momento, o fio neutro pode ter uma certa tensão residual. Quando uma pessoa toca no fio neutro, sofrerá um choque elétrico.

Manifestações de danos por choque elétrico

Lesão por choque elétrico

Quando a corrente passa pelo corpo humano, causa danos diretos por choque elétrico a órgãos importantes, como o sistema nervoso e o coração. O corpo humano sentirá uma sensação de formigueiro. À medida que a corrente aumenta, essa sensação se tornará mais forte e podem ocorrer espasmos musculares. Se a corrente durar muito tempo ou for grande, levará à paralisia respiratória e parada cardíaca. Por exemplo, quando a corrente passando pelo corpo humano atinge dezenas de miliamperes ou mais, pode causar fibrilação ventricular, que é um arritmia muito perigosa que fará com que o coração não consiga bombear sangue efetivamente e ponha a vida em risco.

Queimadura elétrica

Ao mesmo tempo em que uma pessoa sofre um choque elétrico ao tocar no fio neutro, se um arco for gerado no ponto de contato ou a corrente gerar calor dentro do corpo humano, ocorrerá uma queimadura elétrica. O grau de queimadura elétrica está relacionado a fatores como a magnitude da corrente, o tempo de contato e a resistência do corpo humano. Geralmente, o choque elétrico com alta tensão e grande corrente é mais propenso a causar queimaduras elétricas severas. As queimaduras elétricas não apenas danificam a pele, mas também podem causar lesões profundas nos tecidos subcutâneos, músculos e ossos. Por exemplo, quando uma pessoa toca no fio neutro com tensão relativamente alta, o ponto de contato pode aparecer carbonizado e os tecidos circundantes também podem apresentar vermelhidão, bolhas e outras condições devido ao dano térmico.