Principi električnog udara
U normalnom trofaznom četvorozavodnom sistemu snabdevanja strujom, neutralni zavod (PEN zavod ili N zavod) je spojen na zemlju. Teoretski, potencijal neutralnog zavoda je isti kao i potencijal Zemlje. Kada su trofazni opterećenja ravnotežni, skoro nema struje koja teče kroz neutralni zavod. Međutim, kada se osoba dodirne neutralnim zavodom i postoji greška u neutralnom zavodu, može doći do nesreće izazvane električnim udarom.
Električni udar uglavnom nastaje jer kroz ljudsko telo teče struja. Stepen štete koju električni udar prouzrokuje ljudskom telu povezan je sa faktorima poput jačine i trajanja struje koja prolazi kroz telo i putanje struje. Opšte se smatra da kada struja promenljive struje (50Hz ili 60Hz) koja prolazi kroz ljudsko telo premaši 10mA, to može da omogući osobi da ne može samostalno da se oslobodi izvora struje. Kada struja premaši 30mA, to može da doveze do ozbiljnih posledica poput fibrilacije srca.
Uslovi grešaka neutralnog zavoda koji mogu dovesti do električnog udara
Prekid neutralnog zavoda
Kada se neutralni zavod prekine, u slučaju neravnotežnosti trofaznog sistema, potencijal neutralnog zavoda iza tačke prekida će se pomeriti. Na primer, u osvetljenjskom kolu sa trofaznim četvorozavodnim sistemom, ako se neutralni zavod prekine na određenoj tački, zbog činjenice da opterećenja svake faze (poput sijaljki) ne mogu biti potpuno identična, struja koja se povraćajem vraćala kroz neutralni zavod ne može normalno teći. U ovom trenutku, uzimajući za primer fazu sa većim opterećenjem, deo struje ove faze će formirati petlju kroz opterećenja i neutralne zavode drugih faza, čime potencijal neutralnog zavoda više nije nula i može porasti na veću naponsku razliku. Ako se osoba u tom trenutku dodirne ovim podnapetim neutralnim zavodom, kroz njeno telo će proći struja, što će dovesti do električnog udara.
Loš kontakt neutralnog zavoda
Loš kontakt na mjestu spajanja neutralnog zavoda i opreme ili na terminalu neutralnog zavoda u raspodelnom okviru takođe je vrlo čest. Loš kontakt dovodi do povećanja otpora na toj tački. Prema Ohmovom zakonu U=IR, kada kroz tu tačku teče struja, događa se pad napona na mjestu lošeg kontakta. Ako je taj pad napona dovoljno velik da potencijal neutralnog zavoda odstupi od potencijala Zemlje, kada se osoba dodirne, kroz njeno telo će proći struja i dovesti do električnog udara.
Kratak spoj neutralnog zavoda i faznog zavoda i zatim greška na zemlji (složeniji slučaj):
Ovaj slučaj može dovesti do toga da neutralni zavod ima opasan napon. Na primer, unutar električnog uređaja, dogodi se kratak spoj između neutralnog zavoda i faznog zavoda. Velika struja nakon kratkog spoja može dovesti do aktiviranja zaštitnog uređaja. Međutim, ako greška ne potpuno preseče kolovoz, ili zbog nedosavršenog sistema zemljanja, deo struje kratkog spoja može teći kroz zemlju putem zemljanog uređaja. U tom trenutku, neutralni zavod može imati određenu ostavšu se naponsku razliku. Kada se osoba dodirne neutralnim zavodom, dobiće električni udar.
Manifestacije štete od električnog udara
Šteta od električnog udara
Kada struja teče kroz ljudsko telo, prouzrokuje direktnu štetu važnim organima poput nervnog sistema i srca. Ljudsko telo će osjetiti oštrećenje. S povećanjem struje, ovo osećanje postaje jače i može doći do konvulzija mišića. Ako struja traje dugo vreme ili je struja velika, dovede do paralize disanja i zaustavljanja srca. Na primer, kada struja koja prolazi kroz ljudsko telo dostigne desetak milijampera ili više, može dovesti do ventrikularne fibrilacije, što je veoma opasna aritmična stanja koja dovode do toga da srce ne može efektivno pumpati krv i stavlja život u opasnost.
Električna opekla
Isto vreme kada se osoba električno udari dodirom neutralnog zavoda, ako se na tački dodira generiše luk ili struja generiše toplinu unutar ljudskog tela, nastaje električna opekla. Stepen električne opekle povezan je sa faktorima poput jačine struje, vremena kontakta i otpora ljudskog tela. Opšte se smatra da električni udar visokim naponom i velikom strujom češće dovodi do težih električnih opekli. Električne opekline ne samo da oštećuju kožu, već mogu uzrokovati duboke oštećenja tkiva ispod kože, mišića i kostiju. Na primer, kada se osoba dodirne neutralnim zavodom s relativno visokim naponom, tačka dodira može biti ispaljena i ugljenjena, a okolna tkiva mogu pokazati crvenilo, buble i druge stanje zbog termičke štete.