火線、零線和地線有什麼區別？

我們看下圖：

圖1：直流回路和交流回路，圖中所指的線叫做什麼線？

圖1中，左圖是直流電迴路，右圖是交流電迴路。

圖1的左圖中，電阻r和電阻R之間的線叫做正極引線，電池E的負極引線叫做負極引線。

圖1的右圖中，電阻r和電阻R之間的線叫做什麼線？至少我現在也叫不出來。

注意1：圖1中直流回路的電壓和電流波形，還有交流回路的電壓和電流波形，它們有何區別？

區別是：直流回路電壓和電流波形的大小和方向都不變，而交流回路電壓和電流波形的大小和方向會發生週期性變化。

注意2：如果我們把圖1中的電阻R換成負載電器，只要電壓符合要求，那麼它就能穩妥地工作。

注意3：如果圖1的交流回路中，我們用手觸控電阻R的上部導線或者下部導線，我們就有可能觸電。當然，這裡的電壓必須高於50V安全電壓。

注意4：這裡的50V安全電壓是國家標準GB16895《低壓電氣裝置 第1部分：範圍、目的和基本原則》所規定的，它與安全供電電壓36V有本質的不同。36V安全供電電壓是國家標準GB156《標準電壓》所規定的。

我們看下圖：

圖2：我們把交流電路的變壓器繞組下端接地，於是交流線路中各條線就有了名字

注意5：我們把變壓器的接地點叫做接地極，此點又叫做中性點。

注意6：變壓器的中性點有兩個任務，其一是建立系統的零電位，其二是構建出保護中性線PEN，也即零線。

當我們觸控電阻R的上端火線時，我們會觸電；當我們觸控電阻R的下端時，我們不會觸電。如果我們把零線又引到用電電器的外殼上，則用電電器的外殼電壓等於零。即便火線碰上了用電電器的外殼，系統中瞬間相當於火線對零線短路，但零線的電壓還是等於零，並且系統的保護開關會瞬間執行保護跳閘。

注意7：我們看到A點的電壓波形與電流波形是正弦波，但B點的電壓波形為橫座標軸，而電流波形仍然與原先一致。

這說明：零線電壓其實是節點電壓。儘管它的電壓為零，但電流不為零。

注意8：節點電壓不能用歐姆定律直接求出，必須結合基爾霍夫第二定律KVL來計算。

我們再看下圖：

圖3：國際IEC標準給出的TN-C接地系統說明圖

圖3來自於國際標準IEC60364，它的正確性不容置疑。

在圖3中，我們看到變壓器的中性點直接接地，我們把它叫做系統接地或者工作接地。

由系統接地引出的線具有專用符號，為PEN，也叫做零線。這裡的PE是地線的意思，N是中性線的意思，合併後叫做保護中性線。

零線在入戶前再次重複接地。

我們看到，圖3中的用電裝置，它引入了三條火線和零線，同時零線又引至用電裝置的外殼，實現接地保護。我們把用電裝置的這種接地方法叫做保護接零。

TN-C接地系統已經很少使用了，因為它存在許多弊端。事實上，我們日常所見的所謂“零線”根本就不是零線，而是中性線N。這種接地系統叫做TN-C-S。

我們來看下圖：

圖4：TN-C-S接地系統，注意其中的零線PEN、中性線N和地線PE

圖4同樣是IEC標準中用於說明TN-C-S的原圖，此圖的正確性不容置疑。

圖4中，我們看到了PEN零線，它在入戶前分開為地線PE和N中性線N，然後和相線一同入戶。一般地，PEN線在分開點處會再次重複接地。

注意7：在PEN分開之前，系統中有三條火線和一條零線；PEN分開之後，系統中有三條相線、一條中性線N和一條地線PE。注意這裡的準確稱謂。

我們把PEN分開之前的接地系統叫做TN-C，分開之後的接地系統叫做TN-C-S。

注意9：根據IEC60364標準和GB16895標準，PE線平時不帶電，它不算“線”，因此TN-C是三相四線制，而TN-C-S也是三相四線制。把TN-C-S的“-S”部分叫做三相五線制是錯誤的！！！並且可能有60%以上的人都會犯此錯誤。

那麼我們如何在TN-C-S系統中接線？

我們把三條相線和N線引至三相負載作為電源線，把地線PN引至三相負載的外殼作為保護線；對於單相使用者，我們把一條相線和N線引至單相負載作為電源線，把PE線引至負載外殼作為保護線。

至此，題主的問題回答完畢。

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寫到這裡，我深信，對於許多人來說，以上這些概念可能是顛覆性的。

弄了半天，原來我們的認識是錯的，我們周邊的配電迴路中根本就沒有什麼零線，只有相線、中性線和地線。

這個概念我在知乎上已經寫了不下數百篇，但卻很難把人們的認識糾正過來。畢竟習慣成自然，零線這個稱謂具有極大的慣性。

不過，我們最好還是按正確的認識來理解零線與中性線、地線之間的關係為好。