【电气学院】零线不带电，为什么还要拉一条地线？

零线并非不带电，只是在三条相线电流平衡时候，流过零线的电流矢量和为零而已。实际上工厂的里边很多场合用电，往往只用了三条相线，比如一些三相异步电机，并没有另外接零线，而是直接外壳接地，的确是用大地来替代零线了，但是民用电是不允许这样使用的，主要是太危险了。

零线地线本一家

在电厂那边，发电机是三相的，输出三组相差120度的交流电压，发电机是星形接法，所以会有中性点，理论上如果这三相电压和负载绝对平衡，三条相线完全可以轮流成为工作回来，让负载进行正常用电工作。但是这个世界上没有绝对一致的东西，所以三条相线之间肯定会有电流不平衡，引起把中性点利用起来，从中点引出来的线是中性线，把这条中性线引到负载那边去，让不平衡的电流通过这条中性线流回来，避免三相不平衡烧掉发电系统，供电装置和用电负载已经用电线路。

这条中性线，一般要发电厂那边接入大地中，主要是考虑到发电机和变压器之类的，都是固定在大地上的，如果不接地，万一一条相线碰地了，而漏电流不大，发电设备依然正常运行，这样人是站在大地上的，如果有人触摸到发电或者用电设备，将会形成回路电到人了。接地了以后，在变压器变电过程中，也可以避免相电压超过某个范围值从而烧掉设备。另外还可以避免雷击和静电问题引起的设备绝缘击穿，适当时候自动释放电荷到大地里边去。

中性线在发电厂这边接地后，还从中性线本身单独引出了一条N线和一条PE线，这条N线就是我们常说的零线，用来引导不平衡的相电流作用，所以零线是参加工作的，零线是不能再次接入大地的。而PE线纯粹是为了考虑安全保护作用的，地线PE可以反复在一些地方接入大地里边去，这样让它看起来更加牢靠一点。这种接法，就是TN-S供电系统，也是给我们民用供电的三相五线制，三条相线，一条零线N和一条地线PE。

为什么要把零线和地线分开来给居民供电呢，主要是可以安装漏电保护之类的装置，而漏电保护可以用来保护用电人的生命安全和设备安全。漏电保护装置是利用零线和火（相）线电流矢量和为零来判断是否有人触电或者设备漏电的，也就是火线流入的电流要等于零线流出的电流才是正常的用电状态。比如有人碰到火线了，火线会从人体流过一部分电流，进入大地，然后回到了发电厂的中性点形成回路，这样火线和零线的电流矢量和不再为零，所以漏电保护会跳闸，从而保护了人的生命安全。如果把零线也接地了，或者使用大地来做零线，漏电保护装置将无法正常工作，也就无法保护到人身安全了。所以TN-S（或者TN-C-S)是不能把零线接地的，否则三相五线制将无法正常供电，也失去了安全设计的意义。

还有一种供电系统，就TN-C系统，三相四线制，零线和地线是一条线，这种一般使用在工厂用电场合，这样零线和地线合并了，成本的确是下降了不少。如上边所说的，工厂很多三相用电负载，往往都不拉零线到负载这边，而只是让负载接大地，这样是可以省了不少钱。但是工厂里边用电的，往往都是经过培训后的电工，比如作业时候他们都要穿电工鞋，往往都是两个人以上的人一起作业，碰上危险也可以互相照应。
实际上工厂使用三相四线制，不仅仅是出于省线省钱的考虑，而是考虑到很多用电负载谐波非常高，漏电流非常大，根本没有办法安装民用那种漏电保护装置，比如变频器使用了漏电保护，会整天跳闸，无法正常工作。

使用大地直接全程替代零线地线不可取

一般中性线或者PE线接入大地，都是通过一些金属棒之类的东西，打入到大地里边一定距离，在附近埋藏一些盐类来促进导电性能，往往要求接地电阻要小于4欧姆，看起来也是比较小的，实际上是比较大的，比如如果漏电流达到了10安，就有40伏的压降了，已经高于人体的安全电压了，而且接地实施起来不太好操作。
大地虽然是良性导体，但是不同地方差异比较大，比如潮湿的地方电阻肯定非常小，而干燥的地方会比较大，含盐多的地区肯定比少盐的地区容易导电。差异太大，这样制作标准就非常困难了，稍微控制不好，就会出大的安全事故，如果利用大地来做工作零线，这样在实际中几乎是无法执行下去的。

上边已经分析到了，在TN-S系统里边，零线是禁止再次接地的。而TN-C系统，理论上虽然可以使用大地来替代零线，除了上边说到的安全和不好执行外，还有一个问题，就是你省掉了这条零线，不见得就省钱。比如一个工厂里边，你要在厂区内埋很多条地钉，越多接触大地越好，接地电阻越小才可以保证安全，然后通过粗导线给各个车间设备来分布使用，因为担心接触不良，需要很多个焊接点，这样实施起来，每个地方都这么麻烦，恐怕花的钱比省下的这条零线还要多。