接在电机外壳的三相四线制零线做保护线用，会使人体触电吗？

我们取最常见的变压器容量，为1250kVA，它的低压侧电压为400V。于是它的额定电流为：

我们看到，它的额定电流是1804A。考虑到变压器负载率一般取70%。于是系统的供电电流为1804x0.7=1262.8A。

相线对零线PEN碰壳，其接地极电阻取0.8欧，接地电流为220/0.8=275A。

我们把接地电流除以工作电流，得到21.8%。接零相的电流比其它相的电流增大了22%，可见的确是发生了三相电流不平衡。

所以问题来了:

1）三相四线制零线做保护线用，接在电机外壳。当三相电出现三相不平衡零线就会有电?

2）当三相缺了一相的时候是不是也属于三相不平衡？那这样零线是不是有更大的电流和电压呢？

3）如果这样接在电机外壳上的零线那不是很危险，会使人体促电（触电）对吗？

问题1回答：

概念1：

在国家标准GB16898《接地系统》中，对X相X线中的“线”解释为：只有在运行中有电流流过的才是“线”。因此，TN-C中的零线PEN是线，TN-S中的N是线，但TN-S的PE就不是线。因此，不管是TN-S也好，是TN-C也好，或者TN-C-S也好，它们都是三相四线制。

概念2：

TN-C的PEN线也叫做零线，它的源头是电力变压器的中性点，并且直接接地，叫做系统接地。接地后，引至用电负荷处并再次重复接地，最后作为零线供用户使用。

因此，零线的电压始终为零，且与其中流过多少电流无关。

（下图是TN-C的原理图，此图摘自国际电工委员会IEC的IEC60364标准。）

概念3：用电设备的外壳保护接零，是一种常用的保护人身用电安全的基本措施之一。

当某相发生碰壳事故时，某相电流急剧增大，出现了三相电流不平衡，零线PEN中的电流也急剧增大。但即便如此，零线的电压依然为零，只是在零线末端分支中会出现些许电压上升，但幅值很小，不过几伏而已。

再次重复几个要点：

（1）主干零线时时刻刻都有电，只不过正常时它的电流很小而已，并且主干零线的电压之中为零；

（2）分支零线的电流与相线大小相等方向相反。由于零线在入户或者接入最终用电设备前会再次重复接地，因此分支零线的电压基本为零。考虑到分支零线自身存在电阻，因此零线末端会出现若干伏的电压；

（3）零线在任何时刻不能断裂。若发生了断裂，则断点后部的零线在发生相线碰壳事故时其电压会上升，最高会上升到相电压，可能会对人体产生伤害。

因此，国家标准和规范中规定：

A.零线必须多点接地，以确保用电安全；

B.零线不得接入任何开关，也不得接入保险丝，必须确保零线的连续性。

问题2的回答：

三相缺了一相属于三相电压不平衡，与零线电压无关。只要零线不断裂，零线电压依旧为零。

问题3的回答：

只要零线不发生断裂，用电设备的外壳保护接零是很可靠的，不会发生人身安全问题。

但是我们很难确保零线不发生断裂。因此，国家标准和规范中规定：在可能发生燃爆的场所，以及对人身安全要求较高的区域（例如商业区），不得使用TN-C接地系统，而要改成TN-S接地系统。

在TN-S下，PEN线被分开为N线和PE线。用电设备的外壳都接PE线，而中性线则接入主回路电能传输线中。如此一来，即便N线断裂，也不会影响到人身安全。

（TN-S的图如下：）

图中可见PEN零线已经不存在，只有N线和PE线。

最后，我们需要牢记一句话：

零线电压是节点电压，不是欧姆电压。零线电压始终为零，是系统零电位的参考点。因此，零线电流与零线电压无关。