發現知乎上總有類似問題，可見對於如此基礎的知識，確實很多人不甚了了。猜想，是因為大多數知友們都非本專業人士所致。既然如此，我來給大家科普一下。
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第一，粗略地了解一下直流電與交流電的不同之處
我們來看下圖：
圖1的是直流電。我們看到圖1中有電池電動勢E1，有電源內阻r，有外電阻也即負載電阻R，當然還有路端電壓U。
對於圖1而言，有如下關系：
U=\frac{E_{1} R}{R+r} ，I=\frac{U}{R}
現在我們再來看圖2。圖2的電路基本上和圖1類似，只是它的電源換成交流電源E2。那麽上述關系是否存在？答案是肯定的。圖2電路中有如下關系：
U^{\sim } =\frac{E_{2}^{\sim } R}{R+r}
不過，這裏的U和E2都要用交流電的有效值來表征。
上式中，我在符號的右上方加上了波浪形標記，用以表示它是交流電壓或者電流的有效值。下同。
第二，關於電壓波形圖
我們來看下圖：
此圖是電池供電的直流電壓波形圖和交流供電的波形圖。所謂波形圖，它的橫座標是時間，縱座標是電壓或者電流。
從圖中看到，電池供電的電壓是穩定的，它的電壓波形不會出現大振幅的波動。
當然，隨著時間的推移，電壓值由原先的Up慢慢地降低，其原因是電池內阻會加大。
再看單相交流路線的電壓波形圖。我們看到，此圖的電壓波形是正弦波，與電池供電的波形圖完全不同了。電壓波形會有規律地上下波動，有正半周和負半周。電壓的大小和方向時刻在變。
設電壓波形的最大值是Um，於是電壓波形的運算式是：u=U_{m} sin\omega t 。
上式中，Um是電壓的最大值，\omega 是角頻率，而t是時間。
註意：
從負載電阻R看電源，我們發現電源電壓的大小和方向時時刻刻都在變，但供電的兩條線是平權的，除了電壓波形相反以外，沒有什麽不同。
這也是許多知友們無法理解零線和相線的原因。那麽到底問題出在哪兒？我們繼續往下看。
第三，配電網和安全用電帶來的問題
（1）我們知道發電機和電力變壓器都是三相的，它們內部有三個獨立繞組，且每個繞組的空間角度相差120度。如果我們把這三個獨立繞組所發的電能單獨對使用者供電，那麽就需要6根線。
（2）現在我們把三個繞組的末端都連線在一起，構成中性點，並且從中性點引出一條單獨的線，這樣一來就能節省了兩根線，降低了成本。
這根從中性點引出的線叫做中性線。註意，中性線的符號是N，也即N線，但它不是零線！！！
那麽中性線上是否有電壓或者電流？
要解答這個問題，我們要用到中學裏的三角學知識。如下：
U_{N} =U_{Am} sin\omega t +U_{Bm} sin(\omega t +120)+U_{Cm} sin(\omega t +240)
因為：U_{m } =U_{Am} =U_{Bm} =U_{Cm} ，
並且：[sin\omega t +sin(\omega t +120)+sin(\omega t +240)]=0
所以有：U_{N} =0
同時，我們還可以推出，當三相電流平衡時，I_{N} =0
原來，當三相平衡時，中性線上的電壓為零，電流為零。
第四：零線的定義
中性線既然有這個好處，如果我們把負載的外殼接到中性線上，當負載外殼一旦碰到相線或者發生漏電時，因為中性線電壓為零，所以負載的外殼電壓亦為零，這樣就能保護人身安全了？
答案是否定的。問題有三：
其一：當三相不平衡時，中性線電壓不為零，電流也不為零。
其二：當中性線斷開後，斷點後部的電壓瞬時會發生改變。
其三：如果把負載的外殼接在中性線上，當發生上述第一條和第二條時，有可能會危及人身安全。
怎麽辦？
這下國際標準和國家標準出現了。在標準中做了如下兩條重要規定：
第一條，把發電機或者變壓器的中性點直接接地，然後再引出。這樣一來，中性線的電壓被強制性地箝位到大地的零電位，確保中性線的零電位不會因為三相不平衡而發生改變。
這條在始端接了地的中性線有了一個名字，叫做保護中性線，也就是本文討論的主角——零線。
現在，我們的零線終於有了自己的大名和定義了。笑！
第二條，把用電裝置的外殼也即外露導電部份接到零線上，確保了用電時的人身安全。
國際標準IEC60364（對應的國家標準是GB16895）中，把這種接地形式稱為TN-C接地系統。
我們來瞻仰一下IEC60364中有關TN-C的標準圖：
常看我寫的貼文的知友們，對此圖必不陌生，因為我常常參照。不過在這裏，我還是來解釋一下：
我們先看左上角。我們看到了三個繞組，這是變壓器低壓側的三相繞組，它們引出的線被分別定義為L1、L2和L3。
我們看到，三相繞組的中性點首次接地（在最左邊）。這裏的接地叫做中性點接地，它的用途就是上述第一條。
由於中性點已經接地，因此從中性點引出的線叫做保護中性線PEN，也即零線。
接著，我們看到PEN線在接到負載前再次重復接地。這裏的重復接地目的也很明確：由於電源到用電裝置中間隔著配電路線，重復接地可以避免零線斷裂而出現高電壓，避免因為零線電流較大而出現零線電位改變。重復接地可以確保零線具有零電位。
在負載側，我們看到PEN線首先引至裝置的外殼，然後再引至裝置的電源輸入端子。這也充分說明了PEN線保護優先的性質。見上述第二條。
第五：路線圖分析
我們來看下圖，此圖是百度上下載的：
我們看到，這張圖繪制的是居家配電系統。這張圖繪制得正確嗎？
答案是：此圖存在錯誤。
我們從上圖的左上角看起：
我們看到，左上角引入了兩根線，分別是零線和火線。
根據定義，我們已經知道，零線是絕對不允許斷路的。但圖中把零線輸入給一個兩極的斷路器，可不就是把零線給開斷了嗎？因此，這裏肯定有某種規範在起作用。
我們來看下圖：
這張圖還是摘自於IEC60364標準。註意看PEN線在引入第二個用電裝置時，它分開了，一條是PE線，也即保護線，而另一條是N線，也即中性線。同時，註意到PEN線在分開前，它做了重復接地。
這張圖當然與上面的TN-C接地系統不一樣，所以這張圖對應的接地叫做TN-C-S接地系統。
在TN-C-S接地系統下，入戶後零線PEN已經不復存在，而是變成了N和PE。這樣做有什麽好處？
好處之一：盡管N線中存在不平衡電流，或者它出現斷裂，但N線上的電壓改變不會影響到負載的外殼接地，因為負載的外殼是接在PE線上的。
好處之二：在戶外零線再次接地，確保零線上的電位為零電位。入戶後分開為N和PE，PE線上的電壓為零。
上面的那張圖，錯誤的地方有：
從入戶零線進雙極開關來看，接地系統是TN-C-S無疑，否則零線就不得進開關。
入戶後，就必須分開為PE和N。我們看到，入戶後仍然是零線，說明繪圖者連零線的基本概念都沒有弄清。
其次，我們在圖中未見到任何PE線的影子。天知道繪圖者打算如何保護人身安全。
因此這張圖對於行家來說讓人十分疑惑，對於外行來說又等效於誤導，是一張很不好的圖。
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有了這些知識儲備，我們就可以討論一些有趣的問題了。
問題1：零線是什麽線？它的功能是什麽？
回答：
零線是保護中性線。它的功能首要是保護人身和裝置安全，其次才是履行中性線功能。
問題2：零線中有電流流過，它怎麽會沒有電壓呢？
回答：
零線是有電壓的，但它的電壓非常接近於地電位。
問題3：戶內到底有沒有零線？
回答：
如果是按TN-C-S接線，那麽戶內就沒有零線，只有N線和PE線；如果是按TN-C接線，那麽戶內就有零線。
問題4：零線可以被切斷嗎？可以經過開關嗎？
回答：
對於TN-C，必須確保零線未被切斷，並且要確保零線不經過開關
問題5：只有TN-C系統才有零線嗎？
回答：
是的，只有TN-C系統下才有零線。
問題6：三相五線制下有零線嗎？
回答：
X相X線叫做線制，其中的線指的是在正常執行狀態下有電流流過的路線。相線當然是線，N線也是線，PEN線也是線，但PE不是線。
所以，三相五線制是不存在的，只有三相四線制。TN系統一般都是三相四線制，也有單相兩線制。
我們已經知道，TN-C是三相四線制，它有零線，也只有它才有零線。
問題7：零線中的電壓波形和電流波形是什麽樣的？
回答：
和相線中一致，也是正弦波。見本帖的第二條說明。只是，零線的電壓幅值極低，而電流幅值就高多了。
問題8：零線電流與電網電流頻率有關嗎？
我們知道，在配電網中不存在偶次諧波。
對於奇數次諧波，比較特殊的是3K次諧波，其中K等於1,3,5,7,9，……等等。3K次諧波的特點是，三相之間的相位差為零，所以零線中的3K次諧波電流等於各相電流的代數和。這樣一來，零線中的3K次諧波電流就很大。
凡是有調光裝置的場所，也就是3次諧波的重災區。在這裏，零線（包括N線）會劇烈發熱。例如影視中心，演播大廳等等。在此情況下，系統中必須配套3次諧波的濾波器，同時零線（包括N線）的線徑必須與相線等截面。
問題9：零線可以摸嗎？不會觸電嗎？
回答：
零線如果做好了重復接地，當然可以去摸它。
對於TN-C-S，我們已經知道在入戶前零線需要再次重復接地。入戶後，它分開為N線和PE線，而用電裝置的外殼均接到PE線上。因此，用電裝置的外殼透過PE線在入戶源頭與零線相接，當然與MEB地線也直接相接。
換句話說，我們天天都在摸零線，似乎也不會有什麽異常感覺。笑！
問題10：居家配電中保護線PE和漏電斷路器RCD的保護措施有何異同？
回答：
這個問題很基本。
從以上描述中，我們已經知道低壓配電網的兩類接地，其一是工作接地，其二是保護接地。
我們看到，PE線其實是把電源側的工作接地延伸到用電裝置附近，只要把用電裝置的外殼也即外露導電部份與PE線相接，就此實作了保護接地。
考慮到路線壓降，因此工作接地提倡多點重復接地。有時，還配套等電位聯結技術，以便在用電裝置周圍構建一個電位為零的空間環境，使得人體不至於發生觸摸性電擊。
當出現碰殼事故時，由於接地極的電阻很小，標註中規定是4歐，實際上只有0.2歐，於是接地電流在接地極電阻上產生了接地電壓。標準規定，接地電壓的最大值不得超過50V。這裏的50V電壓又被稱為安全電壓。
相信知友們一定聽說過36V的安全電壓，不過，36V安全電壓是蘇聯的遺產。IEC規定的安全電壓是50V。
路線中涉及到人身安全的過電流保護，就是以50V安全電壓來考慮的。
那麽RCD又是怎麽回事？
我們來看下圖：
我們看到，圖中從電源引出了L3相和零線到住家附近。在入戶前，電冰箱1接在TN-C接地系統路線中，並且漏電開關RCD的零序電流互感器測量的是相線電流與零線電流之和。由前面的有關TN-C接地形式的IEC圖可知，電冰箱的外殼是接在PEN線也即零線上的。
現在電冰箱1發生了碰殼事故，那麽零序電流互感器的測量值等於多少呢？測量值為零！！！
換句話說，在具有零線的系統中，漏電斷路器是一個擺設，什麽用處也沒有。
再看右邊的電冰箱2。我們看到入戶前PEN接地，然後分開為N和PE，PE接在電冰箱2的外殼上。當電冰箱2發生了碰殼事故，此時相線電流由兩部份構成：其一是流經N線的電流，其二是流經PE線的接地電流，於是零序電流互感器的測量值不為零，RCD能夠實作漏電保護。
一般地，漏電動作值為30毫安，小於人體能夠接受的最大電流值。
結論是：只有在TN-C-S的TN-S系統中，漏電開關才能起作用。
現在，我們可以得出結論了：PE線的目的是實作人體的觸摸性防護，它會將發生漏電後的用電裝置外殼電壓限制在50V安全電壓的範圍之內；漏電斷路器RCD的目的是實作漏電電流防護，防止人體承受過長時間的電擊電流。
最後，我們再來看看那張錯誤圖：在錯誤圖的戶內，我們看到的是零線，根本就沒有PE線的影子。可想而知，圖中的漏電開關能否起作用。
因此，這張圖的錯誤屬於致命性的嚴重錯誤。
您看懂了嗎？
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這個貼文到這裏應當結束了。我相信，只要知友們認真地看過一遍，對零線到底是什麽會有很深刻的認識的，同時對RCD的安裝條件也會清楚得多。
如果知友們能真正地學到這些知識，我會很開心。笑！
這個貼文中的內容很粗淺，想了解相對深入的知識，請閱讀我的新版書籍【老帕講低壓電器——低壓電器的設計和套用】。此書將由機械工業出版社出版。不過，此書正在編輯狀態，敬請期待！
