家庭的用电都是交流电，为何会有零线和火线的区别？

题主的问题是：家庭的用电都是交流电，为何会有零线和火线的区别？

我们首先看看题主问题的答案与什么有关：

1）题主的问题与配电系统的接地密切相关；

2）题主的问题与电气接线方式密切相关；

3）题主的问题与用电安全密切相关。

现在我们来解答问题。

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1.火线与零线的基本概念

1）我们首先看直流电源供电方式，见图1

图1：直流电源供电方式

在直流电源电路图的图1中我们看到一个电压源E，还有它的内阻，它们共同构成直流电源。

注意到右边的电压输出曲线（纵轴是电压U，横轴是时间），我们看到随着时间推移，电压的大小不变；再看下面的伏安特性曲线（纵轴是电压，横轴是电流），我们发现随着电流加大，电压会降低，原因很简单：电流越大，内阻上的电压也越大，于是输出电压也即路端电压也降低。

直流电源电路图的图2是多种电源组合体，其中有正负15V电压，有5V电压。此电源一般为单片机系统供电。

那么我们如何确定0V呢？我们只需要在线路上画上接地符号，见2图的左侧，表示这一点是电压参考点，也即零电压。

我们再看3图：

在电池的负极绘制的接地符号表示接大地。于是，电池负极的电压就是大地的零电位。

注意：

参考地和大地的零电位不同。参考地对大地来说，可以有一定的电压，但大地的电位一定是零。也因此，把接大地获取零电位的做法又叫做工作接地。

参考地和工作接地可以合并，其符号见3图红线框内的符号。

2）我们再看交流电源，见图2

图2：交流电源供电方式

从交流电源线路图和波形图看，交流电与直流电截然不同，主要的区别在于：

1）电压值会周期性地改变大小和方向。

从外电路看当正半周时电流从接线端子XT1流向电阻R，然后再经过接线端子XT2返回电源；负半周时电流从XT2流向R，再经过XT1返回电源。

我们发现，对于我国的工频交流电来说，在0到10毫秒的时间段内，电压为正，此时电流从XT1流出，从XT2流入；在10毫秒到20毫秒的时间段内，电压为负，此时电流从XT2流出，从XT1流入。

2）我国规定交流电压值的周期为20毫秒。

如果我们就这么用电，则无所谓什么线号定义。但如果我们也将交流电源实施工作接地，则情况就大不一样了。

我们先来看三相交流电源线路图：

这幅图其实就是居家配电的电能源头电力变压器的接线图。我们看到三相交流电绕组的公共段是接在一起的，这一点叫做中性点，它的代号是N；我们还看到A、B、C三相输出的电压波形相差120度，三相的代号是L1、L2和L3。

注意：我们看到变压器的中性点实施了工作接地，因此这条接了地的中性线它的代号是PEN。

定义：L1、L2和L3叫做相线，也叫做火线（以下用标准名称：相线或者L线）；PEN叫做保护中性线，也叫做零线（以下用标准名称：保护中性线或者PEN线）。

2.接地方式的讨论

在GB156-2009《标准电压》中规定，相线对零线的电压是220V，不同相线之间的电压是380V。

我们来看图3：

图3：交流供电方式中中性点接地的讨论

这两张图已经出现过，我们来仔细探讨一番：

先看左图：

此图常用于隔离变压器供电方式，也即开关设备和电动机的控制系统，我们看到变压器次级电压是220V。在这种供电方式下，无所谓什么相线和N线。

因为隔离变压器的二次侧的出线是对称的，因此在负载电阻R的两端都必须配套开关或者熔断器实施线路保护。

另外，当人触及任何一条线时，就会发生电击，也即人身伤害事故。

再看右图：

我们看到变压器的中性点工作接地，于是PEN线的电位被强制地限定为零电位。

于是问题来了，既然PEN线的电压为零，那么它是不是就不能提供电能了？我们看看图1的2图，我们看到-15V的电池的正极是接地的，那么这个电池是不是就不能工作了？答案当然是否定的。

电源是否能工作，与电源的电动势有关，而与电源的某端是否接地无关。

因此，尽管变压器的中性点接了地，但毫不影响变压器输出电压，也不影响输出电压的大小、方向和相位关系。

明白这个道理后，我们再看右图的负载电阻R。我们发现，负载的PEN线电压是0V，若我们将负载的外壳接到PEN线上，这样一旦出现漏电，它的电位被PEN线强制性地拉在0V，因此就不会出现人身电击事故。这种人身安全的保护方式叫做保护接零。

在保护接零方式中，PEN线的首要功能是保护。因此当PEN线也即零线接到负载时，要分为两支，一支作为负载电源，另一支接到负载金属外壳上，以实现人身安全防护。

在IEC标准中，把这种低压配电的接地系统叫做TN-C。

我们来看IEC60364《接地系统》中TN-C接地系统的原图：

注意看，图中变压器的中性点接地，然后引出三条相线，还有PEN线。为了防止PEN线断裂，PEN线重复接地。

另外，主看中间的用电负载，它的PEN线首先接到外壳，然后再接到电源的零线端子。

IEC60364《接地系统》系列标准等同使用的国家标准是GB16895系列标准。

现在，我们来考虑一个问题：若PEN线在中间断了，会怎样呢？

我们发现，在断点靠近电源侧，一切照旧，没有什么问题，但断点后部问题很大。

从图3中我们看到，系统其实是三相的。当三相平衡时，若中性点未接地，但电源也会把它的电压限制在0V。但当三相不平衡时，中性点的电压就会偏离0V，极端情况下中性点的电压会等于相电压220V。

我们已经知道负载的外壳是接在PEN线上的，结果PEN线断了，它后部的电压会上升，一旦超过IEC规定的50V安全电压，则会发生人身伤害事故。

（注意：这里的50V安全电压不是指安全供电的36V电压，不要弄混了）

所以，TN-C供电方式是不可靠的。国家标准中规定，TN-C接地系统严禁使用在爆炸场所中，例如油库、港口、煤矿等等，也不建议使用在居家配电环境中。

若一定要使用TN-C接地系统，则它的PEN线也即零线必须多点接地，以防止PEN线断裂。

TN-C的PEN线也即零线严禁接入开关！严禁在TN-C系统中使用四极开关，这是铁律！

在居家配电环境下，最好使用TN-C-S接地系统。

我们来看看IEC60364《接地系统》的TN-C-S的原图：

我们看到，PEN线离开第1只负载后，分开为N和PE，从此以后，零线就不存在了，变成中性线N和保护线PE。同时，在分开前PEN线必须再次重复接地。这样就彻底地解决了TN-C的不足之处。

事实上，居家配电中绝大所数都是TN-C-S接地系统。许多人以为N线就是零线，这是错误的。

在TN-C-S接地系统中，变压器的中性点是工作接地，而负载的外壳是保护接地，这从上图的负载外壳接到PE线可以看出来。

3.居家配电的范例

我们来看一张实际的TN-C-S居家配电图：

在这张图中，我们在左上方看到了三相电，并且有PEN线（零线），因此该低压配电的接地系统属于TN-C。

我们看到，L3线的电源在入户前经过了电度表，然后以L相线的形式入户。

我们还看到，PEN线在入户前首先通过MEB接地网接地，然后分开为N线和PE线，并且以N线和PE线的形式入户。入户后，N线可以进开关，但PE线则不得进入任何开关，并最终连接在用电设备的外露导电部分（金属外壳）上。

因此，居家配电的接地系统是TN-C-S。系统中既有工作接地，也有保护接地。

居家配电的主干有三条线，即相线L，中性线N和保护线PE。其中相线的俗称就是火线，但N线绝非零线。
由于这方面的内容超过题主的讨论范围，详细解释忽略。

需要说明的是：我估计包括题主在内，都以为N线就是零线。极有可能，这个帖子讨论的主题是N线与相线的区别，而不是零线与相线的区别。

不过，就此说明零线的特征和使用条件也挺好。我深信，题主一定会很惊讶，原来自己讨论的内容并不是主题。

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关于零线火线的话题，其内容极其丰富。由于深入讨论需要有大量的帖子，或者若干篇专栏文章才行，所以这个帖子的讨论就到此结束吧。

PS：本回答确是将提问者的问题复杂化，过多从系统角度解释，想深入探讨的可以看下，经过 @吴夫凡的评论，我认识到这点，所以将他的回答贴在这里，普通读者可以直接看 这个，再次感谢吴夫凡。【零线和火线没有本质区别 组成回路设备供电的两根线罢了 不同之处在于零线在变压器低压侧接地 属于典型的工作接地 目的是求得一个基准的零伏特电位作参考点罢了 是一种典型的锚定 因为零线有电流 流经导线势必会有压差 所以家里零线对地是有电压的 一般五伏特以内都正常】

首先更正一点误区：家里的零线里面是有电流的，没有电压而已。

我们从基础说起，电流需要在闭合的导体中运动，从高电压流向低电压。而在生活用电中，因为是交流电，时刻都在变换，相对应的交流用电器，也是适应这种变换而生产的。但依然要满足电流的基本条件：压差，那就取中间点——零点作为一个参照点，交流电不管什么时候是正是负都与这个参照点存在压差，那么就可以完成电能的传输，只不过电流的方向会随着正负的变换相应改变。在交流电发电机的原理中，三相发电机所发三相交流电相位相差120°，大小相等，它们的一端连在一块，为Y形接线，这个连接点的电压即为零点，专业叫“中性点”。（非故障情况下中性点对地电压为零）发电机中性点与负载中性点不同，负载中性点可以理解为A、B、C三相线分别带的用户的所有零线接的那个点。

现在来说说零线和火线。火线是从发电机线圈段子直接引出，拥有电压和电流两个物理量，也就是说它是电源，而零线则与负载中性点相连，相对电压为零，但它是也回路的一部分，当然拥有电流，它的作用就是让使用单相电的普通用户可以构成回路，完成电能的传输，火线上是有电压的，这也就是为什么我们说用电笔测有电压的为火线，无电压的为零线。

从三相系统角度来讲，零线的本质是中线，即发电机中性点与负载中性点的连线。即民用照明中的三相四线制的第四根线。远距离传输线中，对称负载下中线中是无电流的，普通用户因为只是单相电，所以零线是有电流的。而且对称负载时是是不使用零线的，这种情况在三相电机中见的较多。

对于本问题： 家庭的用电都是交流电，为何会有零线和火线的区别？

我觉得提问者是误认为交流电前半周期为正电压，后半周期为负电压，电流方向产生变换，如果火线、零线都接电源，那么两者在一个周期内各有半周期接正电源半周期接负电源。简单说就是一会电从火线往零线流，一会点又从零线往火线留，那么又何必分成两个名称，作用一样嘛。

这种是从根本上没认识交流电。 看这里：http://baike.baidu.com/view/56394.htm。

单相发电机的话，发出来的电确是像上面描述的那样，但三相发电机Y形接线，三相对称（相位相差120°，大小相等），就像三个单相发电机，在其与用户的三个回路中各取一条线合并，因为相角的关系，这三条线合为一条后电压就会相互抵消，所以会产生中性点电位对地为零。

最终总结：家用零线只是回路中的一条而已，它与其大系统中有无中线是无关的。

在上面讲了很多中线，是因为很多人强调三相四线制，三相四线制是因为民用照明系统中的负载不稳定，基本不会达到对称的理想情况，所以才会有四线，这个四线与你家的零线P关系都没有，人家是给大系统用的。举个极端例子，拥有大型电动机的工厂接的是三相电，一般是从变电站直接拉线过去，这个接线是三相三线制，它的照明线路也是这条线路中分出去的，照明线路中绝对有零线！

写的啰嗦，请见谅，如有什么问题，欢迎指教，鄙人会及时改正。

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回来看到@王超 的答案，对 【对于电力系统中性点不接地的情况（比如有小偷把配电站那根接地铜锯断偷走卖钱）来说零线对地电压也可以把人激死】这句表示不敢苟同，如果三相电源对称，在三相四线制情况下 ，三相负载不管对不对称负载侧中性点都会被强制归零，此时非故障时三相对地分布电容基本相等，故对地电流也对称，地中没有电流，中性点对地点位则为零。而中性点不接地系统在故障时非故障相电压升高为线电压，三相线电压不变，系统仍可带故障运行两小时，由工作人员排除故障，这就要求系统中的各种电器设备的绝缘必须按线电压设计。在电压等级较高的系统中，绝缘费用比较高。所以一般不采用中性点不接地系统。只有在电压等级较低的系统中采用中性点不接地方式，比如配电网侧，以提高系统的供电可靠性。

所以，对称负载中，在配电站里面是不会有中性点接地的，也就不会出现零线对地电压把人激死的惨案。除非这时恰好这个配电站有线路发生接地故障……

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