在家庭电路中经常可以见到三种电线,分别是火线、零线和地线。火线、零线和地线是一种俗称,在标准术语中火线应该称为相线(L线),零线称为中性线(N线),地线应该称为保护线(PE线)。那么,这火线、零线和地线是怎么来的,三者有什么作用呢?下面介绍时按照标准术语称为进行介绍。家庭线路中的L线、N线和PE线都来配电变压器的二次侧,一般配电变压器的二次侧绕组采用星型接法,从变压器二次侧星型接法从其中性点引出的导线成为PEN线(保护中性线),为什么这个导线称为PEN线而不是N线呢?是因为这个导线不仅通过三相不平衡电流,还通过变压器的泄露电流和负荷侧回到电源侧的故障电流,所以这个导线应该称为保护中性线,而不是中性线。变压器低压侧有四个低压出线接线端子,如下图所示。变压器低压侧四个低压出线接线端子分别为三个相线和一个保护中性线(PEN线),将三个相线和一个PEN线引到低压配电装置处,将PEN线分成N线和PE线,需要注意的是变压器低压侧中性点及其外壳都要进行接地,在变压器室内距离地面有一段距离处,围着墙打一圈PE排,该PE排与变电所的接地装置相连接,变压器中性点的接地称为系统接地。低压配电系统的接地型式可以分为TN系统、TT系统和IT系统,下面主要介绍TN系统,TN电源系统在电源处应有一点直接接地,装置的外露可导电部分应经PE接到接地点。一般我国低压配电系统的接地型式为TN系统。TN系统根据N线和PE线是否合并可以分成TN-S系统、TN-C系统和TN-C-S系统。
TN-C系统的示意图如下图所示,在TN-C系统,在全系统中,N的功能和PE的功能,应合并在一根导体中。装置的PEN也可另外增设接地。
TN-S系统的示意图所下图所示。TN-S系统,整个系统应全部采用单独的PE,装置的PE也可另外增设接地。
TN-C-S系统的示意图如下图所示。TN-C-S系统,系统中的一部分,N的功能和PE的功能,应合并在一根导体中。
下面谈一谈相线、中性线、保护线和保护中性线的作用,相线的作用是给用电设备提供电源和传导回路电流。中性线的作用是给单相用电设备提供额定相电压,还有传导三相不平衡电流,还有减少中性点零点电位漂移。保护线的作用是保障人身安全、防止发生电击事故,还有系统中所有设备的外露可导电部分都应该经过PE线进行可靠接地,这样就可以减少人身电击事故的发生。保护中性线建有保护线和中性线的功能。