零线不带电而且也是接地的，为什么还要单独设置？直接用大地做零线不是更省钱？

这是一个非常非常有趣的问题，要搞明白它就需要理解电能的本质，今天就让你们一口气搞个明明白白！

电能本质是电场

我们通常说的电就是电能，也就是一种可以沿着导线传播的能量。那么电能的本质是电子的流通吗？并不是！电能的本质是驱动电子流动的电场，如果电场已经被消耗了，那么电子的流动本身是不能传递能量的。

那么电场又是什么呢？是平衡电子需求的吸引与排斥力，比如有一根很长的金属棒，原本中的电荷数量是 1：1 的，如果用什么方法把左边一半的电子全部移走，左边就会全部变成正电荷，于是右边的电子被左边强烈的正电荷吸引而移动过来，形成了流动。

当然在流动后金属棒中的电子与质子，也就是负电荷与正电荷的比例依然 1：2，它们作用一个事件依然强烈地吸引着负电荷，那么如果我给它接一个富含电子的“巨大水池”会怎么样呢？

当然，我们可以轻松想到金属棒会将从“电子池”中吸收足够的电子，最终达到一个电平衡的状态，这也就是电场传递能量的过程。将一半的电子剥离是需要能量的，而吸收足够的电子是会释放能量的，在电子的吸引与排斥中，能量就从金属棒的左端传递到了右端。而上面提到的“电子池”就是大地，拥有（近乎）无限电子的物体，因为它的电子太多，容纳能力实在太强，所以无论是向其中注入电子或是吸取电子都不费吹灰之力。

电能传递=电子拔河

我们日常使用的电能，其实就是一个发电机与用电器相互进行“电子拔河”的过程，绳子就是导线，本质上来说电网工作的过程就是发电机通过“电子拔河”远距离传递能量。因为包括发电机、导线与用电器组成的整体是需要保持电子平衡的，于是我们给它们的末端连接上了导线，当发电机拉过来一些电子，就可以补充到用电器损失的那部分中去，反之亦然。

两段导线其实就分别是火线与零线，零线中的电子流动只是为了平衡电中性而已，其中流动的电子只有极微小的电场推动，所以不会令人触电，也就是一般电工据说的“零线不带电”。

如果只是单相发电机的话，需要火线与零线就够了，但是为了保证较高的效率，发电厂一般会使用三相发电机，这里一个由三条火线与一根零线组成的设备。也就是同时有三个“拔河队伍”在战斗，而且它们的末端是连在一起的。因为三路交流电存在着相互“抵消”的作用，所以零线中流过的电流其实并非三根火线之和，这也就是为什么一根零线可以供三根火线共用的原因。

但是！这样的结构可能会出现一种故障——单相短路。如果其中的有一根火线接触到大地了会怎么样？

那这条回路中的电荷平衡一下就被打破了，从火线上失去的电荷就会从零线端抽取，而大家的尾巴是连在一起的，所以另外两个回路就会受到影响，电压会直接飙升到 2 倍以上，这对其中的电路当然是非常危险的，于是在发电机末端给零线接地，这样在发生意外的时候就可以保证不会影响到其它线路的安全。

为什么不宜用接地代替零线

那么有一些比较机灵的童鞋可能就已经想到了，如果我一开始就把“电子拔河”的两个末端全都插入到大地中去，不就可以省下不少电线了么？

嗯！能想到这一点的同学真的非常聪明，在以前条件简陋，资源不足的情况下确实有很多地方拉电线只拉一根火线，另一头插在大地里就用。但是在条件变好之后这种方法就被摈弃了，这是为什么呢？

最主要的原因是效率——零线的本质是平衡用电器与发电机的末端，零线的接地只是为了保护而已。所以直接插入大地等于是用大地代替零线，本来可以直接完成的平衡变成了两端反复从大地抽排电子，这会受到接地电阻与大地电容效应的双重影响，无疑会大大降低整个系统的效率。

其次、零线其实才是非常经济的选择。如果用地线代替零线或是做两个接地分别当零线和地线使，反而会增加成本。接地一般都是在用户处设置的，通常不会做的多精细，因为地线只是负责消除漏电而已。而非要用接地作用零线的话，这个接地就必须要做到接触足够好，电阻足够小，能够承受非常大的电流还要能在几十年的时间里保持可靠稳定。这其实是一件难度很大，成本很高的事情。所以还不如统一设置零线来的划算。

这就是零线存在的意义了，不知道你读了之后有没有一种恍然大悟的感觉呢？