電壓互感器的作用是把高電壓按比例關係變換成100v或更低等級的標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置取用。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應原理工作的裝置，但它的電磁結構關係與電流互感器相比正好相反。
電壓互感器二次迴路是高阻抗迴路，二次電流的大小由迴路的阻抗決定。當二次負載阻抗減小時，二次電流增大，使得一次電流自動增大乙個分量來滿足
一、二次側之間的電磁平衡關係。可以說，電壓互感器是乙個被限定結構和使用形式的特殊變壓器。
電壓互感器是將電力系統的一次電壓按一定變比縮小為要求的二次電壓，向測量表計和繼電器供電，其工作原理與變壓器基本相同。電壓互感器通常有單相、三相三柱式、三相五柱式電壓互感器等幾種，由於使用方法不同，各有優、缺點。三相五柱式電壓互感器，是磁系統具有五個磁柱的三相三繞組電壓互感器，廣泛採用於大中型企業，具有低電壓、過電壓保護、低電壓啟動等各種保護功能；備自投等所有電壓繼電器電壓值均來自電壓互感器二次。
1 三相五柱式電壓互感器的接地方式
電壓互感器二次繞組接地方式與保護、測量表計及同步電壓迴路有關，有b相接地和中性點接地兩種方式，其接線方式見圖1、2。
圖1 電壓互感器二次通過b相及jb接地原理圖
圖2 電壓互感器二次不接地原理圖
1.1 電壓互感器二次繞組兩種接地方式的比較
1.1.1 在同步迴路中在b相接地系統中，對中性點非直接接地系統，單相接地時，中性點位移，不能用相電壓同步，必須用線電壓同步。
如同步點兩側均為b相接地，其中一相公用，同步開關檔數減少(如採用綜保，則接線更為簡單)，同步接線簡單。對中性點直接接地系統，可用輔助二次繞組的相電壓同步。
1.1.2 在保護迴路中
在b相接地系統中，①在零線上串接的隔離開關輔助觸點g，如不可靠而斷開時，會使10kv以上電壓距離保護斷線閉鎖裝置失去作用，這時若再發生一相或兩相斷線，將導致保護誤動作。②因為輔助
繞組的一端與b相接地點相連，由於基本二次側繞組上有負荷電流流過，在電纜芯出上產生電壓降，使正常開口三角形有電壓3u0，對零序方向元件不利。若單獨從接地點引接零序方向繼電器迴路，則接線
較為複雜。
在中性點接地系統中，由於中性點無任何斷開觸點，可靠性高。因中性點沒有電流通過，無電壓降，對保護無影響。
1.1.3 在測量表計迴路中
在b相接地系統中，①因大多數表計均接線電壓，其中b相接地公用，引線方便。②對只需接線電壓的迴路，可用v-v接線電壓互感器。
在中性點接地系統中，表計均需三相分別接入，引線較為複雜。
1.1.4 在電壓互感器二次接線上
在b相接地系統中，①中性點需裝設擊穿保險器，增加了部件，正常時如擊穿保險器擊穿接地，將使b相繞組短路。②當a、c兩相中任一相發生接地時，即構成二次繞組兩相短路，兩相熔斷器熔斷。
在中性點接地系統中，無b相接地的相應問題，接線較簡單。
據上分析，對於中性點非直接接地系統，因一般不裝設距離和零序方向保護，b相接地對保護影響極小，而對同步迴路有利，故電壓互感器二次側採用b相接地方式較為理想。而對於中性點直接接地系統，保護要求嚴格，中性點接地有利於提高保護的可靠性，同步迴路可用輔助繞組的相電壓，故電壓互感器二次繞組採用中性點接地方式較為優越[1]。
1.2 接地原因
1.2.1 電壓互感器二次側須接地的原因
在執行中，電壓互感器的一次側線圈處在高壓系統之中，而其二次側線圈則為一固定的低電壓(如電壓互感器一次線圈電壓為10kv時，則其二次側固定為100 v)。二次側線圈所接入的各種儀表和繼電器的絕緣等級低，並且經常與人員接觸，如果電壓互感器的
一、二次線圈之間的絕緣被擊穿，一次側的高壓將直接加到二次側線圈上，極易危及人身和裝置安全。故為了提高安全性，電壓互感器二次側必須接地。
1.2.2 jb接地
圖1中，當電壓互感器通過b相接地時，其中性點處還需要通過jb接地的原因分析如下。
由於電壓互感器二次側通過b相接地，其只是為各種表計和繼電器提供所需電壓，不能保證當一次電壓串入二次迴路時的安全，所以其二次側線圈的中性點也必須接地。但是，其中性點如果直接接地，b相線圈將通過大地短接，這樣會燒壞線圈，這是不允許的。所以電壓互感器二次側中性點通過乙個jb(放電間隙)接地。
正常執行時jb不導通；當有高壓進入二次側時，jb擊穿使電壓互感器二次通過中性點接地，達到保護人身和裝置安全的目的。(因b相接地點在保險之後，故即使b相和中性點形成接地短路，也只會使保險熔斷，不會燒壞線圈)。
2 電壓互感器二次側保險的工作原理
2.1 二次側無保險工作分析
①在圖1中，如果jb在工作狀態下因其它原因擊穿，則電壓互感器b相繞組將被短接，b相繞組將被燒壞。
②當a、c兩相任一相有過載時，將造成電壓互感器繞組燒壞。當a、b、c三相繞組內部有故障時，將引起保護誤動作。
③在圖2中，當電壓互感器二次側a、b、c三相中的任一相出口處有接地發生時，均會造成電壓互感器繞組短路執行而燒壞。
④當電壓互感器二次側a、b、c三相中的任一相發生過載時，也有可能燒壞繞組，引起保護誤動作。
在上述工作狀態下，電壓互感器二次側a、b、c三相出口處，都需加裝二次側保險。
2.2 不加保險(熔斷器)的情況
①在二次側開口三角的出線上一般不裝熔斷器。因為在正常執行時開口端無電壓，無法監視熔斷器的接觸情況。一旦熔斷器接觸不良，則系統接地時不能發出接地訊號。
但是，供零序過電壓保護用的開口三角出線例外。
②中性線上不裝熔斷器，目的是因為一旦保險絲熔斷或接觸不良，就會使絕緣監察電壓表失去指示故障的作用。
③接自動電壓調整器的電壓互感器二次側不裝熔斷器，目的是為了防止熔斷器接觸不良或熔絲熔斷時電壓互感器誤動作。
3 三相五柱式電壓互感器工作繞組的工作狀態分析
3.1 正常時工作繞組的工作狀態
如圖3所示，由於三相五柱式電壓互感器為配合計量及保護裝置，其二次線電壓為恆定的100v。為配合絕緣監察，其二次側對地電壓為100／ v；100v／ v、0v。所以根據圖3可得出，ua、ub、uc三相相電壓為ua=l00／ v=ub=uc,線電壓為uab=uac=ucb=100 v。
正常執行時，ua0=ub0=uc0電壓表指示相電壓(10kv系統為5.8kv)。
圖3 正常工作時電壓互感器二次接線原理圖
3.2 故障時工作繞組的工作狀態
①當系統發生單相金屬性接地時(如a相)，則該相對地電壓為o，即電壓瓦感器的a相一次線圈對地無電壓。接在二次和接地相對應的絕緣監察電壓表ua=0，而其它兩相ub、uc的電壓公升高到倍，即上公升到線電壓(10kv系統為10kv)。此時工作線圈二次側對地電壓為ua=0、ub=0、uc=100v。
②當a相經電弧或高電阻接地時，則ua電壓指示低於相電壓，但未達到0。uc、ub指示高於相電壓，但未達到線電壓(當b相接地時，ub=o)。
4 輔助繞組的工作狀態分析
輔助繞組，即開口三角形。在系統正常執行時，由於系統三相電壓ua、ub、uc是對稱的，互感器二次線圈中的三個電壓ua、ub、uc也對稱。故反應在開口三角兩端的零序電壓為ua+ub+uc=0，所以開口三角兩端的電壓為零。
當系統發生單相接地故障時，如c相接地(見圖4)，顯然c相對地電壓uc，加上中性點對c相端頭電壓-uc，即uad=ua+(-uc)。同理，b
圖4 系統發生單相接地時開口三角形繞組電壓向量圖
相對地電壓ubd=ub+(-uc)，由於c相接地，電壓互感器一次側的c相線圈上無電壓。則uad和ubd就是互感器一次側a相和b相的電壓。從向量圖中看出，加在互感器一次側的三相電壓出現了零序電壓，即uad+ubd=3u0。
此時uad和ubd的大小都是相電壓的倍，即數值上等於線電壓，其合成電壓即為3倍的零序電壓。故在開口三角兩端也
同時出現了3倍的零序電壓。在開口三角兩端接上絕緣監察繼電器，一旦系統有單相接地發生，此絕緣監察繼電器即報燈光、音響訊號，告訴值班人員處理(一般此繼電器整定值為l5v或18v)。
電壓互感器的作用
電壓互感器的作用是 把高電壓按比例關係變換成100v或更低等級的標準二次電壓，供保護 計量 儀表裝置使用。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是 按照電磁感應原理工作的裝置，但它的電磁結構關係與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次迴路是高阻抗迴路，二次電流的大小由迴...
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