電壓互感器在三相電路中常用的接線方式有四種，如下圖
1．乙個單相電壓互感器的接線，用於對稱的三相電路，二次側可接儀表和繼電器，如圖1（a）。
2．兩個單相電壓互感器的v/v形接線，可測量相間線電壓，但不能測相電壓，它廣泛應用在20kv以下中性點不接地或經消弧線圈接地的電網中。如圖1（b）。
3．三個單相電壓互感器接成y0/y0形，如圖1（c）。可供給要求測量線電壓的儀表和繼電器，以及要求供給相電壓的絕緣監察電壓表。
4．一台三相五芯柱電壓互感器接成y0/y0/δ（開口三角形），如圖1（d）所示。接成y0形的二次線圈供電給儀表、繼電器及絕緣監察電壓表等。輔助二次線圈接成開口三角形，供電給絕緣監察電壓繼電器。
當三相系統正常工作時，三相電壓平衡，開口三角形兩端電壓為零。當某一相接地時，開口三角形兩端出現零序電壓，使絕緣監察電壓繼電器動作，發出訊號。
v/v連線的兩個電壓互感器二次側兩個開口端之間的電壓與其一次側的兩個開口端電壓存在對應的相量關係。也就是說，二次側兩個開口端及公共端之間的電壓也同樣滿足電源三相電壓的關係。因此，雖然「b相無電壓」（未施加任何電壓），輸出端的電量仍然是三相電量。
左圖是正確接線，從相量圖看三相平衡；右圖是錯誤接線，從相量圖看三相不平衡。
圖1 （正確圖2（錯誤）
圖3 根據ab和ub的線電壓可以計算出ca線電壓，。若二次側ab相接反，從相量圖看，則ca線電壓變為。
由三隻單相電壓互感器組成星形接線時，其一次側中性點必須接地。如下圖所示。因為電壓互感器在系統中不僅有電壓測量，而且還起繼電保護的作用。
當系統中發生單相接地時，系統中會出現零序電流。如果一次側中性點沒有接地，那麼一次側就沒有零序電流通路，二次側開口三角形線圈兩端也就不會感應出零序電壓，繼電器kv就不會動作，發不出接地訊號。
對於三相五柱式電壓互感器，其一次側中性點同樣要接地。
由兩隻單相電壓互感器組成的v-v形接線時，其一次側是不允許接地的，因為這相當於系統的一相直接接地。而應在二次中性點接地，如下圖所示。
電壓互感器二次側要有乙個接地點，這主要是出於安全上的考慮。當一次、二次側繞組間的絕緣被高壓擊穿時，一次側的高壓會竄到二次側，有了二次側的接地，能確保人員和裝置的安全。另外，通過接地，可以給絕緣監視裝置提供相電壓。
二次側的接地方式通常有中性點接地和v相接地兩種，如下圖所示。
根據繼電保護等具體要求加以選用。
採用v相接地時，中性點不能再直接接地。為了避免
一、二次繞組間絕緣擊穿後，一次側高壓竄入二次側，故在二次側中性點通過乙個保護間隙接地。當高壓竄入二次側時，間隙擊穿接地，v相繞組被短接，該相熔斷器會熔斷，起到保護作用。
二次側接地點按規程規定，均應選在主控室保護屏經端子排接地，而在配電裝置處只設定試驗檢修時的安全接地點。
在電壓互感器外殼上有乙個接地樁頭，這是鐵心和外殼的接地點，起安全保護作用。
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