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电压互感器工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。
电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。
测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压），可以单相使用，也可以用两台接成痴-痴形作叁相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第叁线圈，称叁线圈电压互感器。叁相的第叁线圈接成开口叁角形，开口叁角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。
正常运行时，电力系统的叁相电压对称，第叁线圈上的叁相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时，中性点出现位移，开口叁角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用。
