電壓互感器是一種按照電磁感應原理製作的特殊變壓器，其結構並不複雜，是用來變換線路上的電壓的，變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計算單位；而電壓互感器變換電壓的目的，主要是用來給測量儀表和繼電保護裝置供電，用來測量線路的電壓、功率和電能，或者用來線上路發生故障時保護線路中的貴重裝置、電機和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，最大也不超過一千伏安。

　　電壓互感器作用及原理

　　電壓互感器結構如圖（a）所示，其作用是可用它擴大交流電壓表的量程，將高電壓與電氣工作人員隔離。其工作原理與普通變壓器空載情況相似。使用時，應把匝數較多的高壓繞組跨接至需要測量其電壓的供電線路上，而匝數較少的低壓繞組則與電壓表相連，如下圖（b）所示。

　　

　　因為U1/U2=K，所以U1=KU2，由此可見高壓線路的電壓等於副邊所測得的電壓與變壓比的乘積（回顧：變壓器工作原理、原副邊電壓計算公式及變壓器變壓比講解）。當電壓表同一只專用的電壓互感器配套使用時，伏特表的刻度就可以按電壓互感器高壓側的電壓標出，這樣就可不必經過換算，而直接從該電壓表上讀出高壓線路的電壓值。

　　通常電壓互感器副邊線繞組的額定電壓均設計同一標準值為100伏。因此，在不同電壓等級的電路中所用的電壓互感器，其變壓比是不同的，例如1000/100，600/100等等。

　　為了工作安全，電壓互感器的鐵殼機副邊繞組的一端必須接地，以防高、低壓線圈間絕緣損壞時，使低壓線圈的測量儀表對地產生一個高電壓，危機工作人員的人身安全。

　　電壓互感器型號含義

　　由以下幾部分組成，各部分字母，符號表示內容：

　　第1位：J—PT

　　第2位：D—單相；S—三相；C—串級；W—五鐵芯柱

　　第3位：G—乾式；J—油浸；C—瓷絕緣；Z—澆注絕緣；R—電容式；S—三相

　　第4位：W—五鐵芯柱；B—帶補償角差繞組；

　　連字元號後面：GH—高海拔；TH—溼熱區

　　數字：電壓等級（KV）

　　例如：JDZF7-10GYW1

　　J 電壓互感器 Voltage transformer

　　D 單相 Single phase

　　Z 澆注式 CasTIng type

　　F 帶剩餘電壓繞組 With residual voltage winding

　　7 設計序號 Design Number

　　10 電壓等級（kV） Voltage class（kV）

　　GYW1 高原汙穢 Plateau Dirty

　　電壓互感器的圖形符號

　　電壓互感器是一個帶鐵心的變壓器，主要是用來按比例變換線路上的電壓。根據GB4728-6-84 《電能的發生和轉換》，在電氣工程應用中電壓互感器符號有明確的規定。

　　電壓互感器：PotenTIal transformer 簡稱PT，在新國標也叫Transformer voltage 也簡稱TV，與舊國標中“YH”（電壓互感器的“壓”、“互”二字的漢語拼音第一個字母的組合）相對應。

　　

　　單相電壓互感器符號

　　左圖中兩個圈代表一個初級繞組、一個次級繞組；右圖中三個圈代表一個初級繞組、二個次級繞組； 更多個圈的則最上面一個圈是初級繞組，其它均為次級繞組。上圖中兩個圖例均表示單相電壓互感器。三相電壓互感器符號與單相電壓互感器符號類似，區別在於線端增加三條表示三相的線端，其圖例如下：

　　

　　三相電壓互感器符號

　　電壓互感器的選型注意事項

　　電壓互感器是電力配電系統的重要元件、該產品的選用是否合理也關係到整個電力系統的執行狀況，電壓互感器的選型問題也是我們電力從業人員必須瞭解的問題，電壓互感器的型號、種類都分為很多種、不同型號、不同種類的電壓互感器其用途、安裝方式、結構都不一樣。下面我們就來詳細瞭解一下電壓互感器的選型問題。

　　第一、在進行該互感器採購時，首先要明白該電壓互感器的主要作用是什麼。按用途分類電壓互器可分為保護用電壓互器和測量用電壓互感器、保護用電壓互感器的作用主查把高電壓換成電力系統二次元件（如微機保護裝置、開關櫃智慧操控裝置、儀器儀表等）所需的低電壓，而測量用電壓互感器的主要作用是沒量和採集一次迴路高壓電和二次迴路高壓電的、電壓狀態，在進行選擇時，首頁要明白該專案所用的互感器到底用於作什麼，如果是前者，就選保護用電壓互感器，如果是後者，就選測量用電壓互感器。

　　第二、在進行電壓互感器選型時，首先要明白該互感器是用於戶內，還是用於戶外，如果是用於戶內，就須選使用者內型的電壓互感器，如果是選使用者外，就必須選擇戶外型電壓互感器。

　　第三、採購時，要明確專案電力配電系統的電壓等級，一般的電壓互感器按電壓等級分類可分為四個等級，一個是低壓互感器，低壓互感器主要是有在1000V及以下的電壓等級。中壓互感器主要適用於額定電壓為3KV -110KV之間的電力配電系統，高壓互感器一般用於220-500KV的電壓等級，500KV以上的則必須選用超高奪電互感器型。我們電力從業人員在選擇該產品時，一定要明白我們的配電專案的電壓等級在哪個區域，要按規定選用符合要求的電壓互感器。

　　第四、要明白其絕緣型別、絕緣型別是我們必須要重視的地方，如果選擇不對，就會給我們電力配電系統帶來嚴重後果，因此這個一定要明確，電壓互感器按絕緣介紹分類，一般為了兩種，一種是全封閉式，一種是半封閉式，這個雖然說比較簡單，但也一定要引起重視。

　　第五、要明白產品的絕緣介質型別，電壓互感器按絕緣介質可分為乾式電壓互感器、澆注式電壓互感器、油浸式電壓互感器、氣體絕緣式電壓互感器，因此在選型的時候，一定要弄清楚該專案所採用的電一互感器是其中的哪一種。千萬不要搞錯。

　　第六、要明白電壓互感器的變換原理、電壓互感器按變換原理可分為電容式和電磁式兩種，電磁式電壓互感器是按比例把高壓電變換成我們二次裝置可以和的低壓電，而電容式互感器主是要從電容器抽取電壓，兩者原理都不一定，選型採購之前一定要明白採用哪種對整個電力配電系統更可靠才可採購。

　　只要我們在採購電壓互感器按照上述門種原則要選購，肯定會給你少很多事，更能保證整個電力系統的可靠穩定執行，同時也希望業界同仁積極提出自己的意見和見議，我們會積極聽從和吸收廣大使用者的意見，為我們是力配電行業做出自己的一分貢獻。

　　電壓互感器接線方式及原理圖

　　電壓互感器有一次繞組、二次繞組、鐵芯接線端子和絕緣支援物等組成，其工作原如圖所示。電壓互感器一次繞組具有較多的匝數N1，並聯接於被測電路的兩端，其絕緣等級與實際系統的電壓相應。二次繞組具有較少的匝數N2，可接通測量儀表或電能表的電壓線圈，二次額定電壓通常為100V。

　　電壓互感器正常工作時可以看作是一臺空載執行的降壓變壓器。當一次繞組接於電源電壓

時，在一次繞組中流過空載電流

，在鐵芯中產生磁通

，使二次繞組中產生感應電壓。

　　

　　式中U1--電壓互感器一次電壓，V；

　　U2--電壓互感器二次電壓，V；

　　N1--電壓互感器一次匝數，匝；

　　N2--電壓互感器二次匝數，匝；

　　K--電壓互感器變比。

　　在電能計量裝置中，採用電壓互感器後，電能表上的讀數，乘以電壓互感器的變比，就是實際使用電量。電壓互感器的型號由字母符號和數字組成，其含義如下：

　　

雙繞組電壓互感器工作原理圖

　　電壓互感器的接線方式

　　（a）一臺單相互感器接線：（b）、V-V接線；（c）Y-Y。接線；（d）三相五柱式電壓互感器接線；（e）三臺單相三繞組電壓互感器接線

　　

　　圖（a）所示為一臺單相電壓互感器的接線，可測量35kV及以下系統的線電壓，或110kV以上中性點直接接地系統的相對地電壓。

　　圖（b）為兩臺單相電壓互感器接成V-V形接線，它能測量線電壓，但不能測量相電壓。這種接線方式廣泛用於中性點非直接接地系統。

　　圖（c）所示是一臺三相三柱式電壓互感器的Y-Y。形接線：它只能測量線電壓，不能用來測量相對地電壓，因-次側繞組的星形接線中性點不能接地，這是因為，在中性點非直接接地系統中發生單相接地時，接地相對地電壓為零，未接地相對地電壓升高 倍。

　　圖（d）是一臺三相五柱式電壓互感器的Y。-Y。/△接線，其一次側繞組和基本二次繞組接成星形，且中性點接地，輔助二次繞組接成開口三角形。因此，三相互感式電壓互感器可測量電壓和相對地電壓，還可作為中性點非直接接地系統中對地的絕緣監察以及實現單相接地的繼電保護，這種接線廣泛應用於6～10kV屋內配電裝置中。

電壓互感器和電流互感器都是一種特殊的變壓器，它們的應用主要是保護測量儀表和繼電器，同時使二次側裝置小型化，那麼電壓互感器的原理和作用具體是什麼呢？

電壓互感器的工作原理和特性

電壓互感器可分為電磁式和電容分壓式兩種，電壓等級在220kV及以下時多為電磁式，那麼就以電磁式介紹。

1.工作原理

電壓互感器利用了電磁感應原理，在閉合的鐵芯上，繞有兩個不同匝數、相互絕緣的繞組，接入電源側的是一次繞組N1，輸出側是二次繞組N2。

當一次繞組加有電壓時，繞組就會有交流電流透過，鐵芯中就會產生與電源頻率相同的交變磁通¢1，由於一次繞組和二次繞組在一個鐵芯上，根據電磁感應定律，在二次繞組會產生頻率相同到數值不同的感應電動勢E2。

因為匝數的不同導致兩個繞組的感應電動勢不同，具體數值關係就是：N1/N2=U1/U2

根據國標，電壓互感器二次側輸出電壓值是100V。

2.電壓互感器特性

電壓互感器一次電壓不受二次負荷的影響。電壓互感器二次側儀表或繼電器的電壓線圈阻抗很大，透過的電流很小，因此電壓互感器正常工作時接近空載狀態。電壓互感器二次側不能短路，因為短路後二次側會產生很大的短路電流，會燒燬電壓互感器，所以一般電壓互感器一次、二次側裝設熔斷器用於短路保護。電壓互感器接線

電壓互感器有單相和三相兩種，三相電壓互感器一般只有20kV以下電壓等級。

單相電壓互感器

兩臺單相互感器接成Vv接線，三臺單相電壓互感器接成開口三角形。

三相電壓互感器

一臺三相三柱式接成Yy0接線，用於測量線電壓。

結束語

電壓互感器和電流互感器原理一樣都是利用了電磁感應原理，透過“電生磁”和“磁生電”將高電壓轉化成低電壓，將大電流轉化成小電流，使二次側裝置（測量儀表和繼電器）都能小型化，同時也能使工作人員原理高壓，保障人身安全。

從這點看它又是一個降壓變壓器，它就是把一次高壓，一般是幾千伏到上萬伏的電壓變成100伏的電壓。在製作電壓互感器時，不論一次側的電壓有多高，它的二次側都製作成統一的輸出電壓，那就是都是輸出的是100V的電壓。從下圖可以看出，一次側的電壓U1和二次側的電壓U2之間的比值我們叫電壓互感器的額定變壓比，它一般用K來表示。我們知道它的輸出側電壓都是100V，只要知道這個電壓的變比值，就可以得到電壓互感器一次側的電壓。即U1=KU2。

電壓互感器的作用

電壓互感器一是可以擴大電壓表的測量範圍，這樣使用時可以很大程度上降低功率的消耗。第二點是為了裝置和操作人員的人身安全，因為電壓互感器的一次側所測量的電壓都非常高，有的甚至達到上萬伏的電壓值，我們透過這種電壓互感器器就避免了直接接觸高壓的危險。