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电压互感器工作原理与变压器相同，西安配电柜基本结构也是铁芯和原、副绕组，其特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。
因此，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V-V形作三相使用。西安配电柜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三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线图接成开口三角形，开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈连接。
正常运行时，西安配电柜电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三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，开口三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。
线圈出现零序电压则相应的铁芯中就会出现零序磁通。为此，西安配电柜这种三相电压互感器采用旁式铁芯(10kV及以下时)或采用三台单相电压互感器。对于这种互感器，第三线圈的准确度要求不高，但要求有一定的过励磁特性(即当原边电压增加时，铁芯中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏)。
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