电压互感器是发电厂、变电所等输电和供电系统不可缺少的一种电器。精密电压互感器是电测试验室中用来扩大量限，测量电压、功率和电能的一种仪器。电压互感器是一个带铁心的变压器，它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。是一类电工仪器仪表，在核电站和能源科学上较为常见和使用。电压互感器是一个带铁心的变压器。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压，即100V，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的（电容式电压互感器应用广泛），另有非电磁式的，如电子式、光电式。

详细介绍

电压互感器和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。

线路上为什么需要变换电压呢？这是因为根据发电、输电和用电的不同情况，线路上的电压大小不一，而且相差悬殊，有的是低压220V和380V，有的是高压几万伏甚至几十万伏。要直接测量这些低压和高压电压，就需要根据线路电压的大小，制作相应的低压和高压的电压表和其他仪表和继电器。这样不仅会给仪表制作带来很大困难，而且更主要的是，要直接制作高压仪表，直接在高压线路上测量电压，那是不可能的，而且也是绝对不允许的。

电压互感器的基本结构和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁心上。两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁心之间都有电的隔离。电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全。

工作原理

在测量交变电流的大电压时，为能够安全测量在火线和地线之间并联一个变压器（接在变压器的输入端），这个变压器的输出端接入电压表，由于输入线圈的匝数大于输出线圈的匝数，因此输出电压小于输入电压，电压互感器就是降压变压器。

电容式电压互感器(CTV)主要是由电容分压器、中间变压器、补偿电抗器、 阻尼器和负载等部分组成。 在电容式电压互感器中含有电容分压器，它把一次电压降低到一定的水平，然后 供后面的电磁单元进行处理。这样从一次侧 看电压互感器呈容性，能有效避免串级式电 磁式电压互感器(一次侧呈感性)与电源侧 开关断口电容等构成的串联谐振回路，以及 串级式电磁型电压互感器耐过电压能力低的弱点。电流互感器：在测量交变电流的大电流时,为能够安全测量在火线(或地线)上串联一个变压器(接在变压器的输入端),这个变压器的输出端接入电流表,由于输入线圈的匝数小于输出线圈的匝数,因此输出电流小于输入电流(这时的输出电压大于输入电压,但是由于变压器是串联在电路中所以输入电压很小,输出电压也不大),电流互感器就是升压(降流)变压器。

常见故障

(1)悬浮电位放电，可能是穿芯螺栓和铁芯连接松动，造成螺栓处于悬浮电位；金属异物处于悬浮电位放电；绝缘支架螺母电位悬浮；(2)电弧放电，可以是串级绕组对铁芯放电，绝缘支持架不良而放电；绝缘进水受潮；一次绕组末端未接地；(3)过热性故障。

(4)三相电压指示不平衡：一相降低（可为零），另两相正常，线电压不正常，或伴有声、光信号，可能是互感器高压或低压熔断器熔断； (5)中性点非有效接地系统，三相电压指示不平衡：一相降低（可为零），另两相升高（可达线电压）或指针摆动，可能是单相接地故障或基频谐振，如三相电压同时升高，并超过线电压（指针可摆到头），则可能是分频或高频谐振； (6)高压熔断器多次熔断，可能是内部绝缘严重损坏，如绕组层间或匝间短路故障； (7)中性点有效接地系统，母线倒闸操作时，出现相电压升高并以低频摆动，一般为串联谐振现象；若无任何操作，突然出现相电压异常升高或降低，则可能是互感器内部绝缘损坏，如绝缘支架绕、绕组层间或匝间短路故障； (8)中性点有效接地系统，电压互感器投运时出现电压表指示不稳定，可能是高压绕组N（X）端接地接触不良。

电压互感器和电流互感器区别

主要区别是正常运行时工作状态很不相同，表现为：

1）电流互感器二次可以短路，但不得开路；电压互感器二次可以开路，但不得短路；

2）相对于二次侧的负荷来说，电压互感器的一次内阻抗较小以至可以忽略，可以认为电压互感器是一个电压源；而电流互感器的一次却内阻很大，以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。

3）电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值，故障时磁通密度下降；电流互感器正常工作时磁通密度很低，而短路时由于一次侧短路电流变得很大，使磁通密度大大增加，有时甚至远远超过饱和值。

作用与用途

电压互感器的作用是：把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。电压互感器二次回路是高阻抗回路，二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时，二次电流增大，使得 一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。

电压互感器是发电厂、变电所等输电和供电系统不可缺少的一种电器。

精密电压互感器是电测试验室中用来扩大量限，测量电压、功率和电能的一种仪器。

电压互感器和变压器很相象，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电

压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。

线路上为什么需要变换电压呢?这是因为根据发电、输电和用电的不同情况线路上的电压大小不一，而且相差悬殊，有的是低压220V和380V，有的是高压几万伏甚至几十万伏。要直接测量这些低压和高压电压，就需要根据线路电压的大小，制作相应的低压和高压的电压表和其他仪表和继

电器。这样不仅会给仪表制作带来很大的困难，而且更主要的是，要直接制作高压仪表，直接在高压线路上测量电压。那是不可能的，而且也是绝对不允许的。

如果在线路上接入电压互感器变换电压，那么就可以把线路上的低压和高压电压，按相应的比例，统一变换为一种或几种低压电压，只要用一种或几种电压规格的仪表和继电器，例如通用的电压为100V的仪表，就可以通过电压互感器，测量和监视线路上的电压。

接地方式

电压互感器电压互感器的接地方式通常有三种：

一次侧中性点接地

二次侧线圈接地

互感器铁芯接地

三种接地的作用不尽相同，如下：

1）一次侧中性点接地。由三只单相电压互感器组成星形接线时，

其一次侧中性点必须接地。 如右图所示

因为电压互感器在系统中不仅有电压测量，而且还起继电保护的作用。当系统中发生单相接地时，系统中会出现零序电流。如果一次侧中性点没有接地，那么一次侧就没有零序电流通路，二次侧开口三角形线圈两端也就不会感应出零序电压，继电器KV就不会动作，发不出接地信号。 对于三相五柱式电压互感器，其一次侧中性点同样要接地。

由两只单相电压互感器组成的V-V形接线时，其一次侧是不允许接地的，

因为这相当于系统的一相直接接地。

而应在二次中性点接地，如右图所示。

2）二次侧接地。电压互感器二次侧要有一个接地点，这主要是出于安全上的考虑。当一次、二次侧绕组间的绝缘被高压击穿时，

一次侧的高压会窜到二次侧，有了二次侧的接地，能确保人员和设备的安全。

另外，通过接地，可以给绝缘监视装置提供相电压。

二次侧的接地方式通常有中性点接地和V相接地两种，如右图所示。

根据继电保护等具体要求加以选用。

采用V相接地时，中性点不能再直接接地。为了避免一、二次绕组间绝缘击穿后，一次侧高压窜入二次侧，故在二次侧中性点通过一个保护间隙接地。当高压窜入二次侧时，间隙击穿接地，v相绕组被短接，该相熔断器会熔断，起到保护作用。

二次侧接地点按规程规定，均应选在主控室保护屏经端子排接地，而在配电装置处只设置试验检修时的安全接地点。

3）铁心接地，在电压互感器外壳上有一个接地桩头，这是铁心和外壳的接地点，起安全保护作用。

接线方式

在3~60KV电网中，通常采用三只单相三绕组电压互感器或者一只三相五柱式电压互感器的接线形式。必须指出，不能用三相三柱式电压互感器做这种测量。当系统发生单相接地短路时，在互感器的三相中将有零序电流通过，产生大小相等、相位相同的零序磁通。在三相三柱式互感器中，零序磁通只能通过磁阻很大的气隙和铁外壳形成闭合磁路，零序电流很大，使互感器绕组过热甚至损坏设备。而在三相五柱式电压互感器中，零序磁通可通过两侧的铁芯构成回路，磁阻较小，所以零序电流值不大，对互感器不造成损害。

电压互感器的接线方式很多，常见的有以下几种：

(1)用一台单相电压互感器来测量某一相对地电压或相间电压的接线方式。

(2)用两台单相互感器接成不完全星形，也称V—V接线，用来测量各相间电压，但不能测相对地电压，广泛应用在20KV以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中。

(3)用三台单相三绕组电压互感器构成YN，yn，d0或YN，y，d0的接线形式，广泛应用于3~220KV系统中，其二次绕组用于测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视仪表和继电器用。用一台三相五柱式电压互感器代替上述三个单相三绕组电压互感器构成的接线，除铁芯外，一般只用于3~15KV系统。

(4)电容式电压互感器接线形式。在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，为了测量相对地电压，PT一次绕组必须接成星形接地的方式。

作用

电压互感器的作用是：把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。电压互感器二次回路是高阻抗回路，二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时，二次电流增大，使得一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。简单的说就是“检测元件”。

变压：将按一定比例把高电压变成适合二次设备应用的低电压(一般为100V)，便于二次设备标准化；

隔离：将高电压系统与低电压系统实行电气隔离，以保证工作人员和二次设备的安全；

用于特殊用途。

选型

电压互感器是电力配电系统的重要组成部分，电压互感器的选用是否合理也关系到全部电力系统的运转情况，电压互感器的选型能力也是电力从业人员必需的能力，电压互感器的型号、品种都分为多种类型。电压互感器的用处、装置方法、构造都有所不同。

电压互感器选型的6大注意事项：

1. 在互感器买入时，第一任务是要明确电压互感器的重要功能是什么。按用处分类电压互器可分为保护用电压互器和测量用电压互感器，保护用电压互器的功能主要是把高电压换成电力系统二次元件(如微机维护安装、开关柜智能操控安装、仪器仪表等)所需的低电压，而测量用电压互感器的主要功能是没量和采集一次回路高压电和二次回路高压电的、电压形态，在停止选择时，首页要明确该项目所用的互感器究竟用于作什么，假如是前者，就选维护用电压互感器，假如是后者，就选测量用电压互感器。

2. 在电压互感器选型的时候，第一任务是要明确互感器是用于户内，还是用于户外，假如是用于户内，就须选用户内型的电压互感器，假如是选用户外，就必需选择户外型电压互感器。

3. 采购咨询时，要明白项目电力配电系统的电压等级，普通的电压互感器按电压等级分类可分为等级，一个是低压互感器，低压互感器主要是有在1000V及以下的电压等级。中压互感器次要实用于额外电压为3KV -110KV之间的电力配电系统，高压互感器普通用于220-500KV的电压品级，500KV以上的则必需选用超高夺电互感器型。

4. 要明确其绝缘类型、绝缘类型是我们十分注意的参数问题，假如选择错误，就会给我们电力配电系统带来非常严重的后果，因而要明确其绝缘类型、绝缘类型必需明白，电压互感器按绝缘参数分类，主要有两种：一种是全封锁式，一种是半封锁式。

5. 要明确产物的绝缘介质类型，电压互感器按绝缘介质可分为干式电压互感器、浇注式电压互感器、油浸式电压互感器、气体绝缘式电压互感器，因而在选型的时分，必定要弄清晰该项目所采取的电一互感器是个中的哪一种。万万不要搞错。

6. 要明确电压互感器的变换技术原则、电压互感器按变换技术原则可分为电容式和电磁式两种，电磁式电压互感器是按比例把高压电变换成我们二次装备可以和的低压电，而电容式互感器主是要从电容器抽取电压，两者技术原则都纷歧定，选型推销之前必定要明确采取哪一种对全部电力配电零碎更牢靠才可推销。

主要特点

1）对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。

2)PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱和效应本身也限制了过电压的幅值。此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。

3）串联谐振电路来说，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0=1/L0C<；ω。因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。

4）维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化过程必须是周期性且有节律的，即…1/2(1，2，3…）倍频率的谐振。

5）铁磁谐振对PT的损坏。电磁谐振（分频）一般应具备如下三个条件。

①铁磁式电压互感器（PT）的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。

②PT感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围。

③要有激发条件，如PT突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。

据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上，工频谐振电流为正常电流的40～60倍左右，高频谐振电流更小。在这些谐振中，分频谐振的破坏最大，如果PT的绝缘良好，工频和高频一般不会危及设备的安全，而6kV系统存在上述条件。

消除办法

根据以上分析配电系统铁磁谐振的特性，就不难找到加以解决的办法。通常的解决办法有：

1)PT一次的中性点加装阻尼电阻。该方法在已广泛采用，生产定型产品的厂家比较多，在实际运用中都取得了满意的效果。如西安电瓷厂生产的RXQ系列消谐器，该消谐器串接于PT一次绕组中性点与地之间，内部材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组装于瓷套内而成。其工作原理为：在低压下消谐器呈高电阻值（可达几百千欧）使谐振在起始阶段不易发展，单相接地时，消谐器上出现千余伏电压，它的非线性电阻下降，使其不影响接地保护的工作。

2）在PT开口三角侧并联固定（或可变）阻尼，用于一些要求不太高的变电所或配电所。

使用注意事项

(1)电压互感器除应根据所测电压的高低来进行选择外，还应注意使用所接测量表计和继电器等所消耗的功率不超过电压互感器的额定容量。否则.电压互感器的准确度将降低。在电压互感器的铭牌上，标出了与准确度相对应的容量。如JDZ-10型电压互感器的容量:在0.5级时为80VA;1级时为100VA;最大容量为 500VA。

(2)电压互感器的一次线圈和二次线圈，一般都应装设熔断器进行短路保护。电压互感器一次侧的熔断器，用于保护电压互感器的内部短路故障及电压互感器与电网连接线上的短路故障。10kV 电压互感器一次侧熔丝的额定电流一般选0.5A。电压互感器的二次侧在工作时不得短路，所以在二次侧主回路上装设了总熔断器，用于保护总熔断器以下网路的短路故障;为了防止测hi表计的电压回路短路，影响二次主回路工作，在表计回路上还加设有熔断器。一般总熔丝的额定电流选3-5A，表计回路熔断额定电流选1- 2A。接成开口三角形的二次出线上一般不装熔断器，这是为了避免接触不良发不出接地信号，因为平常开口三角形的端头无电压，无法监视熔断器的接触情况。

(3)为了保证人身和设备的安全，电压互感器的二次侧有一端必须接地，若因二次线圈未作安全接地，万一绝缘损坏，高压窜人低压，则与二次回路接触的工作人员将有生命危险。再则二次回路的绝缘水平低，若没有接地点，将使绝缘击穿，电压互感器损坏更严重。

(4)巡视电压互感器时应注意检查:瓷瓶是否清洁，有无裂纹、缺损及放电现象;油浸式电压互感器油面是否正常，有无严重渗油, 漏油现象;当线路发生一相接地时，供接地监视的电压互感器声音是否正常，有无异味。

常见故障及其原因

　(1)铁芯片间绝缘损坏。故障现象：运行中温度升高。产生故障的可能原因：铁芯片间绝缘不良、使用环境条件恶劣或长期在高温下运行，促使铁芯片间绝缘老化。

　　(2)接地片与铁芯接触不良。故障现象：运行中铁芯与油箱之间有放电声。产生故障的原因：接地片没插紧，安装螺丝没拧紧。

　　(3)铁芯松动。故障现象：运行时有不正常的振动或噪声。产生故障的原因：铁芯夹件未夹紧，铁芯片问松动。

　　(4)绕组匝间短路。故障现象：运行时，温度升高，有放电声，高压熔断器熔断，二次侧电压表指示不稳定，忽高忽低。产生故障的原因：系统过电压，长期过载运行，绝缘老化，制造工艺不良。

　　(5)绕组断线。故障现象：运行时，断线处可能产生电弧，有放电响声，断线相的电压表指示降低或为零。产生故障的原因：焊接工艺不良，机械强度不够或引出线不合格，而造成绕组引线断线。

　　(6)绕组对地绝缘击穿。故障现象：高压侧熔断器连续熔断，可能有放电响声。产生故障的原因：绕组绝缘老化或绕组内有导电杂物，绝缘油受潮，过电压击穿，严重缺油等。

　　(7)绕组相间短路。故障现象：高压侧熔断器熔断，油温剧增，甚至有喷油冒烟现象。产生故障原因：绕组绝缘老化，绝缘油受潮，严重缺油。

　　(8)套管间放电闪络。故障现象：高压侧熔断器熔断，套管闪络放电。产生故障原因：套管受外力作用发生机械损伤，套管间有异物或小动物进入，套管严重污染，绝缘不良。