引言
在电力系统的复杂架构中，电压互感器（Potential Transformer，简称 PT；Voltage Transformer，简称 VT）如同一位默默奉献的 “翻译官”，承担着将高电压精准转换为低电压的关键任务，为测量仪表、继电保护装置等提供适配的电压信号，保障电力系统的安全稳定运行。对于设计人员而言，深入理解电压互感器的工作原理、类型特点、接线方式以及设计要点，是构建可靠电力系统的基础。
一、工作原理
电压互感器的工作原理基于电磁感应定律，与变压器颇为相似。其核心结构包含一个闭合的铁芯以及两个相互绝缘的绕组：一次绕组（N1）和二次绕组（N2）。一次绕组匝数较多，直接并联接入高压线路；二次绕组匝数较少，与测量仪表、继电保护装置等的电压线圈并联。
当一次绕组接入高电压 U1 时，绕组内便会有交流电流通过，进而在铁芯中产生与电源频率相同的交变磁通 Φ。依据电磁感应定律，处于同一铁芯上的二次绕组会感应出二次电压 U2。通过巧妙设计一次绕组与二次绕组的匝数比 n（n = N1/N2），即可实现将高电压按比例转换为低电压，即 U1/U2 = n 。在理想状态下，电压互感器的励磁电流为零，二次电压 U2 精确等于一次电压 U1 除以匝数比 n ，但实际运行中，由于铁芯的磁滞、涡流损耗以及绕组的电阻、漏抗等因素影响，会导致一定的误差。
二、主要类型
（一）按安装地点划分
户内式：35kV 及以下的电压互感器多采用户内式结构。其设计紧凑，适用于空间相对有限、环境条件较为稳定的室内场所，如变电站的室内开关柜、配电室等。
户外式：35kV 以上的电压互感器通常制成户外式。它需具备良好的防护性能，以抵御户外复杂多变的气候条件，如雨水、风沙、严寒酷暑等，常见于户外变电站的露天架构上。
（二）按相数划分
单相式：应用广泛，可用于测量 35kV 及以下中性点不直接接地系统的线电压，也可用于 110kV 以上中性点直接接地系统的相对地电压。在实际应用中，常根据需要灵活组合使用。
三相式：35kV 及以上电压等级一般不采用三相式结构。三相电压互感器多用于较低电压等级的三相系统测量，可同时获取三相电压信号，结构相对紧凑，但受限于制造工艺和绝缘要求，在高压领域应用较少。
（三）按绕组数目划分
双绕组电压互感器：具备一次绕组和基本二次绕组，主要用于常规的电压测量和继电保护功能，为测量仪表、功率表、电能表等提供电压信号，实现对电力系统电压、功率、电能的监测与计量。
三绕组电压互感器：除一次绕组和基本二次绕组外，还增设了一组辅助二次绕组，主要用于接地保护。在三相系统中，辅助二次绕组接成开口三角形，当系统发生单相接地故障时，开口三角两端会出现零序电压，触发接地保护继电器动作，迅速切断故障电路，保障电力系统安全。
（四）按绝缘方式划分
干式：采用空气或固体绝缘材料，结构简单，无着火和爆炸危险。然而，其绝缘强度相对较低，仅适用于 6kV 以下的户内式装置，如小型配电箱、试验设备等的电压测量。
浇注式：以环氧树脂等材料将绕组和铁芯浇注成一个整体，结构紧凑、维护方便，具备良好的电气性能和机械性能。常用于 3kV - 35kV 户内式配电装置，是中压领域较为常用的绝缘方式。
油浸式：利用绝缘油作为绝缘介质，绝缘性能优良，能够承受较高的电压。适用于 10kV 以上的户外式配电装置，如大型变电站的高压电压互感器。但油浸式互感器存在漏油、火灾等潜在风险，维护要求相对较高。
充气式：采用六氟化硫（SF6）等气体作为绝缘介质，用于 SF6 全封闭电器中。具有绝缘性能好、占地面积小、可靠性高等优点，在高压和超高压电力系统中应用逐渐增多。
（五）按工作原理划分
电磁式电压互感器：利用电磁感应原理，通过铁芯中交变磁通实现电压变换。结构相对简单，应用历史悠久，是目前应用最为广泛的电压互感器类型。但在某些情况下，如系统发生铁磁谐振时，可能出现误差增大甚至损坏的风险。
电容式电压互感器：由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离。除具备电压变换功能外，还可将载波频率耦合到输电线，用于长途通信、远方测量、选择性的线路高频保护、遥控、电传打字等，在高压输电系统中具有独特的应用优势。不过，其结构较为复杂，成本相对较高。
电子式电压互感器：由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成。通过电子技术实现电压测量和信号传输，具有测量精度高、动态响应快、抗电磁干扰能力强等优点，代表了电压互感器的发展方向，但目前在技术成熟度和成本方面仍有待进一步提升。
三、接线方式
（一）单项式接线
适用场景：常用于测量 35kV 及以下中性点不直接接地系统的线电压，或 110kV 以上中性点直接接地系统的相对地电压。
接线特点：将电压互感器的一次绕组直接跨接在被测线路的两相之间（测量线电压）或一相与地之间（测量相对地电压），二次绕组接测量仪表
