它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當在一次繞組上施加一個電壓U1時，在鐵心中就産生一個磁通φ，根據電磁感應定律，則在二次繞組中就産生一個二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數，可以産生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器将高電壓按比例轉換成低電壓，即100V，電壓互感器一次側接在一次系統，二次側接測量儀表、繼電保護等；主要是電磁式的（電容式電壓互感器應用廣泛），另有非電磁式的，如電子式、光電式。
電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關系變換成100V或更低等級的标準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。同時，使用電壓互感器可以将高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應原理工作的設備，但它的電磁結構關系與電流互感器相比正好相反。
電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當二次負載阻抗減小時，二次電流增大，使得一次電流自動增大一個分量來滿足一、二次側之間的電磁平衡關系。可以說，電壓互感器是一個被限定結構和使用形式的特殊變壓器。簡單的說就是“檢測元件”。
線路上為什麼需要變換電壓呢？這是因為根據發電、輸電和用電的不同情況，線路上的電壓大小不一，而且相差懸殊，有的是低壓220V和380V，有的是高壓幾萬伏甚至幾十萬伏。要直接測量這些低壓和高壓電壓，就需要根據線路電壓的大小，制作相應的低壓和高壓的電壓表和其他儀表和繼電器。
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