電壓互感器二次迴路的接地，主要是防止一次高壓串至二次側時，可能對人身及二次設備造成威脅。其接地點與二次側中性點接地方式、測量和保護電壓回路供電方式、以及電壓互感器二次繞組的個數有關。
主要的電壓互感器二次繞組接地方式，有B相接地和中性點接地兩種。在DL/T5136-2001《火力發電廠、變電所二次接線設計技術規定》中規定：“大接地電流系統，電壓互感器主二次繞組宜採用中性點直接接地方式”；“小接地電流系統，電壓互感器主二次繞組，宜採用B相接地方式”。B相接地，在小接地電流系統中，用兩個單相電壓互感器接成V—V接線就可獲得三個對稱的線電壓，可節省投資。在採用線電壓同步的情況下，B相接地能簡化同步迴路接線，不會因相別搞錯而造成非同期並列。但B相接地，不能測量相電壓，也不能接絕緣監視儀表。為了安全，在採用B相接地的星形接線電壓互感器中性點應通過擊穿保險器接地。擊穿保險器動作或A、C相任一相接地，將造成二次繞組單相或兩相短路。
電壓互感器二次繞組中性點直接接地方式，雖然要求用三臺單相電壓互感器接成星形接線，與B相接地相比要求增加一臺電壓互感器。但無論是對於大接地電流系統，還是對小接地電流系統，這種接地方式，接線比較簡單，能獲得相電壓和線電壓，接線的功能齊全。
110～500kV系統為大接地電流系統，而10～35kV系統一般為小接地電流系統。在同一個變電所中電壓互感器採用兩種不同的接地方式，容易造成錯誤接線，影響測量儀表和繼電保護的安全，也不利於運行維護，鑑於這種情況，在110～500kV變電所中各電壓等級的電壓互感器應統一採用一種接地方式，推薦採用零相接地。並且，全所各電壓互感器二次迴路共用一個零相電壓小母線(YMN)，在主控制室一端接地，在接地線上不應安裝有可能斷開的設備。當電壓互感器離主控制室較遠時，在變電所一次系統發生單相接地短路時，主控制室與電壓互感器安裝處的地電位差較大。
為電壓互感器的安全，應在配電裝置處電壓互感器二次繞組中性點加放電間隙或氧化鋅避雷器
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電壓二次迴路只能有一點接地。如果有兩點接地或多點接地，當系統發生故障，地電網各點間有電壓差時，將會有電流從兩個接地點間流過，在電壓互感器二次迴路產生壓降，該壓降將使電壓互感器二次電壓的準確性受到影響，嚴重時將影響保護裝置動作的準確性。
線路電壓互感器可以在配電裝置處一點直接接地，也可以通過小母線(YMN)接地。當在配電裝置處一點接地時，線路互感器的二次迴路與母線電壓互感器的二次迴路不能有電的聯繫，否則會使電壓二次迴路出現兩點接地或多點接地。如果通過小母線(YMN)接地，則應在配電裝置處加裝放電間隙或氧化鋅避雷器，並且注意，在線路保護停用校驗時，線路可能仍有旁路代路運行，不能因拆開至小母線的N600連線而使線路電壓互感器二次側失去接地點。
當電氣主接線為雙母線接線時，為了保證保護裝置及測量、計量等設備採集的二次電壓與一次對應，必須設置二次電壓的切換回路。當雙母線接線或單母線分段接線，一臺電壓互感器檢修或因故停運時，一次可以通過改單母線運行來保證電壓互感器停運母線的設備繼續運行，這時需要將二次迴路進行聯絡，以確保相應的保護、計量設備繼續運行。
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