三相五柱式电压互感器，其一次线圈及主二次线圈均接成星形，附加二次线圈接成开口三角形。接成星形的二次线圈供电给绝缘监察用的电压表，保护及测量仪表；接成开口三角形的二次线圈供电给绝缘监察继电器。正常情况下，系统三相电压对称，三相电压之和为零，开口三角两端电压接近于零，电压继电器不动作。当发生单相接地故障时，开口三角两端出现零序电压，电压继电器动作，发出预告信号。开口三角形每相绕组的额定电压为100/3V，单相接地时，开口三角两端出现的三倍相电压为100V。
配电网使用最多、最传统的绝缘监察装置，其优点是投资小，接线简单，操作及运行维护方便；其缺点是只发出系统接地的无选择性预告信号，不能确切判定发生接地的故障线路，运行人员需要通过拉路分割电网的方法来进一步判定故障线路，影响了非故障线路的连续供电。该装置的优点是以牺牲非故障线路的供电可靠性为代价的。
三相五柱式电压互感器开口三角形绕组开口处的输出电压为ùLN=ùa+ùb+ùc，当系统正常运行时，ùA、ùB、ùC对称，因而ùa、ùb、ùc也对称，ùLN=0；当系统发生单相完全接地时，ù′LN=ù′a+ù′b=-3ùc=30。三相五柱式电压互感器在制造时，其辅助二次绕组的变比按100/3的电压设计，而不是按100/√3线电压设计。所以，在开口处出现100V零序电压，当发生不完全接地时，开口处的零序电压小于100V，但电压继电器的整定值只需躲过正常运行时的三相不平衡电压和电压互感器误差等引起的零序电压，一般为15V，所以发生单相接地时，通常都能使继电器动作。
