正常运行时，三相电源中各相对地电压为相电压，各相之间为线电压。在中心点直接接地系统中，由于中心点接地，所以其电位与大地电位相同，为零电位。当发生单相接地故障时，接地点与大地连接，其电位与大地一样，还是零电位，从而使得短路相的电位都是零电位，即是大地电位。这样，其余两相对地虽然是对故障相的电压，但是由于故障相的电位是零，与地电位一样，所以那两个相的对地电压还是相电压。
