光学互感器是智能变电站的关键基础设备。经过几十年的发展,光学电流互感器已经有了实用化的产品问世,而光学电压互感器由于受到测量精度低且抵御外界电场干扰能力差等因素的影响,其实用化进程相对缓慢。随着智能电网建设的全面展开,光学电压互感器的实用化研究已经迫在眉睫。在综合评述现有技术及应用成果的基础上,本文将电容分压型光学电压互感器确定为研究对象,针对其在实用化过程中所存在的主要问题,从高压电容分压器的分析设计、光学电压传感器的光路建模、光学电压传感技术以及互感器输出特性等几个方面对其展开了深入的研究。相间干扰电场对高压电容分压器的影响是电容分压型光学电压互感器外界电场干扰的主要来源,因而计及相间干扰电场的高压电容分压器的设计是非常必要的。本文结合电容分压型光学电压互感器的运行环境,从本相分压与相间干扰分压两个角度出发建立了高压电容分压器的数学模型,进而提出了高压电容分压器的设计方法,并通过实验手段验证了该方法的有效性。光路模型是分析光学电压传感器传变特性的有效工具,通常采用的正入射光学电压传感器的光路模型不能准确描述实际光学电压传感器的传变特性。计及双折射的影响,本文推导了关于任意起偏角的光学电压传感器的光路模型和基于该光路模型的双光路输出模型。所建立的光路模型具有一般理论意义,利用它们可以更准确的描述温度变化通过干扰双折射和晶体半波电压对光学电压传感器运行品质的影响。光学电压传感器测量精度的温漂问题是光学电压互感器测量精度低的主要原因,现有的提高光学电压传感器测量精度的方法一般是在传感系统的某一环节上采取措施,这不能彻底消除温度对测量精度的影响。本文着眼于光学电压传感器的系统结构,提出了自愈光学电压传感技术,使光学电压传感器能够自动适应环境温度变化。实验结果表明,该技术大幅度提高了光学电压传感器的测量精度。文章对采用了电容分压器的电容式电压互感器(CVT)、电容分压型电子式电压互感器(ECVT)、电容分压型光学电压互感器(OVT)的输出特性进行了比较分析,结果表明电容分压型OVT在稳态特性和暂态特性两方面都好于传统电压互感器。与CVT比较,电容分压型OVT不存在铁磁谐振和瞬变响应延迟的问题;与ECVT比较,电容分压型OVT不存在线路带滞留电荷重合闸引起的较大暂态测量误差的问题。结合文中提出的高压电容分压器设计方法与自愈光学电压传感技术,研制出了课题组首台0.5级220kV电容分压型光学电压互感器样机。目前该样机已经完成了相关测试,并于2010年5月在实际电力系统中实现了挂网运行。测试结果和运行情况表明:本文所提出的提高光学电压互感器性能的方法是正确可行的,所研制的电容分压型光学电压互感器具有工程实用化前景。