随着当代电力系统伴随着电子技术与计算机技术的飞速发展,电力系统正朝着信息化、智能化的方向发展,对于电力系统安全性和稳定性提出了更高的要求。目前,在电流、电压信号的检测上,电力系统广泛采用的是电磁式互感器,能较为精准的测量工频电气量信号。针对目前传统的电磁式互感器存在铁芯易饱和、测量频带范围窄等缺陷,故障暂态行波信号的检测,难以实现准确故障定位的难题。因此,本文重点研究了新型PCB电压行波传感器对行波信号进行精确检测,以实现精确故障定位的目的。论文首先介绍了行波信号检测的研究现状以及PCB式互感器的现状与发展趋势,进而对PCB电压行波传感器的波过程原理、抗干扰原理以及Rogowski线圈的测量原理进行逐一研究。其次,将现有PCB板和Rogowski线圈进行有效融合,利用两者的优势,研制出了两种具有相似结构,不同类型的PCB电压行波传感器,根据电力系统要求和装置的各自特点,从设计原理、设计方法、参数设计、抗干扰分析角度对PCB电压行波传感器进行设计。最后,建立了 PCB电压行波传感器的仿真模型,并对模型进行不同高频暂态信号的仿真,从仿真角度验证了模型的可行性。并用PCB电压行波传感器分别对不同故障点、短路类型、过渡电阻以及故障初相角进行故障定位验证。由仿真结果可知,在不同故障条件下,均能满足行波故障定位的要求。后对两种PCB电压行波传感器进行实验测试与性能比较,实验结果表明:设计的PCB传感器具有良好的脉冲响应特性、频率响应特性以及较高的灵敏度,能有效提取故障行波信号,满足工程精度的测量要求。论文设计的两种PCB电压行波传感器能有效解决行波信号精确检测的难题,能够达到精确故障定位的目的,有较为广泛的工程应用前景,对于未来电力系统行波信号的检测具有深远意义。