传统电力系统中非线性负荷的存在、新型功率半导体器件的使用以及分布式能源的并网运行,向电力系统中注入大量的谐波,对电网的电能质量造成极大的影响。目前变电站中主要是利用传统的电磁式电压互感器和电容式电压互感器对母线电压进行直接测量,但其响应带宽无法覆盖电网中谐波频带范围。本文研究了一个基于同轴电容结构的电容分压型电子式电压互感器(ECVT),实现对工频及满足标准要求带宽内谐波电压的测量。同轴电容结构的电容分压器具有较为理想的响应带宽,通过满足中压电压等级绝缘要求的同轴电容分压结构的电容分压器设计,建立电压传感器的数学模型;在低压臂电容上并联电阻后,传感器的传递函数说明输出电压为被测一次电压的微分,经由积分电路还原出被测电压。根据测量系统的结构和理论模型,分析传感器的结构参数、并联电阻、积分电路参数等对系统带宽的影响,得出了满足符合频带要求的参数设计。利用ANSYS仿真平台分析了传感器的电场分布,以及邻近相的影响,说明传感器对外场具有较强的抗干扰能力。对制作的样机进行了线性度和谐波特性实验,实验结果说明,基于同轴电容结构的ECVT除满足基波线性度要求外,在5kHz的谐波带宽内满足预期指标。