电力系统已经进入了智能电网时代,智能变电站是智能电网的关键组成部分。光学电压互感器作为智能变电站的关键基础设备,迫切需要对其进行实用化研究。本文以光学电压互感器的实用化为目标,研究基于Pockels电光效应的光学电压传感技术。以Pockels电光效应为基本原理的光学电压互感器,其传感介质不但存在电光效应(称为主效应),而且还存在应力、温度等环境因素引起的干扰光学效应(称为次效应)。次效应引起的测量精度温漂问题是光学电压互感器实用化的关键问题。本文基于张量分析方法,探讨主次效应的统一微扰分析法,推导不均匀介质的积分型琼斯矩阵,在此基础上,建立光学电压互感器的实际传感模型,提出解决温漂问题的措施,研制具有高精度和高温度稳定性的光学电压互感器。本文的主要研究内容包括:首先,论证了光学效应的统一微扰分析法,并将其应用于电光效应的分析。根据各种光学效应作用下介质张量的厄米对称性,基于微扰理论,应用微小量运算方法,从对偶的角度建立求取介质光学特性的本征方程四元对称体系,本征方程四元对称体系具有普适性,适用于任意光学效应的分析;将该方法应用于电光效应的分析,设计了电光介质的折射率差计算流程,并通过与现有分析方法的对比,验证了统一微扰分析法的可行性。其次,根据介质感应张量的不均匀特性,推导了不均匀介质的积分型琼斯矩阵。统一微扰分析法给出了介质在光传播路径上某点的光学特性,琼斯矩阵表征了传播路径上各点光学特性对光波作用的累积,介质感应张量均匀与否对其有很大影响。本文研究表明,感应张量不均匀时,介质的相移矩阵表现为积分形式,琼斯矩阵也必然为积分形式,积分型琼斯矩阵涵盖不同的介质光学效应,具有普适性。第三,建立了光学电压互感器的实际传感模型。应用统一微扰分析法,分析了次效应对光学电压传感系统的影响;基于积分型琼斯矩阵,求取了主次效应同时存在时的介质光学特性,分析了偏振光在传感介质内的实际传播过程;同时结合光学电压互感器的实际运行环境,建立了光学电压传感系统的实际传感模型,并对建立的实际传感模型进行了分析。最后,研制了高精度的自校准光学电压互感器。根据电光介质的折射率差计算流程绘制了传感系统调制度与光波方向参数的关系曲线,并依据该曲线设计了传感系统的调制方式;针对次效应引起的光学电压传感系统测量精度的温漂问题,依据建立的实际传感模型,提出了光学电压互感器的自校准方法,分析了自校准技术在光学电压传感系统中的实现过程;对采用自校准技术前后的光学电压传感系统进行了对比试验,证明了自校准技术解决次效应问题和温漂问题的有效性;将自校准光学电压传感系统应用于光学电压互感器的设计,研制出电压等级为220k V的高精度自校准光学电压互感器,并进行了相关的试验。试验结果表明,基于自校准技术的光学电压互感器具有较高的测量精度和较好的温度稳定性,达到了0.2级测量用和3P级保护用电压互感器的使用要求,目前该互感器已经实现了在实际电力系统中的挂网运行。