电网过电压是影响电网安全运行的主要原因，分析电网中所发生事故的原因、发生机理以及进行电力系统设备绝缘配合设计时都需要电网中实时的过电压波形。在现有的各种过电压在线监测系统中，高压分压器是应用最多的过电压传感器，但是，在高电压等级下高压分压器的散热等问题限制了其在更高电压等级电网中的应用，同时它改变了原有系统的一次接线方式，在安全性上存在一定的风险；对于另几种新型的过电压传感器也都存在各自的缺陷；目前集中式结构是过电压监测系统常用的结构形式，传感器输出的模拟信号在长距离的同轴电缆传输过程中幅值和频率特性会产生变化。为解决以上这些问题，本文从监测系统的各个部分入手进行了研究，提出了一种基于分频感应容性设备对地电流的电压传感器，并研制了采用该传感器的在线监测系统。基于分频感应容性设备对地电流的电压传感器、过电压采集单元和监测工控机共同组成本文提出监测系统：电压传感器采用积分的测量原理，两个互感线圈感应容性设备对地的泄露电流，具有结构简单、便于安装、不改变原有电力系统一次接线方式等优点；过电压采集单元安装于电压传感器附近，现场采集电压传感器获取的过电压波形数据，并且就地实现波形信号的数字化，采用数字化传输的方式提高了系统的抗干扰特性；监控装置与后台主机之间采用光纤传输方式，保证了通信的速度和稳定性。本文从过电压传感器的结构、基本原理、影响测量结果的相关因素等方面进行了详细的分析，在此基础上讲述了过电压测量传感器的实现方法，并运用Pspice软件进行了电路的仿真，通过调整电路参数保证过电压传感器具有良好的幅频特性和相频特性，证明了本课题的理论可行性。过电压采集单元的硬件包括波形调理单元、触发采集单元和通讯处理单元，文章分别介绍了各单元的电路、结构形式及其实现的原理。本文对研制的监测系统进行了实验室验证，测试结果表明：本文提出的采用分频方式测量的过电压传感器能实现工频、操作过电压及雷电过电压的测量，测量精度较高；监控装置能实现电压采集功能，传输速度快、稳定性高，能实现电力系统过电压的测量。