电力系统中各设备运行状态数据化已经是发展的大势所趋，而输电线路过电压的测量是保证电力系统正常稳定运行的关键环节，对电力系统运行稳定性分析具有重要意义。目前，传统的过电压测量系统多采用接触式测量，导致传感器绝缘性能要求高，且传统的电压传感器存在体积大、成本高、不易安装布网等缺点。而已有的非接触式电压测量系统，传感器的测量电场方向单一，安装角度比较固定，难以得到测点的准确电场值。因此，在目前泛在电力物联网建设的大环境下，研究适合输电线路过电压测量的传感器以及测量系统是目前研究的重点工作。论文针对输电线路过电压测量，从单极D-dot传感器出发，设计了一种球面六电极的全向过电压传感器，并设计了输电线路非接触式过电压测量系统。
　　论文的主要研究内容包括以下几个方面：
　　①研究了输电线路过电压的形成和特点，推导了带电导体周围准静态场中场源之间的线性关系。分析了耦合式D-dot传感器测量原理，研究了其幅频特性，并研究了输电线路电压测量的比列逆推原理。研究了输电线路的信号解耦方法，为输电线路过电压测量系统的软件设计提供理论基础。
　　②在D-dot差动输入结构的基础上，提出了球形六电极结构的全向传感器，搭建了传感器的等效电路，分析了其幅频特性与测量特性，推导了传感器输出与测量角度关系，并分析了传感器电容参数与测量性能之间的关系。通过有限元仿真软件Maxwell对传感器结构参数进行设计和优化，并采用SoildWork绘图软件设计传感器，通过3D打印技术制作相应的传感器实物。
　　③设计了与传感器性能相匹配的硬件电路，包括信号处理电路、触发电路以及WIFI无线传输模块等，用于传感器信号的处理、采集、传输等工作。利用图形编程软件LabVIEW编写上位机软件，用于输电线路信号的解耦计算，实现了过电压信号的还原、存储与分析。
　　④搭建了传感器及系统性能测试模拟实验平台，用于传感器的性能测试、过电压测量系统试验验证。结果表明，所设计的传感器测量性能良好，暂态响应速度快，测量电场具有很好的线性度，测量结果受角度影响小，测量相位误差均在1°以内，在输电线路下方15cm处的传感器分压比为743.3，过电压测量系统测量误差小于1%，测量波形失真度小、相位延迟小、同步性好。