A voltový senzor nebo převodník napětí je základní snímací komponenta, která zachycuje elektrický potenciál a převádí surové vysokonapěťové signály na bezpečné, standardizované nízkoúrovňové výstupy pro měření, ochranu relé a řízení energetického systému. Slouží jako 'napěťové oko' elektrického zařízení, široce používaného v energetických sítích, výkonové elektronice, průmyslových pohonech a nových energetických stanicích a funguje podle různých fyzikálních pravidel v závislosti na jeho konstrukci.
Nejzákladnější typ spoléhá na princip odporového děliče napětí. Přes měřené napětí jsou sériově zapojeny dva přesné rezistory. Podle Ohmova zákona se napětí rozděluje úměrně podle hodnoty odporu. Snímač zaznamená úbytek napětí na menším rezistoru a vypočítá původní vstupní napětí. Tato jednoduchá struktura funguje dobře pro nízkonapěťové obvody a laboratorní testování. Nicméně generuje trvalé ztráty tepelné energie a trpí teplotním posunem, takže není použitelný pro scénáře vysokonapěťového přenosu.
U tradičních energetických systémů dominují indukční transformátory napětí (VT/PT). Konstrukčně podobné konvenčnímu transformátoru využívají elektromagnetickou indukci. Primární vinutí se připojuje k vysokonapěťovému vedení a střídavé napětí vytváří proměnlivý magnetický tok uvnitř železného jádra. Tok pak indukuje zmenšené, standardizované nízké napětí na sekundárním vinutí, typicky 100 V pro ochranu sítě. Tato vyspělá technologie poskytuje stabilní přesnost za jmenovitých podmínek, má však zjevné slabiny: železné jádro se může saturovat při poruchových rázech a v prostředí s ultravysokým napětím se mohou objevit rizika feromagnetické rezonance. Je také objemný a těžký.
Kapacitní napěťové transformátory (CVT) jsou dalším běžným vysokonapěťovým řešením. Sada sériových kondenzátorů rozděluje vstupní napětí kapacitní reaktancí. Ladicí induktor kompenzuje fázovou chybu a vytváří použitelný sekundární signál. CVT jsou lehčí než železné jádro VT a jsou běžně instalovány na vysokonapěťových nadzemních přenosových vedeních.
Moderní digitální rozvodny stále více využívají optické senzory napětí postavené na Pockelsově efektu. Když je na elektrooptický krystal aplikováno napětí, krystal změní úhel polarizace laserového světla, které jím prochází. Fotodetektor převádí tuto změnu polarizace na elektrické čtení. Tato optická konstrukce eliminuje kovové cívky a železná jádra, nabízí vynikající izolaci a silnou odolnost vůči elektromagnetickému rušení.
Téměř všechny voltové senzory integrují obvody dodatečné úpravy pro filtrování, zesílení a elektrickou izolaci. Konečným výstupem mohou být analogové signály jako 4–20 mA nebo digitální data pro ochranná relé a monitorovací platformy. Ve spojení s proudovými senzory, jako jsou Rogowského cívky, voltové senzory poskytují základní data, která udržují energetické systémy měřitelné, ovladatelné a bezpečné.
