EN volt sensor , eller spændingstransducer, er en vigtig sensorkomponent, der fanger elektrisk potentiale og konverterer rå højspændingssignaler til sikre, standardiserede lavniveauudgange til måling, relæbeskyttelse og strømsystemkontrol. Det fungerer som 'spændingsøje' for elektrisk udstyr, der er meget brugt i elnet, kraftelektronik, industrielle drev og nye energistationer, og det fungerer efter forskellige fysiske regler afhængigt af dets design.
Den mest grundlæggende type er afhængig af det resistive spændingsdelerprincip. To præcisionsmodstande er forbundet i serie over den målte spænding. Ifølge Ohms lov fordeler spændingen sig proportionalt efter modstandsværdien. Sensoren opfanger spændingsfaldet på den mindre modstand for at beregne den oprindelige indgangsspænding. Denne enkle struktur fungerer godt til lavspændingskort og laboratorietest. Det genererer dog kontinuerligt varmeeffekttab og lider af temperaturdrift, så det er ikke anvendeligt til højspændingstransmissionsscenarier.
For traditionelle strømsystemer dominerer induktive spændingstransformatorer (VT/PT). Strukturelt ligner en konventionel transformer, de bruger elektromagnetisk induktion. Den primære vikling forbinder til højspændingsledningen, og vekselspænding skaber en varierende magnetisk flux inde i jernkernen. Fluxen inducerer derefter en nedskaleret, standardiseret lavspænding på sekundærviklingen, typisk 100 V til netbeskyttelse. Denne modne teknologi leverer stabil nøjagtighed under nominelle forhold, men den har åbenlyse svagheder: Jernkernen kan mættes under fejlstød, og ferromagnetiske resonansrisici kan forekomme i ultrahøjspændingsmiljøer. Det er også omfangsrigt og tungt.
Kapacitive spændingstransformatorer (CVT) er en anden mainstream højspændingsløsning. En stak af seriekondensatorer deler indgangsspændingen med kapacitiv reaktans. En tuning induktor kompenserer fasefejl og producerer et brugbart sekundært signal. CVT'er er lettere end VT'er med jernkerne og installeres almindeligvis på højspændingsledninger.
Moderne digitale understationer anvender i stigende grad optiske spændingssensorer bygget op omkring Pockels-effekten. Når spænding påføres over en elektro-optisk krystal, ændrer krystallen polarisationsvinklen for laserlys, der passerer gennem den. En fotodetektor oversætter denne polarisationsændring til en elektrisk aflæsning. Dette optiske design eliminerer metalliske spoler og jernkerner og tilbyder fremragende isolering og stærk immunitet over for elektromagnetisk interferens.
Næsten alle voltsensorer integrerer post-konditioneringskredsløb til filtrering, forstærkning og elektrisk isolering. Den endelige udgang kan være analoge signaler såsom 4–20 mA eller digitale data til beskyttelsesrelæer og overvågningsplatforme. Parret med strømsensorer som Rogowski-spoler giver voltsensorer de kernedata, der holder strømsystemer målbare, kontrollerbare og sikre.
