EN voltsensor , eller spenningstransduser, er en essensiell sensorkomponent som fanger opp elektrisk potensial og konverterer rå høyspentsignaler til sikre, standardiserte lavnivåutganger for måling, relébeskyttelse og strømsystemkontroll. Den fungerer som 'spenningsøye' til elektrisk utstyr, mye brukt i strømnett, kraftelektronikk, industrielle stasjoner og nye energistasjoner, og den fungerer etter forskjellige fysiske regler avhengig av utformingen.
Den mest grunnleggende typen er avhengig av det resistive spenningsdelerprinsippet. To presisjonsmotstander er koblet i serie over den målte spenningen. Etter Ohms lov fordeler spenningen seg proporsjonalt i henhold til motstandsverdien. Sensoren fanger opp spenningsfallet på den mindre motstanden for å beregne den opprinnelige inngangsspenningen. Denne enkle strukturen fungerer godt for lavspente kretskort og laboratorietester. Det genererer imidlertid kontinuerlig varmeeffekttap og lider av temperaturdrift, så det er ikke aktuelt for høyspentoverføringsscenarier.
For tradisjonelle kraftsystemer dominerer induktive spenningstransformatorer (VT/PT). Strukturelt lik en konvensjonell transformator, bruker de elektromagnetisk induksjon. Primærviklingen kobles til høyspentlinjen, og vekselspenning skaper en varierende magnetisk fluks inne i jernkjernen. Fluksen induserer deretter en nedskalert, standardisert lavspenning på sekundærviklingen, typisk 100 V for nettbeskyttelse. Denne modne teknologien leverer stabil nøyaktighet under klassifiserte forhold, men den har åpenbare svakheter: jernkjernen kan mettes under feilstøt, og ferromagnetisk resonansrisiko kan oppstå i miljøer med ultrahøyspent. Den er også klumpete og tung.
Kapasitive spenningstransformatorer (CVT) er en annen vanlig høyspentløsning. En stabel med seriekondensatorer deler inngangsspenningen med kapasitiv reaktans. En innstillingsinduktor kompenserer fasefeil, og produserer et brukbart sekundærsignal. CVT-er er lettere enn VT-er med jernkjerne og er vanligvis installert på høyspente luftoverføringslinjer.
Moderne digitale transformatorstasjoner tar i økende grad i bruk optiske spenningssensorer bygget rundt Pockels-effekten. Når spenning påføres over en elektro-optisk krystall, endrer krystallen polarisasjonsvinkelen til laserlys som passerer gjennom den. En fotodetektor oversetter denne polarisasjonsendringen til en elektrisk avlesning. Denne optiske designen eliminerer metalliske spoler og jernkjerner, og tilbyr suveren isolasjon og sterk immunitet mot elektromagnetisk interferens.
Nesten alle voltsensorer integrerer etterbehandlingskretser for filtrering, forsterkning og elektrisk isolasjon. Den endelige utgangen kan være analoge signaler som 4–20 mA eller digitale data for beskyttelsesreleer og overvåkingsplattformer. Sammen med strømsensorer som Rogowski-spoler, gir voltsensorer kjernedataene som holder strømsystemene målbare, kontrollerbare og trygge.
