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电力系统的发展要求极大的扩展电网运行参数和运行状态信息的采集，使决策科学化，而电力系统运行状态的各种参数主要是通过对输电线路电压与电流检测得到的，因此在电力系统中电压与电流的检测具有重要的意义。 目前在电力系统中，对电压与电流检测的方法有电学法与光学法，电学法对电压与电流的检测采用双端检测方式，导致对互感器绝缘性能要求高、体积大、不易安装使用、互感器输出信号无法直接数字化等问题的出现。光学法是采用具有光电效应的晶体探头实现对电压与电流的检测，因此光学电力互感器有很好的动态检测性能以及绝缘性能，但是光学互感器采用晶体作为传感器探头，并且探头需要光源，因此光学互感器工作性能受周围环境因素影响很大，导致其检测精度降低并且无法广泛应用。 针对上述存在的问题，本文在场-源互推理论的基础上，提出了基于电磁场逆问题实现对输电线路中电压与电流检测的新方法，并研制了相应的场式传感器，通过仿真与实验验证了所提出的理论方法的正确性，为电力系统中基于电磁场逆问题计算电压电流的方法奠定了理论基础与实践基础。 论文的主要创新点包括以下几个方面: ①提出了基于空间电场计算导体电位、空间磁场计算导线电流的电磁场逆问题理论模型和计算方法，为电力系统提供了一种输电线路电压电流检测的新途径，为场式传感器的设计奠定了理论和实践基础; ②采用多电场测点的检测方式，并结合电场逆问题算法，实现了最小电场布点方式下输电线路非接触式的电压检测; ③提出了单极、环形、双感应电极、电位差分式输出的场式电压传感器结构设计，解决了现有电压互感器由于采用接地极导致绝缘要求高、体积大、重量大的问题，为电压互感器微型化带来了可能; ④相较于光学方式采用晶体作为电场强度检测的探头，本文提出的场式电压传感器探头为全固态结构，能够在较为恶劣的环境下保持传感器输出检测信号的稳定性。 最后对研究工作进行了总结，指出目前存在的问题及改进方向。