一种基于双时基采样技术的过电压监测装置，包括阻容高电压传感器，阻容高电压传感器信号输出端通过双屏蔽层同轴电缆与信号调理单元的双保护电路输入端相连，信号调理单元的光电隔离输出端和信号隔离单元的光电隔离模块的输入端相连，光电隔离模块的输出端和工业控制计算机的网口相连，同时信号隔离单元的隔离电源输出端和信号调理单元的电源输入端相连，本发明信号调理单元内采用双时基数据采集模块冗余采集过电压信号波形，不仅适应于电力系统内部过电压的监测，同时适应于电力系统外部过电压的监测，其尤其对雷电过电压效果最为突出，具有提高过电压在线监测的准确性和稳定性的特点。