一种基于光学电压传感器的GIS暂态壳体电压在线监测系统，属于GIS暂态过电压监测领域。本发明针对现有TEV的监测方法易受GIS现场恶劣电磁环境干扰而无法实现在线监测的问题。包括：光学电压传感器的高压电极连接GIS设备外壳的电压监测端子，光学电压传感器的地电极连接GIS变电站接地网；光学电压传感器基于泡克耳斯电光效应感应GIS设备外壳的壳体电压；LED光源的载波光信号通过光纤光缆输入光学电压传感器，光学电压传感器对壳体电压进行泡克耳斯效应电光调制得到调制后光信号，所述调制后光信号经光纤光缆传送至光电探测器进行光电转换，转换后的电信号经信号处理电路解调，得到壳体电压的监测结果。本发明用于GIS暂态壳体电压在线监测。