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光纤传感器由于其无源、抗电磁干扰、稳定性强等优点，非常适合在拥有高电压、强磁场、大电流的电力系统中应用。目前，电力行业已有多个领域应用了光纤传感器，可以测量包括电压、电流、温度、振动、磁场、局部放电、压力在内的多个物理参量。与通信光纤用来传递光形式的信号不同，光纤传感检测技术是将外界的其他物理量转化为光信号并进行传播，即将温度、磁场、电场、位移、应变、压力等物理量转换为光的振幅、波长、频移等特征量。光纤传感器一般分为功能型光纤传感器和非功能型传感器。功能型光纤传感器运用对外界信息具备敏感能力和检测能力的光纤作为传感元件，对光纤内传输的光进行调制，使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化，再通过被调制过的信号进行解调，进而得出被测信号。在此过程中，光纤不仅是光导媒质，并且也是敏感元件，常选用多模光纤。非功能型传感器运用其他敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作为信息的传输介质，常选用单模光纤。光纤在其中仅起光导作用，光照在光纤型敏感元件上测量调制。
光纤传感器常用于包括温度、电流、局部放电等参数的测量和差动保护等领域。吸收式光纤传感器可以用于电机的测温。根据固体物理理论，直接跃迁型半导体材料的吸收波长随着温度的变化而变化，因此可以利用半导体材料的吸收光谱随温度变化的特性实现温度测量。传统的电磁式电流互感器（CT）的暂态输出电流会随着电力系统电压等级和传输容量的不断增加，受铁芯磁饱和及磁滞的影响而发生不同程度的畸变。全光纤电流互感器（FOCT）基于安培定律与法拉第磁光效应，可以通过光强的信号确定待测电流的相位差，进而计算出导线中通过的电流，且可测直流及交流信号，成为数字化变电站电流信号采集装置的首选。光纤电流互感器会受到如温度、振动等外界因素的影响，针对这些影响的校正也有诸多研究。作为差动保护系统的重要组成部分，光纤电流传感器是获取器件两端电流矢量差的重要装置，其准确度、抗干扰性及稳定性对电力系统正常稳定运行至关重要。因为传统的静电电压表易受到干扰、机械磨损影响精度、工艺复杂及无法直接转换成电信号等诸多缺点，电力系统应用了光纤布拉格光栅（FGB），应用静电力原理和弹性力学理论制作了FBG的静电电压传感器，其抗干扰能力强、结构简单，具备良好的应用前景。分布式光纤传感检测技术也被应用于电力电缆的状态检测和可视化技术研究，结合分布式光纤测温传感检测技术、计算机技术、网络通信技术和云计算技术等构建分布式电缆状态监测系统。分布式光纤传感检测技术利用光在光纤中传输时产生后向散射信号和光时域反射，如瑞利散射、布里渊散射和拉曼散射等获取温度、振动等参数的分布信息，进一步将测得信息输入系统进行可视化分析。光纤传感检测技术还应用于电场传感，现有全光纤型电场传感器大多基于压电材料或液晶材料，也有学者将大偏置结构Mach-Zehnder干涉仪、Fabry-Perot干涉仪以及腐蚀的光纤布拉格光栅（FBG）传感器应用到电场测量中。Mach-Zehnder干涉仪测量范围大、携带方便且能实现液体电介质内任何位置的单点测量；Fabry-Perot干涉腔可避免与电介质接触，避开了温度影响，且将Fabry-Perot干涉仪和FBG与液体电介质封装后可直接用作电压传感器。
随着光纤技术的发展，光纤传感应用于微量气体的测量，具有体积小、质量小、灵敏度高等优点。基于红外吸收光谱、光声光谱和气敏材料的气体检测方法具有一定的研究基础。同时，基于拉曼光谱的光纤气体检测也被应用在电力行业中，具有高选择性、高灵敏度、单一激光激发及可测量同核双原子分子（如氢气）的优点，在变压器故障特征气体检测领域有重要的应用潜力。除此之外，光纤传感还用于电力设备局部放电的测量。光纤法珀（Fabry-Perot, FP）超声波传感器可以内置于变压器箱体内，解决传统外置压电传感器定位局放源时遇到的声波经油-壳体传输的多路径问题和壳体对声波的衰减问题。采用的石英薄片作为超声波敏感膜结构的非本征法珀干涉传感器灵敏度高、响应频率高，适用于油浸变压器内的局放监测。光纤检测应变与应力基于布里渊散射，在电力设备、输电线路振动检测领域有良好的应用前景。布里渊散射光会受应变的影响，当光纤沿线发生轴向应变时，光纤中的背向布里渊散射光的频率将发生漂移，频率的漂移量与光纤应变呈良好的线性关系。因此，通过测量光纤中的背向自然布里渊散射光频率的漂移量，就可以获得光纤的应变值。
智能电网成为我国电力行业发展的一个重要发展方向，对电力系统中存在的不同物理参量的感知和信息传递变得尤为重要。因此，高准确度和高灵敏度的传感检测技术亟待深入发展。随着光纤传感相关技术的发展，新材料、新技术、新检测方法使光纤传感检测技术大规模应用到电力行业成为现实，并拥有巨大的产业潜力。随着性能更优、成本更低、寿命更长的光纤传感检测技术逐步发展，相关技术和标准逐渐成熟，光纤传感产业将会在电力行业中得到更加广泛的应用和发展。