智能变电站是智能电网的重要组成部分,电子式互感器是智能变电站的关键设备,全光纤电流互感器是电子式电流互感器的主要品种之一。与磁光玻璃光学电流互感器一样,全光纤电流互感器基于法拉第磁旋光效应,线性度好、频带宽、天然绝缘,是电子式电流互感器重要的发展方向。在科学技术发展的推动和电力科技工作者的努力下,全光纤电流互感器已经取得了实用化的进展,但依然存在一些问题。传感光纤固有的线性双折射会影响全光纤电流互感器传感特性,并引发了响应度问题、测量准确度的温漂问题和不均匀磁场干扰问题等。本文结合物理实验在理论上研究了线性双折射对全光纤电流互感器传感特性的影响,并形成了相应的改进方案。本文研究的主要内容包括:首先,建立了全光纤电流互感器模型体系。构建了微元级联二元模型,并在不同的限定条件下将微元级联二元模型等效为一元模型、二元均匀模型和二元不均匀模型。基于理论和实际相结合的分析方法,给出了二元不均匀模型的适用范围。二元均匀模型和二元不均匀模型是全文的基础性数学模型。其次,基于二元均匀模型研究了全光纤电流互感器响应度特性。建立了全光纤电流互感器响应度特性模型,研究表明线性双折射是影响全光纤电流互感器响应度的根本原因。由于线性双折射的存在,匝数不再与响应度成线性关系,而传感环半径也对响应度产生了影响。本文以线性双折射为主线,仿真分析了传感环半径和匝数通过线性双折射对响应度的影响,提出了最佳传感环半径和最佳匝数的概念及对应计算方法。搭建了响应度特性实验平台,验证了模型和所得结论的正确性。第三,基于响应度模型研究了全光纤电流互感器温度特性。构建了计及Verdet常数和线性双折射的全光纤电流互感器温度特性模型。仿真分析表明,全光纤电流互感器比差与温度成线性关系,热膨胀系数差、传感光纤长度通过线性双折射间接影响温度特性。搭建了温度特性实验平台,验证了模型的正确性。仿真及实验表明,全光纤电流互感器是关于温度的开环系统,其本身不具有抗温度漂移的能力。提出了基于温度传感器的温度补偿算法,可有效提高其抗温度漂移的能力。物理实验验证了补偿方法的有效性。最后,基于二元不均匀模型研究了全光纤电流互感器不均匀磁场特性。构建了不均匀磁场特性模型,并仿真分析了全光纤电流互感器的相间磁场干扰问题和偏心问题。研究表明,随着方位角的变化,相间磁场和导体偏心对全光纤电流互感器比差的影响都成似正弦波动,但比差变化趋势相反;定然存在两个最佳方位角,使相间磁场不会干扰全光纤电流互感器准确度。据此提出了一种最佳方位角设计方法。搭建了不均匀磁场特性实验平台,验证了全光纤电流互感器不均匀磁场特性模型的正确性和所提方法的有效性,对全光纤电流互感器的设计和安装具有指导意义。