甲烷是变压器油纸过热、以及油纸绝缘中局部放电的主要故障气体,油中甲烷浓度的在线监测对于变压器早期故障识别具有重要意义。常规气相色谱法和光学检测技术均存在无法应对突发性故障以及无法进行故障定位的问题。研制可内置于变压器油中的光纤甲烷传感器对变压器油中甲烷检测具有重要意义。Cryptophane-A是一种对甲烷有选择性和较强吸附性的材料,目前基于cryptophane-A的光纤甲烷传感器灵敏度都较低。微纳光纤有较强的倏逝场,对光纤周围的折射率变化十分敏感。因此本文提出一种可内置于变压器油中的,基于cryptophane-A的变压器油中甲烷微纳光纤传感器。首先,本文从麦克斯韦方程出发研究微纳光纤中电磁波的传播特性,分析了微纳光纤能传感周围环境折射率的原因。理论推导了微纳光纤结构参数对微纳光纤折射率灵敏度的影响,发现微纳光纤在色散转折点附近可以获得超高灵敏度。理论计算了微纳光纤结构参数对自由光谱范围的影响。为后续设计微纳光纤甲烷传感器的各项参数提供了指导。其次,本论文搭建了微纳光纤制备平台,提出一种二次拉锥法,通过调整平台各项设备参数实现所制备微纳光纤结构参数对腰区直径（2-20μm）、腰区长度（3-8mm）、过渡区长度（2-3mm）的控制。利用制备的微纳光纤开展了相对湿度传感试验,验证了微纳光纤可用于传感周围环境折射率变化,且靠近色散转折点附近可以获得超高灵敏度,验证了理论推导的正确性。然后试验探究了微纳光纤甲烷传感器的最优设计参数为:甲烷敏感膜折射率为1.42,腰区长度为8mm,最优微纳光纤腰区直径为8.17 μm。然后,根据设计的传感器各项参数制备了微纳光纤甲烷传感器。先制备了cryptophane-A,其核磁谱和质谱都表明了成功合成cryptophane-A。再根据设计的甲烷敏感膜折射率值确定了甲烷敏感膜的成分为cryptophane-A与聚丙烯酸酯紫外胶,配比为:27.7mg:0.1mL。采用载玻片滴涂法制备了微纳光纤甲烷传感器,传感器可直接置于变压器油中。最后,利用所制备的微纳光纤甲烷传感器进行了变压器油中甲烷传感试验。传感器能吸附的甲烷测量灵敏度可达0.0085nm/μL/L,检测下限为2.35μL/L,所提出的传感器能吸附甲烷,也能解吸甲烷,可重复使用。提出一种传感器矩阵,无需增加温度补偿设备解决了传感器的温度交叉敏感问题。