随着电网向着智能化、数字化的方向不断发展,传统的电磁式电流互感器由于自身存在着一些不可克服的缺陷,越来越难以满足新时期智能电网对量测设备的要求。光学电流互感器凭借无饱和现象、动态范围大、频率响应宽、绝缘性能好等优点越来越受到人们的关注。然而在实际运行中,光学电流互感器(OCT)受磁场分布、温度、振动、光源等多种物理因素影响严重,表现为温度漂移和运行稳定性差两个方面。因此有必要对光学电流互感器的多物理场进行研究。本文首先研究了各种内、外部因素对光学电流互感器的性能影响机理,提出时变的分布化参数模型。然后分别对OCT传感单元的电磁场、温度场以及光场进行了研究并利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics建立相应的模型辅助研究。在电磁场中分析了螺线管聚磁传感单元的管内外磁场,提出了一种提高光学电流互感器抗相间磁干扰能力的新方法-相间磁场正交技术,分析了螺线管聚磁式传感单元的电磁力问题,并在COMSOL建立了螺线管、Ω、平板三种载流形式的电磁场模型,通过等效的方法研究了电磁力问题、分析比较了各载流形式的特点及适用性、仿真结果表明了相间磁场正交技术的正确性和有效性；在温度场中研究了OCT传感单元的内热源问题,并利用热传导定律及其边界条件将这一问题数学化,并在COMSOL中建立了三种载流形式的内热源问题模型,分析比较了不同载流形式下OCT传感单元受内热源问题影响的程度,给出了设计优化建议；在光场中给出了光波场的概念,研究了光的偏振态理论和时谐均匀平面波的复数表示方法,并在COMSOL中实现了OCT传感单元中偏振光的光波场仿真。最后在以上基于COMSOL对光学电流互感器传感单元多物理场研究的基础上,并综合考虑成本、加工难度与实用性等因素,设计了光学电流互感器的传感单元及其壳体,并实现了样机的研制。