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电缆在运行过程中不可避免的受到热、电、机械和辐照等因素的作用促使绝缘材料逐渐发生老化,降低了电缆运行的可靠性。大多数电缆故障往往是由局部绝缘老化等潜伏性缺陷发展而成,而传统电缆检测方法多局限于电缆整体老化状态诊断或发生故障后的定位。高频下电缆可看作传输线,电缆上每段的参数由电缆的导体和介质材料属性、几何尺寸、形状等决定,当信号沿电缆传播过程中遇到参数变化时会在该处发生折反射,电缆的反射系数谱包含了局部老化状态信息,可以实现电缆局部老化的诊断。本文基于频域反射原理进行电缆局部老化的诊断研究,主要工作如下:1.分析了交联聚乙烯(Cross-linked Polyethylene,XLPE)电缆绝缘老化的现象与原因,研究了热老化和电老化的老化机理。针对电介质的介电特性,分析了 XLPE材料介电常数随老化状态变化的趋势。2.根据电缆结构特征,以电磁场原理为基础,考虑高频下导体的趋肤效应和半导电材料的介电响应,建立了电缆分布参数频域计算模型。基于传输线理论提出电缆局部老化模型,并计算电缆首端反射系数谱。10kV电缆的反射系数谱表明,含有局部老化缺陷的电缆首端反射系数谱随频率的增大呈指数衰减,并以完好电缆的反射系数谱为中心呈周期性振荡。3.对电缆反射系数谱加窗处理,通过快速傅里叶逆变换(IFFT)将反射系数谱变换到空间域函数,提出电缆老化定位的诊断函数。对10kV电缆的仿真计算定位误差可达0.01%。诊断结果的精确性和灵敏性与测试频率和测试点数相关,在0.1～60Mhz测试频率和600测试点的诊断结果表明,老化点对应的极大值与绝缘的复介电常数实部线性相关、与老化长度成正比,与老化点到电缆首端的距离成负指数衰减,并且多点定位的结果互不影响。4.以诊断结果与老化特征量的相关性为依据,构造电缆局部老化状态评估模型,结合遗传算法对老化特征量进行评估,与实际老化特征量相比误差低于1%。本文研究表明基于频域反射原理的电缆局部老化诊断方法具有良好的精确性和灵敏性,可以快速检测到电缆潜伏性老化缺陷,对电力系统的稳定运行有着重要的意义。