电力电缆是城市电网的重要组成部分,其故障的检测与修复效率直接影响了城市电网的供电可靠性。目前,配电网电缆所发生的故障类型中,约80%为单相接地故障,其故障发生率远高于两相短路、两相接地以及三相短路故障。当电缆发生单相接地故障时,为了避免因接地故障而引发的两相(接地)短路以及三相短路等多点故障,所以快速准确的找到故障位置,迅速排除故障,这对维护配电网安全稳定运行具有重要意义。本文针对于电缆自身结构的特殊性,充分考虑了电缆故障时金属护层结构所产生的电气特性,提出了一种电缆新型故障测距方法—基于护层电流行波时频复合分析的故障测距方法。首先介绍了电力电缆的实际运行情况,主要包括电缆敷设方式以及金属护层接地方式。接着,建立了计及电缆金属护层结构的电缆模型,并根据不同的电缆敷设方式分析计算了电缆的电气参数以及电缆系统各模量的传输特性。其次,为了准确提取故障暂态行波信号中的有用信息,本文对信号处理方法进行了探讨,重点研究了两种算法:时域特征提取算法—MEEMD算法以及频域特征提取算法—FFT-MUSIC。针对频域特征提取算法,本文将FFT算法与MUSIC算法相结合的频率估计法用于提取频域特征量。针对时域特征提取算法,本文利用MEEMD算法来识别行波波头信息。通过仿真分析验证了时域法和频域法的准确性和有效性。最后针对时频复合分析的故障测距方法,本文阐述了固有频率与故障距离的数学关系、频差法测距原理以及时频复合分析测距方法的测距步骤和测距优点等,并通过算例分析验证了时频复合分析方法能准确的识别出二次反射波头,提高了行波频域分析的精度与时域分析的可行性,通过对故障暂态信号的时频域综合分析,较好的实现了电缆单相接地故障测距;接着通过大量的实验进行了适应性分析,验证了时频复合分析的新型故障测距算法在系统处于不同的运行条件下,测距结果均具有较高的准确性和可靠性。