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目前,XLPE电力电缆竣工交接试验或预防性试验方法的可操作性、发现电缆绝缘早期缺陷的有效性以及与工频电压试验的等效性尚处于积累运行经验过程之中,仍需进行大量研究.该文系统地研究XLPE介质树枝状老化机理和微观结构,着重对XLPE绝缘电力电缆绝缘特性试验方法进行了理论和试验研究,并提出有效性和等效性综合评价.同时,提出基于分形理论的电力电缆局部放电高频宽带电磁耦合在线测量方法,并在运行现场进行了实际在线测量试验,填补了电力电缆局部放电高频宽带电磁耦合在线测量技术的空白.树枝早期老化的研究表明:水树枝转变成为电树枝是XLPE绝缘电力电缆发生介质电击穿或电热击穿的根本原因,而直流电场的空间电荷效应是加速水树枝向电树枝质变的重要因素.论文采用分形理论模拟仿真了介质树枝状老化的分形特征,即不论树枝的长度和形态存在多少差异,不论显微镜放大倍数如何变化,水树枝形态的分形维数约1.66±0.03,电树枝形态的分形维数约1.36±0.02.针对XLPE电力电缆的人工模拟绝缘缺陷和实际运行中出现的绝缘缺陷,同时进行了直流、工频、振荡波和超低频电压下平行比对击穿试验、介质损耗试验以及局部放电试验,首次确定了直流电压试验、0.1 Hz超低频电压试验和kHz振荡波电压试验与工频电压试验的等效系数,分别为K<,DC/AC>=2.6~4.3、K<,VLF/AC>=1.2~2.6和K<,OW/AC>=1.1~1.8.并推荐0.1Hz超低频电压试验作为配电系统XLPE电力电缆绝缘预防性试验方法;kHz振荡波电压试验作为XLPE绝缘电力电缆竣工试验方法.研究还表明,由于超低频电压的幅值和极性变化缓慢,不利于准确检测介质缺陷的局部放电.振荡波电压下介质缺陷容易发生局部放电,有利于发现介质中的绝缘缺陷,且与工频电压下的试验结果等效性较好.该文基于分维尺度变化量的分形理论,率先建立了高频宽带电磁耦合在线检测电力电缆局部放电信号数字分析系统,在接近VHF频段范围内检测XLPE电力电缆的局部放电脉冲信号,应用分形特征计算方法,能够很好地抑制噪声信号,有效提取局部放电信号波形和关键特征量,灵敏度为1pC.该方法与IEC60270标准的比对试验结果基本一致,基本满足XLPE绝缘电力电缆局部放电在线检测要求,具有较强的抗干扰能力.