随着城市建设的不断发展,交联聚乙烯电力电缆的使用量也在日益增加。然而,电力电缆通道通常空间狭小、电缆多回路密集排列,当电缆存在电弧故障、线芯过热或外部热源时,容易诱发火灾,特别是小电流接地系统发生单相接地故障时,允许带故障运行1～2小时。因此,本文在单相接地电弧和导体温度等影响电力电缆内因火灾的相关因素的理论和诊断方法的基础上,对电力电缆火灾风险评估及在线监测系统进行研究。首先,结合三芯XLPE电缆的结构和各部分功能,阐述了电缆的内部损耗和电缆本体的热阻、热容,为电力电缆温度场的解析计算提供了理论依据。重点针对单相接地电弧展开分析,分析了10k V电缆配电网发生单相接地故障时,护层接地电流的分布规律,并以此提出了小电流接地系统基于电缆段首、末端护层接地电流的单相接地电弧自熄灭判据和故障定位方法。其次,针对电缆线芯过热展开分析。为了及时准确地获取电缆导体温度,采用了一种依据电力电缆结构参数、外表皮温度和内部损耗推算电力电缆导体温度的计算模型,同时利用多物理场耦合仿真软件COMSOL Multiphysics对负荷电流、外部环境、短时过负荷运行和护层接地电流对电缆温度场的影响进行分析,一方面验证了导体温度计算模型的可靠性,另一方面分析了电缆电流、外部环境、导体温度与电缆表皮温度之间的对应关系。然后,将电力电缆内因火灾的引燃机理与单相接地电弧、导体温度、绝缘老化等影响因素的评判依据相结合,利用层次分析法和模糊综合评价从电缆运行参数、电缆故障与电缆敷设3个方面建立了电力电缆火灾风险评估模型。研究结果表明:该评估模型能够科学、准确地量化电力电缆的火灾风险等级。最后,基于电力电缆火灾风险评估,设计了一套电力电缆在线监测系统。该系统采用多种传感器对电缆本体及接头温度、零序电压、护层接地电流和环境温湿度进行监测,并通过RS485和Lo Ra无线网络将监测数据上传到主站,从而实现对电缆运行状态和火灾风险的诊断。通过对设备的测试和安装运行,结果表明该监测系统可以有效的监测电缆运行状态和火灾风险。