电力电缆线路是城市电网中重要的组成部分，其安全可靠稳定运行对于城市电网具有重要意义。据统计，全国已投入运行的110kV及以上的高压电缆线路已经超过8000公里，最高电压等级已达500kV。高压电缆断面是电缆线路的薄弱环节，电缆接头和终端中绝缘屏蔽断口处电应力相对集中容易发生故障。电缆接头采用封闭式绝缘结构且一般在现场完成组装密封，相比本体和户外终端，绝缘安全裕度偏小，另外，电缆接头现场施工质量要求高，如施工工艺不良或密封措施不到位，那么在地下潮湿恶劣运行环境中极易造成绝缘性能劣化，因此电缆接头成为电缆线路最易发生绝缘故障的薄弱点。运行经验和研究均表明：电缆局部放电量与其绝缘状况密切相关，局部放电量的变化预示着绝缘一定存在着可能危及电缆安全运行寿命的缺陷，局部放电测量能很好的反映高压电力电缆及其接头的运行状况，及时发现故障隐患，保障电力电缆线路安全可靠运行，具有重大的经济和社会效益。国内、外专家学者、IEC、IEEE以及CIGRE等国际电力权威机构一致推荐局部放电试验是作为交联聚乙烯电力电缆绝缘状况评价的最佳方法。本文在对国内外交联聚乙烯电力电缆及其接头中局部放电信号检测研究的基础上，详细分析了各种检测和模式识别技术，将局部放电在交联聚乙烯电力电缆及接头中的传播衰变特性、局部放电检测技术和特征提取及识别技术作为本论文研究的重点，取得的主要成果有：①通过对介电弛豫理论的研究，深入分析交联聚乙烯电力电缆半导电层的介电特性，获得了可用于工程实际计算的半导电层复介电常数的修正公式。根据Davidson-Cole方程拟合出半导电层的复介电常数，将该常数代入阻抗分布参数加权比的传输线简化模型中进行理论计算，采用FDTD法对电缆及接头局部放电的传播特性开展仿真研究，为交联聚乙烯高压电力电缆接头局部放电检测试验及故障诊断提供理论和技术支持。同时，根据电缆接头常见绝缘故障形成原因构建了四种典型缺陷模型。②设计了符合高压电缆及接头结构特征的局部放电检测传感器。通过建立电路及天线模型，采用传递函数推导、阻抗特性计算、方波响应等方法系统全面的分析了传感器的频响特性和输出特性，对传感器各项电气和物理参数进行了优化。③主要采用电容传感器构成的电力电缆局部放电检测系统在110kV电缆接头试验平台上对研制的四种典型接头缺陷进行检测，获得大量试验数据并构建出电缆接头局部放电q n谱图及其灰度图像。④提出基于提升小波变换的局部放电一维特征量的提取方法。该方法基于Birge-Massart策略对提升小波变换系数矩阵进行降维，通过奇异值分解运算获取故障识别的特征向量，在保留有效特征的情况下，减少识别维数，降低噪声，缩短识别时间。⑤提出基于(2D)2MMC+LDA框架算法的电缆接头局部放电特征提取方法。该方法既基于图像行或列去判别向量，从而实现挖掘图像的局部特征；又基于整幅图像去找判别向量，考虑了全局特征。不仅可以解决维数危机，消除类内散度矩阵的奇异性，而且能最大限度的保持原有样本模式的结构分布，有效减少样本训练时间，提高了模式识别的精度，并且可以实现参数的自动选择。