XLPE 配電電纜缺陷診斷與定位技術面臨的關鍵問題

單秉亮 李舒寧 楊 霄 王 偉 李成榕

（新能源電力系統國家重點實驗室（華北電力大學） 北京 102206）

0 引言

交聯聚乙烯（XLPE）絕緣電纜由于耐熱性能和絕緣性能十分優異，且具有質量輕、傳輸容量大、易敷設維護等優點，自20 世紀80 年代起便被大規模應用于我國城市配電網的建設與改造中[1]。截至2020 年初，國家電網公司在運配電電纜277.9 萬段，總長度76.7 萬km，同比增長13.5%。

與此同時，早期投入的部分電纜已進入“老齡化”階段，正接近或已超過其設計壽命。如何準確診斷其絕緣狀態并據此實現科學運維，這對于保證配網運行可靠性尤為重要，相關研究刻不容緩。

研究表明，XLPE 配電電纜在投入運行后，其主絕緣層會在電、熱、機械和環境等多因素作用下發生非可逆絕緣老化、產生絕緣缺陷，極易誘發電纜故障，威脅電網的安全穩定運行。CIGRE 報告中同樣指出，老化缺陷是中壓電纜發生故障的最重要原因，問題不可忽視[2]。

2009～2011 年國家電網公司對已投運的6～500kV電力電纜線路故障按原因進行統計，設備老化故障為2 055 次，故障占比21.1%，其中主絕緣老化故障占設備老化故障總量的60.9%[3]。此外，相較高壓電纜而言，中低壓電纜的故障率更高。

對于實際運行XLPE 配電電纜而言，其空間敷設跨度大、運行環境復雜，長期運行后電纜中形成的缺陷沿電纜并非呈均勻分布，如何對其進行有效診斷和定位是一大難題。國內外學者對此開展大量研究工作，雖已取得一定成果，但仍存在一些問題和薄弱環節亟待解決。此外，出于經濟性考慮XLPE配電電纜一般不配備狀態實時監測裝置，歷史運行數據的缺乏進一步增加了XLPE 配電電纜老化狀態診斷的難度。

鑒于此，本文綜述現有電纜缺陷診斷方法與定位技術的主要研究進展，梳理其應用于XLPE 配電電纜狀態評估過程中面臨的關鍵問題，指出現階段研究存在的技術難點和薄弱環節，展望后續研究的主要方向。

1 缺陷診斷方法面臨的關鍵問題

圖1 為實際運行含缺陷XLPE 配電電纜結構示意圖。根據電纜中缺陷的長度及形成原因，可將其定性劃分為老化段（電纜局部較長區域整體發生的水樹老化、熱老化等絕緣缺陷）和集中性缺陷（外力導致的絕緣較短區域受損、接頭浸水等絕緣缺陷）兩種。

圖1 含缺陷電纜結構示意圖Fig.1 Structure diagram of the cable with defects

1.1 取樣分析技術

基于取樣法開展絕緣層理化特性分析通常用于診斷均勻老化電纜的絕緣老化情況。XLPE 配電電纜絕緣老化本質上是絕緣層材料性能發生改變，因此，建立電纜絕緣層理化特性與老化情況的關聯關系是診斷電纜老化嚴重程度的重要途徑。國內外研究學者提出利用諸如水樹或電樹長度[4]、羰基指數[5]、氧化誘導期和結晶度[6]、活化能[7]、X 射線衍射峰強度[8]、機械斷裂伸長率[9]等特征量及特征值來表征電纜的老化情況，通常認為老化后電纜絕緣層具有更大的羰基指數，更小的氧化誘導期、結晶度、活化能以及機械斷裂伸長率。也有研究人員探索基于X 射線光電子能譜（XPS）[10]、電子順磁共振譜[11]等手段診斷電纜老化狀態。

然而，電纜老化過程中絕緣層理化特性變化過程并非完全一致。例如，電纜熱老化初期，高溫可能會促進XLPE 中未完全交聯部分的重新交聯導致材料氧化誘導期、結晶度等特征量短時增大[12]；由于電纜制造工藝或材料配方的差異，熱老化后部分電纜主絕緣層活化能會有所提高[13]。此外，理化性能分析結果還受絕緣層取樣位置的影響，例如，老化XLPE 電纜的主絕緣層內側和外側X 射線衍射峰存在較大差異[10]。因此，依靠絕緣層理化特性分析診斷電纜老化狀態有時并不完全可靠。

更重要的是，電纜老化的不均勻分布（不均勻老化）進一步加劇了基于取樣法診斷電纜老化程度的難度。正如前文所述，取樣分析只能實現電纜取樣位置老化狀態的表征，但出于經濟性和電網運行安全性考慮，現場只能開展有限部位取樣分析，由于老化狀態分布位置未知，基于有限部位的取樣分析無法實現對電纜沿線路老化狀態分布的完整表征，這也是目前取樣分析實驗室研究較多但實際應用受限的重要原因。

1.2 0.1Hz 超低頻介損檢測

電纜老化會導致絕緣介質損耗增加，研究表明電纜老化前后介質損耗角正切tanδ（介損）在低頻下的數值變化相較工頻而言更為顯著，可據此診斷電纜老化狀態[14]。

S. Hvidsten 等發現將2m 運行老化電纜（含水樹）與50m 未老化電纜串聯時測得的低頻區間tanδ值明顯低于2m 運行老化電纜的tanδ值，如圖2a 所示，即tanδ值只能表征電纜整體平均老化程度，缺陷長度占比會影響tanδ值的變化幅度，進而影響診斷效果[15]。與此同時，水樹老化電纜的tanδ與外施電壓存在非線性關系特性[15-16]。該非線性特性產生原因如下：可利用微米級孔洞和納米級通道組成的“珍珠串”結構來描述電纜中水樹枝的形態[15]，當給通道中的水樹施加較低電場時，水分不會發生遷移，介損隨電壓變化相對較小；當外施電壓足夠高時，水樹枝微孔中的水分會在麥克斯韋應力作用下，流入納米級通道，進而形成所謂的“通路”，導致電纜絕緣層中損耗電流增加、tanδ顯著增大。

圖2 電纜低頻下的tanδ 特性及其非線性特性[15]Fig.2 Dielectric loss factor (tanδ) and its non-linear characteristics of cables under lower frequencies[15]

S. Hvidsten 據此定義了0.1Hz（頻域）下的頻域非線性損耗因數η評價水樹老化XLPE 電纜的老化程度[17-18]，即

這里，tanδ(u,f)|u=6kV,f=0.1Hz和tanδ(u,f)|u=1kV,f=0.1Hz分別表示測試頻率0.1Hz 下，測試電壓幅值為6kV和1kV 時tanδ的測量值。不同電壓幅值下測得的η值如圖2b 所示，可以發現，即使水樹老化電纜區域僅占電纜總長度的4%，非線性程度仍較為明顯，即該非線性現象可以在一定程度反映電纜局部老化情況。

IEEE Std 400.2TM—2013[19]規定了電纜超低頻介損檢測診斷判據，見表1。韓國電力公司[20]及深圳供電局[21]等研究人員還針對其提出了補充判據以求形成更為完善的超低頻介損檢測判據體系。此外周凱等基于0.1Hz 超低頻測試電壓下極化電流與去極化電流對應的介質損耗因數比值建立了電纜老化類型的診斷方法[22]。盡管0.1Hz 超低頻介損檢測技術已在國內部分地區開展應用，并取得了一定效果，但有時其對電纜中缺陷的診斷靈敏度仍顯不足。實際上，tanδ取值與頻率息息相關，關系式見式（2）。對于同一條電纜而言，頻率越低，其實測tanδ值越大，因此，適當降低測試頻率可以提高電纜老化前后tanδ變化的顯著性[14]。

表1 超低頻介損檢測診斷標準[19]Tab.1 Diagnostic criteria for VLF[19]

此外，如前文所述，對于不均勻老化電纜而言，當缺陷長度占比較小時，基于超低頻介損檢測方法診斷缺陷的靈敏度也同樣不高[15]。圖3 為存在局部老化XLPE 配電電纜電路結構及其等效示意圖。

具體原因分析如下：對圖3 中導體和金屬屏蔽層施加頻率為0.1Hz、幅值為U的電壓，R1、R2分別為單位長度電纜對應的內、外半導電層阻抗值（假設電纜發生局部老化后半導體電層介電特性不改變），C0、R0和C0′、0R′分別為單位長度完好電纜與老化電纜對應的XLPE 層電容和阻抗值，ic、ir、ci′、ri′分別為頻率為f的外施電壓下單位長度完好電纜和老化電纜對應的XLPE 層流過的容性電流和阻性電流；Requ1、Requ2和Re′qu1、Re′qu2分別為電纜完好區域與缺陷區域對應的內、外半導電層阻抗等效值，

圖3 局部老化電纜的電路結構及其等效模型Fig.3 Circuit structure and equivalent model of cable with local aging

假設a為電纜局部老化段區域長度，b為電纜完好區域長度與局部老化區域長度之比，則電纜整體介損測量值tanδ計算式為

進一步將式（3）和式（4）代入式（5），并經化簡可得

鑒于電纜老化后介損變大，有tanδ0′＞tanδ0，因而由式（6）可知，當ic、ic′不變時，b值越大，tanδ取值越小且越接近tanδ0。由此可見，電纜中的缺陷長度占比會影響0.1Hz 下測得的tanδ值，即缺陷占比越小，電纜測得的tanδ值越接近正常值，缺陷診斷靈敏度越低。這對于動輒幾公里的配電電纜線路而言，極易出現局部缺陷長度占比較小而無法及時檢出的情況，直接威脅電網運行安全。因此，如何提高對集中性缺陷的診斷靈敏度是一大難題。

相較0.1Hz 超低頻介損檢測而言，極化/去極化電流法和頻域介電譜法不僅可獲得診斷特征量隨電壓變化規律，還可獲得其隨時間或頻率的變化過程，有利于為電纜狀態診斷提供更多的有效信息[23]。

1.3 極化/去極化電流法

國內外研究學者根據極化/去極化電流的幅值、斜率擬合值等定性分析XLPE 電纜老化狀態[24]。與頻域非線性損耗因數η類似，S. Hvidsten 定義了時域下的非線性系數DONLIdp來評估XLPE 中通風型水樹的嚴重情況，通常電纜中通風型水樹老化越嚴重，DONLIdp值越大[15]。

B. Oyegoke 等提出可基于極化去極化電流（Polarization Depolarization Current, PDC）曲線來計算直流電導率，在此基礎上，根據不同電壓下直流電導率的非線性程度來評估XLPE 電纜水樹老化情況[25-26]。

考慮等溫松弛過程與電纜老化情況密切相關，有學者引入老化因子并結合老化因子特征值與擊穿強度的對應關系建立判據評估電纜老化狀態[27-28]。上海交通大學學者通過試驗獲得國產新電纜及壽命終結電纜老化因子，并將其與其他國家研究人員提出的判據進行對比，見表2[29]，發現電纜狀態診斷判據間存在差異，認為這種差異主要受電纜原材料配方、生產工藝不同及測量過程操作等因素影響[29]。

表2 不同國家電纜絕緣狀態診斷的老化因子判據[29]Tab.2 Criteria of aging factor for cable insulation condition diagnosis in different countries[29]

需注意的是，與0.1Hz 超低頻介損檢測方法類似，極化/去極化電流法表征的是電纜整體老化情況[15,30]，同樣存在缺陷診斷靈敏度不足或誤診的可能。

1.4 頻域介電譜

P. Werelius 等系統地研究了不同老化程度XLPE 電纜在0.1Hz～1Hz 范圍內的頻域介電譜特性，如圖4 所示，據此提出基于XLPE 電纜低頻復介電常數實部變化量Δε′及虛部ε′′隨頻率和測試電壓的變化關系來評估電纜的老化程度[31-32]。

圖4 不同老化程度XLPE 電纜的介電響應特性[32]Fig.4 Dielectric response characteristics of XLPE cables with different aging states[32]

周利軍等[34]認為電介質老化后低頻段松弛損耗過程的改變容易被直流電導過程掩蓋，基于頻域介電譜法提出用只包含松弛過程的參數?ε′/?lnω來表征XLPE 電纜絕緣切片的熱老化狀態，老化后的電纜?ε′/?lnω損耗峰逐漸向低頻方向移動，且峰值明顯增大。

由此可見，頻域介電譜可反映電纜介電特性隨頻率變化特征，更高測試電壓等級下的頻域介電譜（高壓介電譜）還可以反映電纜介電特性隨測試電壓的變化關系，為電纜老化診斷提供更多有效信息，值得深入研究。然而，目前基于高壓介電譜診斷電纜缺陷狀態的研究相對較少，且測試頻率范圍和測試電壓仍有進一步拓寬和提高的空間。

除上述技術外，目前現場XLPE 配電電纜常用檢測技術還包括絕緣電阻測試、基于局部放電、基于耐壓試驗等測試方法[35-36]。其中，絕緣電阻測試對于電纜中的缺陷診斷靈敏度較低[37]，局部放電檢測技術只適用于狀態較為嚴重的缺陷[38]，耐壓試驗可以識別電纜絕緣弱點但方法具有破壞性[39]，均無法實現對電纜集中性缺陷的有效診斷。

圖4 中每個電纜均采用對應標簽欄設置的電壓按自上而下的順序進行多次介電特性測試，發現通常狀態良好電纜Δε′和ε′′隨電壓和頻率變化不大；重度老化電纜的Δε′和ε′′隨電壓增大而增大，且與頻率關系不大；極度老化電纜Δε′和ε′′隨電壓增大而增大，且Δε′與頻率影響較小，但當電壓高到一定程度時，ε′′隨頻率的減小而增大。

周長亮[33]測量了不同熱老化時間的橡膠絕緣電纜試樣的頻域介電特性，如圖5 所示，提出利用頻域介電譜在低頻區間0.01～1Hz 的tanδ積分值來表征電纜的熱老化程度，積分值越大，電纜熱老化程度越高。比較老化時間384h 和576h 的試樣頻域介損特性曲線發現，兩種老化時間下試樣0.1Hz 頻率下的tanδ值相差較小，但0.01～1Hz 的tanδ積分值卻差異較大，即低頻介電譜分析相較0.1Hz 單一頻率下介損結果而言，可以更靈敏地反映電纜老化情況。

圖5 110℃不同老化時間電纜試樣tanδ 和頻率關系[33]Fig.5 Relation between tanδ and frequencies of cable samples with various aging time at 110℃[33]

2 缺陷定位技術面臨的關鍵問題

考慮到實際運行XLPE 配電電纜缺陷不均勻分布現象，需開展XLPE 電纜中集中性缺陷及老化段的定位研究。

2.1 集中性缺陷定位

為實現對電纜集中性缺陷的有效探測，國內外相繼研發一系列缺陷定位方法并成功地得到了應用，以時域反射法（Time-Domain Reflectometry, TDR）和頻域反射法（Frequency Domain Reflectormetry,FDR）為主。TDR 法的基本思想是從電纜一端發射脈沖信號，該信號在傳播過程中遇到電纜阻抗不匹配點時會發生反射，根據入射脈沖信號和反射脈沖信號的時間差與波速的乘積來實現缺陷定位。FDR 法的基本思想是通過測量電纜首端輸入阻抗、反射系數等隨頻率變化的特征曲線，并采用一定的數據分析方法將其變換為可表征電纜狀態參數沿電纜線路位置分布的空間域函數，根據函數畸變位置來實現缺陷的檢出與定位。FDR 法根據測量參數的不同可進一步分為寬頻阻抗譜法（Broadband Impedance Spectrum, BIS）[40-42]和反射系數譜（Reflection Coefficient Spectrum, RCS）法[43-44]；目前定位過程中采用的數據分析方法主要包括P. F.Fantoni、Y. Ohki 和周凱等使用的傅里葉變換方法和周志強、羅楊茜玥等使用的積分變換方法。

研究表明，TDR 法對絕緣故障或可誘發局部放電的絕緣缺陷等檢測效果較好[45]。但由于TDR 法注入脈沖高頻成分較少及高頻信號在電力電纜中衰減較為突出的特點，它對電纜受潮、熱老化等檢測不夠靈敏。Y. Ohki 等將50m PVC 電纜16.0～16.1m的下層絕緣部分剝除，利用其開展試驗對比BIS 和TDR 兩種方法的缺陷定位效果，如圖6 所示。由圖6 發現，相較TDR 法而言，BIS 法診斷結果中出現明顯的畸變峰（特征峰），其對缺陷的識別靈敏度更高[46]。

圖6 BIS 和TDR 缺陷定位能力對比[46]Fig.6 Comparison of the location ability between BIS and TDR[46]

文獻[42]將兩條1 000m 長的電纜分別接到一條72m 電纜的兩端，利用網絡分析儀經過2m 的連接電纜與該2 072m 電纜相連開展阻抗不連續點定位研究。局部老化同軸電纜的差分增益/位置譜定位結果如圖7 所示[42]，在電纜的連接位置會出現畸變峰，發現掃頻范圍越寬，缺陷的識別靈敏度越高、定位誤差越小。

圖7 局部老化同軸電纜的差分增益/位置譜[42]Fig.7 Differential gain/position spectra of locally aged cable[42]

鑒于BIS 在應用時需要施加較寬的測試頻帶和較多的采樣點數才能實現缺陷的準確定位[42,47]，周凱等提出基于反射系數譜的缺陷定位方法，在保證識別靈敏度和識別精度的同時，可以在一定程度上降低對測試頻帶和采樣點數的要求[43-44]。此外，研究結果表明，還可以根據畸變峰的幅值對缺陷嚴重程度進行定性分析，即頻域反射技術對于實現XLPE 電纜中的缺陷嚴重程度診斷也極具潛力。高向南將首端反射系數譜與遺傳算法相結合，建立了電纜局部老化狀態評估模型[47]。

盡管如此，在動輒幾公里長的XLPE 配電電纜傳播過程中基于頻域反射法的測量信號高頻部分存在的衰減問題不可忽視。M. Tozzi 等利用TDR、網絡分析儀以及解析法得到的不同頻率信號衰減系數的變化規律[48]，如圖8 所示。由圖8 發現，信號頻率越高，其衰減系數越大；與此同時，XLPE 配電線路中接頭的存在也會進一步加劇信號的衰減[49]。上述因素均會限制高頻信號在電纜中傳播的距離進而影響定位效果。

圖8 基于TDR、網絡分析儀和數學計算模型得到的衰減系數[48]（1Np=8.686dB）Fig.8 Attenuation coefficients obtained based on TDR,network analyzer and mathematical calculation model[48]

鑒于較寬的測試頻帶才能實現較好的缺陷定位效果[42]，如何采取有效措施應對高頻信號在公里級XLPE 配電電纜傳播過程中的衰減問題，以便擴大有效掃頻范圍、確保缺陷定位效果顯得尤為重要。

此外，Y. Ohki 等基于BIS 法對9.0～9.4m 位置進行熱處理的32m 電纜開展缺陷定位研究，發現定位結果中在 22m 位置附近也出現類似于缺陷形成的“畸變峰”（作者將其視為“假峰”），如圖9 所示，該“假峰”的出現會導致缺陷診斷的誤判[41]。

圖9 位置9.0～9.4m 處加熱的同軸電纜隨溫度變化的強度/位置譜函數[41]Fig.9 Intensity/position spectra as a function of temperature, obtained for the coaxial cable heated at positions range from 9.0m to 9.4 m[41]

周志強提出運用積分變換處理阻抗數據的方法成功實現電纜中的缺陷定位，沿電纜基于積分變換的診斷函數值如圖10 所示，在長度為50m 電纜的20.0m 和35.0m 兩處設置的集中性缺陷均可被有效識別[50-51]。羅楊茜玥認為積分變換法相較傅里葉變換方法而言，可以消除“假峰”、不會造成誤判，并基于積分變換法建立了電纜接頭內部缺陷狀態評估模型[52]。

圖10 沿電纜基于積分變換的診斷函數值[50]Fig.10 Value of diagnostic function based on an integral transformation along the cable[50]

然而，“假峰”本質上為由于電纜中缺陷形成的阻抗不連續點以及電纜首端及末端阻抗的不匹配造成的測量信號多次折反射，形成的不同等效頻率的噪聲分量[53]，且相關分量已體現在測量或仿真所得的阻抗頻譜中。而積分變換主要基于廣義正交性原理，其只能實現頻域和空間域的轉換，并辨識出阻抗譜中所含有的特征等效頻率分量，無法從根本上消除阻抗譜中已含有的噪聲分量，即無法有效消除“假峰”。此外，也會存在某些等效頻率的“假峰”與電纜中真實缺陷形成的“特征峰”重疊或相互作用的現象，繼而影響缺陷的定位效果。因此，實際缺陷定位過程中“假峰”的辨識與有效消除也值得深入研究。

2.2 局部老化段定位

目前基于頻域反射技術電纜中，缺陷定位的研究對象主要針對的是集中性缺陷，實際XLPE 配電電纜中還可能存在局部老化段，如何對其進行定位與嚴重程度診斷是實現不均勻老化電纜的狀態診斷瓶頸問題，目前鮮有研究。

同樣以圖1 中不均勻老化電纜模型為例，將集中性缺陷的長度忽略不計，按照電纜老化狀態分布將電纜劃分為8 個區域，并假定各局部老化段內部老化狀態一致（即劃分的每個區域內電纜分布阻抗處處相同）。

考慮FDR 法對集中性缺陷定位靈敏度較高，現探討其應用于局部老化段定位將面臨的問題。如圖1 所示，FDR 法只能識別出局部老化電纜段的兩端及集中性缺陷處所形成的阻抗不連續點，尚無法直接辨識局部老化段與集中性缺陷及其位置分布，需進一步思考和解決以下問題：

（1）鑒于集中性缺陷和局部老化段二者均會導致FDR 定位診斷函數中出現“畸變峰”，需通過進一步研究實現對集中性缺陷和局部老化段兩端位置的辨識。

（2）測量信號在局部老化段中的傳播速度與其在未老化段的速度并不相同，這可能影響缺陷及老化段的定位精度，如何考慮老化段對定位誤差的影響并采取有效措施提高缺陷定位準確性。

此外，鑒于FDR 法具有表征電纜集中性缺陷嚴重程度的潛力，可探索基于其實現對電纜局部老化段狀態進行準確診斷，以突破現有介電響應檢測技術只能表征電纜整體平均狀態的局限性。

3 結論

本文總結了現有XLPE 電纜典型缺陷診斷方法與定位技術的發展及其優勢，探討了這些方法和技術應用于實際XLPE 配電電纜狀態診斷過程中存在的不足，指出現有方法對于電纜集中性缺陷診斷存在靈敏度不高、頻域反射定位技術測量信號中高頻分量的衰減問題限制其實現較長電纜中的缺陷定位、現有技術尚未實現電纜中老化段與集中性缺陷的辨識與定位等關鍵問題。在此基礎上，本文建議從以下幾個方面開展深入研究。

3.1 提高對電纜中集中性缺陷診斷的靈敏度

現有介電響應分析方法更傾向于表征電纜整體平均老化情況，局部缺陷較短時可能會由于診斷方法靈敏度過低而無法被及時檢出，威脅電網安全，因而亟需提高檢測方法對于集中性缺陷的診斷靈敏度。

由前文分析得知，頻域介電譜法相較0.1Hz 超低頻介損檢測和極化/去極化電流法而言，診斷電纜中的缺陷更具優勢。因此本文主要建議從以下兩個方面來提高集中性缺陷診斷靈敏度：

（1）降低頻域介電頻譜檢測頻率下限，進一步拓寬頻率檢測范圍。文獻[14]已指出，頻率降低有利于使電纜老化過程中tanδ發生更為顯著的變化；同時，拓寬頻率檢測范圍可更充分地分析tanδ隨頻率變化過程及規律[33-34]，有利于為集中性缺陷的識別與診斷提供更多信息。

（2）在確保不會對電纜造成損害的前提下，進一步提高介電譜的測試電壓，開展高壓介電譜研究。對于發生水樹老化的電纜而言，提高測試電壓有利于促使損耗電流及tanδ的增加[20]，更有利于反映tanδ隨測試電壓的非線性變化的特性。

在上述兩方面研究基礎上，進一步挖掘對集中性缺陷診斷更為有效的特征量及特征值，提高對電纜集中性缺陷診斷的靈敏度。

3.2 對長電纜中缺陷實現準確定位

BIS、RCS 等頻域反射技術對于電纜缺陷定位展現出極大的優勢和潛力，但高頻測量信號在較長線路傳輸過程中的衰減問題不可忽視，由文獻[42]可知，這極易導致定位誤差增大或無法進行缺陷的定位。針對上述情況，本文建議從提高測量信號功率的角度開展研究，如利用功率放大器對原有測量信號功率進行放大、或研制大功率阻抗分析設備等，基于原始測量信號功率的提升來緩解、應對XLPE配電電纜中高頻信號的固有衰減過程，這有利于提高對長電纜缺陷檢測的頻域反射法的測試頻率上限，進而實現對長電纜中缺陷的準確定位。

對于缺陷定位過程中存在的“假峰”問題，本文建議從“假峰”與真實缺陷形成的 “畸變峰”在等效頻率及幅值上的關聯關系著手，基于特征分析與提取來實現“假峰”的辨識與消除。此外，在進行缺陷定位過程中，還可通過調節測量儀器與電纜首端特征阻抗的匹配效果（即源阻抗與傳輸線阻抗匹配）來抑制“假峰”的形成。

3.3 開展電纜中局部老化段的定位與診斷研究

現有頻域反射技術研究尚未實現電纜中局部老化段與集中性缺陷的辨識與定位，且局部老化段的存在可能會影響測量信號傳播過程，進而影響定位精度，此外，局部老化段狀態的診斷研究仍有較大拓展空間。

本文建議開展以下研究：

（1）對比分析局部老化段和集中性缺陷形成的阻抗不連續點的差異（如反射系數變化特征），提取基于頻域反射法的空間域函數 “畸變峰”特征來實現對老化段和集中性缺陷的辨識與定位。

（2）研究電纜局部老化對于測量信號傳播速度的影響規律，考慮波速變化特征改進定位計算方法及過程，提高缺陷定位的準確性。

（3）考慮“畸變峰”幅值沿線路衰減特性及不同“畸變峰”形成過程中的耦合作用，嘗試依據“畸變峰”幅值，建立其與局部老化段老化狀態的關聯，實現對沿電纜線路老化分布狀態的有效表征。